线粒体外NADH的氧化;非线粒体氧化;活性氧与人体疾病
20XX公卫助理医师考试辅导知识：氧化呼吸链.doc
2013公卫助理医师考试辅导知识：氧化呼吸
链
1.NADH氧化呼吸链人体内大多数脱氢酶都以NAD+作辅酶，在脱氢酶催化下底物SH2脱下的氢交给NAD+生成NADH+H+，在NADH脱氢酶作用下，NADH+H+将两个氢原子传递给FMN生成FMNH2，再将氢传递至CoQ生成CoQH2，此时两个氢原子解离成2H++2e,2H+游离于介质中，2e经Cyt b、c1、c、aa3传递，最后将2e传递给1/2O2，生成O2-,O2与介质中游离的2H+结合生成水，综合上述传递过程可用图6-6表示。
2.琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸在琥珀酸脱氢酶作用下脱氢生成延胡索酸，FAD接受两个氢原子生成FADH2，然后再将氢传递给CoQ，生成CoQH2，此后的传递和NADH氧化呼吸链相同，整个传递过程可用图6-7表示。
3.线粒体氧化呼吸链总结线粒体中物质代谢会生成大量的NADH+H+和FADH2-它们可来自丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环、脂肪酸的β-氧化和L-谷氨酸的氧化脱氨等反应，现将某些重要底物氧化时的呼吸链总结于图6-8。
生化论述题(生化)
1.球状蛋白质的极性氨基酸残基在pH7的水溶液中一般位于蛋白质分子表面，但Ser、Thr、Asn和Gln这些极性氨基酸却常常位于球状蛋白质分子内部，为什么？⑴Ser、Thr 、Asn和Gln都有不带电荷的极性侧链⑵在pH7的水溶液中不带电荷的极性侧链参与内部氢键形成⑶它们的极性被氢键中和。
2.试述蛋白质两性解离的机制及其意义？⑴机制：蛋白质是两性电解质①蛋白质分子中有可解离的氨基末端和羧基末端以及侧链上的某些基团②解离程度和性质取决于蛋白质分子中酸、碱性基团的多少和两者的相对比例以及所处溶液的pH③在酸性较强的溶液中，酸性基团的解离被抑制，蛋白质分子解离成正离子，带正电荷；反之，在碱性较强的溶液中，蛋白质带负电荷⑵意义：①用于蛋白质分离纯化：电泳；层析等②临床检验用三氯醋酸等制备无蛋白血滤液③临床用牛奶解救误服重金属盐的患者。
3.运用所学生化知识阐述蛋白质结构与功能的关系。
⑴蛋白质的一级结构是其高级结构与其功能密切相关⑵蛋白质的一级结构是其高级结构和功能的基础①一级结构相似的蛋白质，其空间构象和功能也有相似之处②蛋白质一级结构的细微变化影响蛋白质的功能活性⑶蛋白质一级结构并非是引起蛋白质高级结构和功能改变的唯一因素。
蛋白质一级结构虽无变化，但如果出现错误折叠可引起疯牛病、老年痴呆等蛋白质构象病。
4.是疏水环境还是亲水环境更利于蛋白质a-螺旋结构的形成？为什么？⑴疏水环境更利于蛋白质a-螺旋结构的形成⑵稳定a-螺旋的力是氢键⑶在疏水环境中很少有极性基团⑷亲水环境中存在较多的极性分子或极性基团⑸极性分子或极性基团影响氢键的形成或稳定。
6.试述DNA双螺旋结构模型的要点。
⑴DNA是反向平行的互补双链结构：双链结构中，亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧而碱基位于内侧，两条链的碱基之间以氢键相结合。
腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，形成两个氢键；鸟嘌呤与胞嘧啶配对，形成三各氢键。
每个DNA分子中的两条链互为互补链。
生物化学试题库
核酸的酶促降解和核苷酸代谢一、名词解释1.核苷磷酸化酶(nucleoside phosphorylase)：能分解核苷生成含氮碱和戊糖的磷酸酯的酶。
2.从头合成(de novo synthesis )：生物体内用简单的前体物质合成生物分子的途径，例如核苷酸的从头合成。
3.补救途径(salvage pathway)：与从头合成途径不同，生物分子的合成，例如核苷酸可以由该类分子降解形成的中间代谢物，如碱基等来合成，该途径是一个再循环途径。
4.限制性内切酶:二、单项选择题〔在备选答案中只有一个是正确的〕〔 3 〕1．嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是：①GMP; ②AMP; ③IMP; ④ATP〔 2 〕2.提供其分子中全部N和C原子合成嘌呤环的氨基酸是：①天冬氨酸; ②甘氨酸; ③丙氨酸; ④谷氨酸〔 1 〕3.嘌呤环中第4位和第5位碳原子来自以下哪种化合物？①甘氨酸②天冬氨酸③丙氨酸④谷氨酸〔 3 〕4.嘌呤核苷酸的嘌呤核上第1位N原子来自①Gly②Gln③ASP④甲酸三、多项选择题1.嘧啶分解的代谢产物有：(ABC)A．CO2; B．β-氨基酸C．NH3D．尿酸2.嘌呤环中的氮原子来自(ABC)A．甘氨酸; B．天冬氨酸; C．谷氨酰胺; D．谷氨酸四、填空题1．体内脱氧核苷酸是由____核糖核苷酸_____直接复原而生成，催化此反响的酶是____核糖核苷酸复原酶______酶。
2.人体内嘌呤核苷酸分解代谢的最终产物是______尿酸______，与其生成有关的重要酶是___黄嘌呤氧化酶_________。
3.在生命有机体内核酸常与蛋白质组成复合物，这种复合物叫做染色体。
4.基因表达在转录水平的调控是最经济的，也是最普遍的。
五、问答题：1.降解核酸的酶有哪几类？举例说明它们的作用方式和特异性。
2.什么是限制性内切酶？有何特点？它的发现有何特殊意义？3．简述蛋白质、脂肪和糖代谢的关系？蛋白质AA糖EMP 丙酮酸乙酰辅酶A TCA脂肪甘油脂肪酸六、判断对错：〔对〕人类和灵长类动物缺乏尿酸氧化酶，因此嘌呤降解的最终产物是尿酸。
线粒体损伤 过氧化氢
线粒体损伤过氧化氢
线粒体是细胞内的重要器官，负责产生细胞所需的能量。
过氧
化氢是一种强氧化剂，可以对细胞和线粒体造成损伤。
线粒体损伤
和过氧化氢之间的关系是一个备受关注的研究课题。
首先，让我们从线粒体损伤的角度来看。
线粒体损伤可能由多
种因素引起，包括氧化应激、炎症、药物毒性等。
当线粒体受损时，其内部的能量产生过程可能受到干扰，导致细胞能量供应不足，甚
至引发细胞凋亡。
此外，线粒体损伤还可能导致线粒体DNA损伤、
线粒体膜的通透性改变等，进而影响细胞的正常功能。
其次，让我们来看过氧化氢对线粒体的影响。
过氧化氢是一种
自由基，可以通过氧化作用损伤细胞和细胞器。
过氧化氢可以直接
影响线粒体的功能，导致线粒体内部产生氧化应激，进而引发线粒
体损伤。
过氧化氢还可以影响线粒体的钙离子平衡，进而影响线粒
体的呼吸链和能量产生过程，导致线粒体功能障碍。
此外，线粒体损伤和过氧化氢还存在相互作用。
过氧化氢可以
直接导致线粒体损伤，而受损的线粒体也可能增加细胞内过氧化氢
的产生，形成恶性循环，加剧细胞损伤。
因此，线粒体损伤和过氧
化氢之间存在着相互促进的关系。
综上所述，线粒体损伤和过氧化氢之间的关系是非常复杂的，涉及到多个层面的相互影响。
深入研究线粒体损伤和过氧化氢对细胞的影响，有助于更好地理解细胞内氧化应激的机制，为相关疾病的预防和治疗提供理论基础。
心肌线粒体能量代谢在心血管疾病中的研究进展
㊃综述㊃心肌线粒体能量代谢在心血管疾病中的研究进展孙侠㊀赵倩茹㊀袁伟212000镇江,江苏大学附属医院心内科通信作者:袁伟,电子信箱:yuanwei1@DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2022.01.017㊀㊀ʌ摘要ɔ㊀目前心血管疾病已成为全球人类死亡的主要原因之一,线粒体作为三大营养物质经三羧酸循环产生ATP的主要场所,在心血管疾病的发生㊁进展过程中起着巨大影响作用㊂本文从心肌线粒体的能量代谢功能㊁相关调控途径㊁与心血管疾病的关系以及治疗药物方面入手,在心肌线粒体代谢方面为治疗心血管疾病提供思路与方向㊂ʌ关键词ɔ㊀线粒体;㊀能量代谢;㊀活性氧;㊀心血管疾病基金项目:江苏省333工程人才基金(BRA2020395);江苏省六大高峰人才项目(WNS-045);江苏省青年医学人才项目(QNRC2016843);镇江市心血管病医学研究中心项目(2018008)Advancement of myocardial mitochondrial energy metabolism in cardiovascular diseases㊀Sun Xia,Zhao Qianru,Yuan WeiDepartment of Cardiology,Affiliated Hospital of Jiangsu University,Zhenjiang212000,ChinaCorresponding author:Yuan Wei,Email:yuanwei1@ʌAbstractɔ㊀At present,cardiovascular disease has become one of the main causes of human death inthe world.As the main place where the three major nutrients produce ATP through the tricarboxylic acidcycle,mitochondria plays a crucial role in the occurrence and progression of cardiovascular disease.Thisarticle starts with the energy metabolism function of myocardial mitochondria,related regulation pathways,the relationship with cardiovascular diseases and therapeutic drugs,and provides ideas and directions for the treatment of cardiovascular diseases in the aspect of myocardial mitochondrial metabolism.