第七章 新陈代谢总论与生物氧化幻灯片.pptVIP

* 第七章 新陈代谢总论与生物氧化 一 新陈代谢总论 二 生物氧化 一 新陈代谢总论（一）新陈代谢的概念 新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行物质交换、能量交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作用（assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一系列的生化反应，分解为简单成分重新利用或排出体外，即所谓异化作用（dissimilation ），通过上述过程不断地进行自我更新。 特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行 新陈代谢的概念 新陈代谢 合成代谢 （同化作用） 分解代谢 （异化作用） 生物小分子合成为 生物大分子 需要能量 释放能量 生物大分子分解为 生物小分子 能量代谢 物质代谢 新陈代谢 新陈代谢的共同特点： 1. 由酶催化，反应条件温和。 2. 诸多反应有严格的顺序，彼此协调。 3. 对周围环境高度适应。 （二） 新陈代谢的研究方法 1. 活体内(in vivo)与活体外实验(in vitro) 2. 同位素示踪 3. 代谢途径阻断 （三） 生物体内能量代谢的基本规律 自由能：生物体（或恒温恒压）用以作功的能量。在没有作功条件时，自由能转变为热能丧失。 熵：混乱度或无序性，是一种无用的能。 ΔG = ΔH – TΔS 对于 A +B ←→ C +D ΔG°= -2.303RTlgK K=[C][D]/[A][B] 物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中用于作功的能量) 自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： ΔG0，反应能自发进行（放能反应） ΔG0，反应不能自发进行（吸能反应） ΔG=0，反应处于平衡状态。 （四） 高能化合物与ATP的作用 高能化合物 磷酸化合物 非磷酸化合物 磷氧型 磷氮型 硫酯键化合物 甲硫键化合物 烯醇磷酸化合物 酰基磷酸化合物 焦磷酸化合物 二、 生物氧化 ——生物体细胞内一切代谢物进行的氧化作用。 （一） 生物氧化的特点 1. 在体温、近于中性的含水环境中由酶催化。 2. 能量逐步释放，部分存于ATP。 3. 分为线粒体氧化体系和非线粒体氧化体系。 （二） CO2的生成 生物体内CO2的生成来源于有机物转变为含羧基化合物的脱羧作用。 MCOOH MH+CO2 直接脱羧 CH3CCOOH O CH3CHO + CO2 丙酮酸脱羧酶 （α-脱羧） HOOCC H2C COOH α β 丙酮酸羧化酶 CH3CCOOH + CO2 O O （Β-脱羧） 氧化脱羧 ：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。 HOOCCH2CHOHCOOH CH3CCOOH + CO2 NADP+ NADPH + H+ O （三） H2O的生成 代谢物脱下的氢经生物氧化作用和吸入的氧结合生成水。 生物体主要以脱氢酶、传递体及氧化酶组成生物氧化体系，以促进水的生成。 MH2 M 递氢体 递氢体H2 NAD+、NADP+、FMN、FAD、COQ 还原型 氧化型 Cyt递电子体 b, c1, c, aa3 2H+ 2e ? O2 O2- H2O 脱氢酶 氧化酶 呼吸链(电子传递链) 线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载体的传递，最后传递给O2生成H2O。这种由载体组成的电子传递系统称电子传递链（eclctron transfer chain),因为其功能和呼吸作用直接相关，亦称为呼吸链。 呼吸链（电子传递链） 根据接受氢的初受体不同，典型的呼吸链有两种：NADH呼吸链和FADH2呼吸链。 2. 呼吸链的组成 3. 呼吸链中传递体的顺序 MH2 NADH -0.32 FMN -0.30 CoQ +0.10 b +0.07 c1 +0.22 c +0.25 aa3 +0.29 O2 +0.816 FAD -0.18 鱼藤酮 安密妥 抑制剂： 抗霉素A 氰化物，CO， 叠氮化合物 (1)、呼吸链的组成 1.NADH –Q还原酶 2.琥珀酸-辅酶Q还原酶 3.细胞色素还原酶 4.细胞色素氧化酶 NADH 辅 酶 Q（CoQ） Fe-S Cyt c1 O2 Cyt b Cyt c Cyt aa3 琥珀酸等 黄素蛋白（F AD） 黄素蛋白（FMN） 细胞色素类 铁硫蛋白（Fe-S） 铁硫蛋白（Fe-S） 烟酰胺脱氢酶类 特点：以NAD