第九章 生物氧化_2010.pps

“键能” 键能”
？
“高能键”？ 高能键”
OH OH AMP ADP ATP
ATP的作用 ATP的作用
1.提供物质代谢和生命活动时所需 1.提供物质代谢和生命活动时所需 的能量 2.转移生成其它三磷酸核苷 2.转移生成其它三磷酸核苷 3.转移生成第二信使 3.转移生成第二信使 (cAMP)
ATP的生成 ATP的生成
参与生物氧化的酶类
脱氢酶——以FMN，FAD，NAD，NADP为辅 以FMN，FAD，NAD，NADP为辅 脱氢酶 酶的脱氢酶 氧化酶——以氧为直接受氢体的氧化还 氧化酶 以氧为直接受氢体的氧化还 原酶类 eg.细胞色素酶 细胞色素酶、 eg.细胞色素酶、抗坏血酸氧化酶 加氧酶——催化加氧 加氧酶 催化加氧 传递体——递氢体（传递氢原子） 传递体 递氢体（传递氢原子） 递氢体 递电子体（传递电子） 递电子体（传递电子）
氧化磷酸化的基本机制
AH2 2H NADH+H (或 FADH2) 电子传递链 A NAD (或 FAD) 释放能量 ADP + Pi ATP合成酶 ATP 磷甘化过程
+ +
H2O 氧化过程 1/2 O2 氧 化 磷 甘 化
底物水平磷酸化
1,3-BP-甘甘甘 +ADP
3-P-甘油酸激酶
3-P-甘油酸 +ATP
生物氧化的特点
氧化反应分阶段进行,能量逐步释放, 3 、氧化反应分阶段进行,能量逐步释放,既避免了 能量骤然释放对机体的损害,又使得生物体能充分、 能量骤然释放对机体的损害,又使得生物体能充分、 有效地利用释放的能量； 有效地利用释放的能量； 4 、生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联的磷 酸化反应所利用,贮存于高能磷酸化合物( ATP)中 酸化反应所利用,贮存于高能磷酸化合物(如ATP)中, 当生命活动需要时再释放出来。 当生命活动需要时再释放出来。
生物氧化的概念
概念： 概念： 生物细胞将糖、 生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧 化分解,最终生成CO2和H2O并释放出能量的作 化分解,最终生成CO2和H2O并释放出能量的作 CO2 用称为生物氧化。 用称为生物氧化。 生物氧化包含了细胞呼吸作用中的一系列氧化 还原反应,所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。 还原反应,所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。
线 粒 体 的 生 化 解 剖
生物氧化的化学本质
（一）本质：生物氧化是发生在生物 本质： 体内的氧化还原反应 , 因而具有氧 化还原反应的共同特征。 化还原反应的共同特征。并且物质被 氧化时总伴随能量的释放。 氧化时总伴随能量的释放。
生物氧化的特点
1 、有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧 而被彻底氧化,在本质上是相同的, 而被彻底氧化,在本质上是相同的,最终的产物 都是CO2 H2O,同时所释放能量的总值也相等 CO2和 同时所释放能量的总值也相等； 都是CO2和H2O,同时所释放能量的总值也相等； 生物氧化在常温、常压、 2 、生物氧化在常温、常压、接近中性的 pH 和多水环境中进行；是在一系列酶、 和多水环境中进行；是在一系列酶、辅酶和中 间传递体的作用下逐步进行的； 间传递体的作用下逐步进行的；
人体重要的呼吸链
线粒体內的两条重要呼吸链： 线粒体內的两条重要呼吸链： NADH氧化呼吸链 细胞内最主要的呼吸链 NADH氧化呼吸链—细胞内最主要的呼吸链； 氧化呼吸链 细胞内最主要的呼吸链； 琥珀酸（FADH2） 琥珀酸（FADH2）氧化呼吸链
NADH呼吸链:
AH2 NAD
+
2H+ CoQ 2Fe
生物氧化的方式
生物氧化是在一系列氧化生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化下 分步进行的。每一步反应， 分步进行的。每一步反应，都由特定的 酶催化。在生物氧化过程中， 酶催化。在生物氧化过程中，主要包括 如下几种氧化方式。 如下几种氧化方式。 （ 1 ）脱氢 （ 2 ）加氧 （ 3吸链
糖原 Ⅰ 葡萄糖 Ⅱ
脂肪 脂肪酸 甘油 乙酰CoA 乙酰
蛋白质 氨基酸
Ⅲ TCA
CoA
2 H +2e ADP ATP Pi
+
1/2 O2 H2O