ʌKey wordsɔ㊀Mitochondria;㊀Energy metabolism;㊀Reactive oxygen species;㊀Cardiovascular diseasesFund program:Jiangsu Province333Engineering Talent Fund(BRA2020395);Jiangsu Province SixPeak Talent Project(WNS-045);Jiangsu Province Young Medical Talent Project(QNRC2016843); Zhenjiang City Cardiovascular Medicine Research Central Project(2018008)㊀㊀随着人口老龄化和工作㊁生活方式改变,心血管疾病的发病率及患病率均呈逐年增长趋势㊂心脏每天消耗大量ATP来维持基本的能量代谢和泵血功能,大部分ATP需求(>95%)由线粒体的氧化磷酸化提供㊂正常心肌发生损伤可能导致心肌细胞线粒体对能量底物代谢的可用性㊁需求㊁效率发生变化㊂有研究表明,心肌线粒体功能障碍可导致心肌病,长期的线粒体内稳态失衡会导致心力衰竭[1],维持心脏组织构造更新和内环境稳态的基础是心肌能量代谢稳定㊂由此可见心肌线粒体是细胞发挥功用不可或缺的调节因子,其代谢功能的改善和稳定在心血管疾病治疗中具有重要临床意义㊂心血管疾病的发生㊁进展过程涉及众多机制,本文就心肌线粒体能量代谢与心血管疾病的关系㊁治疗等进行综述㊂1㊀线粒体的生物功能线粒体是一种双层膜结构的细胞器,由线粒体外膜㊁膜间隙㊁内膜和基质四部分组成线粒体的功能区㊂三大营养物质在机体内进行有氧氧化㊁脂肪酸β氧化以及三羧酸循环等途径产生能量,由于催化三羧酸循环所需的酶主要分布在线粒体内膜㊁基质和外膜上,所以线粒体是经三羧酸循环途径产生ATP的主要场所㊂心脏作为人体血流动力来源,线粒体需要不断合成ATP供应心肌细胞以维持正常的泵血功能和收缩功能㊂线粒体占据心肌细胞体积的30%,在正常心肌细胞中ATP需求约60%~70%的能量源于线粒体脂肪酸氧化,约20%源于糖酵解及糖的有氧氧化,10%来自酮体㊁氨基酸㊁乳酸等代谢[2],心肌能量的供应离不开线粒体的正常功能㊂2㊀线粒体能量代谢的调控途径调控心肌细胞线粒体能量代谢的途径包括:变构控制㊁转录控制和翻译后修饰控制㊂心脏中脂肪酸㊁碳水化合物㊁酮体和氨基酸的代谢高度依赖辅酶A及其衍生物,乙酰辅酶A和辅酶A的变构起关键作用㊂其余包括NADH/NAD+和FADH2/FAD2+的变构㊁丙酮酸脱氢酶(pyruvatedehydrogenase,PDH)/丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDH phosphatase,PDHP)的变构㊂过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)㊁PPAR-γ共同激活因子1α(PPAR-γcoactivator1α,PCG-1α)㊁雌激素相关受体(estrogen related receptor,ERR),包括ERR-α㊁EER-β和ERR-γ,缺氧诱导因子1α(hypoxia induced factor1α, HIF-1α)均在转录水平参与心肌能量代谢控制㊂翻译后修饰包含磷酸化㊁琥珀酰化㊁乙酰化㊁戊二酰化和丙二酰等,通过对线粒体酶添加或删除某些碳或非碳基团来改变酶活性,从而调节生理和病理状况下心肌细胞代谢[3]㊂3㊀心肌线粒体能量代谢异常与心血管疾病3.1㊀心肌肥厚心脏对各种疾病,如高血压㊁冠状动脉粥样硬化性心脏病㊁瓣膜性心脏病㊁心律失常等发生适应性改变是病理性心肌肥厚发生的基础㊂心肌细胞体积变大,肌小节发生重构[2]㊂线粒体能量代谢是心肌肥厚众多机制之一,呼吸链功能失调不仅会造成NAD+/NADH的变构变化,导致ATP 产量降低和氧化还原失衡,还会导致细胞内Ca2+水平升高和活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成增加㊂有研究报道,ROS的生成会促进心肌肥厚的发生[4],过量的ROS会使线粒体DNA和线粒体蛋白受损,影响线粒体DNA结构与功能,而线粒体功能发生障碍又会增加ROS生成,形成恶性循环㊂病理性心肌肥大还会影响底物利用率,心肌组织经历能量重新编程,偏向葡萄糖代谢,同时减少脂肪酸氧化㊂有研究报道,心肌肥大过程中肉碱-棕榈酰转移酶-1(carnitine palmitoyltransferase,CPT-1)的抑制可能会减少长链脂肪酸在线粒体的摄取和氧化[5-6],亦有研究报道线粒体Ca2+超负荷和氧化应激引起线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)的开放[6],进而影响心肌收缩功能和ATP生成㊂3.2㊀急性心肌梗死急性心肌梗死的再灌注治疗会引起缺血-再灌注损伤等不良反应㊂线粒体在缺血-再灌注损伤中起重要作用,处于缺血㊁缺氧环境刺激下,心肌细胞内多种信号通路激活,对线粒体的呼吸链解偶联㊁膜通透性转换孔的开放和细胞色素C 的释放产生影响,导致线粒体动力学的紊乱及损伤[7-8],而线粒体损伤导致ROS大量蓄积和细胞内溶酶体的释放引起细胞坏死和凋亡,甚至影响邻近心肌细胞扩大心肌梗死面积㊂心肌组织发生损伤后线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)会释放入血,游离mtDNA可以诱导Toll样受体9 (Toll-like receptor9,TLR9)依赖性的核因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)活化,引起无菌炎症,从而加剧组织损伤㊂血液循环中mtDNA水平在急性心肌梗死患者中明显升高,线粒体内mtDNA拷贝数发生改变亦会影响线粒体的功能[9],进而加重心肌梗死,影响心肌修复㊂3.3㊀慢性心力衰竭线粒体能量代谢效率㊁功能受损可使大量ROS生成,进而对线粒体结构及功能产生损害,导致心功能进一步恶化㊂心力衰竭时,机体过度激活交感-肾上腺系统,交感神经释放去甲肾上腺素加重心脏做功,引发Ca2+过量积累使MPTP开放,导致电子在传递过程中泄漏㊂线粒体动态平衡发生异常加剧心肌能量代谢障碍㊂有研究报道,Hippo信号通路在应激过程中被激活,影响下游YAP/TAZ,而YAP/TAZ在生理和病理生理条件下调节心脏代谢,但介导代谢重构的分子机制仍不清楚[10]㊂Schirone等[11]报道,PPARs㊁ERR和PGC-1ɑ在转录水平上影响心肌能量代谢,使心功能受损及心肌重构,进而导致心力衰竭㊂3.4㊀心律失常病理条件下,氧化呼吸链的效率受到影响,发生电子泄漏,使线粒体生成ROS增加,线粒体膜电位发生异常;同时ROS的蓄积还影响离子通道及各种转运体,导致心律失常发生㊂在线粒体氧化应激情况下,Na+电流构成的慢失活电流部分增加,延长了动作电位时程㊂此外ROS可致胞浆Ca2+超载,肌质网的Ca2+减少,使动作电位及后除极延迟,导致收缩功能障碍及Ca2+依赖的信号转导激活障碍等,进而引发细胞损伤㊁凋亡及心律失常[12]㊂有研究报道,心房颤动患者的心房活检显示线粒体功能异常,可能通过影响ATP水平,线粒体应激伴侣蛋白的上调和线粒体网络的碎裂来促进心律失常的发生[13]㊂线粒体还能够通过调控ATP敏感性K+通道来调节细胞膜的兴奋性,当激活ATP敏感性K+通道开放产生内向整流复极电流,会使心肌细胞处于超极化状态,且兴奋性降低,促使心律失常发生[14]㊂线粒体结构的完整性与功能的稳定性发生改变不仅会导致心脏结构和功能异常,也会间接介导心肌电生理重构诱发多种心律失常㊂3.5㊀其他线粒体核基因组或线粒体基因组编码的基因发生突变引起的临床异质性疾病称为线粒体病,涉及多个系统,线粒体病伴发心脏疾病的主要表现为扩张型心肌病㊁肥厚型心肌病㊁限制型心肌病㊁心肌致密化不全等㊂Jusic等[15]报道,线粒体非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)可调节糖酵解㊁线粒体代谢相关基因的表达参与心血管发病发生机制㊂另有报道,大量乙醛的蓄积可破坏细胞膜及线粒体膜的脂质成分,使膜电位和呼吸链活性下降,损害线粒体功能,进而干扰三羧酸循环,影响氧化代谢效率,心肌细胞凋亡增加,引发酒精性心肌病[16]㊂脓毒症继发的心肌损伤,可降低心脏线粒体膜电位,同时增加氧化应激,使线粒体ATP合成发生障碍,其中动力相关蛋白1(Drp1)及其线粒体衔接子裂变1 (Fis1)是造成多器官功能障碍不可忽视的机制[17]㊂4㊀针对线粒体代谢异常的治疗4.1㊀RAAS抑制剂㊁利钠肽㊁血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂(ARIN)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(rein-angiotensin-aldosterone-system,RAAS)的长期激活可影响胰岛素㊁胰岛素样生长因子1信号通路以及促进ROS形成,进而使内皮功能发生障碍和胰岛素抵抗㊂利钠肽,包括心房利钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)㊁B型利钠肽(B-type natriuretic peptide,BNP)㊁C型利钠肽(C-type natriuretic peptide,CNP)㊁树眼镜蛇型利钠肽和尿扩张素,尤其是BNP,在心血管稳态中起重要作用,通过增加肾小球滤过率,增强肾脏对钠和水的排泄,还可促进血管舒张,增加毛细血管通透性,抑制肾素和醛固酮的分泌,拮抗交感神经系统,进而减少ROS生成,改善心肌线粒体能量利用效率㊂沙库巴曲缬沙坦阻断RAAS和脑啡肽酶使利钠肽降解减少,达到扩张血管和利尿排钠作用,同时提高胰高血糖素样肽1(glucagon like peptide-1,GLP-1)活性来改善心脏代谢与重构[18]㊂有报道称,沙库巴曲缬沙坦增加其他激素,如缓激肽㊁P物质,然而,P物质和缓激肽也显示出潜在的心血管益处[19],可能有助于对心力衰竭的疗效㊂沙库巴曲缬沙坦近来报道还能改善肾功能和蛋白尿[20],减轻心脏负荷与心肌能量消耗㊂血管紧张素受体拮抗剂㊁血管紧张素转换酶抑制剂及醛固酮受体拮抗剂能促进心力衰竭患者体内脂肪酸的摄取,改善心肌能量代谢㊁恢复胰岛素的敏感性,进而有效降低心力衰竭患者的住院率及病死率,提高患者生活质量㊂4.2㊀钠-葡萄糖共转运蛋白2(sodium-glucose co-transporter 2,SGLT2)抑制剂SGLT2位于肾单位的近曲小管的S1段,将肾小球滤液中90%的葡萄糖重吸收回血液循环㊂SGLT2抑制剂通过抑制肾脏重吸收葡萄糖,促进尿中葡萄糖排出,在治疗2型糖尿病中已发挥重大疗效㊂在能量代谢方面,SGLT2抑制剂将心肌底物的利用从葡萄糖转向游离脂肪酸㊁酮体和支链氨基酸的氧化来减少不利的心脏重构,从而改善心肌的工作效率和功能,达到保护心肌细胞的目的㊂心脏代谢的改善和从肾小管液中对镁和钾的重吸收增加也可能发挥抗心律失常作用,从而降低心脏性猝死的发生率[21]㊂目前研究报道, SGLT2抑制剂可能通过多种途径改善心血管病患者的预后,将发生严重心力衰竭事件的风险降低25%~40%㊂通过抑制SGLT2可减少细胞内Na+,防止氧化应激和心肌细胞死亡㊂此外,SGLT2抑制剂诱导模仿营养和氧气剥夺,包括单磷酸腺苷活化蛋白激酶,sirtuin-1和(或)HIF-1α/2α的激活㊂这些介体的相互作用会刺激自噬,自噬介导的清除受损细胞器的清除减少了炎症体的活化,从而减轻了心肌线粒体功能障碍[22]㊂SGLT2抑制剂还具有影响红细胞生成和红细胞压积的能力,可能是抑制铁调素和调节铁稳态引起[23],而铁稳态失衡促进氧化应激和炎症,进而影响线粒体功能,造成能量代谢障碍㊂4.3㊀脂肪酸β氧化抑制剂曲美他嗪通过提高丙酮酸脱氢酶活性,允许丙酮酸从细胞质进入线粒体,在三羧酸循环中氧化,产生更多高能磷酸盐,起到抗缺血作用;还可减轻钙超载和自由基诱导的内皮损伤,抑制细胞凋亡和心脏纤维化㊂同时,曲美他嗪抑制游离脂肪酸的β氧化,使心肌能量代谢转变为葡萄糖㊂一项随机㊁双盲㊁安慰剂对照㊁事件驱动的试验[24],在欧洲㊁南美㊁亚洲和北非27个国家的365个中心对成功进行经皮冠状动脉介入治疗的患者进行了标准背景治疗㊂在接受最佳药物治疗的患者中,在成功的经皮冠状动脉介入治疗后,每天两次口服曲美他嗪35mg的常规使用不会影响心绞痛的复发,可能是曲美他嗪没有改变血流动力学作用,但不可忽视其在改善心肌代谢的作用㊂雷诺嗪是一种结构和功能与曲美他嗪相似的抑制剂,减少摄取脂肪酸的同时对葡萄糖氧化代谢起促进作用,增加ATP生成㊂4.4㊀PPARs激动剂PPARs激动剂在维持葡萄糖稳态㊁改善胰岛素抵抗和心血管保护方面具有重要作用,PPARs活性受核受体辅阻遏物家族成员控制㊂PPARα激动剂,非诺贝特,可降低血脂水平来调节脂肪酸浓度,改善心肌能量代谢[25]㊂PPARγ受体激动剂即噻唑烷二酮类降糖药物通过改善胰岛素敏感性来改善代谢状态,代表药物有罗格列酮和吡格列酮㊂但噻唑烷二酮类激动剂表现出的不良反应,如水肿和更高的心肌梗死风险[26],尤其是具有充血性心衰体征和心衰分级为Ⅲ~Ⅳ级的糖尿病合并心力衰竭患者,应禁止使用㊂4.5㊀自体线粒体治疗将患者自身线粒体输入受损的心肌细胞为心肌缺血及再灌注损伤提供了新的治疗方法㊂分离纯化的线粒体输入到受体细胞内正常地发挥功能,被称为线粒体移植㊂McCully等[27]报道自体线粒体治疗可以增强细胞活力,促进缺血后心肌功能的恢复㊂Guariento等[28]报道,经冠状动脉行线粒体灌注显著减少了梗死面积,并显著增强了缺血后心肌的功能,为缺血/再灌注损伤的心脏提供保护作用㊂4.6㊀其他药物CPT-1抑制剂,如乙莫克舍㊁马来酸哌克昔林㊁L-肉毒碱,通过抑制长链脂肪酸进入线粒体起抗脂质过氧化作用,保护细胞膜结构完整性,进而减轻心肌损伤㊂此外,作为人体高耗能组织(如心肌㊁骨骼肌)重要能量来源的磷酸肌酸,也可作为治疗靶点,通过补充磷酸肌酸可以改善线粒体结构和增强氧化磷酸化水平,发挥抗凋亡作用㊂辅酶Q10作为电子传递的载体,具有生物膜稳定作用和抗氧化的作用,可以增加线粒体氧化磷酸化中ATP的合成,并可以改善心肌收缩功能,目前广泛用于心力衰竭治疗㊂β受体拮抗剂如卡维地洛和美托洛尔,能减慢心室率,使心肌耗氧量减少;同时可改善心肌能量代谢,通过对肾上腺素能受体的阻断作用来提高心力衰竭患者的心功能和生存率㊂5 展望心脏能量代谢的调节途径具有灵敏且适应性强的特点,使得心脏可适应不同的状态和工作量以维持其收缩功能㊂心血管疾病的发生㊁发展过程中,线粒体能量代谢障碍起着不可忽略的推动作用㊂对心肌线粒体功能变化的研究,为心血管疾病的治疗方式提供了新思路,可通过改善线粒体能量代谢来延缓心血管疾病进程[29]㊂利益冲突:无参㊀考㊀文㊀献[1]Forte M,Schirone L,Ameri P,et al.The role of mitochondrialdynamics in cardiovascular diseases[J].Br J Pharmacol,2021,178(10):2060-2076.DOI:10.1111/bph.15068. [2]蓝明,刘兵,刘君萌,等.心肌病的病理研究进展[J].中国心血管杂志,2020,25(2):183-188.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2020.02.019.㊀Lan M,Liu B,Liu JM,et al.Advances in pathological researchof cardiomyopathy[J].Chin J Cardiovasc Med,2020,25(2):183-188.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2020.02.019. [3]Karwi QG,Jörg AR,Lopaschuk GD.Allosteric,transcriptionaland post-translational control of mitochondrial energy metabolism[J].Biochem J,2019,476(12):1695-1712.DOI:10.1042/BCJ20180617.[4]Cao M,Yuan W,Peng M,et al.Role of CyPA in cardiachypertrophy and remodeling.Biosci Rep,2019,39(12):BSR20193190.DOI:10.1042/BSR20193190.[5]Schlaepfer IR,Joshi M.CPT1A-mediated Fat Oxidation,Mechanisms,and Therapeutic Potential[J].Endocrinology,2020,161(2):bqz046.DOI:10.1210/endocr/bqz046. [6]Ludtmann MHR,Abramov AY.Mitochondrial calcium imbalancein Parkinson s disease[J].Neurosci Lett,2018,663:86-90.DOI:10.1016/j.neulet.2017.08.044.