生化生物氧化詳解演示文稿

生化生物氧化詳解演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)優(yōu)選生化生物氧化當(dāng)前第2頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)一、生物氧化biologicaloxidation物質(zhì)在體內(nèi)的氧化分解過(guò)程，主要是糖、脂、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時(shí)逐步釋放能量、最終生成二氧化碳和水的過(guò)程。

攝氧產(chǎn)能（ATP+熱能）產(chǎn)生H2O+CO2第一節(jié)概述當(dāng)前第3頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)生物氧化特點(diǎn)需O2釋放能量產(chǎn)生H2O+CO2當(dāng)前第4頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)線粒體內(nèi)的生物氧化當(dāng)前第5頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)第一階段：多聚物分解為基本組成單位

糖原葡萄糖；脂肪脂肪酸、甘油；蛋白質(zhì)氨基酸放能<1%，熱能形式第二階段：基本單位生成乙酰CoA

放能：總量的1/3第三階段：乙酰CoA氧化分解

放能:總量的2/3三羧酸循環(huán)CO2H2O+能量乙酰CoA氧化磷酸化線粒體內(nèi)的生物氧化當(dāng)前第6頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)：失電子、脫氫、加氧；多見于分解代謝還原反應(yīng)：得電子、加氫、脫氧；多見于合成代謝實(shí)質(zhì)：電子或氫原子的移換遞氫體/遞電子體：氧化還原酶的輔酶或輔基Fe2+Fe3+-e+e當(dāng)前第7頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)第二節(jié)線粒體氧化體系-呼吸鏈概念：代謝物脫下來(lái)的氫經(jīng)線粒體內(nèi)膜上多種酶和輔基的傳遞，最后與激活的氧結(jié)合生成水并產(chǎn)生能量。這一系列的酶和輔基按照一定順序排列，稱為電子傳遞鏈（electrontransportchain)，又稱呼吸鏈(respiratorychain)組成：復(fù)合物I—IV

輔酶Q

cytC當(dāng)前第8頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)呼吸鏈的組成當(dāng)前第9頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)（1）復(fù)合物Ⅰ——NADH-輔酶Q還原酶蛋白黃素蛋白鐵硫蛋白輔酶/輔基FMNFe2+/Fe3+當(dāng)前第10頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)NAD+

——煙酰胺腺嘌呤二核苷酸

CoINADP+——煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸

CoII當(dāng)前第11頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第12頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)FMN黃素單核苷酸FAD黃素腺嘌呤二核苷酸異咯嗪D-核糖醇110當(dāng)前第13頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)FAD在此加入一分子腺嘌呤核苷酸當(dāng)前第14頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)鐵硫蛋白(簡(jiǎn)寫為Fe-S)是一種與電子傳遞有關(guān)的蛋白質(zhì)，它與NADHQ還原酶的其它蛋白質(zhì)組分結(jié)合成復(fù)合物形式存在。它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在。鐵硫蛋白Fe2S2Fe4S4當(dāng)前第15頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)Fe-S作用：Fe2+Fe3++e

單電子傳遞當(dāng)前第16頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)泛醌（ubiquinone,Q）亦稱輔酶Q（CoenzymeQ,CoQ）

A、結(jié)構(gòu)

1.脂溶性的醌類化合物2.含有很多異戊二烯側(cè)鏈3.是電子傳遞體中唯一可游離存在的電子載體（無(wú)蛋白）人體中：CoQ10當(dāng)前第17頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)B、作用：遞氫體C、遞氫機(jī)制：

當(dāng)前第18頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第19頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)NADHFMN，F(xiàn)e-SQ

復(fù)合體Ⅰ的電子傳遞當(dāng)前第20頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)蛋白黃素蛋白鐵硫蛋白細(xì)胞色素b560輔酶/輔基FADFe2+/Fe3+Fe2+/Fe3+（2）復(fù)合物Ⅱ琥珀酸-泛醌還原酶當(dāng)前第21頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞色素cytochrome,CytA、結(jié)構(gòu)：一類含鐵卜啉輔基的色素蛋白B、分類:Cyta:Cyta、Cyta3

Cytb:Cytb562

、Cytb566、Cytb560Cytc:Cytc、c1細(xì)胞色素當(dāng)前第22頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)C、區(qū)別：①鐵卜啉輔基側(cè)鏈不同②鐵卜啉輔基與酶蛋白連接方式不同當(dāng)前第23頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第24頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)Fe3++eFe2+細(xì)胞色素：?jiǎn)坞娮觽鬟f體當(dāng)前第25頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)琥珀酸FAD，F(xiàn)e-S

