生物化学知识课件_医学生物化学(第八章)
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16
2. 呼吸链中的电子传递体
复合物Ⅰ 复合物Ⅱ 复合物Ⅲ 复合物Ⅳ
NADH-Q 还原酶 琥珀酸-Q还原酶 Q-CytC 还原酶 CytC 酶
3. 呼吸链的类型： NADH 氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链
17
(一) 呼吸链的组成
（1）复合物Ⅰ，为NADH-Q 还原酶， 是黄素蛋白复合物(含Fe-S 蛋白)
－e
Fe2+
Fe3+
还原剂 ＋ e 氧化剂
* 递氢体、递电子体
8
三、标准氧化还原电位与自由能变化 1.标准氧化还原电位（E0’） 表示还原剂丢失电子的趋势大小， 氧化剂得电子的趋势小大，可推测电 子流动的方向
* 电子从E0’值小流向E0’值大的
9
2. 自由能变化
* 自由能：指常温下能够做功的能量， 它可转变为化学能，机械能等。
NADH
O2
ΔE0’
受电子能力
供电子能力
29
2. 根据电子传递体氧化还原态时的 吸收光谱变化
NAD 黄素蛋白 细胞色素
氧化态 吸收光谱
260nm
370nm和450nm
特异吸收峰消失
还原态 吸收光谱
340nm 370nm
有特异吸收峰
30
3. 利用阻断剂阻断电子传递分析各组分 的氧化还原状态
4. 复合物 Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ和 Ⅳ按不同组合 进行电子传递再造实验
*ΔG为化学反应中S转变为P时自由 能的变化
* ΔG0 为标准自由能变化， ( 1atm, 25℃, [S]与[P]= 1mol/L )
*ΔG0 ’为 pH = 7 时标准自由能变化
*ΔG0 ’= - nFΔE0’
10
第一节 生成ATP的氧化体系 线粒体氧化体系
线粒体
嵴
外膜 基质
内膜 F0 F1
内膜 基质
22
（2）复合物Ⅱ 琥珀酸-泛醌还原酶
A
FAD
氧化型（Fe-S ） Q
AH2
FADH2 还原型（Fe-S） QH2
23
⑶ 复合物Ⅲ 泛醌-细胞色素C还原酶
* 含细胞色素b、c、c1，铁硫蛋白 以及至少6种蛋白质亚基
24
** 细胞色素 （cytochromos,cyt） 1）是一类含铁卟啉辅基的色素蛋白 2）是单电子传递体 ( Fe2+ Fe3+) 3）Cytb、c1、c、a属不需氧脱氢酶。 Cyta3属氧化酶 4）各种细胞色素不同点在于 ⑴ 铁卟啉辅基侧链不同
2
3. ATP中高能磷酸键的来源方式、ATP的 储存 。
4. 线粒体外NADH的氧化：磷酸甘油穿梭 系统、苹果酸-天冬氨酸穿梭系统。
5. 微粒体及其他氧化体系：加单氧酶反 应体系的概念、组成、作用机理、生理 意义；过氧化氢与自由基。
3
生物氧化的概念
一、生物氧化的概念 1. 定义
2. 生物氧化大致可分为三个阶段 （1）糖、脂、蛋白质分解成其构件分子 （2） 生成乙酰CoA （3） 乙酰CoA进入三羧酸循环及
CH2-COOH
CHCOOH
CH2-COOH
CHCOOH
6
2. 还原反应：
(1) 得电子 Fe3++e
Fe2+
(2) 加氢
NADH+H+ NAD +
CH3CO COOH
CHCHOHCOOH
7
* 还原当量 H H+ + e
* 氧化还原反应通常是偶联的 还原剂： 供氢体、供电子体
氧化剂： 受氢体、受电子体
31
32
**几种重要代谢物氧化的呼吸链
1. 由NAD传递经NADH氧化呼吸链
苹果酸 异柠檬酸 丙酮酸 α-酮戊二酸 β-羟丁酸 β-羟脂酰CoA
33
2. 由FAD传递经琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 脂酰CoA 线粒体内的α-P-甘油
NADH FMN
还原型 Fe-S Q
NAD+ FMNH2 氧化型 Fe-S QH2
（NADH-Q 还原酶）
18
1. 黄素蛋白类 （ flavoproteins） NADH 脱氢酶 ( FMN )
黄素酶 琥珀酸脱氢酶 ( FAD )
* 辅酶 FMN 或FAD为双电子传递体 19
2. 铁硫蛋白 ( Fe-S ) （iron-sulfur protein） （含有非血红素铁和对酸不稳定的硫 ）
β
β
αγ ε
F1
线粒体内膜 δ 质子闸门
OSCP
F0
ATP合酶
14
一、 呼吸链
wenku.baidu.com1 概念 线粒体内膜上的递氢体或电子传递体
按一定的次序排列而构成的反应链称电 子传递链，因与细胞摄取氧的呼吸过 程有关，又称为呼吸链。代谢物脱下的 氢经电子传递链进行一系列氧化还原连 锁反应，最终氧化为水