[7]Akhnokh MK,Yang FH,Samokhvalov V,et al.Inhibition ofSoluble Epoxide Hydrolase Limits Mitochondrial Damage andPreserves Function Following Ischemic Injury[J].FrontPharmacol,2016,7:133.DOI:10.3389/fphar.2016.00133.[8]Maneechote C,Palee S,Chattipakorn SC,et al.Roles ofmitochondrial dynamics modulators in cardiac ischaemia/reperfusion injury[J].J Cell Mol Med,2017,21(11):2643-2653.DOI:10.1111/jcmm.13330.[9]Qin C,Gu J,Liu R,et al.Release of mitochondrial DNAcorrelates with peak inflammatory cytokines in patients with acutemyocardial infarction[J].Anatol J Cardiol,2017,17(3):224-228.DOI:10.14744/AnatolJCardiol.2016.7209. [10]Kashihara T,Sadoshima J.Role of YAP/TAZ in EnergyMetabolism in the Heart[J].J Cardiovasc Pharmacol,2019,74(6):483-490.DOI:10.1097/FJC.0000000000000736. [11]Schirone L,Forte M,Palmerio S,et al.A Review of theMolecular Mechanisms Underlying the Development andProgression of Cardiac Remodeling[J].Oxid Med Cell Longev,2017,2017:3920195.DOI:10.1155/2017/3920195. [12]Boyman L,Karbowski M,Lederer WJ.Regulation ofMitochondrial ATP Production:Ca2+Signaling and QualityControl[J].Trends Mol Med,2020,26(1):21-39.DOI:10.1016/j.molmed.2019.10.007.[13]Wiersma M,van Marion DMS,Wüst RCI,et al.MitochondrialDysfunction Underlies Cardiomyocyte Remodeling in Experimentaland Clinical Atrial Fibrillation[J].Cells,2019,8(10):1202.DOI:10.3390/cells8101202.[14]Foster MN,Coetzee WA.KATP Channels in the CardiovascularSystem[J].Physiol Rev,2016,96(1):177-252.DOI:10.1152/physrev.00003.2015.[15]Jusic A,Devaux Y;EU-CardioRNA COST Action(CA17129).Mitochondrial noncoding RNA-regulatory network incardiovascular disease[J].Basic Res Cardiol,2020,115(3):23.DOI:10.1007/s00395-020-0783-5.[16]Steiner JL,Lang CH.Etiology of alcoholic cardiomyopathy:Mitochondria,oxidative stress and apoptosis[J].Int J BiochemCell Biol,2017,89:125-135.DOI:10.1016/j.biocel.2017.06.009.[17]Haileselassie B,Mukherjee R,Joshi AU,et al.Drp1/Fis1interaction mediates mitochondrial dysfunction in septiccardiomyopathy[J].J Mol Cell Cardiol,2019,130:160-169.DOI:10.1016/j.yjmcc.2019.04.006.[18]Khder Y,Shi V,McMurray JJV,et al.Sacubitril/Valsartan(LCZ696)in Heart Failure[J].Handb Exp Pharmacol,2017,243:133-165.DOI:10.1007/164_2016_77.[19]Singh JSS,Burrell LM,Cherif M,et al.Sacubitril/valsartan:beyond natriuretic peptides[J].Heart,2017,103(20):1569-1577.DOI:10.1136/heartjnl-2017-311295.[20]郝正阳,张彦周.小剂量沙库巴曲缬沙坦治疗90mmHgɤ收缩压<100mmHg的扩张型心肌病患者的有效性和安全性[J].中国心血管杂志,2021,26(3):253-256.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.010.㊀Hao ZY,Zhang YZ.Efficacy and safety of low-dose of sacubitril/valsartan in patients with dilated cardiomyopathy with90mmHgɤsystolic blood pressure<100mmHg[J].Chin J CardiovascMed,2021,26(3):253-256.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.010.[21]Cherney DZ,Odutayo A,Aronson R,et al.Sodium GlucoseCotransporter-2Inhibition and Cardiorenal Protection:JACCReview Topic of the Week[J].J Am Coll Cardiol,2019,74(20):2511-2524.DOI:10.1016/j.jacc.2019.09.022. [22]Packer M.Autophagy stimulation and intracellular sodiumreduction as mediators of the cardioprotective effect of sodium-glucose cotransporter2inhibitors[J].Eur J Heart Fail,2020,22(4):618-628.DOI:10.1002/ejhf.1732.[23]Grodin JL,Tang WHW.Sodium-Glucose Cotransporter-2Inhibitors and Loop Diuretics for Heart Failure:Priming theNatriuretic and Metabolic Reserve of the Kidney[J].Circulation,2020,142(11):1055-1058.DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.048057.[24]Ferrari R,Ford I,Fox K,et al.Efficacy and safety oftrimetazidine after percutaneous coronary intervention(ATPCI):a randomised,double-blind,placebo-controlled trial[J].Lancet,2020,396(10254):830-838.DOI:10.1016/S0140-6736(20)31790-6.[25]Li S,Yang B,Du Y,et al.Targeting PPARαfor the Treatmentand Understanding of Cardiovascular Diseases[J].Cell PhysiolBiochem,2018,51(6):2760-2775.DOI:10.1159/000495969.[26]Van der Vorst EPC,Biessen EAL.Unwrapped and uNCORked:PPAR-γrepression in atherosclerosis[J].Eur Heart J,2019,21:ehz770.DOI:10.1093/eurheartj/ehz770.