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氧化脱羧基作用(oxidative decarboxylation)
α-氧化脱羧:丙酮酸的氧化脱羧 β-氧化脱羧:苹果酸的氧化脱羧
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节首
章首
直接脱羧作用(direct decarboxylation)
α-直接脱羧:如氨基酸脱羧
R-CHNH2-COOH α-氨基酸
R-CH2NH2 + CO2 胺
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泛醌
是一种脂溶性的醌类化合物,其分子中的 苯醌结构能进行可逆的加氢反应,故也属于 递氢体。
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细胞色素
细胞色素属于电子传递体,其传递电子的方式如下:
2Cyt•Fe3+ + 2e-
细胞色素 是属于色 蛋白类的结合蛋白质, 辅基是铁卟啉的衍生物, 因其有颜色又普遍存在 于细胞内,故称为细胞 色素。根据其结构与吸 收光谱的不同可将细胞 色素分为a、b和c三类。
章首
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
利用分子中烟酰胺基团的可逆性还原而递氢,还原形成的 NADH即可参与组成呼吸链而进行电子传递。
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NAD+和NADH结构示意图
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黄素酶
辅基:黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
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铁硫蛋白(铁硫中心)
分子中常含2或4个Fe(称非血红素铁)和2或4个对 酸不稳定硫,其中一个Fe原子能可逆地还原而传递电子。 在HADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶中均含有多个不同的铁硫 蛋白,它们可将电子由FMNH2(或FADH2)转移到泛醌上。
上海市精品课程
生物化学
第六章 生物氧化
华东理工大学生物化学精品课程组
第六章 生物氧化
学习要求:
1 细胞是如何利用氧分子把代谢物分子中的氢氧 化成水的? 2 细胞是如何在酶的催化下把代谢物分子中的碳 变成二氧化碳? 3 当有机物被氧化时,细胞是如何将氧化时产生 的能量搜集和贮存起来的?
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内容提要
细胞色素还原酶(cytochrome reductase, complex Ⅲ
细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase, complex Ⅳ)
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节首
章首
Complex I结构示意图
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Complex Ⅱ结构示意图
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Complex Ⅲ结构示意图
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下,吸入的O2要通过氧化酶的作用才能转化为高活性的氧。 在此过程中,还需要有一系列传递体才能把氢传递给氧,
生成水.
代谢物M2H M
氧化型 一个或多个传递体
还原型
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生物氧化过程中水的生成
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节首
H2O O2
章首
6.2 线粒体生物氧化体系
线粒体结构和功能特点
– 结构 – 功能
线粒体呼吸链
– 主要功能 – 组成 – 呼吸链中各组分的排列顺序
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2Cyt•Fe2+
细胞色素c 的结构示意图
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呼吸链中各组分的排列顺序
NADH氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链 线粒体中某些重要底物氧化时的呼
吸链
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节首
章首
NADH氧化呼吸链
是细胞内最主要的呼吸链,因为生物氧化过程中绝大多数脱氢酶 都是以NAD+为辅酶,当这些酶催化代谢物脱氢后,脱下来的氢使 NAD+转变为NADH,后者通过这条呼吸链将氢最终传给氧而生成水。 NADH呼吸链各成员的排列见图
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章首
线粒体的结构
之嵴外 间, 膜 线 为伸 光 粒 膜向 滑 体 间基 , 有 腔质 内 双 。。 膜 层
内折膜 外叠结 膜成构
,
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节首
章首
线粒体的功能特点
外膜对大多数小分子物质和离子可通透, 内膜须依赖膜上的特殊载体选择性地运载物质进出。 基质中含有全部与有机酸氧化分解有关的酶。 内膜上存在着多种酶与辅酶组成的电子传递链,或称呼
Complex Ⅳ结构示意图
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各复合物之间的相互关系
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线粒体呼吸链的组成
