蔡丽希《生物化学》精品课件 第6章 生物氧化.pptVIP

第6章 生物氧化 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。 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 1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）： 尼克酰胺核苷酸的作用原理 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 （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 寡霉素(oligomycin) 可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成 三、氧化磷酸化作用可受某些内外源因素影响 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 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 NADH氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链 笔 洗一洗 AA3（散） 氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联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)与脱氢反应偶联，生成底物分子的高能键，使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经电子传递。 ATP生成方式 根据P/O比值 自由能变化: ⊿Go=-nF⊿Eo 氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 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 可 能 生 成 的 ATP 数 β - 羟 丁 酸 NAD + → 复 合 体 Ⅰ → CoQ → 复 合 体 Ⅲ 2.5 2.5 → Cyt c → 复 合 体 Ⅳ → O 2 琥 珀 酸 复 合 体 Ⅱ → CoQ → 复 合 体 Ⅲ 1.5 1.5 → Cyt c → 复 合 体 Ⅳ → O 2 抗 坏 血 酸 Cyt c → 复 合 体 Ⅳ → O 2 0.88 1 细 胞 色 素 c (Fe 2+ ) 复 合 体 Ⅳ → O 2 0.61 - 0.68 1 1、P/O 比值 指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2摩尔O2所生成ATP的摩尔数（或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数）。 2、自由能变化 根据热力学公式，pH7.0时标准自由能变化(△G0′)与还原电位变化(△E0′)之间有以下关系： n为传递电子数；F为法拉第常数(96.5kJ/mol·V) △G0′ = -nF△E0′ 电子传递链自由能变化 ATP ATP ATP 氧化磷酸化偶联部位 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQ Cyt b→Cyt c→Cyt c Cyt aa3 O2 1、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。 线粒体基质 线粒体膜 + + + + - - - - H+ O2 H2O H+ e- ADP + Pi ATP 化学渗透假说简单示意图 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅳ F0 F1 Cyt c Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸 琥珀酸 H+ 1/2O2+2H+ H2O ADP+Pi ATP 4H+ 2H+ 4H+ 胞液侧 基质侧 + + + + + + + + +