琥珀酸氧化呼吸链PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、生物氧化中CO2的生成方式 (有机酸在酶的催化下脱羧产生CO2)
1. α-单纯脱羧
COOH
R-CH-NH2
α-氨基酸
氨基酸脱羧酶
R-CH2-NH2 + CO2
胺
.
5
2. －氧化脱羧
O= O=
丙酮酸脱氢酶系
H3C-C-COOH + HSCoA
H3C-C-SCoA + CO2
丙酮酸
乙酰CoA NAD+ NADH + H+
第八章 生 物 氧 化
( Biological oxidation)
.
1
主要内容
概述 生物氧化方式 线粒体氧化体系 生物氧化与能量代谢 非线粒体氧化体系
.
2
第一节 生物氧化概述
一、概念
[O]
营养物 （糖、脂、蛋白质） 生物体
能量 + H2O + CO2
意义： 提供各种生命活动所需的能量 , 维持体温.
.
3
二、生物氧化特点：
生物氧化 温和环境（37C°近中性）
需酶催化，使有机物氧化分解
CO2是有机酸脱羧生成的
有机物脱下的氢,经呼吸链生成H2O
逐步释放能量并形成ATP
体外燃烧 条件剧烈，高温、高压
不需酶催化 碳和氧直接化合生成CO2 H2O为灭火剂
能量以光和热形式骤然放出
.
4
第二节 生物氧化方式
根据吸收光谱特征，Cyt.类分为a、b和c三大类：
*** Cyt.b、c1、c、a和a3 —— 存在于线粒体内膜, 作为呼吸链成员；
Cyt.b5和Cyt.p450 —— 主要存在于肝细胞微粒体，
参与生物转化。
.
22
(1) Cyt.类基本结构
多肽链
Cys
蛋白质部分
S
Cys
细
H3C- CH
CH3 S
胞 色
.
11
(一) 呼吸链主要成员及其作用
• 烟酰胺脱氢酶类 • 黄素蛋白类 • 铁硫蛋白（Fe-S） • 泛醌（CoQ） • 细胞色素类（Cyt）
.
12
1. 烟酰胺脱氢酶类（nicotinamide dehydrogenases）
2.
(1) 辅酶 (2)
NAD+(COI)
NADP+(COII)
(2) 作用பைடு நூலகம் 递氢体
H3C-
-CH - CH3
素
NN
铁卟啉
Fe3+
NN
H3C-
-CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
COO-.
COO-
23
Cyt b、 c1、 c 、 a 、
不能与O2 和 CO、CN-等结合，
Cyt a3
可与O2也可与 CO和CN- 结合
Cyt a3 : 通过与氧结合，可将电子直接传递给氧， Cyt a3 被称为细胞色素氧化酶
线粒体呼吸链四大复合体
NADH-CoQ还原酶
CoQ
复合体Ⅲ
Cyt.b,C1 (Fe-S)
Cytc
CoQ-Cytc还原酶
复复合合物体ⅣⅣ a.a3. Cu2+
O2
Cyt氧化酶
琥珀酸-CoQ还原酶
琥珀酸等
.
27
呼吸链各组份排列顺序的依据
1、将测得各组分的还原电位(E0´)值由小 大排列; 2、测定各组分氧化态和还原态两种形式的吸收光谱的
.
6
3. －单纯脱羧
O= O=
草酰乙酸脱羧酶
HOOCCH2-C-COOH
草酰乙酸
丙酮酸羧化酶
H3C-C-COOH + CO2
丙酮酸
.
7
4. －氧化脱羧
O=
OH
苹果酸酶
HOOCCH2-CH-COOH
H3C-C-COOH + CO2
苹果酸
NADP+
丙酮酸
NADPH + H+
.
8
二、生物氧化中物质的氧化方式
2H+
H2O
2b
2c1
2c
2 a.a3
2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+
2e
2e
2e
2Fe2+ 1/2 O2 2e
COQ2H
2H+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
.
26
苹果酸等 NADH
复合体 I FMN (Fe-S)
复合体Ⅱ FAD
(Fe-S). b
S
S
Fe —S-CH2
.
17
铁硫蛋白类
常见铁硫族: Fe4-S4 或 Fe2-S2
.
18
1. 在呼吸链中：
2.
3.
(1) 存在形式
FMN
(Fe-S) and
Cyt.b. C1 (Fe-S)
FAD
(Fe-S).b 等复合物形式
(2) 作用: 递电子体
(3) 递电子机理
(4) (5)
e
(6)
Fe3+
Fe2+
e
.
19
4. 泛醌（ubiquinone, CoQ10 , Q10）
(1) 结构 (2) 醌类化合物
(2) 作用: (3) 递氢体
.
