第六章 生物氧化.ppt

1、第6章生物氧化，第1节线粒体氧化系统，第2节三磷酸腺苷的产生、能量利用和转移，第3节非线粒体氧化系统，第4节二氧化碳的产生，生物氧化的概念：糖、脂肪、蛋白质、O2、CO2、H2O、能量、33%三磷酸腺苷、热能，有机物在生物体中被完全氧化分解成CO2和H2O，能量以生物氧化和加氧的方式释放。脱氢和失去电子的过程遵循氧化还原反应的一般规律。生物氧化特性：1。反应条件温和。(温度和酸碱度)2。酶促反应过程快速且可调。3.能量逐渐释放，其中33%合成为三磷酸腺苷。4.物质的主要氧化形式是脱氢或脱电子。5.二氧化碳是由有机酸脱羧产生的。材料氧化系统的分类：1。线粒体氧化系统。非线粒体氧化系统，微粒体氧化

2、系统，过氧化物酶体氧化系统，第1节线粒体氧化系统，1。呼吸链(1)呼吸链的概念：由线粒体内膜中按一定顺序排列的酶和辅酶(氢和电子供体)组成的氧化还原反应系统。因为这个反应与细胞呼吸有关，这个链的氧化还原反应系统称为呼吸链和电子转移链。5，细胞色素系统，(2)呼吸链的组成，1。NAD和NADP的结构和功能；R=H2PO3: NADP，NAD:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，氧化辅酶NADH:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，还原型辅酶NADP:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，氧化辅酶NADPH:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，还原型辅酶，功能：一个氢原子和一个电子的可逆传输，2。FMN和基金会的结构和功能：N1基金会。1，10，

3、黄素蛋白，FAD:黄素腺嘌呤二核苷酸，氧化FAD 2:还原，FMN:黄素单核苷酸，氧化FMNH2:还原，3。辅酶Q(CoQ)，作用：分子中苯醌结构的可逆氢化和脱氢，它是生物氧化中的氢供体，4。铁硫蛋白的结构和作用它是一种电子供体，代表无机硫、fe4S4的结构和铁蛋白的结构。5.细胞色素Cyt)是一种以铁卟啉为辅助基团催化电子转移的酶，根据其不同的吸收光谱进行分类。根据结构和光吸收的不同，细胞色素可分为三类：细胞色素，cyta，cytb，cytc，a，a3，b562 (h)，b566 (l)，C1，c，可以可逆地转移电子。人呼吸链复合体的组成，表6-1，(3)呼吸链复合体、NADH、NAD、1/

4、2O2 2H、H2O、细胞液侧、基质侧、线粒体内膜、线粒体内膜中电子传递链的每个复合体的位置，也称为NADH-泛醌还原酶。复合电子转移：NADHFMNFe-S CoQ每转移2个电子，铁-S CoQ可从内膜基质侧向细胞质侧泵送4 h，复合物具有质子泵功能。1，复合物，复合物作用：是将NADH中的电子转移到泛醌，复合物是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶，也称为琥珀酸-泛醌还原酶。电子转移：琥珀酸FAD的几种铁硫钴配合物没有氢泵功能。2，复杂，复杂功能：是将电子从琥珀酸转移到泛醌。3。复合物，也称为泛醌-细胞色素c还原酶，电子转移过程：CoQH2(Cyt bLCyt bH) Fe-S Cytc1Cytc，

5、复合物：的功能是将电子从泛醌转移到细胞色素c。每转移两个电子，就有四个H能从基质侧被泵送到细胞质侧，并且该复合物具有质子泵功能。该复合物也称为细胞色素c氧化酶。电子转移：Cyt cCuACyt aCyt a3CuBO2 Cyt a3CuB形成一个活跃的双核中心，将电子转移到O2。4，复合物，复合物功能：将电子从细胞色素C转移到氧，并且每转移两个电子可以将两个H从内膜基质侧泵送到细胞质侧，并且该复合物具有质子泵功能。(3)呼吸链组分的排列顺序，这是由一系列实验结果决定的。标准氧化还原电位，从低到高。拆卸和重新组装。用特定的抑制剂阻断。在还原状态下缓慢供氧，观察各组分的氧化顺序。表6-2呼吸链中各

