4生物氧化与能量代谢 蛋白质的代谢(3)own.pptx
《4生物氧化与能量代谢 蛋白质的代谢(3)own.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4生物氧化与能量代谢 蛋白质的代谢(3)own.pptx(69页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、生生 物物 氧氧 化化蛋白质代谢蛋白质代谢主讲教师:黄慧聪一、一、生物氧化生物氧化概述概述1 1、生物氧化的概念、生物氧化的概念2 2、生物氧化的过程、生物氧化的过程3 3、生物氧化的特点、生物氧化的特点1 1、生物氧化的概念、生物氧化的概念 生物氧化(生物氧化(Biological OxidationBiological Oxidation)物质在生物体内氧化分解的过程称为物质在生物体内氧化分解的过程称为生物氧化生物氧化.糖、脂肪、蛋白质糖、脂肪、蛋白质 能量能量+CO+CO2 2+H+H2 2O O 生物氧化的主要生理意义是为生物体生物氧化的主要生理意义是为生物体提供能量。提供能量。2 2
2、、生物氧化的过程生物氧化的过程多糖多糖多糖多糖 脂肪脂肪脂肪脂肪 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 甘油脂肪酸甘油脂肪酸甘油脂肪酸甘油脂肪酸 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸H HCOCO2 2TACTAC乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoAOO2 2H H2 2OO能量能量能量能量3 3、生物氧化的特点、生物氧化的特点 体内氧化体内氧化 体外氧化体外氧化物质氧化方式:加氧、脱氢、失电子物质氧化方式:加氧、脱氢、失电子物质氧化方式:加氧、脱氢、失电子物质氧化方式:加氧、脱氢、失电子物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能物质氧
3、化时消耗的氧量、得到的产物和能量相同。量相同。量相同。量相同。(1 1)相同点)相同点 (2 2)不同点)不同点 体内氧化体内氧化体内氧化体内氧化 体外氧化体外氧化体外氧化体外氧化 反应条件:反应条件:反应条件:反应条件:温和温和温和温和 剧烈剧烈剧烈剧烈 反应过程:反应过程:反应过程:反应过程:分步反应分步反应分步反应分步反应 一步反应一步反应一步反应一步反应 能量逐步释放能量逐步释放能量逐步释放能量逐步释放 能量突然释放能量突然释放能量突然释放能量突然释放 产物生成:产物生成:产物生成:产物生成:间接生成间接生成间接生成间接生成 直接生成直接生成直接生成直接生成 能量形式:能量形式:能量形
4、式:能量形式:热能、热能、热能、热能、ATP ATP 热能、光能热能、光能热能、光能热能、光能生物氧化特点生物氧化特点1.1.生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程,反生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程,反应应条件温和条件温和(水水溶液,中性溶液,中性pHpH和常温)。和常温)。2.2.在在生生物物氧氧化化中中,碳碳的的氧氧化化和和氢氢的的氧氧化化是是非非同同步步进进行行的的。氧氧化化过过程程中中脱脱下下来来的的氢氢质质子子和和电电子子,通通常常由由各各种载体,如种载体,如NADHNADH等传递到氧并生成水。等传递到氧并生成水。l生生物物氧氧化化是是一一个个分分步步进进行行的的过过程程
