第06章生物氧化
课后练习题 第06章生物氧化
9. C。复合体Ⅱ即琥珀酸脱氢酶，催化琥珀酸脱氢经 铁硫蛋白使Q还原为QH2。复合体II不是质子泵、不是氧 化磷酸化的偶联部位。Cyt a、Cyt a3为复合体Ⅳ成分， Cyt bL、Cyt bH 为复合体Ⅲ成分。
10. B。Q循环中，复合体Ⅲ的Q1位上的Q接受由Q0 位的QH2经Cyt bL、Cyt bH 传递来的1个电子生成Q· ， 所以B为正确答案。Q循环存在于复合体Ⅲ中，循环中 先后把4个质子释出脱间隙，有质子泵作用。复合体Ⅲ 横跨内膜，仅在膜中有限移动，不能在内膜外表面移 动。质子通道（proton channel）是由通道蛋白构成的 使质子能顺浓度差通过的膜通道，平时为关闭状态，
14. ATP合酶的组成是
A. 核心酶和ζ因子
B. 酶蛋白和辅助因子 C. 调节亚基和催化亚基
D. 结构域F0和F1
E. 小片段和大片段
15. 在ATP合酶中，能引起β-亚基发生变
构的是
A. α亚基 B. δ亚基 C. γ亚基 D. a亚基
E. b亚基
16. 使氧化磷酸化增快的最主要物质是
A.. Cyt bH
B. Cyt bL
C. 2Fe-2S D. CuA2+ E. 血红素
8. 脱下的氢可从复合体Ⅰ进入氧化呼吸链的
底物有 A. 琥珀酸 B. 线粒体内的α-磷酸甘油 C.苹果酸
D. 脂酰CoA
E. 黄嘌呤
9. 复合体II
A. 可把质子由线粒体基质泵出到膜间隙
2. 生物氧化中CO2的生成是 A. 由氧和碳直接结合生成
B. 受加双氧酶催化
C. 同时伴有H2O2生成 D. 在氧化呼吸链递电子过程中产生 E.从代谢产生的有机酸上脱羧生成
3. 参与生物氧化最主要的酶类是
第六章生物氧化
琥珀酸
琥珀酰CoA合成酶
底物水平磷酸化的反应
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸 化生成ATP偶联
（一）氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、 Ⅳ内
推测氧化磷酸化的偶联部位
测定P/O比值 自由能变化 （⊿Gº‘=-nF⊿Eº’）
1. 测定P/O比值 是指代谢物在线粒体氧化时， 以每消耗1mol氧原子所消耗无机磷的mol数（或 ADP数），即生成ATP的mol数。
产 生 的 CO2 、 H2O 由 物 质 中 的 碳和氢直接与氧
结合生成。
生物氧化的一般过程
糖原
甘油三脂
蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油 乙酰CoA
氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP 呼吸链 H2O
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
一、氧化呼吸链是一系列有电子传递功能的氧化还 原组分
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生 成ATP偶联
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛醌 2. 复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌 3. 泛醌 4. 复合体Ⅲ功能是将电子从还原型泛醌传递给细
胞色素c 5. 复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传 递给泛醌(ubiquinone)
NADH 它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得 到的产物。NADH所携带的电子是线粒体 呼吸链主要电子供体之一。
功 能：
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ
2e QH2
复合体Ⅲ
QH2
（一）氧化呼吸链由4种具有传递电 子能力的复合体组成
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛 醌
东北农业大学 生物化学 第六章 生物氧化
二 高能磷酸键的生成机制
高能键 生物氧化特点之一是氧化反应所产生的能量
不是全以热的形式散失，而是一部分以化学 键的形式贮存在一些物质当中，这种键我们 称之为“高能键”，用“～”表示 高能键水解可产生比一般键高的多的能量。 常见的高能键除磷脂键如ATP以外，还有硫 脂键，如CH3CO～ScoA。其中ATP最为重 要，最为普遍
2H+
2ea
内膜 外
a3
内
1/2O2 + 2H
