NADH氧化呼吸链与琥珀酸氧化呼吸链的组成.ppt

本章重点： 生物氧化的概念； NADH 氧化呼吸链与琥珀酸氧化呼吸链的 组成和组分的排列顺序； 呼吸链中ATP分子的生成方式和数量。 本章难点：呼吸链中 ATP分子的生成方式 和数量。

第一节
概述
生物氧化的概念： 生物氧化（biological oxidation）是生物细胞将糖、 脂和蛋白质等有机物进行氧化分解，最终生成CO2 和H2O并释放能量的过程，也称为细胞呼吸 （cellular respiration）。 主要讨论的问题： 水的生成；二氧化碳的生成；能量的转换和储存。
2e 经Cyt B、C1、C、AA3传递，最后将2e传递给 1/2O2，生成O2-，O2-与介质中游离的2H+结合生成 水。

3. 琥珀酸氧化呼吸链：琥珀酸脱氢生成的FADH2， 将氢传递给CoQ，生成CoQH2，此后的传递同上。
复合物I NADH -Q还原 酶 复合物Ⅱ
FMN
泛醌
Cyt B，C1 QH2Cyt C 还原酶
一、生物氧化的特点和方式： 1. 生物氧化的特点 ①生物氧化中底物是在酶的催化下逐步氧化分解的，氧 化过程产生的能量也是逐步释放的。 ②生物氧化产生的能量部分可转变成生命活动能够利用 的形式，即合成ATP，不是全以热的形式释放。 ③生物氧化是在常温、常压、近中性pH环境中进行。 在真核细胞内，生物氧化主要是在线粒体中进行，原 核细胞内生物氧化是在细胞膜上进行。
2. 生物氧化中CO2和H2O的生成 ① CO2的生成 代谢底物在酶的作用下经一系列脱氢、加水等反 应，转变为含羧基的化合物，经脱羧反应生成 CO2，包括直接脱羧、氧化脱羧即脱羧同时发生 氧化（脱氢）作用。
OH HOOC C H CH2COOH + NADP
+
O 苹果酸酶 HOOC C
CH3 + NADPH + H+ + CO2
根据所含辅因子的不同，分为两类： 第一类，以FMN或FAD为辅基； SH2 +E-FMN↔S +E-FMNH2 SH2 +E-FAD↔S +E-FADH2
根据最终受氢体的不同，分为两类：
①需氧黄酶：以氧为直接受氢体；
②不需氧黄酶：经过中间传递体传递给氧生成水
二、参与生物氧化的酶类
第二类，以NAD或NADP为辅酶；
② 脱氢——生物氧化的主要方式 脱氢氧化反应：脱氢，如烷基脱氢生成烯 醇脱氢生成醛 氧直接参加的氧化反应： 加氧酶：氧分子直接加到有机分子中 氧化酶：以氧分子为电子受体，产物为水 失电子： Fe 2+↔Fe 3+ + e ③水的生成机制：氢经呼吸链的传递与氧结合生成水
二、参与生物氧化的酶类
1. 脱氢酶——催化呼吸底物的氧化
代谢物在体内的氧化可以分为3个阶段：


糖、脂肪和蛋白质分解 →乙酰辅酶A中的乙酰基;
乙酰辅酶A进入三羧酸循环脱氢脱羧，生成CO2并 使NAD和FAD还原成NADH、FADH2; NADH和FADH2中的氢→呼吸链→ +氧生成水，氧 化过程中释放出来的能量用于ATP合成。


狭义地说只有第3个阶段才是生物氧化，这是体内 能量生成的主要阶段，即代谢物脱下的氢是如何交 给氧生成水，细胞如何将氧化过程中释放的能量转 变成ATP分子中的高能键。
H
4
H CONH2
CONH2
+2H -2H
1
N+
N
+2H
R NAD(P)+
R NAD(P)H + H+
-2H
二、呼吸链（电子传递链）的组成 （ 2 ）黄素酶：以 FMN 或 FAD 为辅基的不需 氧脱氢酶。催化代谢物脱氢，氢由 FMN 或 FAD接受；
R N
10
R N
1
+2H -2H CH3 CH3
Cyt C 细胞色 素C
Cyt AA3 细胞色 素C氧 化酶 复合基质
基质包含大量的酶 类以及线粒体DNA 和核糖体。 线粒体基质酶类包 括TCA酶类、脂肪 酸-氧化酶类和氨基 酸分解代谢酶类。
线粒体内膜的内表面有一层排列规则的球形 颗粒，通过一个细柄与构成嵴的内膜相连接， 这就是ATP合酶(偶联因子F1-F0)。
二、呼吸链（电子传递链）的组成 呼吸链：由供氢体、传递体、受氢体（ O2）以及相 应的酶系统组成的生物氧化还原链。 1. 组成——具辅基的结合蛋白类 （1）以NAD或NADP为辅酶的脱氢酶：催化代谢物 脱氢，氢由辅酶NAD+或NADP+接受；
第八章 能量代谢与生物能的利用
概述 线粒体氧化体系 能量代谢中生物能的产生、转移和储存 生物能的利用 高能化合物的制备技术
本章要求：
了解生物氧化的概念； 掌握线粒体呼吸链的概念， NADH 氧化呼 吸链与琥珀酸氧化呼吸链的组成，两条呼 吸链组分的排列顺序； 掌握氧化磷酸化和底物水平磷酸化的概念， 呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位。
N N H
CH3 CH3
N
C O C NH
C O C NH O
H N
O

（3）铁硫蛋白：金属蛋白质，起传递电子作用。


（4）辅酶Q：递氢体。
（5）细胞色素（Cyt）：一类含有铁卟啉辅基的色 蛋白，属于递电子体。 铁卟啉辅基所含Fe 2+有Fe 2+↔Fe 3+ + e的互变，因 此起到传递电子的作用。


线粒体内膜中有细胞色素B、C1、C、AA3。


2. NADH氧化呼吸链：
脱氢酶催化下底物SH2脱下的氢交给NAD+生成 NADH； 在NADH脱氢酶作用下，NADH将两个氢原子传递 给FMN生成FMNH2；


再将氢传递至CoQ生成CoQH2，此时2个氢原子解离 成2H+ +2e，2H+游离于介质中；
属不需氧脱氢酶，经中间传递体将氢传递给氧生成水 2. 氧化酶——氧的还原 以氧为直接受电子体的氧化还原酶。 一般含金属Cu2+和Fe3+的蛋白质，如细胞色素氧化酶等。 3. 传递体——能量转换的重要环节 传递体：起传递氢或传递电子作用的物质。
包括递氢体和递电子体。
第二节 线粒体氧化体系 一、线粒体的膜相结构 线粒体是生物氧化和能量转换的主要场所。 线粒体内膜是能量转换的重要部位，电子传 递链和氧化磷酸化有关的组分都存在于此， 是线粒体功能的主要担负者。 原核细胞没有线粒体结构，它的部分质膜起 着这种作用。