营养物分解代谢的三个阶段
生物氧化发生的场所
细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所。 细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所。 线粒体有两层膜结构，外膜对小分子（Mr<5000） 线粒体有两层膜结构，外膜对小分子（Mr<5000） 和离子为自由透过（通过跨膜通道）。 ）。内膜对大多 和离子为自由透过（通过跨膜通道）。内膜对大多 数小分子及离子不透过（包括H ），只有内膜上存 数小分子及离子不透过（包括H+），只有内膜上存 在特异运输体的物质可以透过。 在特异运输体的物质可以透过。内膜上含有呼吸链 和ATP合成酶。 ATP合成酶。 合成酶 主要功能是将代谢物脱下的氢通过多种酶及辅酶所 组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。 组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。
生物氧化——电子 第九章 生物氧化 电子 传递和氧化磷酸化作用
主要内容
1、生物氧化的概念 2、生物氧化发生的场所 3、生物氧化的化学本质与特点 4、生物氧化的方式 生物氧化体系—呼吸链 5、生物氧化体系 呼吸链 6、参加生物氧化的酶类 ATP的生成 的生成： 7、ATP的生成：
（1）氧化磷酸化 （2）底物水平磷酸化
丙酮酸激酶
PEP+ADP
琥珀酰CoA+Pi+GDP
丙酮酸+ATP
琥珀酸+CoA+GTP
琥珀酰CoA合成酶 琥珀酰CoA合成酶 CoA
P/O比 P/O比：当一对电子通过呼吸链传至氧所 产生的ATP ATP分子数 产生的ATP分子数 NADH氧化呼吸链 NADH氧化呼吸链——3 氧化呼吸链 3
NADH+H++3ADP+3Pi+1/2O2→NAD++3ATP+H2O
一、氧化磷酸化——ATP生成的主要方式 氧化磷酸化——ATP生成的主要方式 概念：代谢物脱下的氢由呼吸链传递给氧生 概念：代谢物脱下的氢 成水(放能) 的过程， ADP磷酸化生成 磷酸化生成ATP（ 成水(放能) 的过程，与ADP磷酸化生成ATP（吸 的过程相偶联， 氧化磷酸化。 能）的过程相偶联，称为氧化磷酸化。 二、底物水平磷酸化—— ATP生成的次要方式 底物水平磷酸化—— ATP生成的次要方式 概念：通过代谢，在底物分子上形成一个高 概念：通过代谢， 能键，然后再直接转交给其它二磷酸核苷(ADP)， 能键，然后再直接转交给其它二磷酸核苷(ADP)， 生成相应的三磷酸核苷(ATP)的过程 的过程。 生成相应的三磷酸核苷(ATP)的过程。
FAD氧化呼吸链 FAD氧化呼吸链——2 氧化呼吸链 2
FADH2+2ADP+2Pi+1/2O2→FAD+2ATP+H2O
作业
ATP及其作用 及其作用 生物氧化的特点 生物氧化的两条呼吸链的组成和各传递 体的作用 何谓磷氧比（ ），有什么生物学意 何谓磷氧比（P/O），有什么生物学意 ）， 义 ATP生成的两种方式 生成的两种方式
ATP及其作用 ATP及其作用
三磷酸腺苷， ATP ——三磷酸腺苷，体内最重要的高 三磷酸腺苷 能化合物， 能化合物，也是生物体内能量的载体 (携带者和转递者) 携带者和转递者)
中间传递能量者（非贮存者） 中间传递能量者（非贮存者）
ATP与高能磷酸键
NH2 O O Oγ β N Pα O P～ O P ～O - O O CH O O 2 O N N N
2+
FMNH2 Fe-S
1 O 2 2
A
NADH + +H
b-c1-c-aa3 CoQH2 2Fe3+ O2H2O
FMN
FADH2呼吸链:
琥珀甘 FAD Fe-S 延胡索甘 FADH2 CoQ CoQH2 2Fe
3+
O21 O 2 2
H2O
b-c1-c-aa3 2Fe
2+
2H
+
两条重要的氧化呼吸链
呼吸链： 呼吸链：代谢物脱下的氢通过多种酶及辅酶所 组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水， 组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水， 并释放出能量。这种由供氢体、传递体、 并释放出能量。这种由供氢体、传递体、受氢 体以及相应的酶催化系统组成的这种代谢途径 一般称为称为呼吸链。 一般称为称为呼吸链。 电子传递过程： 电子传递过程：还原型的辅酶通过电子传递再 氧化的过程