生物化学第5章生物氧化.pptVIP

维持生命活动的能量来源 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：动物和多数微生物，通过生物氧化作用将有机物质存储的化学能释放出来，并转变成生物能。 代 谢 合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复杂的大分子物质的过程。 分解代谢则是将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程。 糖、脂和蛋白质的合成代谢途径各不相同，但是它们的分解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和蛋白质经过一系列分解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，最后被氧化成CO2和H2O。 第1节　生物氧化概述 一、什么是生物氧化???? 有机物质在生物体内细胞中氧化成二氧化碳 和水并释放能量的过程。 细胞如何利用分子氧把代谢物分子中的氢氧化为水? 细胞如何在酶的催化下把代谢物分子中的碳氧化为二氧化碳? 细胞如何把氧化时产生的能量收集和储存起来? （一）生物氧化的特点 １.在常温、常压、接近中性的pH和多水环境中 进行。 ２.在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐 步进行。 ３.物质氧化分阶段进行，能量逐步释放。 ４.生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶 联，实现能量的转移与利用。 （1）直接脱羧作用 例如丙酮酸的脱羧 （2）氧化脱羧作用 例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸 2．生物氧化中H2O的生成 氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反应，反应产物为水。 ? O2 + 2 H+ + 2 e- ? H2O 偶联化学反应标准自由能变化的可加性 热力学上不利的反应可以由热力学上有利的反应所驱动 △G小于0只提示的是反应的方向而不是速率 氧化—还原电势 失电子、被氧化、化合价增加 得电子、被还原、化合价减少 还原剂失电子的倾向 氧化剂得电子的倾向 标准氧化还原电势、标准电势、标准还原电势 三、高能化合物 定义：一般将水解时能够释放20.9kJ/mol（5千卡/mol) 以上自由能的化合物称为高能化合物。 ?G?’ -20.9 kJ / mol 以：“~”表示 ATP “能量中间体” 各种高能化合物的△Go`有高低之分 ATP断裂成AMP 和焦磷酸 第２节 电子传递链（呼吸链） 真核细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所； 铁硫蛋白(简写为Fe-S) 是一种与电子传递有关的蛋白质，它与其它蛋白质组分结合成复合物形式存在。 铁硫蛋白 (2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+ ? Fe2+ 变化起传递电子的作用 是含铁的Pr 以血红素为辅基 电子传递蛋白 通过Fe3+ ? Fe2+ 互变起传递电子的作用 Cyta：辅基是血红素A Cytb：------------------B Cytc： ------------------C ——卟啉的侧链基团不同 （简写为Q）或辅酶-Q（CoQ）：它是电子传递链中唯一的非蛋白电子载体。 一种脂溶性醌类化合物。 辅酶-Q的功能 Q 很容易接受电子和质子，还原成QH2（还原型）；QH2也容易给出电子和质子，重新氧化成Q。 它在线粒体呼吸链中作为电子和质子的传递体。 （二）电子传递链的排列顺序 NADH 电子传递顺序的实验证据 1. 测定呼吸链各组分的氧化还原电位 FADH2 -0.18 NADH FMN CoQ Cytb CytC1 CytC Cytaa3 O2 E0’ –0.32 -0.3 +0.1 +0.07 +0.22 +0.25 +0.29 (v) +0.82 2.测定呼吸链各组分在氧化还原状态的特有的光谱吸收 3. 用各种呼吸链特异抑制剂分析各组分的氧化还原状态 (1) NADH脱氢酶 即复合物I， 作用：是催化NADH的氧化脱氢以及Q的还原。既是一种脱氢酶，也是一种还原酶。 包括：以FMN为辅基的黄素蛋白、多种铁硫蛋白。 　 NADH?Q还原酶 NADH + Q + H+ ========= NAD+ + QH2 （２）琥珀酸脱氢酶 即复合物Ⅱ， 包括：以FAD为辅基的黄素蛋白、铁硫蛋白、细胞色素