大二生物化學(xué)4生物氧化

1、第一節(jié)第一節(jié) 生物氧化概述生物氧化概述第二節(jié)第二節(jié) 電子傳遞鏈電子傳遞鏈( (呼吸鏈）呼吸鏈）第三節(jié)第三節(jié) 氧化磷酸化氧化磷酸化CH3COSCoA+CO2CH3-C-COOH O丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系NAD+ NADH+H+CoASHGG僅取決于反應(yīng)物與產(chǎn)物的自由能，與反應(yīng)途徑和反應(yīng)機(jī)制無關(guān)。僅取決于反應(yīng)物與產(chǎn)物的自由能，與反應(yīng)途徑和反應(yīng)機(jī)制無關(guān)。2、氧化還原電位、氧化還原電位生物氧化屬于生物氧化屬于氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，失去電子的物質(zhì)為，失去電子的物質(zhì)為還原劑還原劑；獲得；獲得電子的物質(zhì)為電子的物質(zhì)為氧化劑氧化劑。物質(zhì)失去或得到電子的傾向用物質(zhì)失去或得到電子的傾向用氧化還原電位氧化

2、還原電位(E)表示。表示。強(qiáng)的還原劑強(qiáng)的還原劑(如如NADH)具有一個(gè)負(fù)的電位，而強(qiáng)的氧化劑具有一個(gè)負(fù)的電位，而強(qiáng)的氧化劑(如如O2)則有一個(gè)正的氧化還原電位。則有一個(gè)正的氧化還原電位。在氧化還原體系中，電子總是由低電位物質(zhì)（還原劑）在氧化還原體系中，電子總是由低電位物質(zhì)（還原劑）流向高電位物質(zhì)（氧化劑）。流向高電位物質(zhì)（氧化劑）。氧化還原電勢差氧化還原電勢差E= E氧化劑氧化劑 - E還原劑還原劑氧化還原電位與自由能之間的關(guān)系：氧化還原電位與自由能之間的關(guān)系：在氧化還原反應(yīng)系統(tǒng)中，自由能變化與氧化還原電位變化之間在氧化還原反應(yīng)系統(tǒng)中，自由能變化與氧化還原電位變化之間存在下列關(guān)系：存在下列關(guān)系

3、： GG = - n F E= - n F E n n為電子轉(zhuǎn)移數(shù)；為電子轉(zhuǎn)移數(shù)；F F為法拉第常數(shù)為法拉第常數(shù)(F= 96.5 kJ/V(F= 96.5 kJ/Vmol)mol)l一般將水解或基團(tuán)轉(zhuǎn)移時(shí)能夠釋放一般將水解或基團(tuán)轉(zhuǎn)移時(shí)能夠釋放25 kJ/mol25 kJ/mol以上自由能以上自由能（ G -25 kJ / mol）的化合物稱為）的化合物稱為高能化合物高能化合物。l根據(jù)生物體內(nèi)根據(jù)生物體內(nèi)高能鍵高能鍵的特點(diǎn)分成以下幾種類型。的特點(diǎn)分成以下幾種類型。42.3kJ/mol30.5kJ/mol 1 1、磷氧鍵型（、磷氧鍵型（-O-OP)P)( (一）生物體內(nèi)的高能化合物一）生物體內(nèi)的高

4、能化合物2 2、磷氮鍵型、磷氮鍵型 3 3、硫碳鍵型、硫碳鍵型 甲硫鍵型甲硫鍵型-31.4 kJ/mol-41.8 kJ/mol硫酯鍵型硫酯鍵型-43.1 kJ/molATPATP被稱為生物界中的被稱為生物界中的“能量貨幣能量貨幣”：生物氧化：生物氧化過程中釋放的能量一般不能直接用來做功，而是過程中釋放的能量一般不能直接用來做功，而是先形成高能磷酸化合物先形成高能磷酸化合物ATPATP，然后再水解生成，然后再水解生成ADPADP和和PiPi并釋放大量能量并釋放大量能量(G(G = - 30.5kJ/mol)= - 30.5kJ/mol)。PPPPATPP02108641214磷磷酸酸基基團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)

5、轉(zhuǎn)移移勢勢能能磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘磷酸甘油酸油酸磷酸肌酸磷酸肌酸 （磷酸基團(tuán)儲(chǔ)備物）（磷酸基團(tuán)儲(chǔ)備物） 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖3-磷酸甘油磷酸甘油復(fù)合體復(fù)合體 I 將將2個(gè)電子從個(gè)電子從NADH傳遞給傳遞給CoQ； 將將4個(gè)個(gè)H+泵到線粒體膜間隙。泵到線粒體膜間隙。復(fù)合體復(fù)合體 II將將2個(gè)電子從個(gè)電子從FADH2傳遞給傳遞給CoQ；復(fù)合體復(fù)合體 III 將將2個(gè)電子從還原型個(gè)電子從還原型CoQ 傳遞給傳遞給Cytc； 將將4個(gè)個(gè)H+泵到線粒體膜間隙。泵到線粒體膜間隙。CytC唯一位于線粒體膜間隙的細(xì)胞色素，將電唯一位于線粒體膜間隙的細(xì)胞色素，將電子從復(fù)合體子從復(fù)合體I

6、II傳遞到復(fù)合體傳遞到復(fù)合體。復(fù)合體復(fù)合體 將將2個(gè)電子從個(gè)電子從Cytc傳遞給傳遞給O2； 將將2個(gè)個(gè)H+泵到線粒體膜間隙。泵到線粒體膜間隙。NADHCoQFe-SCyt c1O2Cyt bCyt cCyt aa3琥珀酸等琥珀酸等（FAD）（FMN）細(xì)胞色素類細(xì)胞色素類鐵硫蛋白鐵硫蛋白（Fe-S）鐵硫蛋白鐵硫蛋白概念概念: 伴隨線粒體生物氧化作用而發(fā)生的使伴隨線粒體生物氧化作用而發(fā)生的使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的過程稱為氧化磷酸化的過程稱為氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)。氧化磷酸化（電子傳遞磷酸化）氧化磷酸化（電子傳遞磷酸化）: 是需氧生物是需氧生物

7、合成合成ATP的主要方式。的主要方式。FADH22e-c.c.當(dāng)存在足夠高的跨膜當(dāng)存在足夠高的跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度時(shí)，質(zhì)子電化學(xué)梯度時(shí)，膜外質(zhì)子沿著一個(gè)特膜外質(zhì)子沿著一個(gè)特殊通道（殊通道（ATPATP合酶的合酶的F F0 0組分），跨膜回到膜組分），跨膜回到膜內(nèi)側(cè)。質(zhì)子跨膜過程內(nèi)側(cè)。質(zhì)子跨膜過程中釋放的能量，直接中釋放的能量，直接驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)ADPADP和磷酸合成和磷酸合成ATPATP。4H+4H+H+H+NADH+H+2H+2H+2H+ ADP+PiATP高高質(zhì)質(zhì)子子濃濃度度H2O2e-2e-2e-+ + + + + + + + +_ _ _ _ _ _ _ _ _ _質(zhì)子流質(zhì)子流線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜F0-F1NO2NO2O-NO2NO2OHNO2NO2O-NO2NO2OHH+H+線粒體內(nèi)膜