[27]McCully JD,Levitsky S,Del Nido PJ,et al.Mitochondrialtransplantation for therapeutic use[J].Clin Transl Med,2016,5(1):16.DOI:10.1186/s40169-016-0095-4. [28]Guariento A,Blitzer D,Doulamis I,et al.Preischemicautologous mitochondrial transplantation by intracoronary injectionfor myocardial protection[J].J Thorac Cardiovasc Surg,2020,160(2):e15-e29.DOI:10.1016/j.jtcvs.2019.06.111. [29]‘中国心血管健康与疾病报告2020“编写组.‘中国心血管健康与疾病报告2020“要点解读[J].中国心血管杂志,2021,26(3):209-218.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.001.㊀The Writing Committee of the Report on Cardiovascular Healthand Diseases in China.Interpretation of Report on CardiovascularHealth and Diseases in China2020[J].Chin J Cardiovasc Med,2021,26(3):209-218.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.001.(收稿日期:2020-10-06)(本文编辑:李鹏)。
线粒体氧化应激指标
线粒体氧化应激指标
线粒体氧化应激是细胞内产生的一种生物化学反应，它与细胞老化、疾病和死亡密切相关。
线粒体氧化应激指标是用于衡量细胞内氧化应激水平的一些生化指标，常用的指标有：线粒体DNA损伤、线粒体呼吸链复合物活性、线粒体膜电位、线粒体超氧化物歧化酶活性、线粒体动态等。
线粒体DNA损伤是线粒体氧化应激的一个重要标志，它可以通过检测线粒体DNA的氧化损伤程度来评估细胞内氧化应激的程度。
线粒体呼吸链复合物活性是评估线粒体氧化应激的另一个重要指标，它可以反映细胞内线粒体的呼吸功能。
线粒体膜电位是细胞内氧化应激的重要指标之一，它反映了线粒体内膜的电势差，是线粒体内能量转换的重要驱动力。
线粒体超氧化物歧化酶活性是评估细胞内氧化应激的一个关键指标，它可以反映线粒体内氧化应激的程度和抗氧化能力。
线粒体动态是细胞内氧化应激的重要标志之一，它可以反映线粒体内膜的形态和结构，是线粒体功能和氧化应激状态的重要指标。
总之，线粒体氧化应激指标是评估细胞内氧化应激水平的重要工具，它可以帮助我们更好地理解氧化应激与细胞老化、疾病和死亡之间的关系。
- 1 -。
线粒体外氧化系统PPT课件
NADPH＋H＋（或NADH＋H＋）还原为多元酚。
组成：脱氢酶、醌还原酶、酚氧化酶。
OH
SH2
NA+D
2Ph Cu2+
O
H2O
OH
S
NADHF++
O
2Ph Cu+
2e
1/2O2
O
脱氢酶
醌还原酶
2H+
酚氧化酶
2.生物学意义：
多酚氧化酶与植物组织的受伤反应有关，植物组 织受伤以及受病菌侵害时，植物多酚氧化酶活力 增高（呼吸作用也增强），有利于把酚类化合物 氧化为醌，醌对病菌有毒害而起杀菌抗病作用。
1、多酚氧化酶系统 2、抗坏血酸氧化酶系统 3、黄素蛋白氧化酶系统 4、超氧化物歧化酶氧化系统 5、微粒体氧化体系 6、植物抗氰氧化酶系统
(一)酚氧化酶体系
多酚氧化酶（polyphenol oxidase）系统存在于微粒体中，
是含铜的末端氧化酶，也称儿茶酚氧化酶。催化多酚（如
对苯二酚、邻苯二酚、邻苯三酚）氧化为醌，醌又可被
9．线粒体内α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是：（ ）
A．FAD
B．FMN
C．NAD+
D．NADP+
E．HSCoA
二、填空题
1.生物氧化的终产物是__________、__________和 __________。
2. 体内ATP的产生有两种方式，一种是__________，另一 种是___________。
第五节、非线粒体氧化体系
在微粒体、过氧化物酶体及细胞其他部位还存在其 他氧化体系，参与呼吸链以外的氧化过程。 特点: 从底物脱氢到H2O的生成是经过其它末端氧化酶完成 的，不伴随磷酸化，不生成ATP。 主要与体内代谢物、药物和毒物生物转化有关，但 各自具有重要的生理功能。
非线粒体氧化体系
非线粒体氧化体系能够通过细胞排毒的方式，将有毒物质从细胞内排 出，以保护细胞免受损伤。
免疫应答
炎症反应
非线粒体氧化体系能够通过炎症反应，对感染和 损伤进行防御和清除。
细胞因子产生
非线粒体氧化体系能够诱导细胞因子的产生，这 些细胞因子能够调节免疫细胞的活性和功能。
抗原提呈
非线粒体氧化体系能够将抗原呈递给免疫细胞， 从而激活免疫应答。
非线粒体氧化体系能够诱导抗病 基因的表达，从而增强植物对病 原菌的抗性。
02
抗菌物质合成
03
免疫反应激活
非线粒体氧化体系能够促进抗菌 物质的合成，这些物质能够抑制 病原菌的生长和繁殖。
非线粒体氧化体系能够激活植物 的免疫反应，从而对病原菌进行 防御和清除。
04 非线粒体氧化体系的调控 机制
酶促调控
植物过氧化物酶体由多种酶组成，包 括过氧化氢酶、过氧化物酶和尿酸酶 等。
03 非线粒体氧化体系的生物 学功能
解毒作用
氧化应激反应
非线粒体氧化体系能够通过氧化应激反应，将有毒物质或过量的活 性氧转化为无害或低毒的物质，从而起到解毒的作用。
酶促反应
非线粒体氧化体系中的酶促反应能够催化有毒物质的分解和代谢， 将其从体内清除。
基因表达分析
总结词
基因表达分析用于研究非线粒体氧化体 系中基因的表达水平和调控机制。
VS
详细描述
通过基因表达分析，可以检测特定条件下 相关基因的表达水平，了解基因转录和翻 译的过程以及调控机制。这种方法有助于 深入了解非线粒体氧化体系的分子机制和 在各种生物学过程中的作用。
蛋白质组学技术
总结词
蛋白质组学技术用于研究非线粒体氧化体系 中蛋白质的表达和功能。
生物氧化习题汇总
第二章生物氧化习题汇总一、名词解释：1、生物氧化（biological oxidation）：2、高能键（high-energy bond）：4、呼吸链（电子传递链）（respiratory electron-transport chain）:5、氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）：6. 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：7. 磷氧比（P/O ratio）：8.解偶联剂（uncoupling agent）：9. 高能化合物（high energy compound）：10. 化学渗透学说(chemiosmotic theory)：二、填空题1.生物氧化中CO2生成的基本方式是：。
2.生物体内发生氧化作用的三种主要方式是：、、。
参与物质氧化的酶一般有_________、_________和_________等几类。
3.电对的标准氧化还原电势负值越大，得电子，倾向于电子；相反，正值越大，则得电子。
4.线粒体内膜上存在的典型呼吸链有_________呼吸链和_________呼吸链两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的_________不同而区别的，其P/O值分别为_________和_________。
5.呼吸链上唯一的非蛋白组分是：，呼吸链上唯一能溶于水的传递体是：。
6.ATP合酶由、、三部分构成，其活性部位存在于亚基上，该亚基有、、三种构型，在状态下，该亚基可合成ATP。
7.体内呼吸链的调节主要通过调节，使用呼吸链抑制剂等可阻断电子传递，使用等，可使氧化过程与磷酸化过程脱节，使用等，可抑制氧化磷酸化过程。
8.线粒体外的氧化主要通过穿梭和穿梭完成，前者可将胞质中NADH转换成线粒体中的，主要发生在组织，后者可将胞质中NADH转换成线粒体中的，主要发生在组织，其P/O值分别为_________和_________。
9.高等动物线粒体呼吸链中主要含有5种细胞色素、、、、。
谈活性氧与人类疾病
谈活性氧与人类疾病摘要活性氧(reactive oxygen species,ROS)是细胞代谢不可避免的产物。
细胞内高水平的ROS直接或间接地参与细胞信号传导,诱导细胞凋亡,是肿瘤及许多其他疾病的共同发病机制。
介绍了活性氧的来源、对生物大分子的损伤及与人类疾病的关系。
关键词活性氧;氧化损伤;疾病活性氧是一系列化学性质活泼、氧化能力强的含氧物质的总称。
它是由氧直接或间接转变的氧自由基及其衍生物,包括氧的单电子反应产物O2-、HO2-、H2O2·OH-及其衍生物1O2及膜质过氧化中间产物LO·、LOO·、LOOH等比分子氧活泼的物质。
生物体内活性氧的生成与清除处于动态平衡状态,当各种因素打破这一平衡而导致活性氧浓度超过生理限度时就会损伤生物大分子,包括脂质过氧化、DNA的氧化损伤、蛋白质的氧化和单糖氧化等,从而导致各种疾病发生。