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+或CoI) 黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸
(FMN和FAD) 铁硫蛋白(铁硫中心) 泛醌(CoQ) 细胞色素( Cyta 、Cytb、Cytc)
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节首
β-直接脱羧:如草酰乙酸脱羧
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氧化脱羧作用(oxidative decarboxylation )
α-氧化脱羧:如丙酮酸的氧化脱羧:
β-氧化脱羧:如苹果酸的氧化脱羧:
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生物氧化过程中水的生成
在生物氧化中,水是代谢物上脱下的氢与生物体吸进的O2 化合生成的。代谢物上的氢需要在脱氢酶的作用下才能脱
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琥珀酸氧化呼吸链
这个呼吸链由琥珀酸脱氢酶复合体、CoQ和细胞色素 组成。其中琥珀酸脱氢酶复合体包括FAD、铁硫中心和 另一种细胞色素b(称为b558)。琥珀酸氧化呼吸链的电 子传递途径如图:
6.1 生物氧化的特点和方式 6.2 线粒体生物氧化体系 6.3 生物氧化过程中能量的转变 6.4 非线粒体氧化体系
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6.1 生物氧化的特点和方式
生物氧化的特点 生物氧化中二氧化碳的生成方式 生物氧化过程中水的生成方式
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章首
生物氧化的特点
生物氧化的能量是逐步释放的 生物氧化过程产生的能量储存在高能化合物中
受氢体以及相应的酶系统所组成的这种代谢途径一般 称为生物氧化还原链。如果受氢体是氧,则称为呼吸 链。
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节首
章首
பைடு நூலகம் 线粒体呼吸链的组成
NADH-Q还原酶(NADH dehydrogenase, complex I)
琥珀酸-Q还原酶(succinate-Q reductase,complex Ⅱ )
主要是ATP。ATP中的能量可以通过水解而被 释放出来,供给生物体的需能反应。 生物氧化具有严格的细胞内定位
原核生物的生物氧化是在细胞膜上进行的,真 核生物的生物氧化是在线粒体中进行的
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节首
章首
二氧化碳的生成方式
直接脱羧基作用(oxidative decarboxylation)
α-直接脱羧:氨基酸的脱羧 β-直接脱羧:草酰乙酸脱羧
吸链。
内膜上的ATP合成酶利用电子传递过程释放的能量合成
ATP,完成线粒体的供能作用。
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节首
章首
线粒体呼吸链的主要功能
线粒体的主要功能 是将代谢物脱下的氢通过多种
酶及辅酶所组成的传递体系的传递,最后与氧结合生 成水。包括代谢物的脱氢、氢及电子的传递以及受氢 体的激活。
呼吸链(respiratatory chain)由供氢体、传递体、
α-氧化脱羧:丙酮酸的氧化脱羧 β-氧化脱羧:苹果酸的氧化脱羧
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直接脱羧作用(direct decarboxylation)
α-直接脱羧:如氨基酸脱羧
R-CHNH2-COOH α-氨基酸
R-CH2NH2 + CO2 胺
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泛醌
是一种脂溶性的醌类化合物,其分子中的 苯醌结构能进行可逆的加氢反应,故也属于 递氢体。
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细胞色素
细胞色素属于电子传递体,其传递电子的方式如下:
2Cyt•Fe3+ + 2e-
细胞色素 是属于色 蛋白类的结合蛋白质, 辅基是铁卟啉的衍生物, 因其有颜色又普遍存在 于细胞内,故称为细胞 色素。根据其结构与吸 收光谱的不同可将细胞 色素分为a、b和c三类。
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烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
利用分子中烟酰胺基团的可逆性还原而递氢,还原形成的 NADH即可参与组成呼吸链而进行电子传递。
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黄素酶
辅基:黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
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铁硫蛋白(铁硫中心)
分子中常含2或4个Fe(称非血红素铁)和2或4个对 酸不稳定硫,其中一个Fe原子能可逆地还原而传递电子。 在HADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶中均含有多个不同的铁硫 蛋白,它们可将电子由FMNH2(或FADH2)转移到泛醌上。
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生物化学
第六章 生物氧化
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第六章 生物氧化
学习要求:
1 细胞是如何利用氧分子把代谢物分子中的氢氧 化成水的? 2 细胞是如何在酶的催化下把代谢物分子中的碳 变成二氧化碳? 3 当有机物被氧化时,细胞是如何将氧化时产生 的能量搜集和贮存起来的?
