生物氧化笔记.docx

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生物氧化笔记

第七章．生物氧化

*生物氧化的概念

物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。

♦生物氧化的特点：

1、反应条件温和（在体温37℃，pH近中性）的有水环境中进行。

2、反应由酶催化。

3、逐步放能，有利于ATP的生成。

4、H2O由代谢物脱下的氢和氧结合生成，CO2由有机酸脱羧生成。

第二节.二氧化碳的生成

体内CO2是有机酸在酶催化下脱羧反应的产物

第三节。

线粒体氧化体系

一、呼吸链

（一）概念

呼吸链（respiratorychain）

又称电子传递链（electrontransferchain）。

（二）组成

递氢体（传递氢的酶或辅酶）和电子传递体（传递电子的酶或辅酶）（2H2H++2e）

四种具有传递电子功能的酶复合体（complex）

线粒体呼吸链复合体

复合物

酶名称

亚基数

辅酶／辅基

Ｉ

NADH-UQ还原酶

39

FMNFe-S

II

琥珀酸-UQ还原酶

５

FADFe-S

III

UQ-Cyt还原酶

10

铁卟啉Fe-S

IV

细胞色素氧化酶

10

铁卟啉Cu

*泛醌和Cytc均不包含在上述四种复合体中。

1、NAD+和NADP+的结构

①NAD+的主要功能是接受从代谢物上脱下的2H（2H++2e-）,然后传给黄素蛋白

②NADP+H+则在体内合成代谢和羟化反应中作为供氢体

2.黄素蛋白

辅基是FAD或FMN

FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环。

递2H++2e

3、铁硫蛋白

铁硫蛋白中辅基铁硫中心（Fe-S）含有等量铁原子和硫原子，其中一个铁原子可进行Fe2+Fe3++e反应传递电子。

属于单电子传递体，每次传递一个电子

4、泛醌

泛醌（辅酶Q,CoQ,Q）由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链（人CoQ10）。

内膜中可移动电子载体，在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子，递2H++2e

5、细胞色素类

一个细胞色素每次传递一个电子，属于单电子传递体

有细胞色素abc三类

细胞色素c（Cytc）是呼吸链唯一水溶性球状蛋白，不包含在复合体中。

细胞色素a和a3不易分开，所以他们合称为细胞色素aa3,可将电子直接传递给氧，又称为细胞色素氧化酶

细胞色素体系递电子次序：

（三）呼吸链上电子传递体的排列及呼吸链类型

（１）.电子传递体的排列

1由以下实验确定

①标准氧化还原电位

②有氧时各传递体的还原程度

③特异抑制剂阻断

2电子传递链排列顺序

2.呼吸链类型

（1）NADH氧化呼吸链

NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2

（2）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

二、氧化磷酸化

定义

Ø氧化磷酸化代谢物脱下的氢，经氧化呼吸链电子传递释放能量，偶联驱动ADP磷酸化生成ATP，又称为偶联磷酸化。

氧化磷酸化是体内ATP生成的主要方式。

（一）P/O比值

1、P/O比值：

每消耗1molO2所消耗无机磷酸的mol数（即合成ATP的mol数）。

•用整数表示：

•NADH氧化呼吸链P/O=3

•FADH2氧化呼吸链P/O=2

2、近代实验和电化学计算结果：

平均每泵出4个H+才合成并转运1分子ATP

•NADH氧化呼吸链泵出10个H+：

10/4=2.5（分子ATP）

•FADH2氧化呼吸链泵出6个H+：

6/4=1.5（分子ATP）

（二）氧化磷酸化的偶联机制

1.化学渗透假说

2.ATP合酶

由亲水部分F1（催化ATP的合成）和疏水部分F0（质子通道的作用）组成。

ATP合酶功能：

合成ATP

3.ATP生成的机制

L型构象捕捉ADP和Pi；

与γ亚基结合后变构为T型构象使结合的ADP＋Pi合成ATP；

γ亚基离开后变构为O型构象，释出ATP；之后，又自动恢复为L构象。

（三）影响氧化磷酸化的因素

1、抑制剂

1）呼吸链抑制剂（电子传递抑制剂）

抑制电子传递过程，使电子不能传递给氧，作用于复合体Ⅳ

2）解偶联剂ATP生成减少了

3）氧化磷酸化抑制剂

既抑制氧的利用又抑制ATP的生成

2、ADP的调节作用（ATP利用）

[ADP]氧化磷酸化

3、氧化磷酸化（ADP的调节）

4、线粒体DNA突变场所为线粒体

5、甲状腺素影响氧化磷酸化

三、胞液中NADH的氧化

Ø线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。

转运机制主要有

1、α-磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中

2、苹果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中

第四节ATP与能量代谢

1高能磷酸键与高能磷酸化合物

◆高能磷酸键

水解时释放的能量大于21KJ/mol的磷酸酯键，常表示为P。

◆高能磷酸化合物

2含有高能磷酸键的化合物

ATP是人体内各种生命活动能量的直接供给者，是体内最重要的高能化合物。

一．ATP的生成方式

1.氧化磷酸化（主要方式）

2.底物水平磷酸化

底物分子中的能量直接以高能键形式转移给ADP（或GDP）生成ATP（或GTP）。

二．ATP能量的转移和储存

1．ATP是细胞内的主要磷酸载体，作为细胞的主要供能物质参与需能代谢反应

UTP：

糖原合成

CTP：

磷脂合成

GTP：

蛋白质生物合成

2．肌酸激酶的作用：

磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式

将磷酸肌酸中的高能键转移给ADP重新生成ATP，以补充机体对能量的需求

三．ATP循环

ATP循环是指体内ATP生成，贮存，转移和利用而构成的循环。

ATP在整个能量代谢体系中起核心地位