生物化学与分子生物学学习课件：第八章 生物氧化v0.2.pptVIP

Fe (Ⅱ) Fe (III) Fe (IV) Fe (III) Fe (III) Fe (III) e - CuB+ O=O O ‖ O-OH H+ H2O 微粒体细胞色素P450基本反应机制 Fe (III) O-O· AH AH AH AH AH AH A-OH Fe (Ⅱ) AOH e - H+ H2O2 2H+ ·O2ˉ AH O2 + 1. SOD：超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase) 2O2 ˉ+ 2H+ SOD H2O2 + O2 H2O + O2 过氧化氢酶 (catalase) 正常细胞内， O2-·水平：10-10~10-11 mol/L H2O2水平：10-9 mol/L 机体抗氧化酶和抗氧化物体系清除活性氧类 2. 过氧化氢酶(catalase) 又称触酶，其辅基含4个血红素 3. 过氧化物酶(peroxidase) 以血红素为辅基，催化H2O2直接氧化酚类或胺类化合物 2H2O2 2H2O + O2 过氧化氢酶 R + H2O2 RO + H2O RH2+ H2O2 R + 2H2O 过氧化物酶 过氧化物酶 谷胱甘肽过氧化物酶 H2O2 (ROOH) H2O (ROH+H2O) 2G –SH G –S – S – G NADP+ NADPH+H+ 谷胱甘肽还原酶 4. 谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase），它可消除H2O2和R-OOH 细胞微粒体中存在加氧酶类 微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟化 RH + NADPH + H+ + O2 ROH + NADP+ + H2O 这类酶催化O2中的一个氧原子加入底物(RH)分子，另一个氧原子被NADPH提供的氢还原成H2O，又称为混合功能氧化酶(mixed function oxidase)或羟化酶(hydroxylase)。 辅酶 Cyt P450属于Cyt b类，与CO结合后在波长450nm处出现最大吸收峰，还有NADPH、黄素蛋白、铁氧还蛋白参与电子传递。 双加氧酶(Dioxygenase)催化向底物双键中加入两个氧原子 例 如： (O2) 色氨酸吡咯酶 * * H2 （一）呼吸链抑制剂阻断呼吸链的电子传递 如：鱼藤酮（rotenone） （二）解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度 如：解偶联蛋白（uncoupling protein, UCP） （三）ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成 如：寡霉素（oligomycin） 三、氧化磷酸化抑制剂 Inhibitor of complex I NADH FMN (Fe-S) CoQ × Rotenone barbiturates succinate FAD (Fe-S) CoQ × carboxin Inhibitor of complex Ⅱ CoQ × Inhibitor of complex Ⅲ Cyt c antimycin A CoQ Cyt b→Cyt c1→Cyt c Cyt aa3 O2 N3- 、CN- CO H2S × Inhibitor of complex Ⅳ 鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥 × 抗霉素A 二巯基丙醇 × CO、CN-、 N3-及H2S × 各种呼吸链抑制剂的阻断位点 不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响 解偶联剂 Pentachlorophenol 解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体） Ⅲ Ⅰ Ⅱ F0 F1 Ⅳ Cyt c Q 胞液侧 基质侧 解偶联 蛋白 热能 H+ H+ ADP+Pi ATP 寡霉素(oligomycin) 可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成。 寡霉素 ATP合酶结构模式图 电子传递链及氧化 磷酸化系统概貌： ΔμH+ 跨膜质子电化学梯度 H+m内膜基质侧H+ H+c 内膜胞液侧H+ 线粒体功能蛋白质由核基因组/线粒体基因组编码 线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）：约17 kb, 编码13种重要的呼吸链复合体亚单位、22种tRNA和2种rRNA。 线粒体基因突变可导致线粒体病 线粒体DNA缺陷能导致氧化磷酸化功能损伤和能量代谢障碍，引起细胞结构、功能的病理改变，发生线粒体病（mitochondrial diseases）。