[生化]生物氧化ppt
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呼吸链
营养物质代谢脱下的成对氢原子（2H）以
基 还原当量形式存在，再通过多种酶和辅酶催化的 本 氧化还原连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成 概 水，逐步释放的能量可驱动ATP生成。这包含多 念 种氧化还原组分的传递链称为氧化呼吸链
(oxidative respiratory chain)又称电子传递 链(electron transfer chain)。
ADP+Pi
ATP
热能
糖原
第六章 生物氧化
生物氧化的一般过程
甘油三酯
蛋白质
葡萄糖 TAC
脂酸+甘油
氨基酸
乙酰CoA
CO2 2H
ADP+Pi ATP
电子传递 H2O
第六章 生物氧化
二. 生物氧化的特点
1、相同点 体内氧化
体外氧化
（1）物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子
（2）物质氧化时消耗的氧量、得到的产物 和能量相同。
（二）熟悉抑制剂、ADP、甲状腺素对氧化磷酸化的 影响。了解线粒体DNA突变对氧化磷酸化的影响。
（三）掌握体内能量的储存和利用形式，ATP的生成 和利用。熟悉高能键与高能化合物的概念，常见的 高能化合物。
（四）掌握胞液中NADH转运进入线粒体氧化的机制。 了解腺苷酸载体及线粒体蛋白的跨膜转运。
（五）了解其他氧化体系。
的辅基，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还 原反应时不稳定中间产物是FMNH• 。
• •
FMNH•
第六章 生物氧化
复合体Ⅰ成分2 Fe-S：单电子传递体
铁硫簇(Fe-S)是铁硫蛋白(酶)中辅基，含 有等量铁原子和硫原子，其中铁原子可进行
Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。
第六章 生物氧化
铁 硫 蛋 白 中 辅 基 铁 硫 中 心 (Fe-S) 含 有 等 量 铁 原 子 和 硫 原 子 ， 其 中 一 个 铁 原 子 可 进 行 Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。属于单电子传递体。
R=H2PO3:NADP+
第六章 生物氧化
（2） 尼克酰胺核苷酸的作用原理
H
C
CONH2 + H + e + H+
+
N
HH
CONH2 + H+
N
R
R
H
+2H
NAD(P)+
NAD(P)H+H+
2H
e
-2H
H H+
双电子传递体
复合体Ⅰ成分1 FM第N六：章递生氢物体氧化 FMN称为黄素单核苷酸，是黄素蛋白(酶)
当量和电子。在电子传递和质子移动 的偶联中起着核心作用。
第六章 生物氧化
（3）泛醌的作用机理
代谢物
M NADH+H+
第六章 生物氧化
FMN
还原型Fe-S
MH2 NAD+
FMNH2
氧化型Fe-S
Q QH2
2e
M
2e
2e
2e
4H+
第六章 生物氧化
2. 复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶
第六章 生物氧化
递氢体
基
呼吸链中参与传递H的辅酶或辅基。
本
（2H 2H+ + 2e）
概 递电子体 念
呼吸链中参与传递电子的辅酶或辅基。
本质：递氢体和电子传递体的本质是酶和辅酶。
第六章 生物氧化
组成
（一）氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成
呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递 体组成。电子传递过程释放的能量驱动H+移 出线粒体内膜，转变为跨内膜H+梯度的能量， 再用于ATP的生物合成。
第六章 生物氧化
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
四种酶复合体：复合体I ～ IV 两个可灵活移动的成分：泛醌（Q）和 细胞色素C
第六章 生物氧化
人线粒体呼吸链复合体
复合体
酶名称 多肽链数 辅基
复合体Ⅰ NADH-泛醌还原酶 39 FMN，Fe-S
复合体Ⅱ 琥珀酸-泛醌还原酶 4 FAD，Fe-S
第六章 生物氧化
一、生物氧化（Biological Oxidation）的概念
物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指 糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量， 最终生成CO2 和 H2O的过程。
糖 脂肪
O2
CO2和H2O
蛋白质
能量