20
(3) 递氢机理
在呼吸链中
FADH2
（Fe-S）
（Fe-S）
FMNH2
COQ2H
2e
2H+
.
传递给一系列
Cyt类进一步传递
21
5. 细胞色素类( Cytochromes, Cyt. )
(3)
功能部位：吡啶环
(4)
.
13
(3) 递氢机理
2H + NAD+
呼吸链
NADH + H+
传递给 FMN
.
14
2. 黄素蛋白酶类(flavin proteinases)
FMN----呼吸链中, FMN作为NADH脱氢酶的辅基;
(1) 辅基
（FP1）
FAD----作为琥珀酸脱氢酶的辅基; (FP2)
Cyt a3： 当与CO或CN-结合，使呼吸链中断。
.
24
(2) 作用
递电子体
(3) 递电子机理
e Fe3+
e
Fe2+
(4) 递电子顺序
Cyt.b e c1 e c e a e a3 e ½ O2
.
25
在呼吸链中细胞色素类递电子的过程
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2e 2Fe2+ 2Fe3+
O2-
2) 氧化还原能力的大小用EO值表示；
3) EO值越小，表示还原性越强，越易提供2H或2e
.
10
第三节 线粒体氧化体系
一. 呼吸链
二. （respiratory chain）
是定位在线粒体内膜上的一组排列有序的递氢体和递
电子体(酶与辅酶)构成的链状传递体系, 也称电子传递链
(electron transfer chain)。
物质脱氢（－2H）、脱电子（－2e）、加氧（＋O2） ——均称为氧化反应。
生物体内物质氧化特殊性： 1. 常见氧化方式为：加水脱氢反应 2. 脱氢过程包括电子转移： H 3. 3. 氧化还原反应偶联进行。
H+ + e-
.
9
EO值小
AH2
B
CH2
D
H2O
A
BH2
C
DH2
½ O2
EO值大
1) 氧化还原偶联进行；
(2) 作用: 递氢体
(3)
功能部位：异咯嗪环的N1和N10
.
15
（3）递氢机理
1
10
NADH + H+
FMNH2
呼吸链
（Fe-S）均可传递给COQ
琥珀酸脱氢
FADH2
.
16
3. 铁硫蛋白类( iron-sulfur proteins, Fe-S )
S
Fe —S-CH2
CH2-S— Fe
S
CH2-S— Fe
1. α-单纯脱羧
COOH
R-CH-NH2
α-氨基酸
氨基酸脱羧酶
R-CH2-NH2 + CO2
胺
.
5
2. －氧化脱羧
O= O=
丙酮酸脱氢酶系
H3C-C-COOH + HSCoA
H3C-C-SCoA + CO2
丙酮酸
乙酰CoA NAD+ NADH + H+
第八章 生 物 氧 化
( Biological oxidation)
.
1
主要内容
概述 生物氧化方式 线粒体氧化体系 生物氧化与能量代谢 非线粒体氧化体系
.
2
第一节 生物氧化概述
一、概念
[O]
营养物 （糖、脂、蛋白质） 生物体
能量 + H2O + CO2
意义： 提供各种生命活动所需的能量 , 维持体温.
.
3
二、生物氧化特点：
生物氧化 温和环境（37C°近中性）
需酶催化，使有机物氧化分解
CO2是有机酸脱羧生成的
有机物脱下的氢,经呼吸链生成H2O
逐步释放能量并形成ATP
体外燃烧 条件剧烈，高温、高压
不需酶催化 碳和氧直接化合生成CO2 H2O为灭火剂
能量以光和热形式骤然放出
.
4
第二节 生物氧化方式
根据吸收光谱特征，Cyt.类分为a、b和c三大类：
*** Cyt.b、c1、c、a和a3 —— 存在于线粒体内膜, 作为呼吸链成员；
Cyt.b5和Cyt.p450 —— 主要存在于肝细胞微粒体，
参与生物转化。
.
22
(1) Cyt.类基本结构
多肽链
Cys
蛋白质部分
S
Cys
细
H3C- CH
CH3 S
胞 色
.
11
(一) 呼吸链主要成员及其作用
• 烟酰胺脱氢酶类 • 黄素蛋白类 • 铁硫蛋白（Fe-S） • 泛醌（CoQ） • 细胞色素类（Cyt）
.
12
1. 烟酰胺脱氢酶类（nicotinamide dehydrogenases）
2.
(1) 辅酶 (2)
NAD+(COI)
NADP+(COII)
(2) 作用பைடு நூலகம் 递氢体
H3C-
-CH - CH3
素
NN
铁卟啉
Fe3+
NN
H3C-
-CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
COO-.
