生物学生物氧化与氧化磷酸化.pptxVIP

Objectives生物氧化的概念生物氧化的概念生物氧化的特点生物氧化的种类生物氧化的方式生成ATP的氧化体系线粒体氧化呼吸链氧化磷酸化氧化磷酸化的影响因素高能磷酸键的储存与释放线粒体外NADH的穿梭

生物氧化及其特点、种类和方式生物氧化物质在生物体内氧化分解，并逐步释放能量，最终生成二氧化碳和水的过程摄氧产能（ATP+热能）产生H2O+CO2

生物氧化特点生物氧化体外燃烧温和环境条件剧烈，高温、高压需酶催化，使有机物氧化分解不需酶催化CO2是有机酸脱羧生成的碳和氧直接化合生成CO2有机物脱下的氢,经呼吸链生成H2OH2O为灭火剂逐步释放能量储存于ATP中能量以光和热形式骤放

生物氧化的种类根据有无氧的参与有氧氧化无氧氧化根据发生场所线粒体氧化体系：与ATP的生成有关，产能的氧化作用，线粒体内发生（原核生物在质膜上发生）微粒体氧化体系

生物氧化方式脱电子反应：如Fe2+→Fe3+＋e电子不能单独存在于生物体内，有物质失去电子，就有物质得到电子A2+B2+B3+A3+A—电子供体B—电子受体

脱氢反应最主要的生物氧化方式异柠檬酸草酰琥珀酸NAD+NADH+H+FADFADH2琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸NAD+NADH+H+1、3－二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛Pi＋NAD+NADH+H+

加氧反应HR－C=O醛＋?O2OHR－C=O酸HR－COH2OOHR－C－HOHOHR－CO＋2H++2e-加水脱氢反应

生成ATP的氧化体系一、电子传递链(呼吸链)由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系，一般称为生物氧化还原链。若受氢体是氧，则称为呼吸链构成呼吸链的递氢体或递电子体通常以复合体的形式存在于线粒体内膜上牛心脏线粒体的负染电镜照片，可见球形颗粒通过小柄附着在线粒体内膜嵴上

呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置

（一）呼吸链的组成

复合体I(NADH脱氢酶)NADH+H+NAD+FMNFMNH22Fe2+-S2Fe3+-SQQH2NADH→→CoQFMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2

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（氧化型）（还原型）

FMN和FAD递氢机制（氧化型）（还原型）

铁硫蛋白(Fe-S)又叫铁硫中心或铁硫簇铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯基连接铁原子可进行Fe2+?Fe3++e反应传递电子，为单电子传递体

铁硫中心的结构SS无机硫半胱氨酸硫

泛醌(UQ)辅酶Q（CoQ），属脂溶性醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链为脂溶性，游动性大，极易从线粒体内膜中分离出来，因此不包含在四种复合体中分子中的苯醌结构能可逆地结合2个H，为递氢体

辅酶Q的递氢机制

复合体II(琥珀酸脱氢酶)琥珀酸→→CoQFe-S1;b560;FAD;Fe-S2;Fe-S3琥珀酸延胡索酸FADFADH22Fe2+-S2Fe3+-SQQH2

复合体III(细胞色素b、c1复合体)QH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c1

细胞色素类（Cytochrome,Cyt）一类以铁卟啉为辅基的电子传递蛋白。呼吸链中主要有a、b、c三类。差别在于铁卟啉的侧链以及铁卟啉与蛋白部分连接的方式不同Cytb、c的铁卟啉与血红素相同；Cyta的铁卟啉为血红素A分子中的铁通过氧化还原而传递电子，为单电子传递体

铁卟啉辅基的分子结构

复合体IV(细胞色素氧化酶)还原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB

（二）呼吸链成分的排列顺序标准氧化还原电位拆开和重组特异抑制剂阻断还原状态呼吸链缓慢给氧

（三）呼吸链的组成⑴NADH氧化呼吸链NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2⑵琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2

CoQ(Q)是两条重要呼吸链的交汇点FAD.H2(Fe-S)IIIIIIIV琥珀酸?O2aa3+H+NADHFMN(Fe-S)CoQ(Fe-S)C