第05章生物氧化.ppt
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1、第05章生物氧化现在学习的是第1页,共51页第第1 1节节 概述概述 一、生物氧化的概念一、生物氧化的概念 物质在生物体内进行氧化称生物氧化。物质在生物体内进行氧化称生物氧化。现在学习的是第2页,共51页第第1 1节节 概述概述 一、生物氧化的概念一、生物氧化的概念 线粒体生物氧化线粒体生物氧化:糖、脂肪、蛋白质糖、脂肪、蛋白质等在等在体内体内分解分解时逐步释放时逐步释放能量能量,最终生成,最终生成CO2 2 和和H2 2O 的过程。的过程。非线粒体生物氧化非线粒体生物氧化:代谢物或药物和毒物:代谢物或药物和毒物等通过氧化反应进行生物转化。等通过氧化反应进行生物转化。现在学习的是第3页,共51
2、页二、生物氧化的方式二、生物氧化的方式(一)加氧反应(一)加氧反应 向底物分子中直接加入向底物分子中直接加入氧原子或氧分子氧原子或氧分子 RHRHNADPHNADPHHH+OO2 2ROH ROH NADP+NADP+HH2 2OO R ROO2 2 RO RO2 2现在学习的是第4页,共51页(二)脱氢反应(二)脱氢反应 从底物分子中脱下一对氢原子或加水脱氢从底物分子中脱下一对氢原子或加水脱氢 CHCH3 3CH(OH)COOHCHCH(OH)COOHCH3 3COCOOHCOCOOH2H2H(2H2H+2e2e)CHCH3 3CHOCHOHH2 2OCHOCH3 3COOHCOOH2H2H
3、(2H2H+2e2e)现在学习的是第5页,共51页(三)(三)失电子反应失电子反应 从底物分子中脱下一个电子从底物分子中脱下一个电子 Fe2+Fe3+现在学习的是第6页,共51页三、生物氧化的特点三、生物氧化的特点 1.在在细胞内细胞内,pH7.357.45及及体温体温37C下经下经酶酶催化逐步进行催化逐步进行 2.能量能量是逐步释放的是逐步释放的 3.H20由代谢物脱下的氢经递氢体和递电由代谢物脱下的氢经递氢体和递电子体的传递与氧结合生成子体的传递与氧结合生成 4.CO2由有机酸脱羧生成由有机酸脱羧生成 5.生物氧化的生物氧化的速度速度由细胞自动调控由细胞自动调控现在学习的是第7页,共51页
4、第第2节节 线粒体生物氧化体系线粒体生物氧化体系一一、生物氧化过程中水的生成生物氧化过程中水的生成 呼吸链呼吸链代谢物脱下的成对氢原子(代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶)通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递,最终与氧和辅酶所催化的连锁反应逐步传递,最终与氧结生成水。由于此过程与细胞呼吸有关,所以结生成水。由于此过程与细胞呼吸有关,所以将此传递链称为将此传递链称为呼吸链呼吸链。又称为。又称为电子传递链电子传递链现在学习的是第8页,共51页第第2节节 线粒体生物氧化体系线粒体生物氧化体系一一、生物氧化过程中水的生成生物氧化过程中水的生成 呼吸链呼吸链传递氢的酶或辅酶传递氢的酶或辅酶递氢
5、体递氢体传递电子的酶或辅酶传递电子的酶或辅酶递电子体递电子体递氢体和递电子体都能传递电子递氢体和递电子体都能传递电子所以所以呼吸链呼吸链又称为又称为电子传递链电子传递链2H 2H+2e 现在学习的是第9页,共51页(一)呼吸链的组成成分(一)呼吸链的组成成分 1.NAD+和和NADP+能可逆地加氢还原或脱能可逆地加氢还原或脱氢氧化,是氢氧化,是递氢体递氢体。现在学习的是第10页,共51页2.FMN和和FAD 是是黄素酶的辅基黄素酶的辅基,可接受,可接受2 2个质个质子和子和2 2个电子。在呼吸链中起个电子。在呼吸链中起递氢递氢作用。作用。FAD/FMN FADH2/FMNH2+2H+2H-2H
6、-2H-2H+2H现在学习的是第11页,共51页 3.铁硫蛋白(铁硫蛋白(Fe-S)铁铁硫硫蛋蛋白白中中辅辅基基铁铁硫硫簇簇(Fe-S)含含有有等等量量铁铁原原子子和和硫硫原原子子,其其中中铁铁原原子子可可进进行行Fe2+Fe3+e反反应应传传递递电电子子。现在学习的是第12页,共51页 4.泛醌(辅酶泛醌(辅酶Q)在呼吸链中起)在呼吸链中起递氢递氢作用作用O CH3 CH3H3COH3COO(CH2CH=C CH2)n HOOH3COH3COCH3RH3COH3COOHOHCH3R+2H+2H-2H-2H现在学习的是第13页,共51页5.细胞色素细胞色素(Cyt)一类色素蛋白(色蛋白)一类色