6、种氧化还原对的标准氧化还原电位，1。NADH氧化呼吸链： NADH复合辅酶Q复合Cyt c复合O2。琥珀酸(FAD)氧化呼吸链：琥珀酸复合物辅酶Q复合物Cyt c复合物O2，两条呼吸链的排列顺序，NADH氧化呼吸链，FADH2氧化呼吸链，1。高能化合物指的是高能键，高能键指的是在合成过程中每摩尔至少吸收21kJ的化学键，当断裂时释放超过21kJ的化学键。三磷酸腺苷是一种高能磷酸化合物，是人体内最常见和最重要的高能化合物，是各种生理活动的直接能量。第二节，三磷酸腺苷的产生和能量的利用与转移，底物水平磷酸化三磷酸腺苷的产生方式氧化磷酸化，底物水平磷酸化(主要是):底物脱氢重新分配分子的内能，而产生

7、的高能键直接转移到腺苷二磷酸磷酸化产生三磷酸腺苷。氧化磷酸化):底物通过呼吸链的传递释放能量，偶联ADP磷酸化产生三磷酸腺苷的过程也称为偶联磷酸化。3.影响氧化磷酸化的因素，1。呼吸链抑制剂，2。解偶联剂，3。氧化磷酸化抑制剂，(1)抑制剂，1。呼吸链抑制剂阻断呼吸链中的一些电子转移位点，主要是鱼藤酮、双嘧达莫、异麦芽酮糖醇、抗霉素、二硫代丙醇、一氧化碳、氯化萘等。解偶联剂对氧化和磷酸化的偶联过程进行解偶联，主要包括棕色脂肪组织中的二硝基酚和解偶联蛋白。3.氧化磷酸化抑制剂可以抑制电子转移和ADP磷酸化。如：寡霉素、鱼藤酮、双嘧达莫、戊巴比妥、抗霉素、二巯基丙脯酸、一氧化碳、氯化萘、N3-和H

8、2S，各种呼吸链抑制剂的阻断位点，解偶联蛋白(棕色脂肪组织线粒体)的作用机制，Q，细胞液侧，基质侧，解偶联蛋白，(2) ADP氧化磷酸化加速，ADP氧化磷酸化减慢。(3)甲状腺激素的作用1。诱导钠钾三磷酸腺苷酶的产生，促进三磷酸腺苷分解为腺苷二磷酸。2.促进解偶联蛋白的基因表达。(4)线粒体基因突变。mtDNA突变影响呼吸链中许多酶的合成，但影响氧化磷酸化，这在老年人中很常见。生物能量、三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、机械能(肌肉收缩)、渗透能(物质的主动运输)、化学能(合成代谢)、电能(生物电)、热能(维持体温)、肌肉和大脑以及磷酸肌酸的产生、储存和利用。第三节：非线粒体氧化系统，主要存在于微粒体、

9、过氧化物酶和细胞质中。非线粒体氧化系统的功能不同于线粒体氧化系统。三磷酸腺苷不是在氧化过程中产生的，但它的功能是必不可少的。(1)有氧脱氢酶和氧化酶；(2)过氧化物酶体中的酶；(1)过氧化氢酶，也称为过氧化氢酶，有四个hemes作为它的辅基；(2)以血红素为辅基的过氧化物酶体，催化H2O2直接氧化酚类或胺类，并与氧超氧离子(O2)、H2O2和羟基反应，3。超氧化物歧化酶，2o2hr，超氧化物歧化酶，H2O2，H2O2，过氧化氢酶，超氧化物歧化酶：超氧化物歧化酶，谷胱甘肽过氧化物酶，H2O 2(RoHo)，H2O(RoH2O)，2gsh，g s s g，NADP，NADPH，这些酶可以保护生物膜和血红蛋白免受损伤，谷胱甘肽还原酶，含硒谷胱甘肽羟化酶，微粒体中的酶，(1)添加单加氧酶，*催化反应：RH NADPH O2，Roh NADPH H2O，所以它们也被称为混合功能氧化酶上述反应需要细胞色素P450的参与。(2)添加双加氧酶，其催化氧分子中的两个氧原子添加到底物中具有双键的两个碳原子。(4)CO2的产生，人体内的CO2来自有机酸的脱羧作用。(I)-简单脱羧，R-CHNH2-COOH R-CH2NH2 CO2