第六章新陈代谢总论与生物氧化副本专选课件
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递电子。
传递体
作用
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 （NAD+）
递氢体
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） 递氢体
黄素蛋白（辅基为 FAD和 FMN）
递氢体
铁硫蛋白（Fe-S）
单电子传递体
辅酶Q
递氢体
细胞色素类
单电子传递体
由以上五种电子传递体组成4个复合体
复合体Ⅰ: NADH-Q（泛醌）还原酶
功能: 将氢从NADH传递给泛醌 (ubiquinone)
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量
ATP
热能
一、生物氧化的特点
▪ 项目
燃烧
生物氧化
▪ 产物 ▪ 能量
CO2、H2O
CO2、H2O
二者相同
▪ 环境条件 体外、高温、无水
细胞内、体温、有水
▪ 能量生成方式
骤然放出
逐步释放
▪ 能量形式 以光和热的形式散发 部分以热能形式释
▪
放, 部分以ATP的形
第六章新陈代谢总论与生物氧化副本
新陈代谢的共同特点： 1. 由酶催化，反应条件温和。 2. 诸多反应有严格的顺序，彼此协调。 3. 对周围环境高度适应。
二、高能化合物分类
烯醇磷酸化合物
磷氧型 酰基磷酸化合物
高能化合物
磷酸化合物
常用～P 或～ ﹝P﹞ 表示。
磷氮型
焦磷酸化合物：ATP
－－释放 自由能特 别多的化 合物。
H
H
H2O
酶
RCO
R C OH
OH
O R C OH + 2H+ + 2e -
（三）氧直接参加的氧化反应
加氧酶 能够催化氧分子直接加入到有机分子 中。例如，
甲烷单加氧酶
CH4 + NADH + O2 CH3-OH + NAD+ + H2O
氧化酶 主要催化以氧分子为电子受体的氧化 反应，反应产物为水。在各种脱氢反应中产 生的氢质子和电子，最后都是以这种形式进 行氧化的。
非磷酸化合物
硫酯键化合物 甲硫键化合物
烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸
14.8千卡/摩尔
酰基磷酸化合物
O
O
RC O P O A O-
OO H3N+ C O P O-
O-
氨甲酰磷酸
酰基腺苷酸
OO
RCH C O P O A
N+H3
O-
氨酰基腺苷酸
焦磷酸化合物
O
O
N
H
+ 3
CH2
CH2 S+ A
第二节 生物氧化
生命能量来源
光能（太阳能）:植物和某 些藻类，通过光合作用将 光能转变成生物能。
化学能： 通过生物氧化作用将 有机物质存储的化学能释放出 来，并转变成生物能。
有机物质在生物体内的氧化作用，称为生 物氧化。生物氧化通常需要消耗氧，所以又 称为呼吸作用。
NADP+ NADPH + H+
HOOCCH2CHOHCOOH
（二）脱氢氧化反应 A 脱氢 琥珀酸脱氢
CH3CCOOH + CO2 O
COOH
COOH
CH2 CH2 COOH
CH CH
+ 2H+ + 2e-
COOH
乳酸脱氢酶
OH CH3CHCOOH
NAD+
O CH3CCOOH NADH
B 加水脱氢 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一类。
C H2C H2C H2C HC O O H
磷酸精氨酸 7.7千卡/摩尔
这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。
硫酯键型
O R C SCoA
酰基辅酶A
NH2
N
N
O
OS O-
OOP O-NFra bibliotek OCH2 O
HH
H
H
OH OH
3‘-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸
甲硫键型
S-腺苷甲硫氨酸
H 3C
COO-
CH
③铁硫蛋白类
NADH脱氢酶还有几个铁原子与硫原子结合， 组合成铁-硫中心。其中铁原子可进行 Fe2+Fe3+反应传递电子。
Ⓢ 表示无机硫
④辅酶Q类
又称泛醌（CoQ)，可接受多种脱氢酶脱下的 氢和电子转变为泛醇（CoQH2），处在呼吸 链的中心地位。泛醇将电子传给细胞色素 bc1复合体，H+释出。
（四）H2O的生成
－－代谢物脱下的氢经生物氧化作用和吸入的氧结合生成水。
生物体主要以脱氢酶、传递体及氧化酶组成生物氧化体系， 以促进水的生成。
脱氢酶
氧化酶
MH2 M
递氢体
NAD+、NADP+、 FMN、FAD、COQ
递氢体H2
还原型
Cyt递电子体 b, c1, c, aa3
氧化型
½ O2 O2- H2O