7、素蛋白(色蛋白)一类色素蛋白(色蛋白)一类色素蛋白(色蛋白)辅基辅基辅基辅基铁卟啉铁卟啉铁卟啉铁卟啉CytCyt的分类的分类 3030多种多种b b类:类:b、b17、P450 a a类类:a、a1、a2、a3 c c类:类:c、c1、c2、a a与与与与a3a3密不可分,写作密不可分,写作密不可分,写作密不可分,写作Cyt aa3Cyt aa3现在学习的是第14页,共51页CytCyt在呼吸链中的作用在呼吸链中的作用:递电子递电子2Cyt-Fe2Cyt-Fe3+3+2e 2Cyt-Fe+2e 2Cyt-Fe2+2+2Cytaa3-Fe2+2+1/2O2 2Cytaa3-Fe3+3+O2-2-
8、Cyt传递电子顺序传递电子顺序传递电子顺序传递电子顺序Cytb CytcCytb Cytc1 1CytcCytaaCytcCytaa3 3 O O2 2现在学习的是第15页,共51页 呼吸链中细胞色素的排列及电子传递过程呼吸链中细胞色素的排列及电子传递过程2Fe2+2Fe3+2e b 2Fe2+2Fe3+2ec12Fe2+2Fe3+2ec2Fe2+2Fe3+2eaa31/2O2O2-2e2H+H2OCyt aa3(细胞色素氧化酶)细胞色素氧化酶)呼吸链中唯一直接将电子传递给呼吸链中唯一直接将电子传递给O2 现在学习的是第16页,共51页呼吸链的组成成分呼吸链的组成成分泛醌(辅酶泛醌(辅酶Q)、
9、)、Cyt c 游离游离其余其余 成分成分 复合体形式复合体形式现在学习的是第17页,共51页复合体形式复合体形式 复合体复合体I(NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶)由黄素蛋白(由黄素蛋白(辅基辅基 FMN)和铁硫蛋白(辅基)和铁硫蛋白(辅基Fe-S)组成)组成 功能是将电子从功能是将电子从NADH传递给泛醌传递给泛醌 NADH FMN,FeS CoQNADH+H+NAD+FMN FMNH2还原型还原型Fe-S 氧化型氧化型Fe-S QQH2现在学习的是第18页,共51页 复合体复合体(琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶)由黄素蛋白由黄素蛋白(辅基辅基 FAD),铁硫蛋白和铁硫蛋白和Cyt b-
10、Cyt b-560560组成组成 其功能是将电子从琥珀酸传递给泛醌其功能是将电子从琥珀酸传递给泛醌 琥珀酸琥珀酸 FeS,bFeS,b560560 CoQ现在学习的是第19页,共51页复合体(泛醌-细胞色素C还原酶)由由Cyt b(b-562562,b-566566),Cyt c1 1和铁硫蛋白组成和铁硫蛋白组成功能是将电子从泛醌传递给功能是将电子从泛醌传递给 Cytc QH2 2 b562562,b566566,FeS,c1 1 Cyt c现在学习的是第20页,共51页复合体复合体(细胞色素(细胞色素C氧化酶)氧化酶)由由Cytaa3组成组成 功能是将电子从功能是将电子从Cytc传递给氧传递
11、给氧 Cytc Cytaa3 3 O2 2 现在学习的是第21页,共51页(二)(二)体内两条呼吸链体内两条呼吸链 NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链现在学习的是第22页,共51页 1.NADH氧化呼吸链氧化呼吸链由由复合体复合体、及及Q Q(泛醌)和(泛醌)和CytcCytc组成组成递氢体和递电子体的排列顺序递氢体和递电子体的排列顺序SH2 NAD+FMNH2 CoQ 2Cyt-Fe2+1/2O2 (Fe-S)S NADH FMN CoQH2 2Cyt-Fe3+O2-(Fe-S)NADH 复合体复合体 Q 复合体复合体Cyt c 复合复合O2现在学习的是第23页,
12、共51页 2.琥珀酸氧化呼吸链(琥珀酸氧化呼吸链(FADH2 2 氧化呼吸链氧化呼吸链)由由复合体复合体、及及Q(泛醌)和(泛醌)和Cytc组成组成递氢体和递电子体的排列顺序递氢体和递电子体的排列顺序 琥珀酸琥珀酸 复合体复合体 Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2)琥珀酸琥珀酸 FAD CoQH2 2Cyt-Fe3+O2-(Fe-S)b延胡索酸延胡索酸 FADH2 CoQ 2Cyt-Fe2+1/2O2 (Fe-S)b现在学习的是第24页,共51页(三)胞液中(三)胞液中NADHNADH的氧化的氧化 线粒体中生成的线粒体中生成的线粒体中生成的线粒体中生成的NADH可直接通过呼吸链氧化可
