生物化学-第五讲义章生物氧化
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乙醇
CH3CHO NADH+H+
乙醛
3. 加氧
O2
H-
CH2CHCOOH
NH2
苯丙氨酸
4. 加水
CHCOOH HOOC-CH
延胡索酸
H2O
HO-
CH2CHCOOH NH2
酪氨酸
COOH CHOH CH2 苹C果O酸OH
五.生物氧化的酶类
1.脱氢酶 （1）黄素核苷酸为辅基的脱氢酶
需氧黄酶（如:氨基酸氧化酶）
2H
SH 2
COOH
2H
C H 2C H 2C O O H
NAD+
FM N H 2 2H
Fe S
FAD
Fe *S C yt b
2e-
复 合 物II （琥珀酸脱氢酶）
CoQ
2Cyt-Fe 2+
2e-
－1 2
O
2
S
NADH
+ H 2H
FM N Fe S
复合物I
CoQH2
2e -
2Cyt-Fe 3+ 2H +
R-CH-COOH
R-C-COOHH2O R-CH-COOH
NH2 FMN/FADFMN2H/FANDH2H NH3 OH
H2O2
O2
不需氧黄酶
CH2-COOH CH2-COOH
琥珀酸
CHCOOH FAD FAD2H HOOC-CH
延胡索酸
（2）NAD/NADP为辅酶的脱氢酶
S-2H NAD/NADP 中间体-2H ½O2
细胞色素a, b, c 和c1是通过Fe3+ Fe2+ 的互 变起传递电子的作用的。 a3是通过Cu2+ Cu+ 的互 变起传递电子的作用的。
a: a/a3 b c: c/c1
细胞色素c（cytc）
它是电子传递链中一个独立的 蛋白质电子载体，位于线粒体 内膜外表，属于膜周蛋白，易 溶于水。它与细胞色素c1含有 相同的辅基，但是蛋白组成则 有所不同。在电子传递过程中， cytc通过Fe3+ Fe2+ 的互变 起电子传递中间体作用。
线粒体呼吸链
二.呼吸链分组成成分
1.烟酰胺脱氢酶类
S-2H NAD/NADP S NADH/NADPH
2.黄素脱氢酶类
NADH FMN NAD FMN2H
S-2H FAD S FAD2H
3.铁硫蛋白类 Fe3+ Fe2+
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－ SSS Fe Fe SS S
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－
S
NADH/NADPH 中间体
H2O
2.氧化酶: 如细胞色素氧化酶,VitC氧化酶 3.加氧酶： 如羟化酶
第二节 线粒体氧化体系
一.呼吸链的概念
呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，它是代谢物上的氢原子 被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的 氧原子，而生成水的全部体系。
在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上，原核生物中，它位于 细胞膜上。
2. 水的生成
水的生成不是H直接与O作用生成,水是生物氧化反应的产物,又 是生物氧化反应的环境,氧化过程中脱下来的氢，通常由各种载 体，如NADH等传递到氧并生成水。水是许多生物氧化反应的 氧供体。通过加水脱氢作用,直接参予了氧化反应。
3.CO2的生成
CO2的生成不是C直接与O作用生成,而是通过脱羧作用生成。
Cyt-FCe u2+
2e
-
－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 生物氧化中能量转移与利用
一.生化反应中的自由能及自由能变化 1、自由能的概念
在某一系统的总能量中，能够在恒定的温度、压力 以及一定体积下用来做功的那部分能量，称为自由能。
5.辅酶Q---泛醌
泛醌（简写为Q）或辅酶-Q（CoQ）：它是电子传递链中 唯一的非蛋白电子载体。为一种脂溶性醌类化合物。
O
CH3O
CH3
CH3O O
(CH2CH C CH2)nH CH3
n=6-10
NADH泛醌还原酶
NADHCoQ 还原酶 复合体
CoQ2H-CytC 还原酶复合体
三.呼吸链的排列順序
O 2-
H 2O
（ NADH-泛 醌 还原 酶 ）
C oQ
Cyt-Fe 2+
Fe-S
b
Fe-S
C oQ H 2 2 e - Cyt-Fe 3+
2 e - Cyt-Fe 3+ c1