+
H2O
3 生物体中两条重要呼吸链
由于各呼吸链的组成不同，形成主要的呼 吸链有二种：一种称NADH呼吸链，另一种 是琥珀酸氧化呼吸链(也称FADH2呼吸链)。 二者只是在开始有所不同，当把氢传递给 CoQ后便完全相同
NADH
FMN
Fe-S
复合体 I NADH 脱氢酶
NAD(P)
+
+ 2H+ +2e
NAD(P)H + H+
（2）黄素酶
外
内膜
FAD + 2H
FADH2
2e
—
内
琥珀酸 延 胡索 酸
以黄素核苷酸（FMN或FAN）为辅基 催化代谢物脱下的氢加到FMN或FAD上， 使氧化态的FMN或FAD变成还原态的 FMNH2和FADH2 酶蛋白为细胞膜组成蛋白 递氢机理
2H+ SH2 2H
+ NAD
FMNH2 (FeS)
CoQ
Cyt-Fe (FeS) (b
2+
2e
Cyt-Fe3+ c Cyt-Fe2+ 2e
Cyt-Fe2+ (a a3)
第06章生物氧化-10本科班-文档资料
COOH 2H
CH2CH2COOH
Fe*S Cytb
复合物II （琥珀酸脱氢酶）
2H
SH2
NAD+
2 e-
FMNH2 2H
Fe S
CoQ
2Cyt-Fe2+ 2e- －21 O2
S
NADH
+ H 2H
FM N Fe S
CoQH2
复合物I
2e-
2Cyt-Fe3+ 2H+
O2- H2O
（ NADH-泛 醌 还 原 酶 ）
组成 递氢体和电子传递体（2H 2H+ + 2e）
呼吸链
在线粒体内膜上排列着一系列的酶和 辅酶所组成的递氢体和递电子体，能将从 代谢物上脱下的成对氢原子（2H）最终传 递给氧生成水，并释放出能量，该传递链 称为呼吸链，也称为电子传递链
线粒体纵切示意图
3 氧化磷酸化 （概念同前）
AH2
2H
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+
Fe-S
b
c1
Fe-S
- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+
c
a
-
Cyt-Fe2+2e-－21 O2 a3
-
（一）氧化呼吸链由4种具有传递电子能力 的复合体组成
酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存 在形式，所含各组分具体完成电子传递过程。电 子传递过程释放的能量驱动H+移出线粒体内膜， 转变为跨内膜H+梯度的能量，再用于ATP的生物 合成。
O
O O-
C O P O-
CH OH O
CH2 O P OO-
第6章 生物氧化
与无机磷酸消耗之间的比例关系，可以反
映底物脱氢氧化与ATP生成之间的比例关 系。 每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩 尔数称为P/O比值。
线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值
2. 自由能变化与ATP的生成部位：
合成1molATP时，需要提供的能量至少为 ΔG0'=-30.5kJ/mol，相当于氧化还原电位差 ΔE0'=0.2V。故在NADH氧化呼吸链中有三处可 生成ATP，而在琥珀酸氧化呼吸链中，只有两 处可生成ATP。
第六章 生 物 氧 化
Chapter 6 Biological Oxidation
物质在生物体内氧化分解并释放出能
量 的 过 程 称 为 生 物 氧 化 (biological oxidation)。
与体外燃烧不同的是，生物体内的 生物氧化过程是在37℃，近于中性
的含水环境中，由酶催化进行的；
生物氧化的一般过程
糖原 甘油三酯 蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油
氨基酸
乙酰CoA
TAC
CO2
ADP+Pi 呼吸链
ATP
2H
H2O
二氧化碳的生成 在生物体内，二氧化碳是通过有机酸的 脱羧作用生成的。 按照羧基所连接的位置不同，可将有机 酸的脱羧作用分为-脱羧和-脱羧。 按照脱羧时是否伴有氧化作用，可将有 机酸的脱羧作用分为单纯脱羧和氧化脱 羧。
2×Cyt b + Cyt c1 +(Fe-S)
QH2→ b562; b566; Fe-S; c1 →Cyt c
4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）：
Cyt a + Cyt a3
还原型Cyt c → CuA→a→a3→CuB → O2
第6章生物氧化课件
第6章生物氧化课件一、教学内容1. 生物氧化的概念：生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。