5、。每每一一步步都都由由特特殊殊的的酶酶催催化化,每每一一步步反反应应的的产产物物都都可可以以分分离离出出来来。这这种种逐逐步步进进行行的的反反应应模模式式有有利利于于在在温温和和的的条条件件下下释释放放能能量量,提提高高能能量量利利用用率率。生生物物氧氧化化释释放放的的能能量量,通通过过与与ATPATP合合成成相相偶偶联联,转转换换成成生生物物体体能能够够直直接接利利用用的生物能的生物能ATPATPl氧化进行过程中,必然伴随氧化进行过程中,必然伴随生物还原反应生物还原反应的发生。的发生。生物能和生物能和ATPATPATP是生物能存在的主要形式ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式。提供物质代
6、谢时需要的能量供给机体生命活动时需要的能量生成其他核苷三磷酸 生物能及其存在形式生物能及其存在形式ATP(三磷酸腺苷)(三磷酸腺苷)焦磷酸焦磷酸A腺苷腺苷碱基碱基戊糖戊糖核苷核苷腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸一磷酸一磷酸(AMP)P腺苷腺苷二磷酸二磷酸(ADP)P腺苷腺苷三磷酸三磷酸(ATP)O磷磷 酸酸核苷酸核苷酸机械能机械能-运动运动化学能化学能-合成合成渗透能渗透能-分泌吸收分泌吸收电能电能-生物电生物电热能热能-体温体温光能光能-生物发光生物发光ATPATP是生物系统能量交换的中心是生物系统能量交换的中心荧火虫荧火虫ATPATP的特殊作用的特殊作用ATPATP的生成和利用的生成和利
7、用ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 PP PP 机械能机械能(肌肉收缩肌肉收缩)渗透能渗透能(物质主动转运物质主动转运)化学能化学能(合成代谢合成代谢)电能电能(生物电生物电)热能热能(维持体温维持体温)生物体内能量的储存和利生物体内能量的储存和利用都以用都以ATP为中心。为中心。线粒体氧化体系线粒体氧化体系 一、呼吸链一、呼吸链 (Respiratory Chain)(Respiratory Chain)(Respiratory Chain)(Respiratory Chain)1 1、呼吸链的概念、呼吸链的概念 2 2、呼吸链的
8、组成、呼吸链的组成 3 3、呼吸链的作用、呼吸链的作用1 1、呼吸链的定义、呼吸链的定义:一系列酶和辅酶按照一定的顺序排列在线在线在线在线粒体内膜上,可以将代谢物脱下的氢粒体内膜上,可以将代谢物脱下的氢粒体内膜上,可以将代谢物脱下的氢粒体内膜上,可以将代谢物脱下的氢(H H H He e e e)逐步传递给氧生成水同时释放能量,由于此过逐步传递给氧生成水同时释放能量,由于此过逐步传递给氧生成水同时释放能量,由于此过逐步传递给氧生成水同时释放能量,由于此过程与细胞摄取氧的呼吸过程有关,所以程与细胞摄取氧的呼吸过程有关,所以程与细胞摄取氧的呼吸过程有关,所以程与细胞摄取氧的呼吸过程有关,所以这一传
9、递链称为呼吸链。根据代谢物上脱下氢的称为呼吸链。根据代谢物上脱下氢的称为呼吸链。根据代谢物上脱下氢的称为呼吸链。根据代谢物上脱下氢的受体不同分分分分NADHNADHNADHNADH呼吸链和呼吸链和呼吸链和呼吸链和FADHFADHFADHFADH2 2 2 2呼吸链。呼吸链。呼吸链。呼吸链。2 2、呼吸链的组成、呼吸链的组成四个酶复合体:复合体四个酶复合体:复合体I I IV IV两个可灵活移动的成分:泛醌(两个可灵活移动的成分:泛醌(Q Q)和)和 细胞色素细胞色素C C 复合体复合体 酶酶 辅基辅基复合体复合体 NADH NADH一泛醌还原酶一泛醌还原酶 FMN FMN及铁硫蛋白及铁硫蛋白复