此过程需耗氧、排出CO2，又在活细 胞内进行，故又称细胞呼吸。
第六章 生物氧化
2、不同点
体外氧化 （1）反应条件： 剧烈
体内氧化 温和
（2）反应过程： 一步反应
分步反应
放
能量突然释放
能量逐步释
（3）产物生成： 直接生成
间接生成
第六章 生物氧化
第一节 生成ATP的氧化磷酸化体系 Section 1 The Oxidation System of
Producing ATP
复合体Ⅲ 泛醌-细胞色素C还原酶 11 铁卟啉，Fe-S
复合体Ⅳ 细胞色素c氧化酶
13 铁卟啉，Cu
* 泛醌 和 Cyt c 不包含在上述四种复合体中。
第六章 生物氧化
1、复合体Ⅰ作用是将NADH+H+中的电子传 递给泛醌(ubiquinone)
复合体Ⅰ又称NADH-泛醌还原酶。 复合体Ⅰ电子传递：NADH→FMN→Fe-
第六章 生物氧化
电子如 何传递？ 水如何生成？
第六章 生物氧化
一 氧化呼吸链是一系列有电子传递功能的氧化还原组分
呼吸链的部位、概念及本质
呼 吸 呼吸链的组成及特点 链
呼吸链的种类及排列顺序
第六章 生物氧化
部位 真核生物生物氧化发生的场所——线粒体
原核生物生物氧化发生的场所——细胞质膜
第六章 生物氧化
第六章 生物氧化
第六章 生物氧化
Biological Oxidation
第六章 生物氧化
目
概述
生成ATP的氧化磷酸化体系
录ห้องสมุดไป่ตู้
其他不生成ATP的氧化体系
第目六的章 要生物求氧化
（一）掌握氧化磷酸化的概念及偶联部位。熟悉氧 化磷酸偶联部位确定的实验及数据，P/O比值的定义 及意义。了解氧化磷酸化的偶联机制。熟悉ATP合酶 组成及作用
S→ CoQ→ Fe-S→ CoQ 每传递2个电子可将4个H+从内膜基质侧
泵到胞浆侧，复合体Ⅰ有质子泵功能。
组成
第六章 生物氧化
黄素蛋白，辅基为FMN或FAD; 铁硫蛋白，辅基为Fe-S。
1.NADH
复合体Ⅰ
2.FMN
3.Fe-S 4.CoQ
第六章 生物氧化
（1）NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+;
Ⓢ 表示无机硫
第六章 生物氧化
泛醌（ubiquinone ,Q）亦称辅酶Q（Coenzyme Q ,CoQ）
人体中：CoQ10 （1）结构
1)含有很多异戊二烯侧链的醌类化合物 2)脂溶性 3)是电子传递体中唯一可游离存在的电子载体（无蛋白）
第六章 生物氧化
（2）作用：电子和质子的传递体 在各复合体间募集并穿梭传递还原
营养物质代谢脱下的成对氢原子（2H）以
基 还原当量形式存在，再通过多种酶和辅酶催化的 本 氧化还原连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成 概 水，逐步释放的能量可驱动ATP生成。这包含多 念 种氧化还原组分的传递链称为氧化呼吸链
(oxidative respiratory chain)又称电子传递 链(electron transfer chain)。
ADP+Pi
ATP
热能
糖原
第六章 生物氧化
生物氧化的一般过程
甘油三酯
蛋白质
葡萄糖 TAC
脂酸+甘油
氨基酸
乙酰CoA
CO2 2H
ADP+Pi ATP
电子传递 H2O
第六章 生物氧化
二. 生物氧化的特点
1、相同点 体内氧化
体外氧化
（1）物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子
（2）物质氧化时消耗的氧量、得到的产物 和能量相同。
（二）熟悉抑制剂、ADP、甲状腺素对氧化磷酸化的 影响。了解线粒体DNA突变对氧化磷酸化的影响。
（三）掌握体内能量的储存和利用形式，ATP的生成 和利用。熟悉高能键与高能化合物的概念，常见的 高能化合物。
（四）掌握胞液中NADH转运进入线粒体氧化的机制。 了解腺苷酸载体及线粒体蛋白的跨膜转运。
（五）了解其他氧化体系。
的辅基，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还 原反应时不稳定中间产物是FMNH• 。
• •
FMNH•
第六章 生物氧化
复合体Ⅰ成分2 Fe-S：单电子传递体
铁硫簇(Fe-S)是铁硫蛋白(酶)中辅基，含 有等量铁原子和硫原子，其中铁原子可进行
Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。
第六章 生物氧化
铁 硫 蛋 白 中 辅 基 铁 硫 中 心 (Fe-S) 含 有 等 量 铁 原 子 和 硫 原 子 ， 其 中 一 个 铁 原 子 可 进 行 Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。属于单电子传递体。
R=H2PO3:NADP+
第六章 生物氧化
（2） 尼克酰胺核苷酸的作用原理
H
C