2. 生物氧化的意义：生物氧化是生命活动的基础，为生物体提供能量，维持生命活动。
3. 生物氧化的过程：有机物的氧化、能量的释放和水的。
4. 生物氧化酶：生物氧化过程中的催化剂，酶的特性及作用。
5. 生物氧化系统：细胞内参与生物氧化的器官和细胞器，如线粒体、内质网等。
二、教学目标1. 让学生理解生物氧化的概念，掌握生物氧化的意义和过程。
2. 使学生了解生物氧化酶的特性及作用，认识生物氧化系统的重要性。
3. 培养学生的观察、思考和分析问题的能力，提高学生的实验操作技能。
三、教学难点与重点重点：生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。
难点：生物氧化系统的组成及功能。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：教材、笔记本、实验器材。
五、教学过程1. 引入：通过一个简单的实验，让学生观察有机物在氧气存在下的变化，引发学生对生物氧化的兴趣。
2. 讲解：详细讲解生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。
3. 示例：以呼吸作用为例，分析生物氧化过程在不同生物体中的差异。
4. 讨论：组织学生分组讨论，探讨生物氧化系统在细胞中的作用和重要性。
5. 实验：安排学生进行生物氧化相关实验，如酶活性实验，加深学生对生物氧化的理解。
六、板书设计板书内容：生物氧化概念：生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。
意义：为生物体提供能量，维持生命活动。
过程：有机物的氧化、能量的释放和水的。
酶：生物氧化过程中的催化剂，酶的特性及作用。
系统：细胞内参与生物氧化的器官和细胞器，如线粒体、内质网等。
七、作业设计作业题目：1. 简述生物氧化的概念及其意义。
2. 描述生物氧化的过程，并说明其中的能量转化。
3. 列举两种生物氧化酶的特性，并解释它们在生物氧化过程中的作用。
4. 分析生物氧化系统在细胞中的重要性。
答案：1. 生物氧化是生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。
2024年第6章生物氧化课件
2024年第6章生物氧化课件一、教学内容本课件基于2024年第6章“生物氧化”进行构建，详细内容包括：生物氧化的基本概念与意义生物氧化过程中的电子传递链酶在生物氧化中的作用生物氧化的产物及其生物学功能2. 教学内容：生物氧化的定义、类型及其在生物体中的作用电子传递链的组成、功能与调控生物氧化酶类的分类、特性及其在代谢中的作用生物氧化过程中产生的ATP及其在生命活动中的应用二、教学目标1. 让学生掌握生物氧化的基本概念、类型及其在生物体中的作用。
2. 使学生了解电子传递链的组成、功能与调控，理解其在生物氧化过程中的重要性。
3. 培养学生运用生物氧化知识解释生命现象的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：电子传递链的组成、功能与调控生物氧化酶类的分类、特性及其在代谢中的作用2. 教学重点：生物氧化的基本概念、类型及其作用生物氧化过程中产生的ATP及其在生命活动中的应用四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、电子白板、挂图等。
2. 学具：笔记本、教材、笔等。
五、教学过程1. 导入新课：通过介绍生物体内能量代谢的重要性，引入生物氧化这一主题。
2. 讲解基本概念：讲解生物氧化的定义、类型及其在生物体中的作用。
3. 电子传递链的介绍：详细讲解电子传递链的组成、功能与调控。
4. 酶在生物氧化中的作用：介绍生物氧化酶类的分类、特性及其在代谢中的作用。
5. 生物氧化产物的应用：讲解生物氧化过程中产生的ATP及其在生命活动中的应用。
6. 实践情景引入：以生物体内线粒体为例，分析其在生物氧化过程中的作用。
7. 例题讲解：针对生物氧化过程中的关键知识点，给出典型例题进行讲解。
8. 随堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、板书设计1. 生物氧化的基本概念、类型及其作用2. 电子传递链的组成、功能与调控3. 生物氧化酶类的分类、特性及其在代谢中的作用4. 生物氧化过程中产生的ATP及其在生命活动中的应用七、作业设计1. 作业题目：解释生物氧化的基本概念及其在生物体中的作用。
生化6第六章生物氧化
能量的生成不是暴发式的,而是逐步释放,提高能量利用率.生 物氧化释放的能量,通过与ATP合成相偶联,转换成生物体能够直 接利用的生物能ATP.