Cyt-Fe 2+ 2 e -
Cyt-Fe 2+ c
Cyt-Fe 3+ 2H +
2eCyt-Fe
3+
a Cyt-Fe 2+ 2 e -
生物化学-第五章 生物氧化
精品
第一节、生物氧化概念及特点 一.生物氧化概念
有机物在生物体内彻底氧化生成CO2和H2O， 并放出能量的作用。也称细胞呼吸/组织呼吸。
包括物质分解和产能
O2
CO2 + H2O
呼吸作用
细胞呼吸（微生物）
二、生物氧化的特点
1百度文库条件温和
生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应 条件温和（水溶液，中性pH和常温）。
+ CO2
(二).氧化脱羧
a-脱羧
CO OH C=O CH3
ℬ-脱羧
COSCoA NAD+ NADH+HC+H3 HSCOA
+ CO2
COOH CHOH CH2 COOH
NAD+
CO OH NADH+HC+=O CH3
+ CO2
四、生物氧化中物质的本质(方式)
1. 失电子
2. 脱氢
CH3-CH2OH NAD+
4. 能量的生成
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
细胞色素c氧化酶
简写为cytc 氧化酶，即
Fe2+
复合物IV，它是位于线
粒体呼吸链末端的蛋白
复合物，由12个多肽亚
基组成。活性部分主要
包括cyta和a3。
cyta和a3组成一个复合体， cyta含有铁卟啉， cyta3含有铜原子。 cyta3可以直接以O2为电子受体。
在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生 Cu+ Cu2+ 的互变， 将cytc所携带的电子传递给O2
4.细胞色素类
细胞色素（简写为cyt. ）是含铁的电子传递体，辅基为 铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构成血红 素。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, a3,b, c 和c1等，组成它们的辅基 分别为血红素A、B和C。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。
CH3CHO NADH+H+
乙醛
3. 加氧
O2
H-
CH2CHCOOH
NH2
苯丙氨酸
4. 加水
CHCOOH HOOC-CH
延胡索酸
H2O
HO-
CH2CHCOOH NH2
酪氨酸
COOH CHOH CH2 苹C果O酸OH
五.生物氧化的酶类
1.脱氢酶 （1）黄素核苷酸为辅基的脱氢酶
需氧黄酶（如:氨基酸氧化酶）
2H
SH 2
COOH
2H
C H 2C H 2C O O H
NAD+
FM N H 2 2H
Fe S
FAD
Fe *S C yt b
2e-
复 合 物II （琥珀酸脱氢酶）
CoQ
2Cyt-Fe 2+
2e-
－1 2
O
2
S
NADH
+ H 2H
FM N Fe S
复合物I
CoQH2
2e -
2Cyt-Fe 3+ 2H +
R-CH-COOH
R-C-COOHH2O R-CH-COOH
NH2 FMN/FADFMN2H/FANDH2H NH3 OH
H2O2
O2
不需氧黄酶
CH2-COOH CH2-COOH
琥珀酸
CHCOOH FAD FAD2H HOOC-CH
延胡索酸
（2）NAD/NADP为辅酶的脱氢酶
S-2H NAD/NADP 中间体-2H ½O2
细胞色素a, b, c 和c1是通过Fe3+ Fe2+ 的互 变起传递电子的作用的。 a3是通过Cu2+ Cu+ 的互 变起传递电子的作用的。
a: a/a3 b c: c/c1
细胞色素c（cytc）
它是电子传递链中一个独立的 蛋白质电子载体，位于线粒体 内膜外表，属于膜周蛋白，易 溶于水。它与细胞色素c1含有 相同的辅基，但是蛋白组成则 有所不同。在电子传递过程中， cytc通过Fe3+ Fe2+ 的互变 起电子传递中间体作用。
线粒体呼吸链
二.呼吸链分组成成分
1.烟酰胺脱氢酶类
S-2H NAD/NADP S NADH/NADPH
2.黄素脱氢酶类
NADH FMN NAD FMN2H
S-2H FAD S FAD2H
3.铁硫蛋白类 Fe3+ Fe2+
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－ SSS Fe Fe SS S
