需氧脱氢酶类三、过氧化物酶体中的氧化酶类四
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相同点: 1. 将H传递给O2生成水 2. H和O2消耗，其它可反复使用 不同点:
NADH呼吸链 普遍程度 较普遍 起始物 NADH 生成ATP 2.5
琥珀酸呼吸链 次要 FADH2 1.5
•
•
二、氧化磷酸化
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 1）底物水平磷酸化的定义： 代谢物氧化过程中产生的能量直接使 ADP（GDP）磷酸化生成 ATP（GTP）的 反应。
(二)呼吸链的主要组成成分及作用
1、以NAD+、NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶类
作用：递氢体 2、以FAD、FMN为辅基的黄素酶类 作用：递氢体 3、铁-硫蛋白 作用：递电子体 4、泛醌（辅酶Q） 作用：递氢体 5、细胞色素类：以铁卟啉为辅基的酶类 作用：递电子体 *递电子的顺序为： b→ c1→ c → aa3→o2 笔 洗一洗 AA3（散）
三、生物氧化与体外燃烧的不同
生物氧化 体外燃烧
反应条件
温
和
剧
烈
(体温、pH近中性)
(高温、高压)
反应过程 逐步进行的酶促反应
能量释放 逐步进行
一步完成
瞬间释放
（化学能、热能）
CO2生成方式 有机酸脱羧
（热能）
碳和氧结合
H2O
需
要
不需要
四、生物氧化的酶类
氧化酶类 主要参与线粒体内的氧化反应 脱氢酶类
[Fe-S]
FAD 复合体Ⅱ琥珀酸-辅 酶Q还原酶 Cyt b Cyt c1
复合体Ⅲ
辅酶Q-细胞色 素C还原酶
NADH
FMN
[Fe-S] 复合体Ⅰ
NADH-辅 酶Q还原酶
CoQ
Cyt c
Cyt aa3
复合体 Ⅳ
细胞色素 C氧化酶
1/2O2
(四) 体内两条重要的呼吸链（重点）
1. NADH氧化呼吸链
+2H -2H
CH3 CH3 （CH2CH=C CH2）n H
H3CO H3CO OH
CH3 R
细 胞 色 素 细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子 传递的酶类，根据它们吸收光谱不同而分类。
(三)呼吸链的组成及排列顺序
四种酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 及泛醌和细胞色素C
四种具有传递电子功能的酶复合体(complex)
人为什么要呼 吸
蛋白质
第一阶段
氨基酸
第二阶段
CoASH
1/2O2
ATP
氧化磷酸化
H2O
ADP+Pi 2H
三羧酸循环
CO2
第三阶段
糖、脂肪、蛋白质氧化分解的三个阶段
二、 生物氧化与体外氧化之相同点
• 氧化方式相同：生物氧化中物质的氧化 方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化 还原反应的一般规律。
• 终产物相同：物质在体内外氧化时所消 耗的氧量、最终产物（ CO2 ， H2O ）和 释放能量均相同。
1、体内ATP的生成方式:
2）体内的底物水平磷酸化反应： ① 1、3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸
ADP
ATP
② 磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
丙酮酸
ADP
琥珀酸硫激酶
ATP
③ 琥珀酰辅酶A
琥珀酸
GDP
GTP
2、氧化磷酸化的定义*：代谢物脱氢经呼吸链传 递生成水时所释放的能量使ADP磷酸化生成 ATP的过程。 SH2 NADH+H+ 脱 2H （或FADH ） 2 H2O 呼吸链 氢 + NADH 1/2O2 （或FAD） 酶 释放能量 S ADP+Pi ATP合酶 ATP
第二节 线粒体氧化体系 一、呼吸链(respiratory chain) ( 一 ) 定义：由一系列酶和辅酶（基）组成的 递氢体和递电子体按一定顺序排列在线粒 体内膜上，构成的一条递氢连锁反应体系。
此传递链最终将氢原子交给氧生成水 , 而与细胞呼吸有关，故称为呼吸链。
组成 递氢体 （2H 2H+ + 2e） 电子传递体
铁硫蛋白中辅基铁硫簇 (Fe-S) 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。
Ⓢ 表示无机硫
泛醌（辅酶Q）:为一种脂溶性醌类化合物， 在呼吸链中作为递氢体。
O
H3CO H3CO O H3CO H3CO O O OH CH3 R
氧 化 磷 酸 化
3、氧化磷酸化的偶联部位：
(1)确定方法
A、P/O比值:每消耗1摩尔氧原子所消耗 无机磷的摩尔数。37 B、自由能变化：计算公式 △G0，=-nF△E0， ADP+Pi ATP 38 △G0′= 30.5 kJ/mol
•
