09章代谢总论与生物氧化(修改1）.ppt

第一节 代谢总论与生物氧化概述 （一） 代谢 1.概念 2.代谢途径及特点 3.新陈代谢内涵 （二）生物氧化 1.定义 2.特点（与体外燃烧相比） 3.生物氧化中CO2和H2O的生成 （三）高能化合物 1.相关概念 2.高能化合物的类型 （四）最重要的高能化合物—ATP （一）代谢 1. 概念 代谢(metabolism)又称新陈代谢，广义上泛指生物与周围环境进行物质转变和能量交换过程。狭义上指生物体内所有化学变化的总称。 2.代谢途径及特点 代谢过程是通过一系列酶促反应完成的。完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶促反应称为代谢途径。 特点： 1.代谢途径不完全可逆性 2.代谢途径形式的多样性 3.代谢途径的细胞定位 4.代谢途径相互沟通 5.代谢途径之间有能量关联 6.代谢途径的流量可调控 3. 内涵 4.多磷酸核苷间的能量转移 生物体内除了直接使用ATP供能外，还使用其他形式的高能磷酸键供能，如UTP用于糖原合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白质合成等。 核苷单磷酸激酶 NMP + ATP NDP + ADP ? 核苷二磷酸激酶 NDP + ATP NTP + ADP 线粒体的结构 2．ComplexⅡ（琥珀酸-泛醌还酶;琥珀酸脱氢酶 ） FAD+ 2（Fe-S）?CoQ 3．Complex Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶;细胞色素bc1复合体）：CoQ ? 2Cytb + Cytc1 +（Fe-S） 4．Complex Ⅳ（细胞色素氧化酶、末端氧化酶）： Cyta + Cyta3 + Cu + Fe （三）呼吸链成分的排列顺序及电子传递过程： 电子传递链中电子的传递有严格顺序和方向.电子从氧化还原电位较低的传递体依次流向电位较高的传递体最后流向氧分子。 NAD+是水溶性的，与酶蛋白可逆结合而往返于线粒体基质与内膜之间（但不能透过内膜）。 在线粒体的基质中，NAD+接受代谢物上脱下的氢，生成NADH；然后与酶蛋白脱离，扩散至线粒体内膜的内表面，将氢(电子)传递给下一个电子传递体，自身又再生成 NAD+，返回线粒体基质继续参与代谢物的脱氢反应。 呼吸链中五种电子传递体 （1） NAD+ （一） 呼吸链的组成 黄素蛋白是指以黄素核苷酸(FAD或FMN)为辅基的酶。所以，黄素蛋白有两种，分别以FAD及FMN作为辅基。 FP分布在线粒体的内膜上。它的辅基FAD或FMN与蛋白质部分结合得很牢固，有的甚至是共价连结。 FP在呼吸链中作为双电子传递体。 （2） 黄素蛋白 (FP) 呼吸链中五种电子传递体 （一） 呼吸链的组成 铁硫蛋白含铁原子(非血红素铁)和硫原子(对酸不稳定的硫)，两者一般以等摩尔存在，构成2Fe-2S簇、4Fe-4S簇，称为铁硫中心，常用符号“Fe-S”表示。铁硫中心通过Fe与蛋白质的半胱氨酸残基连接。 铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。 （3） 铁硫蛋白 铁硫蛋白在呼吸链中不传递氢，作为单电子传递体 呼吸链中五种电子传递体 （一） 呼吸链的组成 （3） 铁硫蛋白（续） 铁硫蛋白通常与其它电子传递体的蛋白质（如黄素蛋白、细胞色素）结合成复合物，从而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位传递电子 辅酶Q属于醌类，因广泛存在，故又叫泛醌(UQ) 它是呼吸链中唯一的非蛋白质组分。分子小，且脂溶性，可在线粒体内膜磷脂双分子层的疏水区自由扩散，往返于复合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ之间进行电子传递 ?（4） 辅酶Q (CoQ) 很容易接受电子和质子，还原成QH2（还原型）；QH2也容易给出电子和质子，重新氧化成Q。 呼吸链中五种电子传递体 （一） 呼吸链的组成 细胞色素是以铁卟啉(血红素)为辅基的蛋白质，因为有颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素。 细胞色素通过辅基中的铁离子价的可逆变化进行电子传递。它在呼吸链中作为单电子传递体。 （5） 细胞色素 (Cyt) 呼吸链中五种电子传递体 （一） 呼吸链的组成 根据还原型细胞色素的吸收光谱的吸收峰位置不同，将细胞色素分为a、b、c三类。每一类中又有不同的亚类。不同类型的细胞色素，其辅基结构以及辅基与蛋白质的结合方式不同。 在动物的呼吸链中，至少有5