琥珀酸氧化呼吸链
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Cyt a3： 当与CO或CN-结合，使呼吸链中断。
23
(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
24
在呼吸链中细胞色素类递电子的过程
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2e 2Fe2+ 2Fe3+
O2-
2H+
9
第三节 线粒体氧化体系
一.呼吸链
（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)。
10
(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）
S
Fe —S-CH2
CH2-S— Fe
S
CH2-S— Fe
S
S
Fe —S-CH2
16
铁硫蛋白类
常见铁硫族: Fe4-S4 或 Fe2-S2
17
在呼吸链中：
FMN (Fe-S)
(1) 存在形式
FAD (Fe-S).b
and
Cyt.b. C1 (Fe-S)
等复合物形式
(2) 作用: 递电子体
(3) 递电子机理
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)
(2) 作用: 递氢体
功能部位：异咯嗪环的N1和N10
14
（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
15
3. 铁硫蛋白类( iron-sulfur proteins, Fe-S )
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. 氧化还原反应偶联进行。
H+ + e-
8
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) 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
11
1. 烟酰胺脱氢酶类（nicotinamide dehydrogenases）
(1) 辅酶
NAD+(COI)
NADP+(COII)
(2) 作用: 递氢体
功能部位：吡啶环
12
(3) 递氢机理
2H + NAD+
呼吸链
NADH + H+
传递给 FMN
13
2. 黄素蛋白酶类(flavin proteinases)
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
3
第二节 生物氧化方式
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
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
1
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.
2
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
COOH
R-CH-NH2
α-氨基酸
氨基酸脱羧酶
R-CH2-NH2 + CO2
胺
4
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+
5
3. －单纯脱羧
O= O=
草酰乙酸脱羧酶
HOOCCH2-C-COOH
H3C-
-CH - CH3
素
NN
铁卟啉
Fe3+
NN
H3C-
-CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
COO-
COO-
22
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
根据吸来自百度文库光谱特征，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。
21
(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
变化; 3、使用特异抑制剂,分析抑制点前后各组份的氧化
还原态的变化; 4、分离并提取各组份,在体外重组成复合物,以重现递H
和递e功能。
27
(二) 体内重要呼吸链 1. NADH+H+氧化呼吸链 (1) 组成成员 (2) 排列顺序
草酰乙酸
丙酮酸羧化酶
H3C-C-COOH + CO2
丙酮酸
6
4. －氧化脱羧
O=
OH
苹果酸酶
HOOCCH2-CH-COOH
H3C-C-COOH + CO2
苹果酸
丙酮酸
NADP+ NADPH + H+
7
二、生物氧化中物质的氧化方式
物质脱氢（－2H）、脱电子（－2e）、加氧（＋O2） ——均称为氧化反应。
e
Fe3+ e
Fe2+
18
4. 泛醌（ubiquinone, CoQ10 , Q10）
(1) 结构 醌类化合物
(2) 作用: 递氢体
19
(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
20
5. 细胞色素类( Cytochromes, Cyt. )
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
琥珀酸等
琥珀酸-CoQ还原酶
26
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
H2O
2b
2c1
2c
2 a.a3
2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+
2e
2e
2e
2Fe2+ 1/2 O2 2e
COQ2H
2H+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
25
苹果酸等 NADH
复合体 I FMN (Fe-S)
复合体Ⅱ FAD
(Fe-S). b
23
(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
24
在呼吸链中细胞色素类递电子的过程
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2e 2Fe2+ 2Fe3+
O2-
2H+
9
第三节 线粒体氧化体系
一.呼吸链
（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)。
10
(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）
S
Fe —S-CH2
CH2-S— Fe
S
CH2-S— Fe
S
S
Fe —S-CH2
16
铁硫蛋白类
常见铁硫族: Fe4-S4 或 Fe2-S2
17
在呼吸链中：
FMN (Fe-S)
(1) 存在形式
FAD (Fe-S).b
and
Cyt.b. C1 (Fe-S)
等复合物形式
(2) 作用: 递电子体
(3) 递电子机理
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)
(2) 作用: 递氢体
功能部位：异咯嗪环的N1和N10
14
（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
15
3. 铁硫蛋白类( iron-sulfur proteins, Fe-S )
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. 氧化还原反应偶联进行。
H+ + e-
8
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) 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
11
1. 烟酰胺脱氢酶类（nicotinamide dehydrogenases）
(1) 辅酶
NAD+(COI)
NADP+(COII)
(2) 作用: 递氢体
功能部位：吡啶环
12
(3) 递氢机理
2H + NAD+
呼吸链
NADH + H+
传递给 FMN
13
2. 黄素蛋白酶类(flavin proteinases)
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
3
第二节 生物氧化方式
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
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
1
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.
2
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
COOH
R-CH-NH2
α-氨基酸
氨基酸脱羧酶
R-CH2-NH2 + CO2
胺
4
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+
5
3. －单纯脱羧
O= O=
草酰乙酸脱羧酶
HOOCCH2-C-COOH
H3C-
-CH - CH3
素
NN
铁卟啉
Fe3+
NN
H3C-
-CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
COO-
COO-
22
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
根据吸来自百度文库光谱特征，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。
21
(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
变化; 3、使用特异抑制剂,分析抑制点前后各组份的氧化
还原态的变化; 4、分离并提取各组份,在体外重组成复合物,以重现递H
和递e功能。
27
(二) 体内重要呼吸链 1. NADH+H+氧化呼吸链 (1) 组成成员 (2) 排列顺序
草酰乙酸
丙酮酸羧化酶
H3C-C-COOH + CO2
丙酮酸
6
4. －氧化脱羧
O=
OH
苹果酸酶
HOOCCH2-CH-COOH
H3C-C-COOH + CO2
苹果酸
丙酮酸
NADP+ NADPH + H+
7
二、生物氧化中物质的氧化方式
物质脱氢（－2H）、脱电子（－2e）、加氧（＋O2） ——均称为氧化反应。
e
Fe3+ e
Fe2+
18
4. 泛醌（ubiquinone, CoQ10 , Q10）
(1) 结构 醌类化合物
(2) 作用: 递氢体
19
(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
20
5. 细胞色素类( Cytochromes, Cyt. )
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
琥珀酸等
琥珀酸-CoQ还原酶
26
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
H2O
2b
2c1
2c
2 a.a3
2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+
2e
2e
2e
2Fe2+ 1/2 O2 2e
COQ2H
2H+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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苹果酸等 NADH
复合体 I FMN (Fe-S)
复合体Ⅱ FAD
(Fe-S). b