CONH2 + H + e + H+
+
N
HH
CONH2 + H+
N
R
R
H
+2H
NAD(P)+
NAD(P)H+H+
2H
e
-2H
H H+
双电子传递体
复合体Ⅰ成分1 FM第N六：章递生氢物体氧化 FMN称为黄素单核苷酸，是黄素蛋白(酶)
当量和电子。在电子传递和质子移动 的偶联中起着核心作用。
第六章 生物氧化
（3）泛醌的作用机理
代谢物
M NADH+H+
第六章 生物氧化
FMN
还原型Fe-S
MH2 NAD+
FMNH2
氧化型Fe-S
Q QH2
2e
M
2e
2e
2e
4H+
第六章 生物氧化
2. 复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶
第六章 生物氧化
递氢体
基
呼吸链中参与传递H的辅酶或辅基。
本
（2H 2H+ + 2e）
概 递电子体 念
呼吸链中参与传递电子的辅酶或辅基。
本质：递氢体和电子传递体的本质是酶和辅酶。
第六章 生物氧化
组成
（一）氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成
呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递 体组成。电子传递过程释放的能量驱动H+移 出线粒体内膜，转变为跨内膜H+梯度的能量， 再用于ATP的生物合成。
第六章 生物氧化
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
四种酶复合体：复合体I ～ IV 两个可灵活移动的成分：泛醌（Q）和 细胞色素C
第六章 生物氧化
人线粒体呼吸链复合体
复合体
酶名称 多肽链数 辅基
复合体Ⅰ NADH-泛醌还原酶 39 FMN，Fe-S
复合体Ⅱ 琥珀酸-泛醌还原酶 4 FAD，Fe-S
第六章 生物氧化
一、生物氧化（Biological Oxidation）的概念
物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指 糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量， 最终生成CO2 和 H2O的过程。
糖 脂肪
O2
CO2和H2O
蛋白质
能量
此过程需耗氧、排出CO2，又在活细 胞内进行，故又称细胞呼吸。
第六章 生物氧化
2、不同点
体外氧化 （1）反应条件： 剧烈
体内氧化 温和
（2）反应过程： 一步反应
分步反应
放
能量突然释放
能量逐步释
（3）产物生成： 直接生成
间接生成
第六章 生物氧化
第一节 生成ATP的氧化磷酸化体系 Section 1 The Oxidation System of
Producing ATP
复合体Ⅲ 泛醌-细胞色素C还原酶 11 铁卟啉，Fe-S
复合体Ⅳ 细胞色素c氧化酶
13 铁卟啉，Cu
* 泛醌 和 Cyt c 不包含在上述四种复合体中。
第六章 生物氧化
1、复合体Ⅰ作用是将NADH+H+中的电子传 递给泛醌(ubiquinone)
复合体Ⅰ又称NADH-泛醌还原酶。 复合体Ⅰ电子传递：NADH→FMN→Fe-
第六章 生物氧化
电子如 何传递？ 水如何生成？
第六章 生物氧化
一 氧化呼吸链是一系列有电子传递功能的氧化还原组分
呼吸链的部位、概念及本质
呼 吸 呼吸链的组成及特点 链
呼吸链的种类及排列顺序
第六章 生物氧化
部位 真核生物生物氧化发生的场所——线粒体
原核生物生物氧化发生的场所——细胞质膜
第六章 生物氧化
第六章 生物氧化
第六章 生物氧化
Biological Oxidation
第六章 生物氧化
目
概述
生成ATP的氧化磷酸化体系
录ห้องสมุดไป่ตู้
其他不生成ATP的氧化体系
第目六的章 要生物求氧化
（一）掌握氧化磷酸化的概念及偶联部位。熟悉氧 化磷酸偶联部位确定的实验及数据，P/O比值的定义 及意义。了解氧化磷酸化的偶联机制。熟悉ATP合酶 组成及作用
S→ CoQ→ Fe-S→ CoQ 每传递2个电子可将4个H+从内膜基质侧
泵到胞浆侧，复合体Ⅰ有质子泵功能。
组成
第六章 生物氧化
黄素蛋白，辅基为FMN或FAD; 铁硫蛋白，辅基为Fe-S。
1.NADH
复合体Ⅰ
2.FMN
3.Fe-S 4.CoQ
第六章 生物氧化
（1）NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+;
Ⓢ 表示无机硫
第六章 生物氧化
泛醌（ubiquinone ,Q）亦称辅酶Q（Coenzyme Q ,CoQ）
人体中：CoQ10 （1）结构
1)含有很多异戊二烯侧链的醌类化合物 2)脂溶性 3)是电子传递体中唯一可游离存在的电子载体（无蛋白）
第六章 生物氧化
（2）作用：电子和质子的传递体 在各复合体间募集并穿梭传递还原