学生第九章生物氧化

用于生命活动
用于维持体温
生物氧化
体外燃烧
No 温和环境（37°C近中性）
条件剧烈，高温、高压
需酶催化
不需酶催化
Image CO2是有机酸脱羧生成的
有机物脱下的氢,经呼吸链生成H2O
碳和氧直接化合生成CO2 氢和氧直接反应形成H2O
逐步释放能量并形成ATP
能量以光和热形式骤然放出
氧化体系:
No 线粒体氧化体系
NADH + H+
FMNH2 （Fe-S）
均可传递给CoQ
琥珀酸脱氢
FADH2
3. 铁硫蛋白类 (Fe-S, iron-sulfur proteins)
铁硫中心：
NoS
Fe —S-CH2
CH2-S— Fe
S
Image CH2-S— Fe
S
S
Fe —S-CH2
常见铁硫簇:
Fe4-S4 或 Fe2-S2
(一) 呼吸链主Biblioteka 成员及其作用No • 烟酰胺脱氢酶类及其辅酶（NAD+、NADP+）
• 黄素蛋白类及其辅基 （FMN、FAD） • 铁硫蛋白（Fe-S）
Image • 泛醌（Q，CoQ）
• 细胞色素类（Cyt.）
1. 烟酰胺脱氢酶类 (nicotinamide dehydrogenase)
2.
Cyt.b、c1、c、a和a3 —— 存在于线粒体内膜,
No作为呼吸链成员； Image Cyt.b5和Cyt.p450 —— 主要存在于肝细胞微粒
体，参与生物转化。
（1） 基本结构
（ 以细胞色素C为例）
No蛋白质
由两大部分构成
Imag铁卟e啉
(2) 作用
递电子体
No (3) 递电子机理
e
Image Fe3+ e
Fe2+
(4) 递电子顺序
Cyt.b c1 c a a3 ½ O2
Cyt b、 c1、 c
a
Cyt a3
No 不能与O2 或CO、
CN-等结合
可与O2 、也可 与CO和CN-结合
Image 通过与氧结合，可将电子直接传递给氧， Cyt aa3 被称为细胞色素氧化酶 当Cyt a3 与CO或CN-结合时，可致呼吸链中断。
Image (2) 作用:
(3) 递氢体
(3) 递氢机理 （2H 2H+ + 2e）
No
Image 在呼吸链中：
FADH2
（Fe-S）
（Fe-S）
FMNH2
CoQ2H
传递给其后的
2e
一系列 递电子体
2H+
5. 细胞色素类 (Cytochromes, Cyt.)
No Cyt. 主要类型: 根据吸收光谱不同，Cyt.类分为a、b和c三大类, Image 每一大类又有几种亚类。
在呼吸链中：
(1) 存在形式
FMN (Fe-S)
and
Cyt.b. C1 (Fe-S)
No FAD 等复合物形式
(Fe-S).b
Image (2) 作用: 递电子体
• 递电子机理 e
Fe3+
Fe2+
e
4. 泛醌（ Ubiquinone, Q10 ， CoQ10 ）
No (1) 结构
(2) 醌类化合物
Image COOH
R-CH-NH2 氨基酸脱羧酶
R-CH2-NH2 + CO2
α-氨基酸
胺
② -oxidative decarboxylation －氧化脱羧
No
O= O=
丙酮酸脱氢酶系
Image H3C-C-COOH + HSCoA
丙酮酸
NAD+
H3C-C-SCoA + CO2
乙酰CoA NADH + H+
(1) 辅酶
No NAD+(COI)－烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
NADP+(COII)—烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
Image • 作用: 递氢体
(3) 递氢机理 （ 递氢部位： 吡啶环）
No
Image 2H + NAD+
呼吸链
NADH + H+
传递给 FMN
NADPH+H+ : 一般不参与呼吸链。
2. 黄素蛋白酶类 (Flavoprotein, FP)
利用O2释放CO2，生成ATP 微粒体氧化体系
非线粒体氧化体系
Image 过氧化物氧化体系 与ATP生成无关
3. Biological oxidation ways
1) To generate CO2
No (体内CO2是有机酸在酶的催化下脱羧产生的)
① α- direct decarboxylation α-单纯脱羧
No Chapter 9 Biological oxidation Image
No §1 Overview Image
1. The concept & significance of biological oxidation
营养物
No[O]
（糖、脂、蛋白质）
生物体
H2O+CO2+能量
Image意义
No §2
Oxidation System in Mitochondria
Image
1. respiratory chain
呼吸链
No 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
Image 递体系, 也称电子传递链。 线粒体内膜和脊上有许多球状小体突出： ATP合成酶系
H3C-C-COOH + CO2
丙酮酸
NADPH + H+
No ※ 单纯脱羧基作用
α-单纯脱羧基作用 β-单纯脱羧基作用
Image ※ 氧化脱羧基作用
α-氧化脱羧基作用 β-氧化脱羧基作用
2） To generate H2O
No(酶与辅酶)
½ O2
代谢物（AH2）→ 2H
Image 一系列中间传递体 H2O
3.
4.
No FMN-----黄素单核苷酸 在呼吸链中, FMN作为NADH脱氢酶的辅
基;
（FP1）
Image 5. (1) 辅基
6.
FAD------黄素腺嘌呤二核苷酸
7.
作为琥珀(FP酸2)脱氢酶的辅基;
8. 作用: 递氢体
（3）递氢机理 （功能部位 ：异咯嗪环的N1和N10）
1
No 10
Image 在呼吸链中：
③ － direct decarboxylation －单纯脱羧
No
O= O=
草酰乙酸脱羧酶
Image HOOCCH2-C-COOH 草酰乙酸
丙酮酸羧化酶
H3C-C-COOH + CO2
丙酮酸
④ － oxidative decarboxylation －氧化脱羧
No
O=
OH
苹果酸酶
Image HOOCCH2-CH-COOH 苹果酸 NADP+
在呼吸链中细胞色素类递电子顺序
No 2e
2Fe2+ 2Fe3+
2e 2Fe2+ 2Fe3+
O2-
2H+
H2O
b
c1
c
a.a3
Image 2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+
2e