1活性氧的来源1.1正常代谢体内正常代谢可以产生活性氧。
线粒体是活性氧的一个重要来源,活性氧族如超氧阴离子自由基(O2-·)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)和单线态氧都是有氧代谢的副产物。
在大多数细胞中超过90%的氧是在线粒体中消耗的,其中2%的氧在线粒体内膜和基质中被转变成为氧自由基。
体内的活性氧并不总是有害的,它对机体也有有利的一面。
例如,机体内吞噬细胞在细胞膜受到刺激时,通过呼吸暴发机制,产生大量活性氧(reactive oxygen species,ROS),ROS是吞噬细胞发挥吞噬和杀伤作用的主要介质。
但是在病理条件下,由于活性氧的产生和清除失去了正常平衡,常常会造成活性氧对人体的损伤。
1.2辐射人们很早就认识到辐射可以在体内产生活性氧。
人体内的水约占体重的60%,放射线最初的作用就是使水辐射分解,产生H·OH·等,破坏细胞中的核酸、蛋白质等大分子,最终导致辐射病。
T.Herrling等人通过电子自旋共振(electron spin resonance,ESR)的方法发现,体外实验的皮肤细胞在紫外线的作用下可以产生氧自由基,并且这种辐射的效果与辐射强度和射线对皮肤的穿透作用的大小有关。
线粒体的生理功能及其与疾病关系的分析
线粒体的生理功能及其与疾病关系的分析线粒体是一个细胞内的负责能量代谢的器官，也是细胞存活、分裂、寿命、信号传递、细胞形态、细胞死亡等重要生理过程的调节中心。
线粒体内部有许多重要的生理功能，包括呼吸链、脂质代谢、钙离子调节、自噬等等。
如果线粒体在细胞内的功能受到影响，会导致许多严重的疾病，例如神经系统疾病、肌肉疾病、心血管疾病等等。
本文将会对线粒体的生理功能以及与疾病关系进行深入的分析。
一、线粒体的生理功能1. 呼吸链线粒体呼吸链是细胞内主要能量来源，也是线粒体最重要的生理功能之一。
呼吸链通过一系列的氧化还原反应，将电子传递给氧气发生反应，逐步将能量存储在腺苷酸三磷酸（ATP）中。
其中，NADH和FADH2是呼吸链上的两个氧化还原物质，它们将电子通过呼吸链的五个复合物传递，最终与氧气结合所形成的水被产生。
能量从这个过程中逐步释放，逐级传递到ATP合成复合物中产生ATP。
2. 脂质代谢线粒体在脂质代谢中发挥了核心作用。
脂肪酸是一种重要的能源途径，大量储存在脂肪细胞中，当身体需要时，可以被分解成三酰甘油和脂肪酸释放出来，然后被细胞利用。
线粒体在三酰甘油分解过程中，可以将脂肪酸分解为乙酰辅酶A，而乙酰辅酶A可以进入Krebs循环产生更多的能量。
3. 钙离子调节线粒体在钙离子调节中也扮演了一个重要的角色。
许多细胞信号需要钙离子的参与，钙离子的释放和吸收是一个即时且非常关键的过程。
当钙离子在细胞胞浆中的浓度达到一定水平时，线粒体上的离子通道会打开，钙离子可以进入线粒体，在线粒体中参与多种代谢反应，然后被吸收或释放回细胞胞浆中。
4. 自噬自噬是细胞内自我修复和清除细胞垃圾的一种途径。
线粒体在自噬过程中也扮演了一个重要的角色，它们可以被自噬溶酶体吞噬并分解。
自噬过程可以帮助线粒体恢复正常，清除老化线粒体并促进代谢的平衡。
二、线粒体与疾病关系的分析1. 神经系统疾病神经系统疾病是线粒体病最常见的表现方式之一。
线粒体疾病会引起神经元损伤，导致瘫痪、失明、耳聋、智力低下等症状。
生物氧化习题汇总
生物氧化习题汇总第二章生物氧化习题汇总一、名词解释：1、生物氧化（biological oxidation）：2、高能键（high-energy bond）：4、呼吸链（电子传递链）（respiratory electron-transport chain ）:5、氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）：6. 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：7. 磷氧比（P/O ratio）：8.解偶联剂（uncoupling agent）：9. 高能化合物（high energy compound）：10. 化学渗透学说(chemiosmotic theory)：二、填空题生成的基本方式1.生物氧化中CO2是：。
2.生物体内发生氧化作用的三种主要方式是：、、。
参与物质氧化的酶一般有_________、_________和_________等几类。
3.电对的标准氧化还原电势负值越大，得电子，倾向于电子；相反，正值越大，则得电子。
4.线粒体内膜上存在的典型呼吸链有_________呼吸链和_________呼吸链两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的_________不同而区别的，其P/O值分别为_________和_________。
5.呼吸链上唯一的非蛋白组分是：，呼吸链上唯一能溶于水的传递体是：。
6.A TP合酶由、、三部分构成，其活性部位存在于亚基上，该亚基有、、三种构型，在状态下，该亚基可合成ATP。
7.体内呼吸链的调节主要通过调节，使用呼吸链抑制剂等可阻断电子传递，使用等，可使氧化过程与磷酸化过程脱节，使用等，可抑制氧化磷酸化过程。
8.线粒体外的氧化主要通过穿梭和穿梭完成，前者可将胞质中NADH转换成线粒体中的，主要发生在组织，后者可将胞质中NADH 转换成线粒体中的，主要发生在组织，其P/O值分别为_________和_________。
第4章.生物氧化
2．过氧化物酶体中的氧化体系
过氧化物酶体中含有过氧化氢酶和过氧化物
酶，催化如下反应：
利用白细胞中所含的过氧化物酶，将联苯 胺氧化为兰色化合物，临床上用于判断粪便中 的隐血。
3. 需氧脱氢酶和氧化酶 这类酶催化底物脱下的H直接以氧作为受氢体。 产物为H20或H2O2. 白细胞、吞噬细胞中的H2O2可杀菌。 4.抗氧化体系 （1）反应活性氧类(ROS） 常见ROS 主要有包括超氧阴离子（O2-）、过氧化 氢（H2O2）和羟自由基（HO-）。
他氧化体系，参与呼吸链以外的氧化过程，
其特点是不伴磷酸化，不能生成ATP，主
要参与体内代谢物、药物和毒物的生物转
化。
1.微粒体氧化体系
主要含有细胞色素P450 单加氧酶系，
该酶催化氧分子中的一个氧原子加到底物
分子上（使底物分子羟化）；另一个氧原
子被氢（来自NADPH+H+）还原生成水，故
又称混合功能氧化酶或羟化酶。
4. 线粒体DNA 突变可影响氧化磷酸化功能 线粒体DNA（mtDNA）可表达呼吸链复合体中的亚 基及RNA。氧化磷酸化过程中产生的自由基可造成 mtDNA 的突变进而影响氧化磷酸化功能，造成ATP 生成减少。
三、ATP 的转换储存和利用
（一）高能化合物
在标准条件下(pH7,25℃,1mol/L)发生水 解时，可释放出较大自由能（能量＞ 0.92KJ/mol）的化合物，称为高能化合物。在 高能化合物分子中，能释放出较多自由能的活 泼共价键称为高能键，用“∼” 表示。 机体内高能化合物的种类很多，其中最 常见的是含高能磷酸键“∼P”的化合物，称为 高能磷酸化合物。常见的高能磷酸化合物有： ATP、磷酸肌酸、乙酰CoA、1,3-二磷酸甘油酸、 磷酸烯醇式丙酮酸等。
非线粒体氧化体系讲解课件
感谢观看
用。
过氧化物酶体 细胞器，含有多种氧化酶，能够分解 过氧化氢和其他过氧化物，起到保护 细胞的作用。
超氧化物歧化酶 能够催化超氧化物转化为过氧化氢和 氧气，从而降低超氧化物的毒性。
硫氧还蛋白还原酶系
硫氧还蛋白
硫氧还蛋白还原酶
一种在细胞内传递电子的蛋白质，参与多 种生物化学反应。
能够催化硫氧还蛋白的还原反应，维持硫 氧还蛋白的还原状态。
NADPH硫氧还蛋白还原酶
铁氧还蛋白还原酶
利用NADPH作为电子供体，催化硫氧还蛋 白的还原反应。
利用NADH作为电子供体，催化铁氧还蛋 白的还原反应。
谷胱甘肽还原酶系
谷胱甘肽
一种广泛存在于生物体内的三肽，具有抗氧 化和解毒作用。
NADPH谷胱甘肽还原酶
利用NADPH作为电子供体，催化谷胱甘肽 的还原反应。
谷胱甘肽还原酶
能够催化谷胱甘肽的还原反应，维持谷胱甘 肽的还原状态。
谷胱甘肽过氧化物酶
能够催化谷胱甘肽的过氧化物分解，起到抗 氧化作用。
谷胱甘肽过氧化物酶系
谷胱甘肽过氧化物酶
一类能够催化谷胱甘肽与过氧化物反应的酶，起到抗氧化作用。
细胞色素P450酶系
一类位于线粒体外膜上的氧化酶，能够催化多种外源性和内源性物 质的代谢。
药物研发与治疗策略的化体系的关键酶或蛋白，开发具有抑制或激活
功能的药物，用于治疗相关疾病。
联合治疗策略
02
结合传统药物与靶向药物，制定有效的联合治疗方案，以提高
治疗效果并降低副作用。
个体化治疗
03
根据患者的基因型、表型等个体差异，制定个性化的药物治疗
方案，以提高疗效和患者的生存质量。
细胞信号转导
漫谈“万病之源”---氧化应激
漫谈“万病之源”---氧化应激经过了二十余年的生物医学研究，我越来越相信“万病之源”其实是有的，一个是氧化应激，而另外一个是炎症反应。
本文主要讨论氧化应激。
什么是氧化应激呢，顾名思义，就是由能够造成氧化的分子造成的应激、毒性状态。
所谓“能够造成氧化的分子”，就是有较强的能力去抢夺其它分子中的电子的那些分子。