三.CO2的生成
<一>.直接脱羧
a-脱羧
CO OH C=O CH3 ℬ-脱羧
CO OH C=O CH2 CO OH
CHO
CH3
+ CO2
CO OH C=O CH3
〔2〕氧化磷酸化的方式
•底物水平磷酸化
在被氧化的底物上发生的磷酸化作用使ADP生成ATP的过程
•电子传递体系磷酸化
当电子从NADH或FADH2经过一系列的电子传递体系〔即呼吸链〕 传递给氧形成水时,伴随有ADP磷酸化为ATP的作用,这一全过 程称为电子传递体系磷酸化.
2.非氧化磷酸化 3.光合磷酸化
2.加单氧酶类 如：P450
二.过氧化体氧化体系
1.过氧化氢体也称过氧化物酶体<peroxisome>,即微体 2.〔microbody〕含过氧化氢酶和过氧化物酶.
1.过氧化氢的生成
1.COOH 2.CHNH2 3.R
O2
COOH C=O + NH3 + H2O2
R
2.过氧化氢的处理与利用
〔1>过氧化氢酶
Cyt-FCe u2+
2
e
-
－1 2
O
2
a3
Cyt-FCeu 32++
O 2- H 2O
复 合 物 III （ 泛 醌 － 细 胞 色 素 c还 原 酶 ）
复 合 物 IV （ 细 胞 色 素 c氧 化 酶 ）
－
第三节 非线粒体氧化体系
生物化学第六章生物氧化
(还原剂) (氧化剂)
可写成 A2+ B3+
A3+
B2+
2019/11/23
生物化学教研室
9
第三节 生成ATP的氧化体系
一、呼吸链的概念
代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所 催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水。由 于此过程与细胞呼吸有关，所以将传递链称为呼吸链， 也叫电子传递呼吸链。
氧化酶，而其它均为不需氧脱氢酶。其中a与 a3很难分开，常写为aa3。
在微粒体中主要为细胞色素b5、p450。p450作用 与aa3类似 。
2019/11/23
生物化学教研室
19
细胞色素的结构
2019/11/23
生物化学教研室
20
呼吸链复合体
人线粒体呼吸链通过上述5大类成分形成4个复合体。
2019/11/23
P/O比值：每消耗1摩尔原子氧所消耗的无机磷 原子的摩尔数。
2019/11/23
生物化学教研室
39
2、氧化磷酸化的偶联机制
内模胞浆侧
化 学 渗 透 学 说内膜基侧2019/11/23
生物化学教研室
40
ATP合酶（复合体Ⅴ）
由F1和F0组成。 F1 在线粒体内膜基质 侧形成颗粒状突起， 催化ATP的生成。 F膜0镶中嵌。在当线H+粒顺体浓内度 梯度经回流时，γ 亚基发生旋转，3个 β 亚基构象变化， 由紧密结合型变为 开放型，释放ATP。
根据呼吸链各组分的标准氧化还原电位测定（电位越 低越容易失去电子）、利用呼吸链特异性的阻断剂测 定其氧化和还原状态的吸收光谱及离体线粒体各组分 的氧化顺序等实验，确定了呼吸链各组分的排列顺序， 并发现体内存在两条主要的呼吸链。
第六章 生物氧化
（三） CoQ-细胞色素c还原酶（复合体Ⅲ）
酶/蛋白 辅酶/辅基
细胞色素b562 /b566 铁硫蛋白 细胞色素c1 细胞色素c
Fe2+/Fe3+ Fe2+/Fe3+ Fe2+/Fe3+ Fe2+/Fe3+
细胞色素cytochrome,Cyt
A、结构：一类含铁卜啉辅基的催化电子传递 的色素蛋白。
化学能 化 学 能 呼吸 作用 能 量 通 货 ATP
渗透能
电能 机械能 热能 …… 损 失： 热、熵
太阳 光能 CO2+H2O
光合 作用
有机物
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化的概念 二、生物氧化的特点 三、生物氧化的本质与过程
一、生物氧化概念
糖、脂、蛋白质等有机物在细胞内氧化分解， 最终生成CO2和水并释放能量的过程称为生物氧化。 又称细胞氧化或细胞呼吸。其实质是需氧细胞在呼 吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程。
⑤当质子移动力驱动内膜外侧的质子通过内膜上的F1F0—ATP
合酶回流到线粒体基质时，其能量驱使ADP磷酸化合成ATP。
NADH泛醌还原酶
五. 呼吸链的电子传递过程
FMN
FMN
Q
FMN
Q
Q
复合体Ⅴ
3、ATP合酶（复合体Ⅴ）
（F1-F0复合体）
ATP合酶
F1- 球状头部： 柄 ：
含催化ATP合成的活性中心 调节质子流动及ATP合成的作 用