复合体Ⅰ NADH→ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 →CoQ
O- P O P O-
O-
O-
O
焦磷酸
O- P O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NH2
N
N
NN OCH2 O
HH
H
H
7.3千卡/摩尔
OH OH
ATP（三磷酸腺苷）
氮磷键型
O
NH
PO
C NH O
N CH3
C H 2C O O H
磷酸肌酸 10.3千卡/摩尔
O
NH
PO
C NH O
N CH3 NH2
主要作为一类不需氧脱氢酶的的辅酶。有 NAD+和NADP+，大多脱氢酶以NAD +为辅酶。
电子和氢离子一起被接受，还原型CoⅠ将 氢移到NADH脱氢酶上。
②黄素脱氢酶类
黄素酶（NADH脱氢酶）是黄素蛋白，其辅 基FMN（ FAD ）接受2个氢原子成还原型 的黄素单核苷酸。
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位 是异咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产 物是FMN• 。
2e
2H+
1、呼吸链
➢定义 呼吸链是代谢物上氢原子被脱氢酶激活脱
落后，经一系列电子传递体，最后传递给被激 活的氧分子而生成水的过程，又称电子传递体 系或电子传递链。 ➢组 成 ： 递 氢 体 和 电 子 传 递 体 （ 2H 2H+ + 2e），存在于线粒体内膜上 。
内膜
脊膜
2、呼吸链中包括5类电子载体： ①烟酰胺核苷酸类：
▪
式储存和利用
▪ 差异原因
无酶
有酶
二、生物氧化的方式
（一）CO2的生成 生物体内CO2的生成来源于有机物转变为
含羧基化合物的脱羧作用。 A 直接脱羧作用
丙酮酸脱羧酶
CH3CCOOH
CH3CHO + CO2
O
丙酮酸羧化酶
HOOCC β
H2Cα
COOH
CH3CCOOH + CO2
O
O
B 氧化脱羧作用：在脱羧过程中伴随着氧化 （脱氢）。
⑤细胞色素类（cytochromes)
是一类以铁卟啉（血红素）为辅基的蛋 白质。广泛分布于生物细胞，由于呈现颜 色，故称细胞色素。 其作用靠铁的变价传递电子由CoQ传到氧。 a、cytbc1复合体：含ctyb 、ctyc1及铁-硫 蛋白。 b、cyt氧化酶：含ctya和ctya3 。
除含铁还含铜（ Cu2+→Cu+） c、cytc：在ctybc1复合体和cty氧化酶间传
传递体
作用
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 （NAD+）
递氢体
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） 递氢体
黄素蛋白（辅基为 FAD和 FMN）
递氢体
铁硫蛋白（Fe-S）
单电子传递体
辅酶Q
递氢体
细胞色素类
单电子传递体
由以上五种电子传递体组成4个复合体
复合体Ⅰ: NADH-Q（泛醌）还原酶
功能: 将氢从NADH传递给泛醌 (ubiquinone)
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量
ATP
热能
一、生物氧化的特点
▪ 项目
燃烧
生物氧化
▪ 产物 ▪ 能量
CO2、H2O
CO2、H2O
二者相同
▪ 环境条件 体外、高温、无水
细胞内、体温、有水
▪ 能量生成方式
骤然放出
逐步释放
▪ 能量形式 以光和热的形式散发 部分以热能形式释
▪
放, 部分以ATP的形
第六章新陈代谢总论与生物氧化副本
新陈代谢的共同特点： 1. 由酶催化，反应条件温和。 2. 诸多反应有严格的顺序，彼此协调。 3. 对周围环境高度适应。
二、高能化合物分类
烯醇磷酸化合物
磷氧型 酰基磷酸化合物
高能化合物
磷酸化合物
常用～P 或～ ﹝P﹞ 表示。
磷氮型
焦磷酸化合物：ATP
－－释放 自由能特 别多的化 合物。
H
H
H2O
酶
RCO
R C OH
OH
O R C OH + 2H+ + 2e -
（三）氧直接参加的氧化反应
加氧酶 能够催化氧分子直接加入到有机分子 中。例如，
甲烷单加氧酶
CH4 + NADH + O2 CH3-OH + NAD+ + H2O
氧化酶 主要催化以氧分子为电子受体的氧化 反应，反应产物为水。在各种脱氢反应中产 生的氢质子和电子，最后都是以这种形式进 行氧化的。
非磷酸化合物
硫酯键化合物 甲硫键化合物
烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸
14.8千卡/摩尔
酰基磷酸化合物
O
O
RC O P O A O-
OO H3N+ C O P O-
O-
氨甲酰磷酸
酰基腺苷酸
OO
RCH C O P O A
N+H3
