复旦大学生化课件生物氧化演示文档

生物氧化的特点
与无机氧化（燃烧）相比，生物氧化 与无机氧化从氧化的物质、释放出的总能 量及终产物都相同。但两者的表现形式和 条件不同。
具体表现在：
体外燃烧 ： (CH) +O2H2O+CO2+热能。 • H2O的生成为氢和氧的直接化合 • CO2的生成为碳和氧的直接化合 • 能量为骤然释放，以光和热的形式
复旦大学生化课件生物氧化
优选复旦大学生化课件生物氧 化
生物氧化[Biological Oxidation]
• 生物氧化是指糖类、脂类和蛋白 质等在生物活细胞内进行的一系 列的氧化分解作用，最终生成 H2O和CO2，同时释放能量的过 程，又称细胞呼吸或组织呼吸。
• 相当于分解（异化）作用。
线粒体是生物氧化的场所

The membranes create two compartments. The intermembrane space, as implied, is the region between the inner and outer membranes. It has an important role in the primary function of mitochondria, which is oxidative phosphorylation.
-decarboxylation -decarboxylation • 根据脱羧的性质分为： 简单脱羧（simple decarboxylation） 氧化脱羧 （oxidative decarboxylation）
The matrix contains the enzymes that are responsible for the citric acid cycle, oxidation, AA oxidation and etc. The matrix also contains dissolved O2, H2O, CO2, the recyclable intermediates that serve as energy shuttles, and much more. Because of the folds of the cristae, no part of the matrix is far from the inner membrane. Therefore matrix components can quickly reach inner membrane complexes and transport proteins.
线粒体基质含有丙酮酸脱氢酶复合物和柠檬 酸循环途径、脂肪酸-氧化途径、氨基酸氧化 途径及酵解以外所有能量物质氧化途径。
Albert Lehninger 1917-1986
Eugene Kennedy 1919-
线 粒 体 的 生 物 化 学
The outer membrane is a relatively simple phospholipid bilayer, containing protein structures called porins[孔(道)蛋白] which render it permeable to molecules of about 10 kilodaltons or less (the size of the smallest proteins). Ions, nutrient molecules, ATP, ADP, etc. can pass through the outer membrane with ease.
生物氧化和体外燃烧的比较
生物氧化 体外燃烧
反应条件
温和
剧烈
反应过程 逐步进行的酶促反应 一步完成
能量释放
逐步进行
瞬间释放
CO2生成方式 有机酸脱羧
H2O
需要
碳和氧结合 不需要
脱羧 [Decarboxylation]
CO2的生成方式：有机物在酶的作用下 脱羧(decarboxylation)生成。 • 根据脱羧的部位分为：
生物氧化的特点[cont.]
• 生物氧化 (CH) +O2H2O+ CO2+热能 • H2O的生成在酶的作用下脱氢，H经一
系列的递氢和递电子反应，最终与O2接 合生成H2O。 • CO2为有机物在酶的作用下脱羧形成。 • 生物氧化要求条件温和，为逐步氧化。 能量的释放是一步一步缓慢释放，释放 的能量以高能磷酸键的形式贮存，不会 使周围温度升高而伤害有机体。
The inner membrane is freely permeable only to oxygen, carbon dioxide, and water. Its structure is highly complex, including all of the complexes of the electron transport system, the ATP synthetase complex, and transport proteins. The wrinkles, or folds, are organized into lamillae (layers), called the cristae (脊，嵴). The cristae greatly increase the total surface area of the inner membrane. The larger surface area makes room for many more of the above-named structures than if the inner membrane were shaped like the outer membrane.
1948年，Eugene Kennedy和Albert Lehninger 发现线粒体是真核生物生物氧化及氧化磷酸化 的场所，开始了生物能研究的新世代。
线粒体有两层膜，外膜对小分子（Mr5000） 和离子为自由透过。内膜对大多数小分子及离 子不透过（包括H+），只有内膜上存在特异运 输体的物质可以透过。内膜上含有呼吸链和 ATP合成酶。