生物氧化和能量转化.pptVIP

1. 自由能 ? 自由能是指一个化合物分子结构中所固有的能量，是一种能在恒温、恒压条件下作功的能量。 2. 氧化还原电位 (1)酰基磷酸化合物 1. 磷氧键型（－O～P） （2）烯醇式磷酸化合物 （3）焦磷酸化合物 磷酸原：以高能磷酸形式储能的物质 磷酸肌酸：脊椎动物肌肉中的储能物质 存在肌肉、脑、神经组织。 磷酸精氨酸：无脊椎动物肌肉中的储能 物质 ATP不是真正的储能物质 ? 细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所。 ? 在生物氧化中，从代谢物上脱下的氢由一系列传递体所组成的电子传递链而转移，最终达到氧，使氧还原成水，并伴随着自由能的释放和ATP的生成。 （二）电子传递链的基本组成 电子传递链是一系列电子传递体按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统 电子传递链的主要组分包括： （书p175，表8-5） NADH?CoQ还原酶 (复合物I) 琥珀酸脱氢酶 (复合物II) 细胞色素b c1复合物 （复合物III， 细胞色素c还原酶 ） 细胞色素c氧化酶 （复合物IV ） 铁硫蛋白 以铁卟啉（血红素）为辅基的蛋白质（有颜色） 细胞色素主要是通过辅基中Fe3+ ? Fe2+ 的互变起传递电子的作用。 一个细胞色素每次传递一个电子。 细胞色素（cyt.） 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。 Cyt b、Cyt c1、Cyt c、 Cyt a 、Cyt a3 细胞色素主要是通过Fe3+ ? Fe2+ 的互变起传递电子的作用的。 Cyt aa3 可直接以氧分子为电子受体 Cyt aa3复合体含有两个血红素A和Cu ，在氧化还原反应中也发生价态变化（Cu2+ ? Cu+），又称细胞色素氧化酶。 由于QH2是一个双电子载体，细胞色素蛋白组分(如cyt.c)都是单电子传递体，所以，实际反应情况比较复杂。 一电子传递 CoQH2→ Fe-S → cyt. c1 → cyt. c 另一电子传递 CoQH2→ cyt.b→CoQ- 另一电子传递CoQH2→ cyt.b→CoQ- 视频 1 线粒体-呼吸链蛋白复合体 ? 鱼藤酮(rotenone):抑制电子从FMNH2传递到CoQ 抗霉素A(antimycin A):抑制电子从CoQ 传递到Cyt C N3,CO,CN-:抑制电子从Cyta,a3传递到O2. 思 考？ 鱼藤酮电子抑制剂 抗霉素A电子抑制剂 N3、CO、CN-电子抑制剂 从NADH ? O2 产生 ？？ATP 从FADH2 ? O2 产生? ? 个ATP 1 氧化磷酸化（电子传递链的磷酸化）在呼吸 (需O2) 链电子传递过程中释放的能量使 ADP磷酸化生成ATP的过程。 2 底物水平磷酸化：底物在脱氢时形 (不需O2) 成的高能磷酸基团 直接转移给ADP生 成ATP的方式。 部位I: ΔG0′= -nFΔE0′= -2?96500 ? [(-0.06)-(-0.32)]=-50180焦/摩=-50.18千焦/摩 ? 部位II: ΔG0′= -nFΔE0′= -2?96500 ?[0.26-(-0.052)]= -60.22千焦/摩 ? 部位III: ΔG0′= -nFΔE0′= -2?96500 ?(0.817-0.28)=-103.64千焦/摩 一对电子从NADH传递到氧气,释放的能量可以合成2.5个ATP。一对电子从FADH2传递到氧气,释放出的能量可以合成1.5个ATP。 头部:F1,含α，β，γ，δ，ε五种亚基 作用：催化ADP和Pi发生磷酸化，生成ATP, 也可水解ATP。 基部：F0， 作用：具有质子通道的作用，传送质子通 过膜到达F1的催化部位 柄部：连接F1和F0 作用：控制质子的流动，从而控制ATP的生成速度 视频 2 电子传递中ATP的产生 （二）氧化磷酸化的偶联机理 化学渗透假说的要点是： 1)递氢体和递电子体间隔排列,催化定向反应. 2)递氢体(复合物I. III.IV)起质子泵作用,把质子从内膜内侧泵到内膜外侧. 3)线粒体内膜对质子不透性,于是内膜两