13、直接通过呼吸链氧化可直接通过呼吸链氧化可直接通过呼吸链氧化 细胞液中生成的细胞液中生成的细胞液中生成的细胞液中生成的NADH不能自由透过线粒体内膜,不能自由透过线粒体内膜,必须经过某种转运机制才能进入线粒体必须经过某种转运机制才能进入线粒体-磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭现在学习的是第25页,共51页(三)胞液中(三)胞液中NADHNADH的氧化的氧化1 1、-磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭NADH+H+磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮NAD+-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮-磷酸甘油磷酸甘油FADHFADH2 2FADFADCoQ b c1 c aa3 O2胞液中
14、胞液中-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶(辅酶为辅酶为NADNAD+)线粒体内线粒体内-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶(辅基为辅基为FADFAD)胞液胞液线粒体线粒体内膜内膜线粒体线粒体现在学习的是第26页,共51页(三)胞液中(三)胞液中NADHNADH的氧化的氧化1 1、-磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭 最终生成最终生成2分子分子ATP现在学习的是第27页,共51页2、苹果酸、苹果酸-天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭 谷氨谷氨酸酸-酮酮戊二酸戊二酸草酰草酰乙酸乙酸天冬天冬氨酸氨酸苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+呼吸链呼吸链谷氨谷氨酸酸-酮酮戊二酸戊二酸天冬天冬氨酸氨酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸苹果酸草酰
15、草酰乙酸乙酸天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶NAD+NADH+H+胞液胞液内膜内膜线粒体线粒体现在学习的是第28页,共51页(三)胞液中(三)胞液中NADHNADH的氧化的氧化2 2、苹果酸、苹果酸-天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭 最终生成最终生成3分子分子ATP现在学习的是第29页,共51页三、三、生物氧化过程中生物氧化过程中ATP的生成与能的生成与能量的利用和储存量的利用和储存(一)(一)ATP的生成方式的生成方式 1.底物水平磷酸化底物水平磷酸化直接直接将代谢物分子中的能量转移至将代谢物分子中的能量转移至ADP(或(或GDP),生成,生成ATP(或(或GTP)的过程。的过程。现在学习的是第
16、30页,共51页1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-DPG)OPO 3 2-ADPATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸现在学习的是第31页,共51页磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶(Mg2+,K+)烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸现在学习的是第32页,共51页琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoACoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酸琥珀酸 HSCoA现在学习的是第33页,共51页 2.氧化磷酸化氧化磷酸化在线粒体中,代谢物脱下的在线粒体中,代谢物脱下的2H经呼吸链氧化为水经呼吸链氧化为水时所释放的能量使时所释放的能量使A
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