COO-
23
Cyt b、 c1、 c 、 a 、
不能与O2 和 CO、CN-等结合，
Cyt a3
可与O2也可与 CO和CN- 结合
Cyt a3 : 通过与氧结合，可将电子直接传递给氧， Cyt a3 被称为细胞色素氧化酶
线粒体呼吸链四大复合体
NADH-CoQ还原酶
CoQ
复合体Ⅲ
Cyt.b,C1 (Fe-S)
Cytc
CoQ-Cytc还原酶
复复合合物体ⅣⅣ a.a3. Cu2+
O2
Cyt氧化酶
琥珀酸-CoQ还原酶
琥珀酸等
.
27
呼吸链各组份排列顺序的依据
1、将测得各组分的还原电位(E0´)值由小 大排列; 2、测定各组分氧化态和还原态两种形式的吸收光谱的
.
6
3. －单纯脱羧
O= O=
草酰乙酸脱羧酶
HOOCCH2-C-COOH
草酰乙酸
丙酮酸羧化酶
H3C-C-COOH + CO2
丙酮酸
.
7
4. －氧化脱羧
O=
OH
苹果酸酶
HOOCCH2-CH-COOH
H3C-C-COOH + CO2
苹果酸
NADP+
丙酮酸
NADPH + H+
.
8
二、生物氧化中物质的氧化方式
2H+
H2O
2b
2c1
2c
2 a.a3
2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+
2e
2e
2e
2Fe2+ 1/2 O2 2e
COQ2H
2H+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
.
26
苹果酸等 NADH
复合体 I FMN (Fe-S)
复合体Ⅱ FAD
(Fe-S). b
S
S
Fe —S-CH2
.
17
铁硫蛋白类
常见铁硫族: Fe4-S4 或 Fe2-S2
.
18
1. 在呼吸链中：
2.
3.
(1) 存在形式
FMN
(Fe-S) and
Cyt.b. C1 (Fe-S)
FAD
(Fe-S).b 等复合物形式
(2) 作用: 递电子体
(3) 递电子机理
(4) (5)
e
(6)
Fe3+
Fe2+
e
.
19
4. 泛醌（ubiquinone, CoQ10 , Q10）
(1) 结构 (2) 醌类化合物
(2) 作用: (3) 递氢体
.
20
(3) 递氢机理
在呼吸链中
FADH2
（Fe-S）
（Fe-S）
FMNH2
COQ2H
2e
2H+
.
传递给一系列
Cyt类进一步传递
21
5. 细胞色素类( Cytochromes, Cyt. )
(3)
功能部位：吡啶环
(4)
.
13
(3) 递氢机理
2H + NAD+
呼吸链
NADH + H+
传递给 FMN
.
14
2. 黄素蛋白酶类(flavin proteinases)
FMN----呼吸链中, FMN作为NADH脱氢酶的辅基;
(1) 辅基
（FP1）
FAD----作为琥珀酸脱氢酶的辅基; (FP2)
Cyt a3： 当与CO或CN-结合，使呼吸链中断。
.
24
(2) 作用
递电子体
(3) 递电子机理
e Fe3+
e
Fe2+
(4) 递电子顺序
Cyt.b e c1 e c e a e a3 e ½ O2
.
25
在呼吸链中细胞色素类递电子的过程
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2e 2Fe2+ 2Fe3+
O2-
2) 氧化还原能力的大小用EO值表示；
3) EO值越小，表示还原性越强，越易提供2H或2e
.
10
第三节 线粒体氧化体系
一. 呼吸链
二. （respiratory chain）
是定位在线粒体内膜上的一组排列有序的递氢体和递
电子体(酶与辅酶)构成的链状传递体系, 也称电子传递链
(electron transfer chain)。
物质脱氢（－2H）、脱电子（－2e）、加氧（＋O2） ——均称为氧化反应。
生物体内物质氧化特殊性： 1. 常见氧化方式为：加水脱氢反应 2. 脱氢过程包括电子转移： H 3. 3. 氧化还原反应偶联进行。
H+ + e-
.
9
EO值小
AH2
B
CH2
D
H2O
A
BH2
C
DH2
½ O2
EO值大
1) 氧化还原偶联进行；
(2) 作用: 递氢体
(3)
功能部位：异咯嗪环的N1和N10
.
15
（3）递氢机理
1
10
NADH + H+
FMNH2
呼吸链
（Fe-S）均可传递给COQ
琥珀酸脱氢
FADH2
.
16
3. 铁硫蛋白类( iron-sulfur proteins, Fe-S )
S
Fe —S-CH2
CH2-S— Fe
S
CH2-S— Fe