考研生化高第24章生物氧化.pptVIP

Biochemistry生物化学 硕士研究生入学考试 国家教育部指定考试科目 教材：王镜岩主编（第三版） 高教出版社 主讲:杨卫民 Chapter24 生物氧化 三、氧化磷酸化作用 2、ADP 形成ATP 的部位 部位I：NADH和辅酶Q之间 部位II：辅酶Q和cyt-c之间 部位III： cyt-a 和 O 之间 NADH FADH2 1分子ATP 无 1分子ATP 1分子ATP 1分子ATP 1分子ATP 代谢物脱出的氢，大多数通过呼吸链完成其氧化过程。ATP的形成也主要靠呼吸链的氧化磷酸化作用。 * * Chapter24 生物氧化 Biological oxidation 生物能量转换示意图 前 言 1、生命活动能量的来源 ●来自于体内糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化，生物体内的氧化和外界的燃烧在化学本质上相同，方式不同。 2、什么是生物氧化？ ●有机分子在机体内氧化分解成CO2和H2O并释放出能量的过程，称为生物氧化（细胞氧化或细胞呼吸）。 生物氧化在形式上虽有加氧、脱氢和失电子的不同形式，但从氧化的基本概念来看，生物氧化与体外的化学氧化，实质相同，即一种物质丢失电子是氧化，得到电子是还原。 ●特点与意义：在近中性和约37°C的水溶液中逐步进行的一系列酶促反应；逐步释放的能量，一部分用于维持体温，另一部分用来合成ATP供机体利用。 Chapter24 生物氧化 Chapter24 生物氧化 一、氧化—还原电势 1、氧化—还原反应的概念 ●氧化—还原反应：凡在反应过程中有电子从一物质（还原剂）转移到另一物质（氧化剂）的化学反应。 An+ + ne=====A 2、氧化—还原电势的概念 ●电动势（ξ）：ξ=E（正极电极电势）– E（负极电极电势） 3、生物体内重要的氧化—还原电势（117页） 在生物氧化反应中，氧化与还原总是相互偶联的。一个化合物（还原剂）失去电子，必然伴随另一个化合物(氧化剂）接受电子。在线粒体呼吸链中，推动电子从NADH传递到O2的力，是由于NAD+ / NADH + H+ 和1/2 O2 / H2O两个半反应之间存在很大的电势差。 (a) ? O2 + 2 H+ + 2 e- ? H2O E0’ = +0.82 V (b) NAD+ + H+ + 2 e- ? NADH E0’ = -0.322 V 将 (a) 减去 (b)，即得 (c) 式： (c)? O2 + NADH + 2H+ ? H2O + NAD+ E0’ = +1.14 V 每形成1mol ATP需要约50kJ能量，每形成1mol NADPH便有2mol e-从0.82V(H2O/O2氧化还原电位)上升到－0.32V(NADPH电位)。这一过程的自由能变化为 ?G?’ =-nF? E0’ =-2 ? 96500? 1.14 = -220 kJ / mol 氧化-还原电势与自由能的变化 二、电子传递过程和氧化呼吸链 （一）生物氧化的方式 ●生物氧化中物质的氧化方式包括加氧、脱氢和失电子，与化学上氧化—还原的概念是一致的，但需递氢体和递电子体。 （糖、脂肪、氨基酸等） 脱氢 脱氢酶的辅酶（氧化型）NAD+、FAD 还原型辅酶（NADH、FADH2） 氢以质子形式脱下，进入递氢体 电子沿一系列的电子传递体转移，最后转移到分子氧，同时逐步释放大量的自由能，ADP磷酸化形成ATP。 质子和离子氧结合生成水 生物组织CO2的产生主要是有机酸在酶的催化下脱羧反应完成的。 （二）电子传递过程 ●什么是电子传递过程？——还原型辅酶通过电子传递再氧化，这个过程称为电子传递过程。电子传递和ATP形成的偶联机制称为氧化磷酸化作用，该全过程又称氧化呼吸链或呼吸代谢。（118页） ●电子传递链的部位：原核细胞存在于质膜上，真 核细胞存在于线粒体内膜上。 （三）呼吸链（电子传递链）概念的建立 它是指代谢物上脱下的氢经一系列递氢体或电子传递体的依次传递，最后传给分子氧从而生成水的全部体系。 按照还原电势大小排列，即电子亲和力不断增加的顺序 待氧化底物 NAD+ E-FMN FeS CoQ Cyt-b Cyt-c Cyt-a O2 NADH 2H+ 1/2Oˉ H2O 呼吸链（电子传递链）各组成成分在线粒体内膜上的定位 1、各组分不对称分布；2、高能质子泵出，形成[H+ ]电化学梯度 （四）呼吸