第11章生物氧化-1.pptVIP

生 物 氧 化 Biological Oxidation * 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。 热力学第一定律-能量守恒 * 生物氧化的一般过程 第二节 氧化磷酸化Oxidative Phosphorylation 一、呼吸链 （一）呼吸链的组成 二、氧化磷酸化 （一）氧化磷酸化偶联部位 化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis) 电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。 代谢物脱下的氢是如何交给氧生成水的？ 细胞通过什么方式将氧化过程中释放的能量转变成ATP分子中的高能键? * 定义 氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中释放能量，偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。 底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation) 是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程。 磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸 这是糖酵解 中第一次 底物水平 磷酸化反应 ADP ATP 1,3-二磷酸甘油酸 (1,3-DPG) OPO 3 2- 根据： P/O比值：1/2摩尔O2，生成ATP摩尔数 自由能变化 线 粒 体 离 体 实 验 测 得 的 一 些 底 物 的 P/O 比 值 底 物 呼 吸 链 的 组 成 P/O 比 值 β - 羟 丁 酸 NAD + → 复 合 体 Ⅰ → CoQ → 复 合 体 Ⅲ 2.4 ～ 2.8 → Cyt c → 复 合 体 Ⅳ → O 2 琥 珀 酸 复 合 体 Ⅱ → CoQ → 复 合 体 Ⅲ 1.7 → Cyt c → 复 合 体 Ⅳ → O 2 抗 坏 血 酸 Cyt c → 复 合 体 Ⅳ → O 2 0.88 细 胞 色 素 c (Fe 2+ ) 复 合 体 Ⅳ → O 2 0.61 - 0.68 ATP ATP ATP 氧化磷酸化偶联部位 电子传递链自由能变化 氧化磷酸化偶联部位在复合体I、III、IV内 （二） 氧化磷酸化的偶联机理是什么？ * 第一讲 生物化学与分子生物学教研室 张 斌 什么是生物氧化？ 氧化反应:脱电子、脱氢、加氧 物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。 糖 脂肪 蛋白质 CO2和H2O O2 能量 ADP+Pi ATP 热能 是在细胞内温和的环境中（体温，pH接近中性），在一系列酶促反应逐步进行，能量逐步释放有利于有利于机体捕获能量，提高ATP生成的效率。 进行广泛的加水脱氢反应使物质能间接获得氧，并增加脱氢的机会；脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。 * 生物氧化与体外氧化之不同点 生物氧化 体外氧化 能量是突然释放的。 产生的CO2、H2O由物质中的碳和氢直接与氧结合生成。 糖原 甘油三酯 蛋白质 葡萄糖 脂酸+甘油 氨基酸 乙酰CoA TAC 2H 呼吸链 H2O ADP+Pi ATP CO2 生物氧化过程的细胞定位？ 代谢物脱下的氢是如何交给氧生成水的？ 细胞通过什么方式将氧化过程中释放的能量转变成ATP分子中的高能键? 线粒体——细胞的发电站 定义 代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。 组成 递氢体和电子传递体（2H ? 2H+ + 2e） 四种具有传递电子功能的酶复合体(complex) * 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅳ Cytc Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸 琥珀酸 1/2O2+2H+ H2O 胞液侧 基质侧 线粒体内膜 e- e- e- e- e- NAD+（NADP+）和NADH（NADPH