第06章生物氧化-10-11-4.pptVIP

第6章 生物氧化 维持生命活动的能量： 光能（太阳能）：植物、藻类和某些细菌通过光合作用，光能-生物能 化学能：动物和大多数微生物通过生物氧化作用，将有机物（主要是光合作用的产物）储存的化学能释放-生物能 生物氧化的概念 生物氧化与体外氧化之相同点 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物(CO2，H2O)和释放能量均相同。 生物氧化的一般过程 第一节 生成ATP的氧化磷酸化体系 一、呼吸链 线粒体呼吸链复合体 细胞色素(cytochrome, Cyt) 二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP偶联 底物水平磷酸化 （一）氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内 (二)氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度 三、氧化磷酸化作用可受某些内外源因素影响 寡霉素(oligomycin) 电子传递链及氧化磷酸化系统概貌 四、ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用 高能磷酸键 水解时释放的能量大于21kJ/mol的磷酸酯键，常表示为?P。 高能磷酸化合物 含有高能磷酸键的化合物 ATP的生成和利用 五、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运 （一）胞浆中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧化呼吸链 （二）ATP-ADP转位酶促进ADP进入和ATP移出紧密偶联 谷胱甘肽过氧化物酶 3、超氧化物歧化酶 二、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化 线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。 肉碱 脂酰肉碱 肉碱转运蛋白 瓜氨酸 鸟氨酸 碱性氨基酸转运蛋白 柠檬酸 苹果酸 三羧酸转运蛋白 OH- 丙酮酸 单羧酸转运蛋白 天冬氨酸 谷氨酸 天冬氨酸-谷氨酸转运蛋白 α-酮戊二酸 苹果酸 α-酮戊二酸转运蛋白 苹果酸 HPO42- 二羧酸转运蛋白 H2PO4- + H+ 磷酸盐转运蛋白 ATP4- ADP3- ATP-ADP转位酶 出线粒体 进入线粒体 转运蛋白 线粒体内膜的某些转运蛋白对代谢物的转运 胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。 α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphate shuttle) 苹果酸-天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttle) 转运机制： NADH+H+ FADH2 NAD+ FAD 线粒体 内膜 线粒体 外膜 膜间隙 线粒体 基质 α-磷酸甘油 脱氢酶 呼吸链 磷酸二羟丙酮 α-磷酸甘油 1、α-磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中 2、苹果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中 NADH +H+ NAD+ NADH +H+ NAD+ 谷氨酸- 天冬氨酸 转运体 苹果酸-α-酮 戊二酸转运体 苹果酸 草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸 苹果酸 脱氢酶 谷草转 氨酶 胞液 线 粒 体 内 膜 基质 呼吸链 天冬氨酸 氧化磷酸化 6、葡萄糖彻底氧化的总结算 第二节 其他不生成ATP的氧化体系 The Others Oxidative Enzyme Systems without ATP Producing 一、抗氧化酶体系有清除反应活性氧类的功能 反应活性氧类(reactive oxygen species, ROS) O2 e- O·-2 e-+2H+ H2O2 e-+H+ OH· H2O e-+H+ H2O 反应活性氧类 ROS主要来源 线粒体：超氧阴离子O·-1，是体内O·-1的主要来源； O·-1在线粒体中再生成H2O2和·OH。 过氧化酶体：FAD将从脂肪酸等底物获得的电子交给O2生成H2O2和羟自由基·OH。 胞浆需氧脱氢酶（如黄嘌呤氧化酶等）也可催化生成O·-2。 细菌感染、组织缺氧等病理过程，环境、药物等外源因素也可导致细胞产生活性氧类。 细胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2还原成水的过程，有强氧化性中间物始终和双核中心紧密结合，不会引起细胞损伤。 标准氧化还原电位 拆开和重组 特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧 （二）氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低到高的顺序排列 由以下实验确定: 呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位 0.816 1/2O2 /H2O 0.06 Q10 /Q10H2 0.35 Cyt a3 Fe3+ /Fe2+ 0.05(0.10) Cyt bL(bH) Fe3+/Fe2+ 0.29 Cyt a Fe3+ /Fe2+ －0.219 FAD /FADH2 0.2