生物氧化經典醫(yī)學課件2

物質在生物體內進行氧化稱生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白質等在體內分解時逐步釋放能量，最終生成CO2和H2O的過程。糖脂肪蛋白質CO2和H2OO2能量ADP+PiATP熱能*生物氧化的概念現在是1頁\一共有55頁\編輯于星期三*

生物氧化與體外氧化之相同點生物氧化中物質的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應的一般規(guī)律。物質在體內外氧化時所消耗的氧量、最終產物（CO2，H2O）和釋放能量均相同?，F在是2頁\一共有55頁\編輯于星期三是在細胞內溫和的環(huán)境中（體溫，pH接近中性），在一系列酶促反應逐步進行，能量逐步釋放有利于有利于機體捕獲能量，提高ATP生成的效率。進行廣泛的加水脫氫反應使物質能間接獲得氧，并增加脫氫的機會；脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。*

生物氧化與體外氧化之不同點生物氧化體外氧化能量是突然釋放的。產生的CO2、H2O由物質中的碳和氫直接與氧結合生成?，F在是3頁\一共有55頁\編輯于星期三糖原三酯酰甘油蛋白質葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2*生物氧化的一般過程現在是4頁\一共有55頁\編輯于星期三第一節(jié)

呼吸鏈

respiratorychain現在是5頁\一共有55頁\編輯于星期三定義存在于線粒體內膜上的功能單位，代謝物脫下的成對氫原子（2H）通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應逐步傳遞，最終與氧結合生成水，這一系列酶和輔酶稱為呼吸鏈(respiratorychain)又稱電子傳遞鏈(electrontransferchain)。組成遞氫體和電子傳遞體（2H2H++2e）一、呼吸鏈現在是6頁\一共有55頁\編輯于星期三（一）呼吸鏈的組成四種具有傳遞電子功能的酶復合體(complex)*泛醌和Cytc

均不包含在上述四種復合體中。人線粒體呼吸鏈復合體現在是7頁\一共有55頁\編輯于星期三ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液側基質側線粒體內膜e-e-e-e-e-現在是8頁\一共有55頁\編輯于星期三NAD+和NADP+的結構R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+

1.NAD+和NADP+：遞氫體現在是9頁\一共有55頁\編輯于星期三NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉變氧化還原反應時變化發(fā)生在五價氮和三價氮之間?，F在是10頁\一共有55頁\編輯于星期三FMN結構中含核黃素，發(fā)揮功能的部位是異咯嗪環(huán)，氧化還原反應時不穩(wěn)定中間產物是FMN?。2.FMN和FAD:遞氫體現在是11頁\一共有55頁\編輯于星期三鐵硫蛋白中輔基鐵硫簇(Fe-S)含有等量鐵原子和硫原子，其中鐵原子可進行Fe2+Fe3++e反應傳遞電子。?表示無機硫3.鐵-硫蛋白：遞電子體現在是12頁\一共有55頁\編輯于星期三

鐵硫蛋白SS無機硫半胱氨酸硫現在是13頁\一共有55頁\編輯于星期三泛醌（輔酶Q,CoQ,Q）由多個異戊二烯連接形成較長的疏水側鏈（人CoQ10），氧化還原反應時可生成中間產物半醌型泛醌。4.泛醌：遞氫體現在是14頁\一共有55頁\編輯于星期三細胞色素是一類以鐵鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類，根據它們吸收光譜不同而分類。5.細胞色素：遞電子體現在是15頁\一共有55頁\編輯于星期三現在是16頁\一共有55頁\編輯于星期三1.復合體Ⅰ:NADH-泛醌還原酶

功能:

將電子從NADH傳遞給泛醌

(ubiquinone)

復合體ⅠNADH→→CoQFMN;Fe-SN-1a,b;

Fe-SN-4;

Fe-SN-3;Fe-SN-2（二）四種復合體的輔基及功能現在是17頁\一共有55頁\編輯于星期三復合體Ⅰ的功能NADH+H+

NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH2現在是18頁\一共有55頁\編輯于星期三2.

