生物氧化和生物能.pptVIP

营养物质分解氧化三阶段 大分子?小分子 ------- Ⅰ：分解 ? Ⅱ：分解氧化 乙酰CoA ? TCA Ⅲ：氧化磷酸化 ? ? （主要产能步） H2O+ATP CO2 一、生物氧化的方式 生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化下分步进行的。 每一步反应，都由特定的酶催化。在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式。 1．脱氢氧化反应 （1）脱氢 在生物氧化中，脱氢反应占有重要地位。它是许多有机物质生物氧化的重要步骤。催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。 脂肪酸脱氢（烷基脱氢成烯） 琥珀酸脱氢 醇脱氢 乳酸脱氢酶 （2）加水脱氢 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一类。 2．氧直接参加的氧化反应 这类反应包括：加氧酶催化的加氧反应和氧化酶催化的生成水的反应。 加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。例如， 甲烷单加氧酶 CH4 + NADH + O2 ?? CH3-OH + NAD+ + H2O 氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反应，反应产物为水。 在各种脱氢反应中产生的氢质子和电子，最后都是以这种形式进行氧化的。 3．生成二氧化碳的氧化反应 （1）直接脱羧作用 氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，直接从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。 （2）氧化脱羧作用 氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在氧化脱羧酶系的催化下，在脱羧的同时，也发生氧化（脱氢）作用。例如苹果酸的氧化脱羧 二、生物氧化的特点 1，生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，pH?7和常温）。 2，氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生。 3，水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。 4，在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。 5，生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。 6，生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。 NADH呼吸链 2. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶 4、 复合体Ⅲ: 泛醌-细胞色素c还原酶 功能：将电子从泛醌传递给细胞色素c （简写为cyt. ）是含铁的电子传递体，辅基为铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构成血红素。各种细胞色素的辅基结构略有不同。线粒体呼吸链中主要含有细胞色素a, b, c 和c1等，组成它们的辅基分别为血红素A、B和C。 细胞色素主要是通过Fe3+ ? Fe2+ 的互变起传递电子的作用的。 它是电子传递链中一个独立的蛋白质电子载体，位于线粒体内膜外表，属于膜周蛋白，易溶于水。它与细胞色素c1含有相同的辅基，但是蛋白组成则有所不同。在电子传递过程中，cyt. c通过 Fe3+ ? Fe2+ 的互变起电子传递中间体作用。 6、复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶 功能：将电子从细胞色素c传递给氧 简写为cyt. c 氧化酶，即复合物IV，它是位于线粒体呼吸链末端的蛋白复合物，由12个多肽亚基组成。活性部分主要包括cyt. a和a3。 7 复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶 呼吸链的作用是接受还原性辅酶上的氢原子对(2H++2e)，使辅酶分子氧化，并将电子对顺序传递，直至激活分子氧，使氧负离子(O2-)与质子对(2H+)结合，生成水。电子对在传递过程中逐步氧化放能，所释放的能量驱动ADP和无机磷发生磷酸化反应，生成ATP。 1 线粒体ATP合酶 How does proton translocate through F0 and return back to matrix? 磷氧比（ P/O ） Proton translocation through F0 drives ATP synthesis by F1 loose state (L) tight state (T) open state (O) Binding change mechanism interactions with the highly irregular γ subunit make the three β subunits inequivalent. In the open s