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－
S
NADH/NADPH 中间体
H2O
2.氧化酶: 如细胞色素氧化酶,VitC氧化酶 3.加氧酶： 如羟化酶
第二节 线粒体氧化体系
一.呼吸链的概念
呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，它是代谢物上的氢原子 被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的 氧原子，而生成水的全部体系。
在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上，原核生物中，它位于 细胞膜上。
2. 水的生成
水的生成不是H直接与O作用生成,水是生物氧化反应的产物,又 是生物氧化反应的环境,氧化过程中脱下来的氢，通常由各种载 体，如NADH等传递到氧并生成水。水是许多生物氧化反应的 氧供体。通过加水脱氢作用,直接参予了氧化反应。
3.CO2的生成
CO2的生成不是C直接与O作用生成,而是通过脱羧作用生成。
Cyt-FCe u2+
2e
-
－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 生物氧化中能量转移与利用
一.生化反应中的自由能及自由能变化 1、自由能的概念
在某一系统的总能量中，能够在恒定的温度、压力 以及一定体积下用来做功的那部分能量，称为自由能。
5.辅酶Q---泛醌
泛醌（简写为Q）或辅酶-Q（CoQ）：它是电子传递链中 唯一的非蛋白电子载体。为一种脂溶性醌类化合物。
O
CH3O
CH3
CH3O O
(CH2CH C CH2)nH CH3
n=6-10
NADH泛醌还原酶
NADHCoQ 还原酶 复合体
CoQ2H-CytC 还原酶复合体
三.呼吸链的排列順序
O 2-
H 2O
（ NADH-泛 醌 还原 酶 ）
C oQ
Cyt-Fe 2+
Fe-S
b
Fe-S
C oQ H 2 2 e - Cyt-Fe 3+
2 e - Cyt-Fe 3+ c1
Cyt-Fe 2+ 2 e -
Cyt-Fe 2+ c
Cyt-Fe 3+ 2H +
2eCyt-Fe
3+
a Cyt-Fe 2+ 2 e -
生物化学-第五章 生物氧化
精品
第一节、生物氧化概念及特点 一.生物氧化概念
有机物在生物体内彻底氧化生成CO2和H2O， 并放出能量的作用。也称细胞呼吸/组织呼吸。
包括物质分解和产能
O2
CO2 + H2O
呼吸作用
细胞呼吸（微生物）
二、生物氧化的特点
1百度文库条件温和
生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应 条件温和（水溶液，中性pH和常温）。
+ CO2
(二).氧化脱羧
a-脱羧
CO OH C=O CH3
ℬ-脱羧
COSCoA NAD+ NADH+HC+H3 HSCOA
+ CO2
COOH CHOH CH2 COOH
NAD+
CO OH NADH+HC+=O CH3
+ CO2
四、生物氧化中物质的本质(方式)
1. 失电子
2. 脱氢
CH3-CH2OH NAD+
4. 能量的生成
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
细胞色素c氧化酶
简写为cytc 氧化酶，即
Fe2+
复合物IV，它是位于线
粒体呼吸链末端的蛋白
复合物，由12个多肽亚
基组成。活性部分主要
包括cyta和a3。
cyta和a3组成一个复合体， cyta含有铁卟啉， cyta3含有铜原子。 cyta3可以直接以O2为电子受体。
在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生 Cu+ Cu2+ 的互变， 将cytc所携带的电子传递给O2
4.细胞色素类
细胞色素（简写为cyt. ）是含铁的电子传递体，辅基为 铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构成血红 素。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, a3,b, c 和c1等，组成它们的辅基 分别为血红素A、B和C。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。