全部以热能形式 散发
三、生物氧化的本质及过程
1、本质在生物体内的生物氧化有三种方式：
加氧氧化
苯丙氨酸 酪氨酸 O2
生物化学06.第六章生物氧化
⽣物化学06.第六章⽣物氧化幻灯⽚1第六章⽣物氧化 (Biological Oxidation)物质在⽣物体内进⾏氧化称⽣物氧化，主要指糖、脂肪、蛋⽩质等在体内分解时逐步释放能量，最终⽣成CO2 和 H2O 的过程。
ADP+Pi 幻灯⽚2第⼀节概述 (Outline)⼀、⽣物氧化的⽅式与特点 (⼀)⽣物氧化的⽅式⽣物氧化与物质在体外的氧化⽅式在化学本质上是相同的，⽣物氧化的⽅式有加氧、脱氢和失电⼦反应。
幻灯⽚3 1.加氧反应RCHO+1/2O2 RCOOH醛酸2.脱氢反应CH3CH(OH)COOH CH3COCOOH+2H乳酸丙酮酸3.失电⼦反应Fe2+ Fe3+ + e幻灯⽚4(⼆)⽣物氧化的特点体外氧化⽣物氧化热能糖CO2和H2O O2能量ATP 脂肪蛋⽩质相同点氧化⽅式均为加氧、脱氢、失电⼦。
耗氧、释放能量、终产物（CO2，H2O ）均相同。
不同点为细胞内恒定条件下酶促反应逐步进⾏，能量逐步释放，⽣成ATP 。
加⽔脱氢反应使物质间接获得氧，脱下的氢与氧结合产⽣H2O ，有机酸脱羧产⽣CO2。
为不恒定条件下⾮酶促反应，能量以热能形式突然释放。
产⽣的CO2、H2O 由物质中的碳和氢直接与氧结合⽣成。
幻灯⽚5⼆、⽣物氧化的酶类 (⼀) 氧化酶类细胞⾊素氧化酶、抗坏⾎酸氧化酶等属于此类酶，该类酶的亚基常含有铁、铜等⾦属离⼦。
幻灯⽚62eSH2:底物S:产物2H+ H2OSH2+2Cu2+O2- S 2Cu+1/2O22e(⼆) 需氧脱氢酶类L -氨基酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶等属于此类酶。
(三) 不需氧脱氢酶类乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等。
幻灯⽚7三、⽣物氧化过程中C O 2的⽣成⼈体内C O 2的⽣成来源于有机酸的脱羧反应。
根据脱去的羧基在有机酸分⼦中的位置不同，分为α-脱羧和β-脱羧两种；⼜根据脱羧是否伴有氧化，可分为单纯脱羧和氧化脱羧两种类型。
(⼀)α-单纯脱羧氨基酸脱羧酶CO R-CH NH + 2 22HH2O2SH2SO2FMN 或 FADFMNH2 或 FADH22HSH2SFMN(或FAD)FMNH2(或FADH2) SH2SNAD+(NADP+)NADH+H+(NADPH+H+)α2 NHR- CH- COOH2胺α-氨基酸幻灯⽚8(⼆)α-氧化脱羧(三)β-单纯脱羧丙酮酸羧化酶丙酮酸草酰⼄酸(四)β-氧化脱羧幻灯⽚9第⼆节呼吸链与氧化磷酸化(r e s p i r a t o r y c h a i n a n d o x i d a t i v e p h o s p h o r y l a t i o n )⼀、什么是呼吸链⼄酰辅酶A+ CO2SCoA ~ CH 3 C HSCoA+ 丙酮酸α CH 3 CCOO丙酮酸脱氢酶系 +NADH+H+NADαβCOCOOH HCH2 - COOC2 +CH3COCOOH+ C2CHOH-COOHCH-COOH CH 2 -COO αβ异柠檬酸 CH 2 -COO CH 2 CO-COO α-酮戊⼆酸异柠檬酸脱氢酶+NADH+H+NAD代谢物脱下的成对氢原⼦（2H ）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合⽣成⽔，这⼀系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)⼜称电⼦传递链(electron transfer chain)。
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β-羟丁酸 NAD+→复合体Ⅰ→CoQ→复合体Ⅲ 2.4～2.8
3
→Cyt c→复合体Ⅳ→O2
琥珀酸 复合体Ⅱ→CoQ→复合体Ⅲ
1.7
2
→Cyt c→复合体Ⅳ→O2 抗坏血酸 Cyt c→复合体Ⅳ→O2 细胞色素c (Fe2+) 复合体Ⅳ→O2
0.88
1
0.61-0.68
1
目录
目录
（二） 氧化磷酸化的偶联机理
1/2O2 2H+
细胞色素复合体（ Ⅳ ）的电子传递
目录
NADH呼吸链每个传递体的氧化还原循环
MH2
NAD+
FMNH2
2Fe3+
CoQH2
2Fe3+