CoQ

復(fù)合體Ⅱ的電子傳遞當(dāng)前第26頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)酶/蛋白細(xì)胞色素b562/b566細(xì)胞色素c1鐵硫蛋白輔酶/輔基Fe2+/Fe3+Fe2+/Fe3+Fe2+/Fe3+（3）復(fù)合物Ⅲ輔酶Q-cytc還原酶當(dāng)前第27頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)（3）復(fù)合物ⅢQ-cytc還原酶QH2

Cytb562Cytb566，F(xiàn)e-S，Cytc1Cytc

復(fù)合體Ⅲ的電子傳遞當(dāng)前第28頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第29頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)Cytc呈水溶性與線粒體內(nèi)膜外表面結(jié)合不緊密易與線粒體內(nèi)膜分離當(dāng)前第30頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)蛋白(13條多肽)1條含Cu多肽——CuA細(xì)胞色素aa3另1條含Cu多肽——CuB輔酶/輔基Cu+/Cu2+Fe2+/Fe3+Cu+/Cu2+（4）復(fù)合物Ⅳ細(xì)胞色素氧化酶當(dāng)前第31頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)（4）復(fù)合物Ⅳ細(xì)胞色素氧化酶還原型Cytc

CuACytaa3CuBO2

復(fù)合體Ⅳ的電子傳遞功能:將電子傳遞給氧，生成水當(dāng)前第32頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第33頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)NADH氧化呼吸鏈琥珀酸氧化呼吸鏈當(dāng)前第34頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)2條呼吸鏈的電子傳遞NADH呼吸鏈琥珀酸呼吸鏈當(dāng)前第35頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)呼吸鏈中電子傳遞體排列順序的確定測(cè)定各電子傳遞體的氧化還原電位電子流向：低電位至高電位特殊吸收光譜的測(cè)定電子傳遞鏈阻斷劑的應(yīng)用復(fù)合物的推導(dǎo)當(dāng)前第36頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第37頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第38頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)

用抑制劑方法

抑制劑阻斷呼吸鏈后

前為還原態(tài)，后為氧化態(tài)當(dāng)前第39頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)復(fù)合物推導(dǎo)當(dāng)前第40頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)第三節(jié)ATP的生成、儲(chǔ)存與利用

高能磷酸鍵：水解釋能>21KJ/mol的磷酸鍵

高能磷酸化合物：含有高能磷酸鍵的化合物ATP是能量的載體，是能量的攜帶者和傳遞者能量載體—ATP當(dāng)前第41頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)類型通式舉例△Go酸酐類（焦磷酸化合物）R—O—P～P～PR—O—P～PATP、GTP等

ADP、GDP等-30.5烯醇磷酸

CH2││R—C—O～P磷酸烯醇式丙酮酸-60.9混合酐（?；姿幔?/p>

O

││R—C—O～P1,3—二磷酸甘油酸-61.9磷酸胍類NH

││R—C—NH～P磷酸肌酸-43.9高能硫酯類RCO～SCoA乙酰輔酶A-34.3高能化合物及其種類

當(dāng)前第42頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)ATP的生成方式1.氧化磷酸化：主要方式2.底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）：由于脫氫或脫水引起代謝物分子內(nèi)部能量重新分布，形成高能磷酸鍵（或硫脂鍵)轉(zhuǎn)移給ADP(GDP)生成ATP(GTP)的反應(yīng).共3個(gè)

1,3-二磷酸甘油酸+ADP3-磷酸甘油酸+ATP

磷酸烯醇式丙酮酸+ADP烯醇式丙酮酸+ATP

琥珀酸單酰CoA+Pi+GDP琥珀酸+CoASH+GTP當(dāng)前第43頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)氧化磷酸化概念：代謝物氧化脫氫經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給氧生成水的同時(shí)，釋放能量使ADP生成ATP.由于代謝物的氧化反應(yīng)與ADP的磷酸化反應(yīng)藕聯(lián)發(fā)生，故稱氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）當(dāng)前第44頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)氧化與磷酸化藕聯(lián)部位

的確定1.自由能測(cè)定：30.5KJ/mol

當(dāng)前第45頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)2.P/O比值測(cè)定磷氧比值，指每消耗1摩爾氧原子時(shí)，ADP磷酸化所攝取的磷酸的摩爾數(shù)，即每消耗1摩爾氧時(shí)生成的ATP摩爾數(shù)根據(jù)不同底物的P/O比值，可以大致推算出氧化磷酸化的藕聯(lián)部位當(dāng)前第46頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)氧化磷酸化部位當(dāng)前第47頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)氧化磷酸化作用機(jī)制

