第八章 生物氧化讲解.ppt

第二篇 生命物质的化学变化 新陈代谢 代谢途径： 指糖、脂类、蛋白质、核酸及水、盐 代谢的一系列化学反应。 代谢物： 统指代谢反应中任一反应物、中间产物或产物。 代谢特点： 1）严格的细胞内定位 2）特异的酶促反应 3）共通的代谢间关联 4）严谨的反应顺序 5）高效率的调控机构 研究新陈代谢的方法： 1、活体内与活体外实验： 活体内（in vivo）： 生物体内:动物实验、组织细胞培养等。 活体外（in vitro)： 在试管内进行:细胞切片、匀浆液、提取液等。 2、同位素示踪法： 同位素标记某种代谢物，然后追踪同位元素在体内的变化途径，就能获得有关代谢途径的知识。 3、代谢途径阻断等方法 用抗代谢物或酶抑制剂阻抑中间代谢的某一环节，使中间物积累，便于分析和推测代谢情况。 第八章 生物氧化 第一节 生物氧化概述 一、定义——p233 有机物（糖类、脂肪、蛋白质等）在生物体内进行氧化分解生成CO2和H2O，并释放出能量的过程称为生物氧化。也称为细胞呼吸。 通常意义的呼吸运动与细胞呼吸既有区别又是相互关联的 二、生物氧化的阶段 代谢物在体内的氧化可以分为4个阶段： ①糖、脂肪和蛋白质先降解为基本结构单位， ②然后经过分解代谢生成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）。 ③乙酰CoA进入三羧酸循环脱羧生成CO2 ，脱氢使NAD和FAD还原成NADH、FADH2。 ④NADH和FADH2中的氢经呼吸链将电子传递给氧生成水，氧化过程中释放出来的能量用于ATP合成。 生物氧化的四个阶段 狭义地说只有最后那个阶段才是生物氧化，这是体内能量生成的主要阶段，即代谢物脱下的氢是如何交给氧生成水；细胞如何将氧化过程中释放的能量转变成ATP。 3、生物氧化中底物是在酶的催化下，经一系列连续的化学反应逐步氧化分解的，氧化过程产生的能量也是逐步释放的。 既避免了能量骤然释放对机体的损害,又使得生物体能充分、有效地利用释放的能量。 4、生物氧化过程中释放的化学能被磷酸化反应所利用,贮存于高能磷酸化合物(如ATP)中,当生命活动需要时再释放出来。 真核细胞内，生物氧化主要是在线粒体中进行，原核细胞内生物氧化是在细胞膜上进行。 四、生物氧化中CO2生成的方式 代谢底物在酶的作用下经一系列脱氢、加水等反应，转变为含羧基的化合物（有机酸），经脱羧反应生成CO2，包括直接脱羧和氧化脱羧。 1、直接脱羧 2、氧化脱羧 失电子、脱氢、加氧都称为氧化 得电子、加氢、脱氧都称为还原 氧化和还原是偶联发生的，称为氧化还原反应。 六、参与生物氧化的酶类 p234 1、脱氢酶 ①以FAD、FMN为辅基的脱氢酶，又称为黄素酶 ——FADH2或FMNH2，进入呼吸电子传递链 ②以NAD、NADP为辅基的脱氢酶——NADH，DADPH，进入呼吸电子传递链 2、加氧酶 又分为单加氧酶和双加氧酶 3、传递体（载体） 传递氢：黄素蛋白，CoQ 传递电子：细胞色素、铁硫蛋白 4、氧化酶——生物氧化中水的生成 在生物氧化过程中，以氧为直接受氢体的氧化还原酶类称为氧化酶，例如细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等。 其他还有黄素氧化酶、酚氧化酶、交替氧化酶等。 第二节 线粒体氧化体系 一、线粒体 线粒体有两层膜，外膜平滑，透性高，仅有少量酶结合其上。内膜形成了许多向内褶叠的嵴，嵴的形成有利于增加内膜的面积。 线粒体内膜是能量转换的重要部位，产能和需能越高的组织嵴的数目也越多。 内膜约含80％的蛋白质，包括电子传递链和氧化磷酸化的有关组分都存在于此，是线粒体功能的主要担负者。 线粒体的内腔充满半流动的基质（衬质），其中包含大量的酶类以及线粒体DNA和核糖体。 线粒体基质酶类包括TCA酶类、脂肪酸?-氧化酶类和氨基酸分解代谢酶类。 线粒体内膜的内表面有一层排列规则的球形颗粒，通过一个细柄与构成嵴的内膜相连接，这就是ATP合酶(偶联因子F1-F0)。 二、电子传递链的概念 线粒体基质中底物被氧化，脱下来的氢形成FADH2和NADH，然后通过多种酶及辅酶组成的传递体的传递，最后电子传给O2用于生成水。 这种由载体组成的电子传递系统称为电子传递链，也称为呼吸链。 三、电子传递链的组成成分 1、烟酰胺脱氢酶类 特点：这是一类不需氧脱氢酶，以NAD+ 或NADP+为辅酶，存在于线粒体、基质或胞液中。 NAD的主要功能是接受从代谢物上脱下的2H(2H+ +2e)，并传给另一传递体黄素蛋白。 在生理pH条件下，烟酰胺中与吡啶氮对位的碳较活泼，能可逆地加氢还原，故可将NAD视为递氢体。 另一个氢原子分裂为质子(H+ )和电子(e) ，电子与吡啶环上的五价氮（N+）结合，中和了它的正电荷而成为三价氮，质子(H+ )则留在介质中。