生物化学：生物氧化

1与非生物氧化相比生物氧化的特点：生物氧化是酶促反应，反应条件（如温度、pH）温和；而体外燃烧则是剧烈的游离基反应，要求在高温、干燥的条件下进行；生物氧化分阶段逐步缓慢地氧化，能量也逐步释放；而体外燃烧能量是爆发式释放出来的；生物氧化释放的能量有相当多的转换成ATP中活跃的化学能，用于各种生命活动；体外燃烧产生的能量则转换为光和热，散失在环境中。

2高能化合物：在标准条件下(pH7，25℃，1mol/L)发生水解时，可释放出大量自由能的化合物。习惯上把“大量”定义为5kcal/mol(即20.92kJ/mol)以上。

3高能键：在高能化合物分子中，被水解断裂时释放出大量自由能的活泼共价键。高能键常用符号“~ ”表示

4ATP的特殊作用：ATP起“共同中间体”作用。ATP具较高的磷酸基团转移势能，倾向于把高能磷酸根转移给受体；在传递能量方面起转运站作用。既接受代谢反应释放的能量，又可供给代谢反应所需的能量，是能量的载体和传递者，而不是储存者，储能物质：磷酸肌酸、磷酸精氨酸；生成其它核苷三磷酸（NTP）。

4生物氧化产生ATP：生物体降解燃料分子的主要意义是取得供其发育所需要的能量。因此，利用生物氧化形成ATP，是生物体内ATP形成的主要方式；生物氧化的第一阶段也能产生少量的ATP，这是以底物水平磷酸化的方式产生的；生物氧化的第二阶段是产生ATP的主要阶段，通过氧化磷酸化的方式产生。

5底物水平磷酸化：代谢物通过氧化形成的高能磷酸化合物直接将磷

酸基团转移给ADP，使之磷酸化生成ATP。

6氧化磷酸化：NADH或FADH2将电子传递给O2的过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。氧化磷酸化的过程需要氧气作为最终的电子受体，它是需氧生物合成ATP的主要途径。

7在光合作用的过程中也能形成ATP，这种ADP的磷酸化方式叫光合磷酸化。光合磷酸化：由光驱动的电子传递过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。

8能荷= (ATP+0.5ADP) / (ATP+ADP+AMP)

第二节

1概念：在生物氧化过程中，代谢物上脱下的氢经过一系列的按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体的传递，最后传递给分子氧并生成水，这种氢和电子的传递体系称为电子传递链（ETC），又称呼吸链。

2其中NADPH不进入呼吸链合成ATP，而是作为生物合成的还原剂，与生物合成有关；只有NADH和FADH2进入呼吸链。所以呼吸链有两条：由NADH开始的呼吸链——NADH呼吸链；由FADH2开始的呼吸链——FADH2呼吸链。

3NADH-CoQ还原酶（复合物I）琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ）CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ）细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）

4烟酰胺脱氢酶是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线粒体底物到分子氧的传递,

以NADP+为辅酶的脱氢酶主要参与将电子传给生物合成过程.

5黄素脱氢酶以FMN,FAD为辅酶

6铁硫蛋白（Fe—S）铁硫蛋白含铁原子(非血红素的铁)和硫原子(对酸不稳定的硫)，构成2Fe-2S簇、4Fe-4S簇，称为铁硫中心，常用符号“Fe-S”表示。铁硫中心通过Fe与蛋白质的半胱氨酸残基连接。铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。

7辅酶Q

辅酶Q属于醌类，由于它广泛存在于生物系统中，所以又叫泛醌(UQ)。辅酶Q是呼吸链中唯一的非蛋白质组分。它分子小，且呈脂溶性，可以在线粒体内膜的磷脂双分子层的疏水区自由扩散，往返于比较固定的蛋白质类的电子传递体之间进行电子传递。

8细胞色素细胞色素是以铁卟啉(血红素)为辅基的蛋白质，红色，广泛存在于生物细胞中。细胞色素通过辅基中的铁离子价的可逆变化进行电子传递。

9NADH-CoQ还原酶（复合物1）由FMN + 铁硫蛋白

10 NADH呼吸链：NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2;FAD呼吸链:琥珀酸→复合体Ⅱ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2

11鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素阻断从NADH向CoQ的传递;抗霉素A 阻断复合物III的电子传递;氰化物、叠氮化物、CO、H2S阻断复合物IV向O2的传递。

12化学渗透学说1961 by Mitchell : 电子传递体在线粒体内膜上有着不对称分布，传氢体和传电子体交替排列，催化是定向的；内膜对质子不具有通透性，这样在内膜两侧形成质子浓度梯度，这就是推动ATP合成的原动力；

13实验证明;质子不能自由通过线粒体内膜;电子传递所形成的电子流确实能将质子泵到内膜外侧;ATP的形成确实伴有质子向内膜内侧移动;用解偶联剂或离子载体抑制剂破坏质子浓度梯度的形成都能破坏氧化磷酸化作用的进行；

14P/O(磷氧比)：在生物氧化过程中，伴随ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的磷原子数与消耗的分子氧的氧原子数之比。即每消耗1个氧原子所产生的ATP的分子数.

15解偶联:某些化合物能够消除跨膜的质子浓度梯度，使ATP不能合成。它们既不作用于电子传递体，也不作用于ATP合酶复合体，只消除电子传递与磷酸化的偶联，所以称为解偶联剂。最常见的解偶联剂是2,4-二硝基苯酚(DNP)。

16氧化磷酸化抑制剂:这类化合物直接作用于ATP合酶复合体，从而抑制ATP的合成。它们使膜外质子不能通过ATP合酶复合体返回膜内，使膜内质子继续泵出到膜外显然越来越困难，最后不得不停止，所以这类抑制剂间接抑制了电子传递和分子氧的消耗。寡霉素属于此类抑制剂，它与F0的一个亚基结合而抑制F1。