化學(xué)滲透假說(shuō)：

1961年由英國(guó)生物化學(xué)家Mitchell提出，認(rèn)為電子傳遞釋放出的自由能和ATP合成是與一種跨線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子梯度相偶聯(lián)的。獲得1978年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)主要內(nèi)容：電子傳遞的自由能驅(qū)動(dòng)H+從線粒體基質(zhì)跨過(guò)內(nèi)膜進(jìn)入到膜間隙，從而形成跨線粒體內(nèi)膜的H+電化學(xué)梯度，這個(gè)梯度的電化學(xué)電勢(shì)驅(qū)動(dòng)ATP的合成。當(dāng)前第48頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第49頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)線粒體的結(jié)構(gòu)dtdfhy線粒體顆粒:ATP合酶F1:催化ATP生成F0:H+離子通道當(dāng)前第50頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)OSCP：寡霉素敏感相關(guān)蛋白當(dāng)前第51頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)H+順濃度遞度經(jīng)F0中a亞基和c亞基之間回流時(shí)，γ亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，3個(gè)β亞基的構(gòu)象發(fā)生改變。ATP合酶的工作機(jī)制當(dāng)前第52頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)影響氧化磷酸化的因素NADH/NAD+:ADP/ATP:最重要呼吸控制（respiratorycontrol）抑制劑：1）解藕聯(lián)劑：如2,4-二硝基苯酚

2）ATP合酶抑制劑：寡霉素

3）電子傳遞抑制劑：魚藤酮當(dāng)前第53頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第54頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)4.甲狀腺激素

促進(jìn)Mit的氧化磷酸化，ATP生成

甲狀腺激素誘導(dǎo)Na+,K+–ATP酶

使ATPADP+Pi總效應(yīng)：ATP合成，ATP分解也解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)均增加，表現(xiàn)為氧耗，產(chǎn)熱甲亢：易熱，易喘，情緒激動(dòng)當(dāng)前第55頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)線粒體DNA(mitochondialDNA)

氧自由基氧化磷酸化突變

ATP呼吸鏈及線粒體蛋白質(zhì)合成mtDNA病線粒體DNA病與衰老有關(guān)。–5.線粒體DNA突變當(dāng)前第56頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)ATP和ADP的流動(dòng)

以腺苷酸為載體，反向交換。受胞漿內(nèi)和線粒體內(nèi)

ATP/ADP水平影響當(dāng)前第57頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)三、ATP的儲(chǔ)存和利用

核苷二磷酸激酶的作用腺苷酸激酶的作用

ADP+ADPATP+AMP1.生成其他核苷三磷酸當(dāng)前第58頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)肌酸激酶的作用磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。2.生成磷酸肌酸當(dāng)前第59頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)生物體內(nèi)能量的儲(chǔ)存和利用：以ATP為中心ADPATP氧化磷酸化底物水平磷酸化～P機(jī)械能（肌肉收縮等）滲透能（物質(zhì)運(yùn)輸）化學(xué)能（合成代謝）電能（生物電）熱能（維持體溫）～P肌酸磷酸肌酸當(dāng)前第60頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)線粒體外的NADH的

氧化磷酸化借助于兩條穿梭途徑

1.α-磷酸甘油穿梭系統(tǒng)

2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)當(dāng)前第61頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)1.α-磷酸甘油穿梭：主要存在于腦和骨骼肌中當(dāng)前第62頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)α-磷酸甘油穿梭特點(diǎn)：線粒體內(nèi)外的α-磷酸甘油脫氫酶的輔酶不同胞液-----NAD+

線粒體---FADFADH2經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈1.5ATP主要存在于骨骼肌、神經(jīng)細(xì)胞

當(dāng)前第63頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝和心肌中2.5ATP當(dāng)前第64頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)蘋果酸穿梭系統(tǒng)特點(diǎn)：蘋果酸脫氫酶的輔酶是NAD+線粒體內(nèi)的草酰乙酸生成天冬氨酸再穿過(guò)線粒體膜。通過(guò)NADH氧化呼吸鏈2.5ATP主要存在于肝、心肌組織中。

當(dāng)前第65頁(yè)\共有73頁(yè)\編于星期四\19點(diǎn)磷酸甘油穿梭線粒體內(nèi)生成FADH2生成2分子ATP存在部位：骨骼肌、神經(jīng)組織兩條穿梭途徑比較蘋果酸—天冬氨酸穿梭線粒體內(nèi)生成NADH生成3分子ATP存在部位：心肌、肝臟當(dāng)前第66頁(yè)\共有73頁(yè)\編