生物氧化与氧化磷酸化课件.pptVIP

第八章;第一节 生物氧化反应及氧化还原酶基本类型 Reactions and Oxidative-Reductive Enzymes in Biological Oxidation ;一、体内进行的氧化还原反应就是生物氧化;糖 ;氧化还原酶类促进的氧化反应，包括失电子、脱氢和加氧不同反应方式，参与产生能量或催化物质代谢变化。 加水脱氢是重要的脱氢反应，酶催化向底物加入水分子同时脱去一对氢，相当于底物加入一个氧原子。 ;二、很多氧化酶直接以氧为受氢/电子体;（一）某些氧化酶辅基含铜或铁卟啉 催化的反应可以O2为直接受氢体，产物为H2O。其辅基主要成分是Cu2+或铁卟啉，主要存在于线粒体。如细胞色素C氧化酶、抗坏血酸氧化酶。 （二）需氧脱氢酶直接还原氧生成过氧化氢 属于黄素酶(flavoenzyme)，辅基成分为FAD或FMN，如醛脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、L-氨基酸氧化酶等。它们催化的反应以O2为直接受氢体，产物为H2 O2。黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase)辅基还含有钼（Mo）和铁-硫蛋白。; 各种加氧酶以及氢过氧化物酶[包括过氧化氢酶(catalase)、过氧化物酶(peroxidase)]主要存在于微粒体，参与某些代谢物、药物、毒物的转化或清除。;三、不需氧脱氢酶不能直接以氧为受氢体;NAD+和NADP+的结构;NAD+（NADP+）的加氢和脱氢反应 ;（二）某些不需氧脱氢酶以黄素核苷酸为受氢体;; FAD ;（三）某些氧化还原酶以血红素为电子载体;第二节 线粒体氧化体系与氧化磷酸化Mitochondrial oxidative system and oxidative phosphorylation;真核细胞ATP的生成主要发生在线粒体中。营养物质经脱氢酶催化脱下的成对氢原子（NADH+H+，FADH2），再通过位于线粒体内膜上多种酶和辅酶催化的氧化还原连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水。氧化反应逐步释放的能量可同时驱动质子跨膜转移到内膜外侧，形成跨线粒体内膜的质子梯度，该梯度势能再促进ATP的生成。 营养物氧化、电子传递、质子泵流和ATP合成等过程结合偶联成一个整体, 高效完成线粒体的呼吸作用。;呼吸链的定义 在线粒体内膜中，由一系列具有氢和/或电子传递功能的酶复合体按一定顺序排列，组成的氧化还原体系称为呼吸链（respiratory chain）。因为传递氢相当于传递质子???电子（2H 2H+ + 2e-），所以呼吸链又称电子传递链(electron transport chain)。 组成 电子传递体;（一） 电子传递体是酶复合体的辅酶或辅基;泛醌（Coenzyme Q , CoQ, Q）由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应时可生成中间产物半醌型泛醌。;铁硫蛋白中辅基铁硫中心(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子，其中一个铁原子可进行Fe2+ ? Fe3++e- 反应传递电子。属于单电子传递体。 ; 铁硫蛋白 (iron-sulfur protein );细 胞 色 素（Cytochrome，Cyt） ;血红素中的铁原子可进行Fe2+ Fe3++e-反应传递电子, 属单电子传递体。 ;（二）复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ在电子传递中有质子泵作用;;人线粒体呼吸链酶复合体;1. 复合体Ⅰ将NADH+H+中的两个质子/电子传递给泛醌（ubiquinone） ;NADH → FMN → N1a 　→（N3, N1b, N4）→　N2 →　 QP-N → Q;复合体Ⅰ的功能 ;复合体Ⅱ是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶，又称琥珀酸-泛醌还原酶, 4个亚基组成，以FAD、Fe-S和血红素b（heme b566）为辅基 电子传递：琥珀酸→FAD→几种Fe-S →CoQ 复合体Ⅱ没有H+泵的功能;3. 复合体Ⅲ将电子从泛醌传递给细胞色素c;复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶，细胞色素b-c1复合体，含有细胞色素b(b562, b566)、细胞色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein) 泛醌从复合体Ⅰ、Ⅱ募集还原当量和电子并穿梭传递到复合体Ⅲ 电子传递过程：CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc; 复合体Ⅲ QH2→ →Cyt c ;复合体Ⅲ的电子传递通过“Q循环”实现。 复合体Ⅲ每传递2个电子向内膜胞浆侧释放4个H+，复合体Ⅲ也有质子泵作用。 Cyt c是呼吸链唯一水溶性球状蛋