当然电子被抢夺后，蛋白、基因的分子就会被破坏，这就是氧化应激可怕的地方以及其造成老化和多种疾病的原因。
氧化应激的主要来源是氧自由基，而氧自由基的主要来源包括线粒体--- 细胞中的发电站，以及NADPH氧化酶等蛋白催化的反应。
线粒体制造细胞能量主要靠传递出储存于NADH等分子中高能电子，而从本质上说，储存于NADH分子中的高能电子的能量来源其实是通过光合作用吸收进来的太阳能。
就像发电站会有污染、会有核泄漏一样，线粒体中的高能电子也会泄漏，而泄露出的高能电子撞击到线粒体中的氧气，就会产生一种重要的氧自由基 --- 超氧阴离子。
宾夕法尼亚大学著名的氧化应激研究专家Chance教授发现，人呼吸的氧气中近百分之二可能会通过线粒体成为超氧阴离子，这说明人体细胞一直处于极其巨大的氧化应激的海洋中。
如果细胞不能够有效地消除这样氧自由基，细胞就会损坏或死亡。
的确，我以前加州大学的一位同事就在国际顶尖杂志《自然遗传学》中报道了这样的发现。
他们发现如果小鼠失去了的消除线粒体里的超氧阴离子的蛋白SOD2，小鼠在胚胎期就会死去。
不论是人、小鼠还是其它动物，都有着消除氧化应激的复杂而强大的系统。
如果在老化或者一些疾病中抗氧化系统功能降低了，就会造成衰老的变化或疾病的病理变化。
最有名的例子就是“地中海贫血”这个疾病。
在地中海地区的国家中一些人具有遗传性的缺陷 --- 用于制造抗氧化物质NADPH的酶是先天缺乏的。
这样，这些人的红细胞很有可能具有过高的氧化应激，其可以杀死红细胞，造成贫血。
前几十年的大量研究证明，氧化应激在几乎所有的重大疾病中都起着关键的病理作用，这些疾病包括脑卒中、心肌梗死、癌症、糖尿病、关节炎、脑外伤、帕金森病、老年痴呆症等，所以我由衷地觉得“氧化应激”就是一个万病之源。
线粒体外NADH的氧化;非线粒体氧化;活性氧与人体疾病
第三节线粒体外NADH的氧化述：线粒体外膜通透性较高，允许分子量1000以内的物质通过。
线粒体内膜具有选择性通透性，主要依赖内膜中不同的转运载体转运物质。
※线粒体内NADH的氧化NADH直接进入NADH氧化呼吸链氧化生成水。
※胞液中NADH的氧化：⒈胞液中3-磷酸甘油等脱氢生成的NADH+H+在细胞有氧情况下进入线粒体氧化并产生ATP。
⒉NADH +H+不能自由透过线粒体内膜，需经2种转运机制进入线粒体，再通过呼吸链进行氧化磷酸化。
一、α－磷酸甘油穿梭作用⒈发生部位：主要存在于脑和骨骼肌。
⒉作用过程：（课本P63图5－12）幻灯80、81⒊能量生成：每1 NADH +H+ 氧化产生2ATP二、苹果酸－天冬氨酸穿梭作用⒈发生部位：主要存在于肝和心肌⒉作用过程：（课本P64图5－13）幻灯83、84⒊能量生成：每1 NADH +H+氧化产生3ATP第四节非线粒体氧化体系一、需氧脱氢酶类和氧化酶类受氢体辅酶（辅基）产物不需氧脱氢酶辅酶需氧脱氢酶O2FMN或FAD H2O2氧化酶O2 含Cu H2O二、微粒体加单氧酶系（一）加单氧酶（混合功能氧化酶、羟化酶）：⒈利用氧分子在代谢物中加入一个氧原子；⒉需NADPH提供电子，黄素蛋白（辅基FAD）、铁氧还蛋白（辅基Fe-S）Cyt-P450传递电子。
⒊参与类固醇激素、胆汁酸及胆色素的生成和生物转化作用RH + NADPH + H+ + O2→ROH + NADP+ + H2O（二）加双氧酶：利用氧分子在代谢物中加入2个氧原子。
三、过氧化物酶体中的酶类（一）过氧化氢酶(catalase)又称触酶，其辅基含4个血红素2H2O2 2H2O + O2过氧化氢酶（二）过氧化物酶(perioxidase)以血红素为辅基，催化H 2O 2直接氧化酚类或胺类化合物四、超氧化物歧化酶(SOD ） ⒈ SOD 是一类含金属的酶⒉ 分类：Cu-Zn-SOD 、Mn-SOD 和Fe-SOD⒊ 作用：催化超氧阴离子自由基的歧化反应形成H 2O 2SOD2O 2﹣+ 2H + H 2O 2 + O 2 过氧化氢酶 H 2O + O 2第五节 活性氧与人体疾病（自习）课外作业：一、名词解释：生物氧化；呼吸链；氧化磷酸化；底物水平磷酸化R + H 2O 2 RO + H 2O RH 2+ H 2O 2 R + 2H 2O过氧化物酶 过氧化物酶。
生物氧化习题(2)
第六章生物氧化、选择题A1型题】1. 体内CO2的生成是由A. 代谢物脱氢产生B. 碳原子与氧原子直接化合产生C. 有机酸脱羧产生D. 碳原子由呼吸链传递给氧生成E.碳酸分解产生2. 关于生物氧化的特点描述错误的是A. 氧化环境温和B. 在生物体内进行C. 能量逐步释放D. 耗氧量、终产物和释放的能量与体外氧化相同E. CO 2 和H2O是由碳和氢直接与氧结合生成3. 不是呼吸链中的递氢体和递电子体的是A. FADB. 肉碱C.Cyt bD. 铁硫蛋白E. CoQ4. 下列物质中不属于高能化合物的是A. CTPB.AMPC. 磷酸肌酸D. 乙酰CoAE.1 ，3-DPG5. 呼吸链中能直接将电子传给氧的物质是A. CoQB.Cyt bC. 铁硫蛋白D.Cyt aa 3E.Cyt c6. NADH氧化呼吸链中不包括A ．复合体I B. 复合体Ⅱ C. 复合体ⅢD．复合体Ⅳ7. 各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是A. C→C1→ b→ aa3→ O2B.C → b1→C1→aa3→O2C. b→ C1→ C→ aa3→ O2D.b →C→C1→ aa3→ O2E. C1→C→ b→ aa3→ O28. 氧化磷酸化的偶联部位是A. FADH2→CoQB.NADH→FMNC.Cytb →Cytc 1D. CoQ→ CytcE.FMNH 2→ CoQ一、选择题【A1型题】1.C2.E3.B4.B5.D6.B7.C8.D9.B 10.C11.C 12.B 13.B 14.A 15.D 16.C 17.C 18.B 19.E 20.D21.D 22.C 23.B 24.A 25.C 26.C9. 下列含有高能磷酸键的化合物是A. 1 ，6-二磷酸果糖B.1 ，3- 二磷酸甘油酸C.F-6-PD.乙酰CoAE. 烯醇式丙酮酸10. CN 、CO中毒是由于A. 使体内ATP生成量增加B. 解偶联作用C. 使Cytaa3 丧失传递电子的能力，呼吸链中断D. 使ATP水解为ADP和Pi 的速度加快E. 抑制电子传递及ADP的磷酸化11. 人体内各种生命活动所需能量的直接供应体是A. 葡萄糖B. 脂酸C.ATPD. 磷酸肌酸E. 氨基酸12. 胞液中的NADH经α-磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化磷酸化其P/O比值为A. 1B.1.5C.2.5D.4E.513. 氧化磷酸化进行的部位是A. 内质网B. 线粒体C. 溶酶体D.过氧化物酶体E. 高尔基复合体14. 下列哪种细胞不能进行氧化磷酸化A. 成熟红细胞B. 白细胞C.肝细胞D. 肌细胞E. 脑细胞15. 关于呼吸链的描述错误的是A. 呼吸链由4 个复合体与泛醌、Cytc 两种游离成分共同组成B. 呼吸链中的递氢体同时也是递电子体C. 呼吸链在传递电子的同时伴有ADP的磷酸化D. CN-中毒时电子传递链中各组分都处于氧化状态E. 呼吸链镶嵌在线粒体内膜上16. P/O 比值是A. 每消耗1 分子氧原子所消耗无机磷的分子数B. 每消耗1 原子氧所消耗无机磷的克数C. 每消耗1 摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数D. 每消耗1 分子氧原子所消耗无机磷的摩尔数E. 每消耗1 克氧原子所消耗无机磷的克数17. 底物水平磷酸化是A.底物脱氢时进行磷酸化B. 生成ATP 的主要方式C. 直接将底物分子中的高能磷酸键转移给ADP生成ATP的方式D. 只能在胞液中进行E. 所有进行底物水平磷酸化的底物都含有高能键18. 肌肉中能量贮存的形式是A. 肌酸B.CPC.ATPD.GTPE. 葡萄糖19. 关于还原当量穿梭的描述错误的是A.NADH 不能自由通过线粒体内膜B. NADH 经α- 磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化时生成1.5 分子ATPC. NADH 经苹果酸- 天冬氨酸穿梭进入线粒体氧化时生成2.5 分子ATPD. NADH只能在线粒体中氧化并产生ATPE. α-磷酸甘油穿梭过程中消耗1分子ATP20. 下列哪个反应无ATP（或GTP）生成A.1，3- 二磷酸甘油酸→ 3- 磷酸甘油酸B. 琥珀酰CoA→琥珀酸C. 磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸D. 6- 磷酸葡萄糖→ 6-磷酸果糖21. 关于高能键及高能化合物的描述错误的是A. 含有高能键的化合物称为高能化合物B. ATP 是体内最重要的高能化合物C. 高能键水解时释放的能量大于30.5kJ/molD. ATP分子内含有3 个高能磷酸键E. 高能键包括高能磷酸键和高能硫酯键22. 调节氧化磷酸化速率的重要激素是A. 胰岛素B. 肾上腺素C. 甲状腺素D.生长激素E. 胰高血糖素23. NAD+在呼吸链中的作用是A. 传递2 个氢原子B.传递1 个氢原子与1个电子C.