10、合体复合体 琥珀酸一泛醌还原酶琥珀酸一泛醌还原酶 FAD FAD及铁硫蛋白及铁硫蛋白复合体复合体 泛醌一细胞色素泛醌一细胞色素C C还原酶还原酶 铁卟啉及铁硫蛋白铁卟啉及铁硫蛋白复合体复合体 细胞色素细胞色素C C氧化酶氧化酶 Cu Cu及铁卟啉及铁卟啉NADH呼吸链H2O12O2O2-MH2还原型代还原型代 谢底物谢底物FMNFMNH2CoQH2CoQNAD+NADH+H+2Fe2+2Fe3+细胞色素细胞色素b-c-c1-aa3 Fe S2H+M氧化型代氧化型代 谢底物谢底物FADHFADH2 2呼吸链呼吸链FADFADH2琥珀酸琥珀酸 Fe S2Fe2+2Fe3+细胞色素细胞色素b-c1-
11、c-aa3CoQH2CoQ12O2O2-2H+H2O延胡索酸延胡索酸 接受还原性辅酶上的氢原子对接受还原性辅酶上的氢原子对(2H(2H+2e)+2e),使辅酶分子氧化,并将电子对,使辅酶分子氧化,并将电子对顺序传递,直至激活分子氧,使氧负离子顺序传递,直至激活分子氧,使氧负离子(O(O2-2-)与质子对与质子对(2H(2H+)结合,生成水。电子结合,生成水。电子对在传递过程中逐步氧化放能,所释放的对在传递过程中逐步氧化放能,所释放的能量驱动能量驱动ADPADP和无机磷发生磷酸化反应,和无机磷发生磷酸化反应,生成生成ATPATP。3.3.呼吸链的作用呼吸链的作用 二、生物氧化过程中二、生物氧化过
12、程中ATPATP的生成的生成 1 1、氧化磷酸化的概念、氧化磷酸化的概念 2 2、氧化磷酸化的偶联部位、氧化磷酸化的偶联部位 3 3、影响氧化磷酸化的因素、影响氧化磷酸化的因素 1 1、氧化磷酸化的概念、氧化磷酸化的概念 呼吸链传递呼吸链传递呼吸链传递呼吸链传递H H H H给氧生成水的过程,与给氧生成水的过程,与给氧生成水的过程,与给氧生成水的过程,与ADPADPADPADP磷磷磷磷酸化生成酸化生成酸化生成酸化生成ATPATPATPATP的过程相偶联发生称为氧化磷酸的过程相偶联发生称为氧化磷酸的过程相偶联发生称为氧化磷酸的过程相偶联发生称为氧化磷酸化,又称偶联磷酸化。化,又称偶联磷酸化。化,
13、又称偶联磷酸化。化,又称偶联磷酸化。根据生物氧化方式,可根据生物氧化方式,可将氧化磷酸化分为将氧化磷酸化分为底物水平磷酸化底物水平磷酸化及及电子传递电子传递体系磷酸化。体系磷酸化。氧化磷酸化是体内生成氧化磷酸化是体内生成氧化磷酸化是体内生成氧化磷酸化是体内生成ATPATPATPATP的主要方式。的主要方式。的主要方式。的主要方式。底物水平磷酸化底物水平磷酸化是在被氧化的是在被氧化的底物底物上发生磷酸化上发生磷酸化作用。即底物被氧化的过程中,形成了某些高能作用。即底物被氧化的过程中,形成了某些高能磷酸化合物的中间产物,通过酶的作用可使磷酸化合物的中间产物,通过酶的作用可使ADPADP生生成成AT
14、PATP。电子传递体系磷酸化电子传递体系磷酸化是指当电子从是指当电子从NADHNADH或或FADHFADH2 2经经过电子传递体系过电子传递体系(呼吸链呼吸链)传递给氧形成水时,同传递给氧形成水时,同时伴有时伴有ADPADP磷酸化为磷酸化为ATPATP的全过程。通常所说的氧的全过程。通常所说的氧化磷酸化是指电子传递体系磷酸化。化磷酸化是指电子传递体系磷酸化。2 2、氧化磷酸化的偶联部位、氧化磷酸化的偶联部位 P/O比值比值每消耗每消耗1mol 氧原子氧原子,所消耗的,所消耗的无机磷摩尔数无机磷摩尔数一对电子通过呼吸链一对电子通过呼吸链P/OP/O比值:一对电子通过呼吸链时生成比值:一对电子通过
