5生物氧化-1.ppt

1、5.2 Oxidative phosphorylation 氧化磷酸化,1,Whats biological oxidation (生物氧化) 2, Electron transport chain (电子传递链） ( 又名respiratory chain 呼吸链) 3,Oxidative phosphorylation (氧化磷酸化作用),生物氧化是指有机物质在细胞内氧化分解成CO2和水并释放出能量形成ATP 的过程。（实际上是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反应，又称细胞氧化、细胞呼吸）,糖、脂肪、蛋白质,CO2、H2O,O2,释放能量，部分合成ATP,1, biological ox

2、idation (生物氧化 ),*生物氧化的本质,生物氧化与体外氧化的本质相同，都是电子的转移。 失电子者为还原剂，是电子供体，得电子者为氧化剂，是电子受体 生物氧化的方式：加氧、脱氢、脱电子。,（1）生物氧化是在生物细胞内，在酶的催化作用下逐步进行。 （2）反应条件温和：中性pH，体温，有水环境。 （3）能量逐步释放，释放的能量以高能磷酸键的形式贮存。,*生物氧化的特点,共同点：需O2 、 释放能量相等、产生 H2O+ CO2,生物氧化与体外燃烧的区别,（4）在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步的。, 生物氧化中 CO生成的方式：有机酸脱羧 生物氧化中水的生成：氧化过程中脱下来的氢质子和

3、电子，通常由呼吸链中的各种载体，如NADH、FADH2等传递到氧并生成水。,2, Electron transport chain（电子传递链）,各种递氢体和递电子体按照一定的顺序排列在线粒体内膜，通过一系列连锁进行的氧化还原反应将代谢物氧化脱下的氢和电子传递给氧生成水的过程。 又称 “ (呼吸链respiratory chain ) ” 递氢体和递电子体一般是线粒体内膜的一些传递氢和电子的酶或辅酶。,原核细胞的呼吸链位于质膜上，真核细胞则位于线粒体内膜上。,1，双层膜结构。 2，外膜对小分子（Mr5000）和离子为自由透过（通过跨膜通道）。 3，内膜对大多数小分子及离子不透过（包括H+），只

4、有内膜上存在特异运输体的物质可以透过。 4，内膜上含有呼吸链和ATP合成酶.,Mitochondrial(线粒体) Structure and Function,内膜: 20%脂+80%蛋白质,线粒体基质含有丙酮酸脱氢酶复合体和柠檬酸循环、脂肪酸-氧化、氨基酸氧化途径及酵解以外所有能量物质氧化途径。,注：除四种复合体外，呼吸链还包括CoQ和Cyt c。,线粒体内膜电子传递的酶复合体,2.1 呼吸链组成：四个线粒体内膜电子传递的酶复合体。,MH2 NADH FMN CoQ b c1 c (a+a3) 1/2O2 FADH2 MH2,呼吸链全景,复合体I中的辅基,注意两条呼吸链均每次传递一对电子给

5、1个氧原子。,复合体II中的辅基,复合体III中的辅基,复合体中的辅基,注：MH2为代谢物。,根据代谢物上脱下氢的初始受体不同而分为NADH呼吸链和FADH2呼吸链。,NAD+/NADH : 氧化途径（分解代谢）中电子受体NADP+/NADPH :还原途径（合成代谢）电子供体,复习：,复合体（NADH-Q还原酶） 组成：含以FMN为辅基的黄素蛋白和以铁硫族（Fe-S)为辅基的铁硫蛋白。 辅酶：CoQ 。 作用：氧化NADH，还原CoQ,注：H传递给FMN后，形成FMNH2，从FMNH2脱下的氢以质子和电子的形式出现，电子通过铁硫蛋白传递给辅酶Q，质子则从线粒体基质中被辅酶Q吸收，从而形成还原型

6、辅酶Q（QH2）。,铁硫蛋白： 辅基：铁硫簇（iron-sulfur cluster，Fe-S）,作用：传递电子 Fe3+ + e Fe2+ 在呼吸链中铁硫蛋白常与黄素蛋白或细胞色素b形成复合体存在。,辅酶Q（CoQ） 又称泛醌（ubiquinone，UQ，Q） 非蛋白、脂溶性醌类化合物， 侧链由多个异戊二烯组成， 作用：可在线粒体内膜移动的电子载体,传递一对氢。,复合体 （琥珀酸-Q还原酶） 组成：黄素蛋白（辅基FAD ）、铁硫蛋白（辅基Fe-S ） 作用：氧化琥珀酸，还原辅酶Q,复合体与复合体I之间无前后关系，都是将电子传递到Q，只是电子的来源不同。,复合体（细胞色素还原酶、辅酶Q-Cyt

7、c还原酶、Cytbc1复合体） 组成：Cytb 、Cyt c1、铁硫蛋白（Fe-S ） 作用：催化还原型QH2的氧化和Cytc的还原。,将电子定向地从还原型QH2传给膜间隙的氧化型细胞色素b，使之还原，同时质子定向地从基质转移到膜间隙中。,单一多肽链（104aa），是唯一溶于水的细胞色素！是唯一处于线粒体膜间隙的细胞色素。 它是电子传递链中一个独立的蛋白质电子载体，接受复合体传递来的电子沿线粒体内膜外侧表面移动，将电子传递给复合体。,细胞色素c（Cytc）,复合体（细胞色素氧化酶） 组成：Cyta、Cyta3，CuA，CuB 作用：将电子从Cytc传递给线粒体基质侧的O2,在电子传递过程中，分

8、子中的铜离子可以发生Cu+ Cu2+ 的互变，将Cyt c所携带的电子传递给O2，使之活化；活化的氧（O2-）与存在液体中的质子（H+）结合生成水。,该复合体除了含有铁卟啉外，还含有铜离子。 Cyta和a3组成一个复合体，二者结合紧密， 难以分开，称作Cyt aa3。,细胞色素（cytochrome Cyt）： 几乎存在于所有的生物体中（厌氧微生物除外） 结构：含血红素辅基的色素蛋白，一类含铁的电子传递体。 功能：细胞色素主要是通过Fe3+ Fe2+ 的互变起传递电子的作用。 Cyt-Fe3+ + e Cyt-Fe2+,补充介绍细胞色素！,细胞色素分类 还原型细胞色素具有明显的可见光谱（、）吸收现象。根据吸收光谱不同将其分为三类： Cy