传递2 个氢质子D.传递1 个氢质子与1 个电子E. 传递2 个电子24. 下列不是琥珀酸氧化呼吸链组成成分的是A.FMNB.CoQC. 铁硫蛋白D.Cyt cE.Cyt b25.1 mol NADH+=H经呼吸链电子传递可生成的ATP数为A.1B.1.5C.2.5D.4E.526. 关于磷酸肌酸的描述错误的是A. 肌酸被ATP磷酸化为磷酸肌酸B. 肌酸由肝内合成，供肝外组织利用C. 磷酸肌酸含有高能磷酸键，为肌肉组织直接提供能量D. 磷酸肌酸可自发脱去磷酸变为肌酸酐E. 是肌和脑组织中的能量储存形式【A2型题】27. 向离体完整的线粒体中加入一化合物，此时测定其基质中无ATP的生成但耗氧量显著增加，这一化合物可能是A. 呼吸链抑制剂B. 呼吸链组成成分C.解偶联剂D. 氧化磷酸化抑制剂C. 递氢体类似物28. 将不同的底物如琥珀酸、β-羟丁酸、抗坏血酸、细胞色素c 等分别加入离体完整的线粒体中，在体外模拟细胞内液的环境进行保温，测定P/O 比值，来推算呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位，其原理是A.不同底物进入呼吸链的部位不同B. 不同底物的氧化还原电位不同C. 不同底物的吸收光谱不同D. 不同底物阻断呼吸链的部位不同E. 不同底物的自由能变化不同29. 在有氧的条件下，哺乳动物骨骼肌细胞液中产生的NADH进入线粒体内经呼吸链氧化成水，同时产生1.5 分子ATP，是通过下列哪种穿梭作用A. 苹果酸-天冬氨酸穿梭B. α-磷酸甘油穿梭C. 柠檬酸- 丙酮酸穿梭D. 丙酮酸穿梭E. 鸟氨酸穿梭30. CO 是煤气中的毒性成分，当向离体完整的线粒体中加入CO后，在有底物存在的条件下无氧的消耗，CO可能是与下列哪种物质结合而阻断呼吸链A. CoQB.Cyt bC. 铁硫蛋白D.Cyt aa 3E.Cyt c31. 一服异烟肼的病人出现对称性皮炎，经检查发现其血中的维生素PP含量极低，下列哪组反应不受影响A.琥珀酸→延胡索酸B. 谷氨酸→ α- 酮戊二酸C.丙酮酸→乳酸D. 苹果酸→草酰乙酸E. 异柠檬酸→ α- 酮戊二酸【B型题】A.NADHB.CytP 450C.Cyt aa 3D.CoQE.NADPH32. 属于呼吸链的递电子体的是C33. 既是呼吸链的递氢体，又是递电子体的是A34. 两条呼吸链的汇合点是D35. 能直接将电子传递给氧的是CA.ATPB. 肌酸C.CPD.ATP+Pi+ 能量E.CO 2和H2O36. 生命活动所需能量的直接供应体是A37. 肌和脑组织中能量的储存形式是CA.dATPB.CTPC.UTPD.GTPE.ADP38. 糖原合成所需的能源物质是C39. 磷脂合成所需的能源物质是B40. 蛋白质合成所需的能源物质是DA. 二硝基苯酚B. 鱼藤酮C.COD. 寡霉素E. 铁鳌合剂41. 氧化磷酸化的解偶联剂是A42. 能抑制细胞色素氧化酶的是C43. 同时抑制电子传递和ADP磷酸化的是D【X型题】44. 关于呼吸链的描述正确的是A. 呼吸链中的递氢体同时也是递电子体B. 电子是从氧化还原电位低的传递体向氧化还原电位高的传递体传递C. 每对氢经呼吸链传递时都产生3 分子ATPD. 氧化与磷酸化解偶联时，电子传递仍可进行E. 复合体Ⅲ和Ⅳ为两条呼吸链所共有45. 呼吸链中氧化磷酸化偶联的部位是A.NADH → CoQB.FADH2 → CoQC.CoQ →Cyt cD.Cyt aa3→ 02E.FAD → CoQ46. 生物氧化的特点有A. 是在37℃、近似中性温和的条件下进行的B. 是在酶的催化下进行的C. 氧化时能量逐步释放并有相当一部分能量以ATP的形式存在D. 水的生成是代谢物脱下的氢与空气中的氧直接结合生成E. CO 2 是通过有机酸脱羧生成47. 胞液中的NADH通过何种机制进入线粒体A. α- 磷酸甘油穿梭作用B. 苹果酸- 天冬氨酸穿梭作用C. 柠檬酸- 丙酮酸穿梭作用D. 草酰乙酸- 丙酮酸穿梭作用E. 葡萄糖- 丙酮酸的穿梭作用48. 脱氢经琥珀酸氧化呼吸链氧化的物质是A. 线粒体内的α- 磷酸甘油B. 苹果酸C. 脂酰辅酶AD. 丙酮酸E. 异柠檬酸49. 关于氧化磷酸化的描述错误的是A. 氧化磷酸化是体内产生ATP的主要方式B. GTP、CTP、UTP也可通过氧化磷酸化直接生成C. 细胞内ATP浓度升高时，氧化磷酸化减弱D. 氧化磷酸化与呼吸链无关E. 氧化磷酸化在胞液进行50. 下列反应中有底物水平磷酸化的反应是A. 磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸B. 琥珀酸→苹果酸C. 琥珀酰辅酶A→琥珀酸D. 苹果酸→草酰乙酸E. 1 ，3-二磷酸甘油酸→ 3 磷酸甘油酸51. 能直接将电子传递给氧的细胞色素是A.Cyt aa3B.Cyt cC.Cyt bD.Cyt P450E.Cyt c152.NADH氧化呼吸链的组成成分有A.FMNB.FADC.CoQD.NADP+E.NAD53. 参与呼吸链递氢作用的维生素有A. 维生素B1B. 维生素B2C. 维生素B6D.维生素PPE.维生素C、名词解释1. 生物氧化2.呼吸链3. 氧化磷酸化4.底物水平磷酸化5.P/O 比值6.解偶联剂7. 高能键8.高能化合物、填空题1. 体内CO2的生成不是碳和氧的直接化合，而是通过生成的。
线粒体超氧化物
线粒体超氧化物
线粒体超氧化物是一种重要的生物分子，它在细胞内发挥着重要的作用。
线粒体是细胞内的能量中心，它们通过氧化磷酸化反应产生ATP，为细胞提供能量。
然而，线粒体在这个过程中也会产生一些有害的副产物，其中包括超氧化物。
超氧化物是一种高度反应性的分子，它可以与细胞内的其他分子发生反应，导致细胞损伤和死亡。
线粒体超氧化物的产生与许多疾病的发生有关，例如心血管疾病、神经退行性疾病和癌症等。
为了保护细胞免受超氧化物的损害，细胞内有一系列的抗氧化防御系统。
其中最重要的是线粒体抗氧化酶，它可以将超氧化物转化为无害的分子。
此外，细胞内还有其他抗氧化分子，例如谷胱甘肽和维生素C等，它们也可以帮助细胞抵御超氧化物的损害。
然而，当超氧化物的产生过多时，细胞的抗氧化防御系统可能会失效，导致细胞受到损伤。
因此，保持身体健康的最好方法之一就是通过饮食和生活方式来减少超氧化物的产生。
例如，多吃富含抗氧化物的食物，如水果、蔬菜和坚果等，可以帮助减少超氧化物的产生。
此外，适当的运动和减少压力也可以帮助减少超氧化物的产生。
线粒体超氧化物是一种重要的生物分子，它在细胞内发挥着重要的作用。
然而，当超氧化物的产生过多时，会对细胞造成损伤。
因此，保持身体健康的最好方法之一就是通过饮食和生活方式来减少超氧
化物的产生。
- 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)。
第三节线粒体外NADH的氧化
述：线粒体外膜通透性较高，允许分子量1000以内的物质通过。
线粒体内膜具有选择性通透性，主要依赖内膜中不同的转运载体转运物质。
※线粒体内NADH的氧化
NADH直接进入NADH氧化呼吸链氧化生成水。
※胞液中NADH的氧化：
⒈胞液中3-磷酸甘油等脱氢生成的NADH+H+在细胞有氧情况
下进入线粒体氧化并产生ATP。
⒉NADH +H+不能自由透过线粒体内膜，需经2种转运机制进
入线粒体，再通过呼吸链进行氧化磷酸化。
一、α－磷酸甘油穿梭作用
⒈发生部位：主要存在于脑和骨骼肌。
⒉作用过程：（课本P63图5－12）幻灯80、81
⒊能量生成：每1 NADH +H+ 氧化产生2ATP
二、苹果酸－天冬氨酸穿梭作用
⒈发生部位：主要存在于肝和心肌
⒉作用过程：（课本P64图5－13）幻灯83、84
⒊能量生成：每1 NADH +H+氧化产生3ATP
第四节 非线粒体氧化体系
一、需氧脱氢酶类和氧化酶类
二、微粒体加单氧酶系 （一）加单氧酶（混合功能氧化酶、羟化酶）：
⒈ 利用氧分子在代谢物中加入一个氧原子；
⒉ 需NADPH 提供电子，黄素蛋白（辅基FAD ）、铁氧还蛋白 （辅基Fe-S ）Cyt-P450传递电子。
⒊ 参与类固醇激素、胆汁酸及胆色素的生成和生物转化作用
RH + NADPH + H + + O 2 → ROH + NADP + + H 2O
（二）加双氧酶：利用氧分子在代谢物中加入2个氧原子。
三、过氧化物酶体中的酶类
（一）过氧化氢酶(catalase)
又称触酶，其辅基含4个血红素
受氢体
辅酶（辅基）产物不需氧脱氢酶
辅酶需氧脱氢酶
O 2 FMN 或FAD H 2O 2氧化酶
O 2 含Cu H 2O 2H 2O 2 2H 2O + O 2
过氧化氢酶
（二）过氧化物酶(perioxidase)
以血红素为辅基，催化H 2O 2直接氧化酚类或胺类化合物
四、超氧化物歧化酶(SOD ） ⒈ SOD 是一类含金属的酶
⒉ 分类：Cu-Zn-SOD 、Mn-SOD 和Fe-SOD
⒊ 作用：催化超氧阴离子自由基的歧化反应形成H 2O 2
SOD
2O 2﹣
+ 2H + H 2O 2 + O 2 过氧化氢酶 H 2O + O 2
第五节 活性氧与人体疾病（自习）
课外作业：
一、名词解释：
生物氧化；呼吸链；氧化磷酸化；底物水平磷酸化
R + H 2O 2 RO + H 2O RH 2+ H 2O 2 R + 2H 2O
过氧化物酶 过氧化物酶。