2(Fe-S)
2cytb
M
NADH2
2Fe3+
2Fe2+
FMN
2Fe2+
CoQ
2Fe2+
2H+
2H+
2H+
NADH-Q还原酶
2Fe3+
2Fe2+
2Fe3+
目录
目录
CoQH2
2Fe3+
2Fe2+
2Fe3+
2cytb 2(Fe-S)
2Cytc1
CoQ
2Fe2+
2Fe3+
2Fe2+
2H+
复合体（ Ⅲ ）的电子传递
2Fe2+ 2cytc
2Fe3+
泛醌－细胞色素c还原酶
目录
目录
目录
2Fe2+ 2cytc
2Fe3+ 2cytaa3
H2O
2Fe3+
2Fe2+
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
目录
第一节 生成ATP的氧化体系
The Oxidation System of ATP Producing
目录
一、呼吸链
定义 代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种
酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与 氧结合生成水，与细胞摄取氧的呼吸过程有关， 这一连锁反应体系称为呼吸链(respiratory chain) 又称电子传递链(electron transfer chain)。
目录
呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位
氧化还原对
NAD+/NADH+H+
FMN/ FMNH2 FAD/ FADH2 Cyt b Fe3+/Fe2+
Q10/Q10H2 Cyt c1 Fe3+/ Fe2+ Cyt c Fe3+/Fe2+ Cyt a Fe3+ / Fe2+ Cyt a3 Fe3+ / Fe2+ 1/2 O2/ H2O
Ⓢ 表示无机硫
目录
铁硫蛋白
S 无机硫 S 半胱氨酸硫
目录
泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个异戊二烯连接 形成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应 时可生成中间产物半醌型泛醌。
目录
NADH+H+ NAD+
FMN FMNH2
还原型Fe-S
Q
氧化型Fe-S
QH2
复合体Ⅰ的功能
目录
NADH-Q还原酶各辅基（辅酶）的氧化还原循环
目录
复合体Ⅱ的功能
琥珀酸 延胡索酸
FAD FADH2
还原型Fe-S 氧化型Fe-S
Q QH2
目录
琥珀酸-Q还原酶各辅基（辅酶）的氧化还原循环
延胡索酸
琥珀酸
泵到线粒体内膜外侧
2H+
FADH2
2Fe3+
CoQH2
2(Fe-S)
FAD
2Fe2+
CoQ
2H+
琥珀酸-Q还原酶
目录
细胞色素(cytochrome)
进 行 广 泛 的 加 水 脱 氢 反 应 使 物 质能间接获得氧，并增加脱氢 的机会；脱下的氢与氧结合产 生H2O，有机酸脱羧产生CO2。
产生的CO2、H2O由物质 中的碳和氢直接与氧结
合生成。
目录
* 生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
TAC
CO2 2H
ATP合酶结构模式图
目录
当H+顺浓度递度经F0中a亚基和c亚基之间 回流时，γ亚基发生旋转，3个β亚基的构象发生 改变。
ATP合酶的工作机制
目录
三、影响氧化磷酸化的因素
（一）抑制剂
1. 呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传递。
2. 解偶联剂 使氧化与磷酸化偶联过程脱离。 如：解偶联蛋白
3. 氧化磷酸化抑制剂 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。 如：寡霉素
（简写为cyt. ）是含铁的电子传递体， 辅基为铁卟啉的衍生物，各种细胞色素的 辅基结构略有不同。线粒体呼吸链中主要 含有细胞色素a, b, c 和c1等，细胞色素 a, b, c可以通过它们的紫外-可见吸收光 谱来鉴别。
细胞色素主要是通过Fe3+ Fe2+ 的互 变起传递电子的作用的。
物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产 物（CO2，H2O）和释放能量均相同。
目录
* 生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