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细胞色素还原酶(cytochrome reductase, complex Ⅲ
细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase, complex Ⅳ)
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Complex I结构示意图
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Complex Ⅱ结构示意图
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下,吸入的O2要通过氧化酶的作用才能转化为高活性的氧。 在此过程中,还需要有一系列传递体才能把氢传递给氧,
生成水.
代谢物M2H M
氧化型 一个或多个传递体
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H2O O2
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6.2 线粒体生物氧化体系
线粒体结构和功能特点
– 结构 – 功能
线粒体呼吸链
– 主要功能 – 组成 – 呼吸链中各组分的排列顺序
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NADH氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链 线粒体中某些重要底物氧化时的呼
吸链
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NADH氧化呼吸链
是细胞内最主要的呼吸链,因为生物氧化过程中绝大多数脱氢酶 都是以NAD+为辅酶,当这些酶催化代谢物脱氢后,脱下来的氢使 NAD+转变为NADH,后者通过这条呼吸链将氢最终传给氧而生成水。 NADH呼吸链各成员的排列见图
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线粒体的结构
之嵴外 间, 膜 线 为伸 光 粒 膜向 滑 体 间基 , 有 腔质 内 双 。。 膜 层
内折膜 外叠结 膜成构
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线粒体的功能特点
外膜对大多数小分子物质和离子可通透, 内膜须依赖膜上的特殊载体选择性地运载物质进出。 基质中含有全部与有机酸氧化分解有关的酶。 内膜上存在着多种酶与辅酶组成的电子传递链,或称呼
Complex Ⅳ结构示意图
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各复合物之间的相互关系
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线粒体呼吸链的组成
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+或CoI) 黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸
(FMN和FAD) 铁硫蛋白(铁硫中心) 泛醌(CoQ) 细胞色素( Cyta 、Cytb、Cytc)
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β-直接脱羧:如草酰乙酸脱羧
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β-氧化脱羧:如苹果酸的氧化脱羧:
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生物氧化过程中水的生成
在生物氧化中,水是代谢物上脱下的氢与生物体吸进的O2 化合生成的。代谢物上的氢需要在脱氢酶的作用下才能脱
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琥珀酸氧化呼吸链
这个呼吸链由琥珀酸脱氢酶复合体、CoQ和细胞色素 组成。其中琥珀酸脱氢酶复合体包括FAD、铁硫中心和 另一种细胞色素b(称为b558)。琥珀酸氧化呼吸链的电 子传递途径如图:
6.1 生物氧化的特点和方式 6.2 线粒体生物氧化体系 6.3 生物氧化过程中能量的转变 6.4 非线粒体氧化体系
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6.1 生物氧化的特点和方式
生物氧化的特点 生物氧化中二氧化碳的生成方式 生物氧化过程中水的生成方式
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生物氧化的特点
生物氧化的能量是逐步释放的 生物氧化过程产生的能量储存在高能化合物中
受氢体以及相应的酶系统所组成的这种代谢途径一般 称为生物氧化还原链。如果受氢体是氧,则称为呼吸 链。
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பைடு நூலகம் 线粒体呼吸链的组成
NADH-Q还原酶(NADH dehydrogenase, complex I)
琥珀酸-Q还原酶(succinate-Q reductase,complex Ⅱ )
主要是ATP。ATP中的能量可以通过水解而被 释放出来,供给生物体的需能反应。 生物氧化具有严格的细胞内定位
原核生物的生物氧化是在细胞膜上进行的,真 核生物的生物氧化是在线粒体中进行的
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二氧化碳的生成方式
直接脱羧基作用(oxidative decarboxylation)
α-直接脱羧:氨基酸的脱羧 β-直接脱羧:草酰乙酸脱羧
吸链。
内膜上的ATP合成酶利用电子传递过程释放的能量合成
ATP,完成线粒体的供能作用。
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线粒体呼吸链的主要功能
线粒体的主要功能 是将代谢物脱下的氢通过多种
酶及辅酶所组成的传递体系的传递,最后与氧结合生 成水。包括代谢物的脱氢、氢及电子的传递以及受氢 体的激活。
呼吸链(respiratatory chain)由供氢体、传递体、