15
*4种复合物组成2种主要呼吸链
* 铁硫蛋白为单电子传递体 ( Fe2+-e Fe3+)
+e
20
3. 泛醌（ubiquinone , Q） 又称辅酶Q （Coenzyme Q , CoQ）
21
**泛醌的特点 1）是双电子传递体 2）不与蛋白结合的游离存在的电子载体 3）是复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间的连接者，
是多种底物的电子进入呼吸链的中心点
氧化磷酸化
4
糖
脂肪
葡萄糖 脂肪酸 ＋ 甘油
乙 酰CoA
蛋白质
氨基酸
TCA cycle
CO2
H＋＋e （进 入 呼 吸 链 ）
生成H2O 及释 放 出 能 量
5
3. 生物氧化的 特 点
二、生物氧化中物质氧化还原的方式：
1. 氧化反应：
(1) 失电子
Fe2+ Fe3++e
(2) 脱氢
FAD FADH2
第八章 生物氧化 （ biological oxidation)
有机物在体内彻底氧化产生
H2O
CO2 能量
以ATP 形式保存 维持体温
1
本章主要内容
1. 生物氧化的概念、参与生物氧化的酶类
2. 线粒体氧化系统：呼吸链的概念、组成； 3. 氧化磷酸化的概念、氧化磷酸化偶联部位、
氧化磷酸化偶联机制、氧化磷酸化影响因 素、氧化磷酸化的抑制剂、
⑵ 铁卟啉辅基与酶蛋白连接方式不同
25
34
2
5
1
6
87
26
⑷ 复合物Ⅳ 细胞色素C 氧化酶 由Cyta、 a 3 (Cyta与Cyt a 3紧密结
合于同一蛋白质的不同区域，不易分离) 及与两种不同的蛋白质结合的铜离子 CuA、 CuB组成
27
(二) 呼吸链组分的排列顺序
28
** 此排列顺序的依据 1. 根据各组分的标准氧化还原电位值：
膜间隙
ADP +Pi
ATP
11
1)线粒体内膜含有 电子传递链 膜运输系统 ATP合酶 琥珀酸脱氢酶
2)线粒体基质含有 三羧酸循环的酶 丙酮酸脱氢酶 脂肪酸氧化酶等
12
3) F1- F0复合体
球状头部: 含催化ATP合成的 活性中心
F1
柄:
调节质子流动及ATP
合成的作用
F0 含质子通道
13
αβ α
2. 呼吸链中的电子传递体
复合物Ⅰ 复合物Ⅱ 复合物Ⅲ 复合物Ⅳ
NADH-Q 还原酶 琥珀酸-Q还原酶 Q-CytC 还原酶 CytC 酶
3. 呼吸链的类型： NADH 氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链
17
(一) 呼吸链的组成
（1）复合物Ⅰ，为NADH-Q 还原酶， 是黄素蛋白复合物(含Fe-S 蛋白)
－e
Fe2+
Fe3+
还原剂 ＋ e 氧化剂
* 递氢体、递电子体
8
三、标准氧化还原电位与自由能变化 1.标准氧化还原电位（E0’） 表示还原剂丢失电子的趋势大小， 氧化剂得电子的趋势小大，可推测电 子流动的方向
* 电子从E0’值小流向E0’值大的
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2. 自由能变化
* 自由能：指常温下能够做功的能量， 它可转变为化学能，机械能等。
NADH
O2
ΔE0’
受电子能力
供电子能力
29
2. 根据电子传递体氧化还原态时的 吸收光谱变化
NAD 黄素蛋白 细胞色素
氧化态 吸收光谱
260nm
370nm和450nm
特异吸收峰消失
还原态 吸收光谱
340nm 370nm
有特异吸收峰
30
3. 利用阻断剂阻断电子传递分析各组分 的氧化还原状态
4. 复合物 Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ和 Ⅳ按不同组合 进行电子传递再造实验
*ΔG为化学反应中S转变为P时自由 能的变化
* ΔG0 为标准自由能变化， ( 1atm, 25℃, [S]与[P]= 1mol/L )
*ΔG0 ’为 pH = 7 时标准自由能变化
*ΔG0 ’= - nFΔE0’
10
第一节 生成ATP的氧化体系 线粒体氧化体系
线粒体
嵴
外膜 基质
内膜 F0 F1
内膜 基质
22
（2）复合物Ⅱ 琥珀酸-泛醌还原酶
A
FAD
氧化型（Fe-S ） Q
AH2
FADH2 还原型（Fe-S） QH2
23
⑶ 复合物Ⅲ 泛醌-细胞色素C还原酶
* 含细胞色素b、c、c1，铁硫蛋白 以及至少6种蛋白质亚基
24
** 细胞色素 （cytochromos,cyt） 1）是一类含铁卟啉辅基的色素蛋白 2）是单电子传递体 ( Fe2+ Fe3+) 3）Cytb、c1、c、a属不需氧脱氢酶。 Cyta3属氧化酶 4）各种细胞色素不同点在于 ⑴ 铁卟啉辅基侧链不同
2
