【生物化学】第五章-生物氧化-第一节-生物氧化概念幻灯片PPT.pptVIP

第八章 生物氧化 Biological Oxidation 8.1 生物氧化概述 8.2 呼吸链 8.3 氧化磷酸化 一切生命活动都需要能量。 所有生物都可以看成是能量的转换者。 这种能量的流动驱动着生命的维持与繁衍。 维持生命活动的能量，主要有两个来源： 光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过光合作用将光能转变成生物能。 化学能：动物和大多数的微生物，通过生物氧化作用将有机物质（主要是各种光合作用产物）存储的化学能释放出来，并转变成生物能。 有机物质在生物体内的氧化作用，称为生物氧化。由于生物氧化通常需要消耗氧，产生二氧化碳，故又称“细胞呼吸”。在整个生物氧化过程中，有机物质最终被氧化成CO2和水，并释放出能量。 光能 化学能 化学能 机械能 光合作用 生物氧化 生命活动 太阳 H2O＋CO2 O2＋（CH2O） 燃料分子 ADP＋Pi ATP 生物合成 机械功 主动运输 生物发热 一、 概述：生物圈中能量的流动 An electron micrograph of mitochondrion （2）不同点： 生物氧化是酶促反应，反应条件（如温度、pH）温和；而体外燃烧则是剧烈的游离基反应，要求在高温、高压以及干燥的条件下进行。 生物氧化分阶段逐步缓慢地氧化，能量也逐步释放；而体外燃烧能量是爆发式释放出来的。 生物氧化释放的能量有相当多的转换成ATP中活跃的化学能，用于各种生命活动； 体外燃烧产生的能量则转换为光和热，散失在环境中。 有机化合物中C如何变成CO2 ？ 细胞如何利用有机化合物中的H氧化成水？ 有机物氧化时，释放的能量如何贮存在ATP中？ 四、生物氧化涉及的内容 1、CO2的生成 直接脱羧：丙酮酸脱羧酶、酪氨酸脱羧酶 氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合物 2、水的生成 主要是在包括脱氢酶、传递体和氧化酶组成的生物氧化体系催化下生成的。 3. ATP的生成 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 光合磷酸化 五、能 荷 细胞的能量状态可用能荷(energy charge)表示。 能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量，它的大小可用下式表示： (ATP+0.5ADP) 能荷= (ATP+ADP+AMP) 能荷的数值在0~1之间。大多数细胞维持的稳态能荷状态在0.8-0.9的范围内。 ? ATP生成和消耗的途径和细胞的能荷状态相呼应。 高能荷时，ATP生成过程被抑制，分解代谢减弱； 低能荷时，其效应相反。 能荷对代谢起着重要的调控作用。 六、高能化合物 高能化合物的高能键 ATP ADP + Pi + 20.9 KJ.mol-1 高能键≠键能高 定义：一般将水解时能够释放21 kJ /mol以上自由能（?G?’ -21 kJ / mol）的化合物称为高能化合物。 注意：“高能键”≠“键能高” 高能键并不是这个键集中了大量的能量，而是指水解这个键前后的分子结构存在着很大的自由能的改变。 硫酯键化合物 ~ S 甲硫键化合物 CH3~S+- C-C O ~ 高能键,水解断开，并可传递能量 磷氧型 -O~P 磷氮型 HN =C-N~P(O) 磷酸化合物 非磷酸化合物 2. 高能化合物的类型 高能化合物 分类及举例 释放能量（pH7.0,25℃) ATP、UTP、CTP、GTP 30.5 kJ/mol 1,3-二磷酸甘油酸、 磷酸烯醇式丙酮酸 61.9 kJ/mol 磷酸肌酸 43.9 kJ/mol 乙酰CoA、琥珀酰CoA、脂酰CoA 31.4 kJ/mol 磷氧键型（-O-P-) (1)酰基磷酸化合物 1，3-二磷酸甘油酸 乙酰磷酸 氨甲酰磷酸 酰基腺苷酸 氨酰基腺苷酸 （2）焦磷酸化合物 ATP（三磷酸腺苷） 焦磷酸 * *