第05章生物氧化.ppt

第一节 新陈代谢总论 一、新陈代谢的概念 新陈代谢（metabolism）：生物与外界环境进行物质交换和能量交换的全过程。 新陈代谢：物质代谢和能量代谢。 物质代谢：营养物质的吸收 包括合成代谢（需要能量）和分解代谢（产生能量） 能量代谢：能量合成和能量消耗 二、新陈代谢的研究方法 活体内和活体外实验 同位素示踪法 代谢途径阻断法 生物氧化特点 生物氧化有其自身特点： 第一，生物氧化是在活细胞内、在体温、常压、近于中性pH及有水环境介质中进行的，是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的； 第二，生物氧化时，氧化还原过程逐步进行，能量逐步释放，这样不会因为氧化过程中能量骤然释放而损害机体，同时使释放的能量得到有效的利用； 第三，生物氧化的主要方式是脱氢和电子转移的反应，脱下的氢最后与氧形成水。氧化还原的本质就是电子的转移 三、生物氧化中二氧化碳的生成 二氧化碳的生成是由于糖、脂类、蛋白质等有机物转变成含羧基的化合物进行脱羧反应所致 类型：直接脱羧和氧化脱羧 方式：α-脱羧和β-脱羧 生物氧化中生成的水是代谢物脱下的氢，经生物氧化作用和吸入的氧结合而成的。 生物氧化作用主要通过脱氢反应来实现的。 四 电子传递链（呼吸链） （一）概念 （二）电子传递链的组成 （三）电子传递链的电子传递顺序 （四）呼吸链的电子传递抑制剂 （一）概念 电子传递链（eiectron transport chain，ETS）代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系称为电子传递链或电子传递体系，又称呼吸链（respiratory chain）。 电子传递链在原核生物存在于质膜上，在真核细胞存在于线粒体内膜上。 典型的呼吸链有两种：NADH呼吸链（用途广） FADH2呼吸链 （二） 呼吸链的组成 呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递体组成。包括： 烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁硫蛋白类、细胞色素类及辅酶Q（又称泛醌）。它们都是疏水性分子。除脂溶性辅酶Q外，其他组分都是结合蛋白质，通过其辅基的可逆氧化还原传递电子。 1、烟酰胺脱氢酶类（nicotinamine dehydrogenases） 以NAD+和NADP+为辅酶，催化脱氢时，其辅酶NAD+或NADP+先和酶的活性中心结合，然后再脱下来。它与代谢物脱下的氢结合而还原成NADH或NADPH。当有受氢体存在时，NADH或NADPH上的氢可被脱下而氧化为NAD+或NADP+。其递氢机制是：当其接受代谢物脱下的一对氢原子时，就由氧化型（NAD+或NADP+）变为还原型（NADH＋H+或NADPH＋H+），吡啶环接受一个氢原子和二个电子后，氮原子就由五价变成三价，而H+则游离于介质中。 分子中含非卟啉铁与对酸不稳定的硫（酸化时放出硫化氢、也除去铁），二者成等量关系，排列成硫桥，然后再与蛋白质中的半胱氨酸连接。 活性部分含有两个活泼的硫和两个铁原子，故称为铁硫中心，又称作铁硫桥。 铁硫蛋白在线粒体内膜上与黄素酶或细胞色素形成复合物，它们的功能是以铁的可逆氧化还原反应传递电子 ■细胞色素c 细胞色素c为线粒体内膜外侧的外周蛋白，其余的均为内膜的整合蛋白。 细胞色素c容易从线粒体内膜上溶解出来。 细胞色素c 交互地与细胞色素还原酶的C1和细胞色素氧化酶接触 是唯一能溶于水的细胞色素 （四）呼吸链的电子传递抑制剂 1、概念：能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。 电子传递抑制剂的使用是研究呼吸链中电子传递体顺序的有效方法。（阻断部位物质的氧化-还原状态可以测出） 四 氧化磷酸化 （一）概念 （二）氧化磷酸化偶联部位及P/O比 （三）氧化磷酸化机理 （四）氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂 （五）线粒体穿梭系统 （六）氧化磷酸化的调控 NADH FMN CoQ b c1 c a a3 O2 （二）基部 简称F0，由嵌入线粒体内膜的疏水蛋白组成，至少含有4条多肽链，分子量共为70 000。F0具有质子通道的作用，它能传送质子通过膜到达Fl的催化部位。 （三）柄部 柄部连接F1和F0 ，分子量为18 000。这种蛋白质没有催化活力。 Fl、OSCP和F0三部分统称ATP合成酶（ATP synthase）或Fl- F0- ATPase复合物（Fl- F0 - ATP synthase complex）或三联体。 化学解偶联剂：2、4-二硝基苯酚 （2、4-dinitrophenol,DNP） DNP在pH=7的环境中以解离形式存在，是脂不溶的，不能过膜。 在酸性环境中接受H+,成为不