復合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶

功能:

將電子從琥珀酸傳遞給泛醌

復合體Ⅱ琥珀酸→→CoQFe-S1;

b560;

FAD;

Fe-S2;

Fe-S3現在是19頁\一共有55頁\編輯于星期三現在是20頁\一共有55頁\編輯于星期三3.復合體Ⅲ:泛醌-細胞色素c還原酶

功能：將電子從泛醌傳遞給細胞色素c

復合體ⅢQH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c1現在是21頁\一共有55頁\編輯于星期三現在是22頁\一共有55頁\編輯于星期三4.復合體Ⅳ:細胞色素c氧化酶

功能：將電子從細胞色素c傳遞給氧

復合體Ⅳ還原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB其中Cyta3

和CuB形成的活性部位將電子交給O2。現在是23頁\一共有55頁\編輯于星期三現在是24頁\一共有55頁\編輯于星期三

由以下實驗確定①標準氧化還原電位②拆開和重組③特異抑制劑阻斷④還原狀態(tài)呼吸鏈緩慢給氧（三）呼吸鏈成分的排列順序現在是25頁\一共有55頁\編輯于星期三現在是26頁\一共有55頁\編輯于星期三1.NADH氧化呼吸鏈NADH→復合體Ⅰ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O22.琥珀酸氧化呼吸鏈

琥珀酸→復合體Ⅱ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O2現在是27頁\一共有55頁\編輯于星期三NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈現在是28頁\一共有55頁\編輯于星期三電子傳遞鏈現在是29頁\一共有55頁\編輯于星期三二胞漿中NADH的氧化胞漿中NADH必須經一定轉運機制進入線粒體，再經呼吸鏈進行氧化磷酸化。轉運機制主要有α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphateshuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)現在是30頁\一共有55頁\編輯于星期三1.

α-磷酸甘油穿梭機制現在是31頁\一共有55頁\編輯于星期三

NADH+H+FADH2NAD+FAD

線粒體內膜

線粒體外膜膜間隙

線粒體基質α-磷酸甘油脫氫酶呼吸鏈磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油現在是32頁\一共有55頁\編輯于星期三2.

蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制現在是33頁\一共有55頁\編輯于星期三NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸轉運體蘋果酸-α-酮戊二酸轉運體蘋果酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸蘋果酸脫氫酶谷草轉氨酶胞液線粒體內膜基質呼吸鏈天冬氨酸現在是34頁\一共有55頁\編輯于星期三第二節(jié)

生物氧化與能量代謝現在是35頁\一共有55頁\編輯于星期三

一、ATP得生成方式*定義氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯磷酸化。

底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)是底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程?，F在是36頁\一共有55頁\編輯于星期三（一）氧化磷酸化偶聯部位氧化磷酸化偶聯部位：復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根據自由能變化和P/O比值⊿Go'=-nF⊿Eo'現在是37頁\一共有55頁\編輯于星期三現在是38頁\一共有55頁\編輯于星期三ATPATPATP氧化磷酸化偶聯部位電子傳遞鏈自由能變化

現在是39頁\一共有55頁\編輯于星期三（二）氧化磷酸化的偶聯機理1.化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)

電子經呼吸鏈傳遞時，可將質子（H+）從線粒體內膜的基質側泵到內膜胞漿側，產生膜內外質子電化學梯度儲存能量。當質子順濃度梯度回流時驅動ADP與Pi生成ATP?，F在是40頁\一共有55頁\編輯于星期三線粒體基質

線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化學滲透假說簡單示意圖現在是41頁\一共有55頁\編輯于星期三化學滲透假說目錄現在是42頁\一共有55頁\編輯于星期三ⅢⅠⅡⅣF0F1CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATPH+H+H+胞液側基質側++++++++++---------化學滲透假說詳細示意圖現在是43頁\一共有55頁\編輯于星期三2.ATP合酶由親水部分F1（α3β3γδε亞基）和疏水部分F0（a1b2c9～12亞基）組成。ATP合酶結構模式圖現在是44頁\一共有55頁\編輯于星期三當H+順濃度遞度經F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發(fā)生旋轉，3個β亞基的構象發(fā)生改變。ATP合酶的工作機制現在是45頁\一共有55頁\編輯于星期三二、影響氧化磷酸化的因素1.呼吸鏈抑制劑

阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞。2.解偶聯劑使氧化與磷酸化偶聯過程脫離。如：解偶聯蛋白3.氧化磷酸化抑制劑

對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素（一）抑制劑現在是46頁\一共有55頁\編輯于星期三魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥×抗霉素A二巰基丙醇×CO、CN-、N3-及H2S×各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點現在是47頁\一共有55頁\編輯于星期三不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響

現在是48頁\一共有55頁\編輯于星期三解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側基質側解偶聯蛋白熱能H+H+ADP+PiATP現在是49頁\一共有55頁\編輯于星期三

寡霉素(oligomycin)可阻止質子從