Chap6 生物氧化 PPT课件

经递氢体系传递给氧，在此过程中释 放能量使 ADP磷酸化生成 ATP，这种能 量的生成方式就称为氧化磷酸化
(oxidative phosphorylation)。
直接将底物分子中的高能键转变为
ATP 分子中的末端高能磷酸键的过程 称 为 底 物 水 平 磷 酸 化 (substrate level
phosphorylation)。
底物Leabharlann 平磷酸化：3-磷酸 甘油酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸 ADP
3-磷酸甘油酸
ATP
丙酮酸激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇式丙酮酸
琥珀酰硫激酶
琥珀酰CoA
琥珀酸 GTP
GDP + Pi
（一）氧化磷酸化的偶联部位： 在氧化磷酸化过程中，氧的消耗与无机 磷酸消耗之间的比例关系，反映底物脱 氢氧化与ATP生成之间的比例关系。 每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷的 摩尔数称为P/O比值。 合成1molATP时，需要提供的能量至少为 ΔG0'=-30.5kJ/mol，相当于氧化还原电位差 ΔE0'=0.2V 。 故在 NADH 氧化呼吸链中有 三处可生成 ATP(2.5)，而在琥珀酸氧化呼 吸链中，只有两处可生成ATP(1.5)。
CoQ
NAD+和NADP+的结构
R = H: NAD+; R = H2PO3: NADP+
NADH还原酶---NAD+/NADH
黄素蛋白---FMN、FAD/FADH2
铁硫蛋白的分子结构
铁硫蛋白分子中含有
S S Fe
Fe
Fe 由半胱氨酸残基硫原 子与铁离子形成的铁 Fe 硫中心，一次可传递 S 一个电子 -e Fe4S4 2+ Fe Fe3+
生物氧化的概念：营养物在生物体内 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。
糖
O2 ADP+Pi ATP
脂肪
蛋白质
CO2 和 H2O
能量
热能
生物氧化的一般过程
糖原 葡萄糖

三酯酰甘油 脂酸+甘油 乙酰CoA
CO2
蛋白质
氨基酸
生物氧化的特 点 ： 37℃ 、 近 于中性水环境、 酶催化、逐步 TAC 释放出能量、 相当一部分能 量以高能磷酸 酯键的形式储 2H 存起来。
第六章 生 物 氧 化
Biological Oxidation
Course Content
1.The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing Oxidation respiratory chain oxidative phosphorylation NADH transporter α-glycerophosphate shuttle malate-asparate shuttle 2.The Others Oxidation Enzyme Systems without ATP Producing
琥珀酸
FAD (Fe-S)
NADH
FMN (Fe-S)
CoQ
b
C1
C
aa3
O2
近年来很多实验结果都证明，以 NADH作为电子供体时，测得的P/O 比值大于2。以琥珀酸作为电子供体 时，侧得的P/O比值大于1；所以P/O 比值不一定是整数。例如，-羟丁酸 经过NADH途径的P/O比值为2.4~2.6 ，产生的ATP数目为2.5；而琥珀酸 经过FADH2的P/O比值为1.7，产生的 ATP数目为1.5。
NADH
NADH-CoQ 还原酶 CoQ CoQ-CytC 还原酶 CytC Cyt 氧化酶 O2
琥珀酸
琥珀酸-CoQ 还原酶
组成电子传递体的酶复合物的排列顺序
1．NADH氧化呼吸链：
NADH
FMN (Fe-S)
CoQ
b
C1
C
aa3
O2
2．琥珀酸氧化呼吸链：
琥珀酸
FAD (Fe-S) CoQ b C1 C
ADP+Pi
ATP
呼吸链
H2O
第一节 生成ATP的氧化磷酸化体系
The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing 一、氧化呼吸链（ Oxidation respiratory chain）
在线粒体内膜上，由若干递氢体或递电
子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼 吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链 （respiratory chain）；又称电子传递 链（electron transfer chain） 。
S
+e
泛醌的分子结构
O CH3O CH3O O CH3 (CH2CH C CH2)nH CH3
n=6-10
2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）： 琥珀酸 CoQ
琥珀酸脱氢酶 + 2FAD（Fe-S）+2（Cyt b560） 细胞色素类(Cytochrome )： 以铁卟啉为辅基的蛋白质--单电子传递体 可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体: 存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3， Cytb（b560，b562，b566），Cytc，Cytc1；而存 在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5
细胞色素C(Cytochrome C )
3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）： 2Cytb + Cytc1 +（Fe-S）
CoQ Cyt b Fe-S Cyt C1 Cyt C
4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）： Cytaa3 Cyta + Cyta3（铜离子） Cytc Cytaa3 O2
（二）氧化呼吸链成分的排列顺序：
aa3 O2
NADH氧化呼吸链：
NADH +H+ FMN (Fe-S) CoQH2 2CytFe3+ 2CytFe2+ 1/2O2
b NAD+ FMNH2 (Fe-S) CoQ 2H+
C1
C
aa3Cu
2CytFe3+ O2-
2CytFe2+
H2O
二、氧化磷酸化
在线粒体中，底物分子脱下的氢原子
（一）呼吸链的组成: 复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
胞液侧 +
4H+ 2H+ 4H+ Cyt c
+ + + + + Q
+
+ +
F
0
+
-
Ⅰ
NAD+
Ⅱ
NADH+H+
延胡索酸 琥珀酸
-
Ⅲ
- - 1/2O2+2H+
- H2 O
Ⅳ
F1
基质侧
ADP+Pi ATP H+
1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：
NADH
FMN （Fe-S）