第六章生物氧化

第六章生物氧化
4、辅酶Q(CoQ)——递氢体
5、细胞色素类——以卟啉铁为辅基，传递电子
细胞色素（蛋白）——b、c、c1、a、a3
a和a3合称为细胞色素c氧化酶、 末端氧化酶
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1、烟酰胺脱氢酶类
• 以NAD+或NADP+为辅酶， 200多种，以前者为主
• 递氢体 NAD(P)+ + 2H
氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在 氧化脱羧酶系的催化下，在脱羧的同时，也发生氧 化（脱氢）作用。例如苹果酸的氧化脱羧。
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第三节 生物氧化中H2O的生成
• 真核生物线粒体内膜或原核生物细胞膜上的呼 吸链作用下产生
一、呼吸链: 定义：
脱氢辅酶
MH2 -2H 氢传递体
2H+
2e电子传递体 氧化酶 O2-
-0.32→-0.30→+0.1←+0.07→+0.22→+0.25→+0.29→+0.816
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如何根据复合体组成判断顺序？
相结合的必然顺序相连b→c1 a → a3 。
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四、电子传递抑制作用（链阻断试验）
•㈠ NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→O2
鱼藤酮 FADH2
3、铁硫蛋白类（iron-sulfur protein）
•简写为Fe-S，又称非血红素铁蛋白
• 常与黄素酶和细胞色素形成复合物存在
• 9种，常以2Fe-2S或4Fe-4S存在
• 通过Fe3+、Fe2+的互变传递单电子，同时将
FMNH2、FADH2上脱下的H传给CoQ
Fe3+ + e
Fe2+
第六章生物氧化
第六章生物氧化
提问：我们身体内的生物氧化与有机 物体外氧化燃烧有何相同与区别？
• 相同点——化学本质（物质、能量） • 不同点——条件、过程
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相同点：化学本质（物质、能量）
• 都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气 ； • 都生成CO2和H2O ； • 释放的能量相同
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不同点：条件、过程
❖ Fe-S中心与蛋白质结合百度文库成铁硫蛋白
2Fe-2S
4Fe-4S
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4、辅酶Q（coenzyme Q） 泛醌、CoQ
• 非蛋白电子载体，醌类，侧链为异戊二烯； • 递H体； • 中间传递体：只能从黄素酶的辅基上接受H
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5、细胞色素类（cytochrome，Cyt）
• 一类功能相关，以铁卟啉为辅基的色素复合蛋白。 • 只存在于需氧细胞； • 通过Fe3+、Fe2+ 和Cu2+、Cu+的互变递单电子。 • 种类：b、c1、c、a、a3等。a和a3结构紧密，至今 不能分开，故称Cytaa3为细胞色素氧化酶、末端氧 化酶。
复合体1：NADH-Q还原酶
•
组成：FMN + Fe-S蛋白（+ CoQ）
•
功能：递氢
• Fe-S蛋白：递电子体
• Fe3+ + e
Fe2+
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复合体2：细胞色素还原酶
• 组成：Cytb、Cytc1、 Fe-S蛋白
• 功能：传递电子
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复合体3：细胞色素氧化酶
1/2 O2
H2O
称电子传递链或呼吸链，分NADH链和FADH2链。
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二、呼吸链（传递体）的组成
1、烟酰胺脱氢酶类——递氢体
NAD(P)+ + 2H
NAD(P )H+H+
2、黄素脱氢酶类——递氢体
FAD + 2H
FADH2
3、铁硫蛋白类——递电子体
Fe3+ + e
Fe2+
NAD(P )H+H+
• 总是作为NADH电子传递链上的原初电子供体
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2、黄素脱氢酶类
• 以FMN或FAD为辅基 • 递氢体 • 重要类型：
NADH还原酶：以FMN为辅基，催化NADH将H 传递给FMN→FMNH2
琥珀酸还原酶：以FAD为辅基，催化琥珀酸将H 传递给FAD→FADH2
第六章生物氧化
• 组成：Cytaa3 +2Cu＋
• 功能：递电子给氧
Cu2＋＋e
Cu＋
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复合体4：琥珀酸-Q还原酶
FADH2链 • 组成：FAD
+ Fe-S蛋白 • 功能：递氢
4
2 4
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三、呼吸链中传递体的排列顺序
• 呼吸链中电子传递方向和顺序严格 • 方向：电负性大→电正性大
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生物氧化中CO2的生成
（1）直接脱羧作用（directive decarboxylation）
氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，直接从分 子中脱去羧基。例如氨基酸的脱羧。
NH2
脱羧酶
R C COOH
H
NH2
R C H +CO2
H
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（2）氧化脱羧作用（oxidative decarboxylation）
第六章生物氧化
• 线粒体内膜上分离到四种酶复合体、CoQ、Cytc 复合体1：NADH- Q还原酶 复合体2：细胞色素还原酶 复合体3：细胞色素氧化酶 复合体4：琥珀酸- Q还原酶
• NADH呼吸链：由1、2、3及CoQ、Cytc组成 • FADH2呼吸链：由4 、2、3及CoQ、Cytc组成
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第五章 生物氧化
3学时
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第一节 生 物 氧 化 特 点
一、生物氧化（biological oxidation）的概念
• 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。
• 在整个生物氧化过程中，有机物质最终 被氧化成CO2和水，并释放出能量。
低氧化还原电位→高氧化还原电位
测定方法： •E • 双光束分光光度计（氧化还原体体现不同光吸收值） • 抑制剂等
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依据——各传递体的Eo、复合体组成、链阻断试验
NFAADDHH2链链 NADFHA→DHFM2 N→CoQ→b→c1→c→aa3→O2 判断各自所发生的“传递反应”Eo ′大小顺序？ • 答案：升序，从小到大。 • Eo′ NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→O2
生物氧化
细胞内温和条件
燃烧
高温或高压、干燥条件
一系列酶促反应
无机催化剂
逐步氧化放能，能量利用率高
能量爆发释放
转化成ATP，被利用
转换为光和热，散失
第六章生物氧化
本章包括的内容：
1） 代谢物分子中的碳→CO2， 2） 代谢物分子中的氢→H2O； 3） 有机物被氧化时，细胞如何将氧化时
产生的能量搜集和贮存起来，生成ATP