O-
氨酰基腺苷酸
焦磷酸化合物
O
O
N
H
+ 3
CH2
CH2 S+ A
第二节 生物氧化
生命能量来源
光能（太阳能）:植物和某 些藻类，通过光合作用将 光能转变成生物能。
化学能： 通过生物氧化作用将 有机物质存储的化学能释放出 来，并转变成生物能。
有机物质在生物体内的氧化作用，称为生 物氧化。生物氧化通常需要消耗氧，所以又 称为呼吸作用。
NADP+ NADPH + H+
HOOCCH2CHOHCOOH
（二）脱氢氧化反应 A 脱氢 琥珀酸脱氢
CH3CCOOH + CO2 O
COOH
COOH
CH2 CH2 COOH
CH CH
+ 2H+ + 2e-
COOH
乳酸脱氢酶
OH CH3CHCOOH
NAD+
O CH3CCOOH NADH
B 加水脱氢 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一类。
C H2C H2C H2C HC O O H
磷酸精氨酸 7.7千卡/摩尔
这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。
硫酯键型
O R C SCoA
酰基辅酶A
NH2
N
N
O
OS O-
OOP O-NFra bibliotek OCH2 O
HH
H
H
OH OH
3‘-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸
甲硫键型
S-腺苷甲硫氨酸
H 3C
COO-
CH
③铁硫蛋白类
NADH脱氢酶还有几个铁原子与硫原子结合， 组合成铁-硫中心。其中铁原子可进行 Fe2+Fe3+反应传递电子。
Ⓢ 表示无机硫
④辅酶Q类
又称泛醌（CoQ)，可接受多种脱氢酶脱下的 氢和电子转变为泛醇（CoQH2），处在呼吸 链的中心地位。泛醇将电子传给细胞色素 bc1复合体，H+释出。
（四）H2O的生成
－－代谢物脱下的氢经生物氧化作用和吸入的氧结合生成水。
生物体主要以脱氢酶、传递体及氧化酶组成生物氧化体系， 以促进水的生成。
脱氢酶
氧化酶
MH2 M
递氢体
NAD+、NADP+、 FMN、FAD、COQ
递氢体H2
还原型
Cyt递电子体 b, c1, c, aa3
氧化型
½ O2 O2- H2O
复合体Ⅰ NADH→ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 →CoQ
O- P O P O-
O-
O-
O
焦磷酸
O- P O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NH2
N
N
NN OCH2 O
HH
H
H
7.3千卡/摩尔
OH OH
ATP（三磷酸腺苷）
氮磷键型
O
NH
PO
C NH O
N CH3
C H 2C O O H
磷酸肌酸 10.3千卡/摩尔
O
NH
PO
C NH O
N CH3 NH2
主要作为一类不需氧脱氢酶的的辅酶。有 NAD+和NADP+，大多脱氢酶以NAD +为辅酶。
电子和氢离子一起被接受，还原型CoⅠ将 氢移到NADH脱氢酶上。
②黄素脱氢酶类
黄素酶（NADH脱氢酶）是黄素蛋白，其辅 基FMN（ FAD ）接受2个氢原子成还原型 的黄素单核苷酸。
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位 是异咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产 物是FMN• 。
2e
2H+
1、呼吸链
➢定义 呼吸链是代谢物上氢原子被脱氢酶激活脱
落后，经一系列电子传递体，最后传递给被激 活的氧分子而生成水的过程，又称电子传递体 系或电子传递链。 ➢组 成 ： 递 氢 体 和 电 子 传 递 体 （ 2H 2H+ + 2e），存在于线粒体内膜上 。
内膜
脊膜
2、呼吸链中包括5类电子载体： ①烟酰胺核苷酸类：
▪
式储存和利用
▪ 差异原因
无酶
有酶
二、生物氧化的方式
（一）CO2的生成 生物体内CO2的生成来源于有机物转变为
含羧基化合物的脱羧作用。 A 直接脱羧作用
丙酮酸脱羧酶
CH3CCOOH
CH3CHO + CO2
O
丙酮酸羧化酶
HOOCC β
H2Cα
COOH
CH3CCOOH + CO2
O
O
B 氧化脱羧作用：在脱羧过程中伴随着氧化 （脱氢）。
⑤细胞色素类（cytochromes)
是一类以铁卟啉（血红素）为辅基的蛋 白质。广泛分布于生物细胞，由于呈现颜 色，故称细胞色素。 其作用靠铁的变价传递电子由CoQ传到氧。 a、cytbc1复合体：含ctyb 、ctyc1及铁-硫 蛋白。 b、cyt氧化酶：含ctya和ctya3 。
除含铁还含铜（ Cu2+→Cu+） c、cytc：在ctybc1复合体和cty氧化酶间传