3. ATP中高能磷酸键的来源方式、ATP的 储存 。
4. 线粒体外NADH的氧化：磷酸甘油穿梭 系统、苹果酸-天冬氨酸穿梭系统。
5. 微粒体及其他氧化体系：加单氧酶反 应体系的概念、组成、作用机理、生理 意义；过氧化氢与自由基。
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生物氧化的概念
一、生物氧化的概念 1. 定义
2. 生物氧化大致可分为三个阶段 （1）糖、脂、蛋白质分解成其构件分子 （2） 生成乙酰CoA （3） 乙酰CoA进入三羧酸循环及
CH2-COOH
CHCOOH
CH2-COOH
CHCOOH
6
2. 还原反应：
(1) 得电子 Fe3++e
Fe2+
(2) 加氢
NADH+H+ NAD +
CH3CO COOH
CHCHOHCOOH
7
* 还原当量 H H+ + e
* 氧化还原反应通常是偶联的 还原剂： 供氢体、供电子体
氧化剂： 受氢体、受电子体
31
32
**几种重要代谢物氧化的呼吸链
1. 由NAD传递经NADH氧化呼吸链
苹果酸 异柠檬酸 丙酮酸 α-酮戊二酸 β-羟丁酸 β-羟脂酰CoA
33
2. 由FAD传递经琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 脂酰CoA 线粒体内的α-P-甘油
NADH FMN
还原型 Fe-S Q
NAD+ FMNH2 氧化型 Fe-S QH2
（NADH-Q 还原酶）
18
1. 黄素蛋白类 （ flavoproteins） NADH 脱氢酶 ( FMN )
黄素酶 琥珀酸脱氢酶 ( FAD )
* 辅酶 FMN 或FAD为双电子传递体 19
2. 铁硫蛋白 ( Fe-S ) （iron-sulfur protein） （含有非血红素铁和对酸不稳定的硫 ）
β
β
αγ ε
F1
线粒体内膜 δ 质子闸门
OSCP
F0
ATP合酶
14
一、 呼吸链
wenku.baidu.com1 概念 线粒体内膜上的递氢体或电子传递体
按一定的次序排列而构成的反应链称电 子传递链，因与细胞摄取氧的呼吸过 程有关，又称为呼吸链。代谢物脱下的 氢经电子传递链进行一系列氧化还原连 锁反应，最终氧化为水
15
*4种复合物组成2种主要呼吸链
* 铁硫蛋白为单电子传递体 ( Fe2+-e Fe3+)
+e
20
3. 泛醌（ubiquinone , Q） 又称辅酶Q （Coenzyme Q , CoQ）
21
**泛醌的特点 1）是双电子传递体 2）不与蛋白结合的游离存在的电子载体 3）是复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间的连接者，
是多种底物的电子进入呼吸链的中心点
氧化磷酸化
4
糖
脂肪
葡萄糖 脂肪酸 ＋ 甘油
乙 酰CoA
蛋白质
氨基酸
TCA cycle
CO2
H＋＋e （进 入 呼 吸 链 ）
生成H2O 及释 放 出 能 量
5
3. 生物氧化的 特 点
二、生物氧化中物质氧化还原的方式：
1. 氧化反应：
(1) 失电子
Fe2+ Fe3++e
(2) 脱氢
FAD FADH2
第八章 生物氧化 （ biological oxidation)
有机物在体内彻底氧化产生
H2O
CO2 能量
以ATP 形式保存 维持体温
1
本章主要内容
1. 生物氧化的概念、参与生物氧化的酶类
2. 线粒体氧化系统：呼吸链的概念、组成； 3. 氧化磷酸化的概念、氧化磷酸化偶联部位、
氧化磷酸化偶联机制、氧化磷酸化影响因 素、氧化磷酸化的抑制剂、
⑵ 铁卟啉辅基与酶蛋白连接方式不同
25
34
2
5
1
6
87
26
⑷ 复合物Ⅳ 细胞色素C 氧化酶 由Cyta、 a 3 (Cyta与Cyt a 3紧密结
合于同一蛋白质的不同区域，不易分离) 及与两种不同的蛋白质结合的铜离子 CuA、 CuB组成
27
(二) 呼吸链组分的排列顺序
28
** 此排列顺序的依据 1. 根据各组分的标准氧化还原电位值：
膜间隙
ADP +Pi
ATP
11
1)线粒体内膜含有 电子传递链 膜运输系统 ATP合酶 琥珀酸脱氢酶
2)线粒体基质含有 三羧酸循环的酶 丙酮酸脱氢酶 脂肪酸氧化酶等
12
3) F1- F0复合体
球状头部: 含催化ATP合成的 活性中心
F1
柄:
调节质子流动及ATP
合成的作用
F0 含质子通道
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αβ α