15、呼吸链时生成ATPATP的个数的个数 1个个氧原子氧原子2e+O 2e+O O O2 2-ADP+Pi ADP+Pi ATPATP无机磷个数无机磷个数生成生成ATP的个数的个数 利用利用P/OP/O比值推测氧化磷酸化偶联部位比值推测氧化磷酸化偶联部位:羟丁酸:羟丁酸:P/O 3 2e从从NADH到到O2 2 生成生成3个个ATP琥珀酸:琥珀酸:P/O 2 2e从琥珀酸到从琥珀酸到O2 2 生成生成2个个ATP 因此,因此,NADHQ 存在偶联部位存在偶联部位。抗坏血酸抗坏血酸:P/O 1 2e从从Cytc到到O2 2生成生成1个个ATPCytc:P/O 1 2e从从Cytaa3 3到到O2 2
16、生成生成1个个ATP 因此,因此,Cytaa3 3O2 2 存在偶联部位。存在偶联部位。Q Cyt c 存在偶联部位存在偶联部位。ATPATP产生的部位都是有大的电位差变化的地方,产生的部位都是有大的电位差变化的地方,例如,例如,NADHNADH呼吸链生成呼吸链生成ATPATP的三个部位是:的三个部位是:E0E0值在此三个部位有大的值在此三个部位有大的“跳动跳动”,都在,都在0.20.2伏伏以上。以上。ATP ATP产生的部位产生的部位3、影响氧化磷酸化的因素呼吸链电子传递抑制剂呼吸链电子传递抑制剂 能够专一能够专一阻断呼吸链中某些部位电子传递阻断呼吸链中某些部位电子传递的物质和化学药品。它的
17、特点是可抑制呼吸的物质和化学药品。它的特点是可抑制呼吸链的某一环节,使呼吸链中断。因底物的氧链的某一环节,使呼吸链中断。因底物的氧化作用受阻,偶联的磷酸化作用无法进行,化作用受阻,偶联的磷酸化作用无法进行,ATPATP的生成随之减少。这类物质和化学药品的生成随之减少。这类物质和化学药品大多对人类或哺乳动物乃至需氧生物具有极大多对人类或哺乳动物乃至需氧生物具有极强的毒性。强的毒性。(1 1)生物氧化抑制剂)生物氧化抑制剂鱼藤酮鱼藤酮杀粉蝶菌素(粉蝶霉素杀粉蝶菌素(粉蝶霉素A A)阿米妥(异戊巴比妥)阿米妥(异戊巴比妥)抗霉素抗霉素A A二巯基丙醇二巯基丙醇 CO、CN-、N3-及及H2S 各种呼
18、吸链抑制剂的阻断位点各种呼吸链抑制剂的阻断位点解偶联剂解偶联剂 不抑制呼吸链的递氢或递电子过程,不抑制呼吸链的递氢或递电子过程,而是而是抑制由抑制由ADP+PiADP+Pi生成生成ATPATP的磷酸化作用的磷酸化作用,使氧化产生的能量不能用于使氧化产生的能量不能用于ADPADP磷酸化。即磷酸化。即使氧化与磷酸化偶联过程脱离。使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如:解偶联蛋白、双香豆素、如:解偶联蛋白、双香豆素、2,4-2,4-二硝二硝基苯酚、缬氨霉素、短杆菌肽等。基苯酚、缬氨霉素、短杆菌肽等。氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂 直接作用于直接作用于ATPATP合成酶复合体,对电子合成酶复合体,对电子传递
19、及传递及ADPADP磷酸化均有抑制作用。磷酸化均有抑制作用。如:寡霉素如:寡霉素 (2 2)ADPADP、PiPi与与ATPATP的调节作用的调节作用 负负反反馈馈调调节节。当当ATPATP高高时时,ADPADP、AMPAMP下下降降,氧氧化化磷磷酸酸化化速速度度减减慢慢,NADHNADH堆堆积积,TCATCA循循环环速速度度减减慢慢,ATPATP合合成成降降低低;当当ATPATP低低时时,ADPADP、AMPAMP升升高高,氧氧化化磷磷酸酸化化速速度度加快,加快,TCATCA循环速度加快,循环速度加快,ATPATP合成增加。合成增加。ADP/ATPADP/ATP是是限限制制氧氧化化磷磷酸酸化
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 4生物氧化与能量代谢 蛋白质的代谢3own 生物 氧化 能量 代谢 蛋白质 own
限制150内