生物氧化【生物化学课件】.pptVIP

第4章 生物氧化 四、线粒体内膜的物质转运 在线粒体基质与胞液间有线粒体内、外膜分隔，外膜允许MW小于1000的物质自由通过，内膜对物质通过有较高选择性，它通过内膜上的转运载体来实现。 * * 第2篇 物质代谢及其调控 生物化学的主要内容： 1.生物大分子的结构与功能； 2.物质代谢及调节 3.遗传信息的传递 4.专题 “物质”： 六大营养素： 糖、脂肪、蛋白质、维生素、水、无机盐。 核酸 物质代谢： 糖、脂肪、蛋白质、核酸 P126 一、概述 生物氧化的概念： 物质在生物体内进行的氧化反应称为生物氧化, 主要是指糖、脂肪、蛋白质等营养物质在体内经分解代谢，最终生成CO2 和H2O，同时逐步释放能量，生成ATP供生命活动所需的过程，又称细胞氧化或细胞呼吸。 氧化反应的主要方式：①加氧 ②脱氢 ③失电子 包括2类： 线粒体氧化体系：与生成ATP有关，它主要 是糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。 非线粒体氧化体系：与生成ATP无关，而具有其它特定功能如微粒体等。 早在数世纪以前，人们即认识到：动物能将食物的化学能转变为热能，其过程与柴、煤燃烧相似，均是消耗O2产生CO2 。直到上世纪，其确切机制才为人们所认识：动物体内物质的燃烧过程（即生物氧化）不完全等同于体外的燃烧，后者的能量是突然释放，而生物氧化释放能量，是逐步的过程，其中一部分用于合成ATP等高能化合物而储存；一部分以热量的形式散发，用于维持体温。 二、生成ATP的氧化体系（线粒体） （一）呼吸链(respiratory chain) 在物质代谢过程中，由代谢物脱下的2H通过多种酶与辅酶所催化的连锁反应，最终与O2结合生成水。此传递链称为呼吸链。参与其过程的酶与辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上，呼吸链又称电子传递链。 1.呼吸链的组成 参与呼吸链的主要电子传递体有： （1）尼克酰胺核苷酸：包括NAD+和NADP+2种。它们能可逆性地加氢还原与脱氢氧化，但只能接受1H和1个电子，另一个质子留在介质中。 （2）黄素蛋白类：凡含有FMN或FAD的酶称为黄素蛋白如呼吸链中的NADH脱氢酶的辅基是FMN、琥珀酸脱氢酶的辅基是FAD等。 （3）铁硫蛋白：其分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫（酸化时释放出H2S）为特征，是呼吸链中重要的电子传递体(Fe-S)。有2种形式：Fe2S2和Fe4S4 。其中，Fe3+ Fe2+接受或释放电子。 （4）辅酶Q：又称泛醌，是一种脂溶性的醌类化合物，其分子能可逆性地被加氢还原或失氢氧化。它接受FMNH2或FADH2上的2H，传递给另一电子传递体——细胞色素b。 （5）细胞色素类：细胞色素是一类具有特殊吸收光谱的有色物质，根据其吸收光谱的不同，可分为Cyta、Cytb和Cytc三组，每组又包括若干种。它们均是以铁卟啉为辅基的结合蛋白质。参与呼吸链的细胞色素有Cyta1 、a3 、b、c、 c1等5种，其中Cytb又有Cytb562 、Cytb5662种形式。而Cyta1a3 为呼吸链最后一个电子传递体，能将电子直接传给O2生成水，而呼吸链中的其它细胞色素均不能将电子直接传给O2生成水，因此，Cyta1a3 又称为细胞色素氧化酶。 若用胆汁酸盐反复处理线粒体内膜，可将呼吸链的各组分分离为4种含氧化还原酶的复合体和2种单独存在的电子传递体，它们是： （1）复合体I：含有黄素蛋白（以FMN为辅基）和铁硫蛋白，其作用是将NADH的电子传递到CoQ上，称为NADH-泛醌还原酶。 （2）复合体Ⅱ：含有黄素蛋白（以FAD为辅基）和铁硫蛋白，其作用是将电子从琥珀酸传递到CoQ上，称为琥珀酸-泛醌还原酶。 （3）复合体Ⅲ：含有Cytb562 、Cytb566、 Cytc1和铁硫蛋白，其作用是将电子从泛醌传递到Cytc上，称为泛醌-细胞色素c还原酶。 （4）复合体Ⅳ ：含有Cyta和Cyta3 ，2者结合紧密，常统称为Cytaa3 ，其分子中含有2个铁卟啉辅基和2个Cu2+,后者也参与电子传递。 复合体Ⅳ的作用是将电子从Cytc上传递给氧而生成水。 另外，2种单独的电子传递体是CoQ和Cytc。 呼吸链的排列顺序 2条呼吸链即NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链（FADH2氧化呼吸链）。其中，细胞色素的排列顺序为： 1. NADH氧化呼吸链 2. FADH2氧化呼吸链 (二）氧化磷酸