是 在 细 胞 内 温 和 的 环 境 中 （ 体 温，pH接近中性），在一系列 酶促反应逐步进行，能量逐步 释放有利于机体捕获能量，提 高ATP生成的效率。
高温、高压下进行的 能量是突然释放的。
MH2 M
NAD+ NADH2
泵到线粒体内膜外侧
2H+
FMNH2
2Fe3+
CoQH2
2(Fe-S)
FMN
2Fe2+
CoQ
2H+
NADH-Q还原酶
目录
2. 复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶
功能: 将电子从琥珀酸传递给泛醌
复合体Ⅱ 琥珀酸→ Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 →CoQ
目录
各种呼吸链抑制剂的阻断位点
抗霉素A 粘噻唑菌醇
×
× 鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥
CO、CN-、 N3-及H2S
×
目录
2.解偶联剂（uncoupler） 【作用】某些化合物能消除跨膜的质子浓度梯度或 电位梯度，使电化学梯度储存的能量以热能形式释 放，但不抑制电子传递，只使氧化磷酸化脱离，使 ATP不能合成。 [例1]二硝基苯酚（dinitrophenol,DNP）:脂溶性 物质，自由通过内膜，将H+带入基质,破坏了H+梯度. [例2]解偶联蛋白:人体棕色脂肪组织中含大量线粒 体，其内膜中含解偶联蛋白，它转运H+，释放热量， 维持体温。（骨骼肌，心肌）
Pi
O2
----
++++
H+
H+
目录
化 学 渗 透 假 说
目录
化学渗透假说详细示意图
胞液侧 H+
H+ H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
Q
F
Ⅰ
Ⅱ
-
-
Ⅳ
0
- Ⅲ---
--
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
H2O 1/2O2+2H+
基质侧
ADP+Pi
-
F1
ATP
H+
目录
2. ATP合酶
由亲水部分 F1 （ α3β3γδε 亚 基 ） 和 疏 水 部 分 F0 （ a1b2c9 ～ 12 亚 基 ） 组成。
目录
解偶联蛋白（产热素）
是存在于某些生物细胞线粒体内膜上的蛋白质， 为天然解偶联剂。
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FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，Cu
* 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。
目录
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
目录
Cytc
e-
胞液侧
e-
Q e-
Ⅰ
Ⅱ e-
Ⅲ
e- 线粒体内膜
Ⅳ
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
基质侧 H2O 1/2O2+2H+
目录
1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶
功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone)
复合体Ⅰ NADH→ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 →CoQ
目录
NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+
1. 化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis)
电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒 体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电 化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动 ADP与Pi生成ATP。
目录
化学渗透假说简单示意图
线粒体膜
线粒体基质
ADP
H2O
ATP
+
e-
目录
COOH 2H FAD
CH2CH2COOH