生物氧下化-08.ppt

大纲要求 生物氧化的概念和特点 生物氧化的方式和种类 线粒体氧化体系 非线粒体氧化体系 生物氧化过程中能量的转移和作用 代谢途径存在区隔化 细胞核是遗传信息贮存场所 在这里进行基因复制和转录，从而控制细胞的代谢活动。 细胞质—中间代谢主要在细胞胞液中进行 糖酵解、糖原异生的许多反应以及糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸的生物合成。 在胞液中的核糖体（游离）是蛋白质起始合成的主要场所。 内质网： 糙面内质网合成蛋白质。蛋白质在内质网合成的同时，也要进行修饰与加工，如糖基化、羟基化、酰基化等。 光面内质网：与糖类、脂类合成关系密切，除少数线粒体的磷脂外，细胞的磷脂、糖脂、胆固醇都由内质网上的酶类催化而成。 高尔基体： 对细胞合成物或吸收物加工，浓缩，包装、运输。 线粒体 线粒体具有极其复杂的膜结构: 有外膜内膜之分。外膜含有形成大通道的蛋白，相对分子量在10000以下的一般分子均能通过。内膜折皱成嵴，其上分布大量结构蛋白与酶类。 主要为与呼吸链有关的细胞色素氧化还原酶类，ATP合成酶及调节代谢物进出的运输蛋白。 内膜包围的内腔充满基质，其中含有数百种不同的酶类。包括丙酮酸氧化脱羧，脂肪酸β 氧化，三羧酸循环及氨基酸分解代谢有关的酶类。 ATP在能量供应中的作用 提供生物合成所需能量； 生物机体活动以及肌肉收缩的能量来源； 提供物质跨膜运输所需要的能量； 参与DNA、RNA和蛋白质的合成，保证遗传信息的正确传递，ATP以特殊方式递能。 物质在生物体内氧化分解并释放出能量的过程称为生物氧化(biological oxidation)。 生物体内的生物氧化过程与体外燃烧不同的是： 在37℃，近于中性的含水环境中，由酶催化进行； 反应逐步释放出能量，相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。 Section 1 The Oxidation System of Producing ATP 一、线粒体氧化呼吸链 在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链(respiratory chain)。 1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）： NADH还原酶 NADH还原酶催化（NADH+H+）的脱氢反应，从而将2H传递给其辅基FMN，生成FMNH2。 铁硫蛋白 铁硫蛋白(Fe-S)共有9种同工蛋白；分子中含有由半胱氨酸残基硫原子及无机硫原子与铁离子形成的铁硫中心(铁硫簇)，一次可传递一个电子至CoQ。 铁硫中心的结构 泛醌（CoQ） 2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）： 这是一类以铁卟啉为辅基的酶。在生物氧化反应中，其铁离子可为+2价亚铁离子，也可为+3价高铁离子，通过这种转变而传递电子。细胞色素为单电子传递体。 细胞色素根据其铁卟啉辅基的结构以及吸收光谱的不同而分类。 铁卟啉辅基的分子结构 细胞色素可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。 存在于线粒体内膜的细胞色素有Cyt aa3，Cyt b（b560，b562，b566），Cyt c，Cyt c1； 存在于微粒体的细胞色素有Cyt P450和Cyt b5。 细胞色素b的分子结构 细胞色素c的分子结构 3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）： Cyt a + Cyt a3 （二）呼吸链组分的排列顺序 通过四个方面的实验可确定呼吸链各组分的排列顺序： ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧 氧化呼吸链的组成 ⑴ NADH氧化呼吸链 NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2 ⑵ 琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2 氧化呼吸链的排列顺序 1．NADH氧化呼吸链： 两条电子传递链的关系 上节小结： 两个概念： 生物氧化和呼吸链 两个氧化体系： 线粒体氧化体系、其他氧化体系 两条电子传递链： NADH和琥珀酸 概念： （1）代谢脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶 所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成 水； （2）酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜； 传递氢的酶和辅酶——递氢体 传递电子的酶和辅酶——递电子体 （3）此过程与细胞呼吸有关，此传递链称为呼吸链。 递氢体、递电子体都起传递电子的作用，又称电 子传递体。 呼吸链主要成分和作用 1、呼吸链中的组成 复合体 复合体Ⅰ 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ 复合体Ⅳ 酶名称 N