线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值 底 物 呼吸链的组成 从NAD到氧 从FAD到氧 P/O比值 2.4-2.8 1 .7 生成ATP数 2.5 1.5
第 6 章
Biological Oxidation
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化的概念
物质在生物体内的氧化作用称生物氧化， 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
O2
脂肪
蛋白质
CO2和H2O ADP+Pi
能量
ATP
源自文库
热能
糖原 葡萄糖
脂肪 甘油、脂肪酸 乙酰辅酶A
β-羟丁酸
琥珀酸
抗坏血酸 从Cytc到氧
0.88
1
1
细胞色素C 从Cyt aa3到氧 0.61-0.68
FAD NADH FMN CoQ Cytb Cytc 1 Cytc
（需氧的、不需氧的）
加氧酶类
主要参与线粒体外的氧化反应 过氧化物酶类
线粒体内参与生物氧化的主要酶类
1 ）氧化酶类
能激活氧、以氧为受氢体，产物是水或
H2O 2 。 2 ） 脱氢酶类--不需氧脱氢酶类 不以氧为直接受氢体，而以某些辅酶 （或辅基）为直接受氢体。 A、以NAD+、 NADP+为辅酶的不需氧脱酶类 B、以FAD、FMN为辅基的黄素酶类
复合体
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ 复合体Ⅳ
酶名称
NADH-泛醌还原酶 琥珀酸-泛醌还原酶
多肽链数
39 4
辅基
FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，Cu
泛醌-细胞色素C还原酶 10 细胞色素c氧化酶 13
* 泛醌 和 Cyt c 不包含在上述四种复合体中
呼吸链的排列顺序
----(氧化还原电位由低到高）
NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复 合体Ⅳ→O2
每2H通过此呼吸链可生成2.5分子ATP。
2. 琥珀酸氧化呼吸链
琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
每2H通过此呼吸链可生成1.5分子ATP。
进入此呼吸链的底物:琥珀酸、脂肪酰CoA 、-磷酸甘油
两条呼吸链的比较:
NADH呼吸链 普遍程度 较普遍 起始物 NADH 生成ATP 2.5
琥珀酸呼吸链 次要 FADH2 1.5
•
•
二、氧化磷酸化
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 1）底物水平磷酸化的定义： 代谢物氧化过程中产生的能量直接使 ADP（GDP）磷酸化生成 ATP（GTP）的 反应。
(二)呼吸链的主要组成成分及作用
1、以NAD+、NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶类
作用：递氢体 2、以FAD、FMN为辅基的黄素酶类 作用：递氢体 3、铁-硫蛋白 作用：递电子体 4、泛醌（辅酶Q） 作用：递氢体 5、细胞色素类：以铁卟啉为辅基的酶类 作用：递电子体 *递电子的顺序为： b→ c1→ c → aa3→o2 笔 洗一洗 AA3（散）
三、生物氧化与体外燃烧的不同
生物氧化 体外燃烧
反应条件
温
和
剧
烈
(体温、pH近中性)
(高温、高压)
反应过程 逐步进行的酶促反应
能量释放 逐步进行
一步完成
瞬间释放
（化学能、热能）
CO2生成方式 有机酸脱羧
（热能）
碳和氧结合
H2O
需
要
不需要
四、生物氧化的酶类
氧化酶类 主要参与线粒体内的氧化反应 脱氢酶类
[Fe-S]
FAD 复合体Ⅱ琥珀酸-辅 酶Q还原酶 Cyt b Cyt c1
复合体Ⅲ
辅酶Q-细胞色 素C还原酶
NADH
FMN
[Fe-S] 复合体Ⅰ
NADH-辅 酶Q还原酶
CoQ
Cyt c
Cyt aa3
复合体 Ⅳ
细胞色素 C氧化酶
1/2O2
(四) 体内两条重要的呼吸链（重点）
1. NADH氧化呼吸链
+2H -2H
CH3 CH3 （CH2CH=C CH2）n H
H3CO H3CO OH
CH3 R
细 胞 色 素 细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子 传递的酶类，根据它们吸收光谱不同而分类。
(三)呼吸链的组成及排列顺序
四种酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 及泛醌和细胞色素C
四种具有传递电子功能的酶复合体(complex)
人为什么要呼 吸
蛋白质
第一阶段
氨基酸
第二阶段
CoASH
1/2O2
ATP
氧化磷酸化
H2O
ADP+Pi 2H
三羧酸循环
CO2
第三阶段
糖、脂肪、蛋白质氧化分解的三个阶段
二、 生物氧化与体外氧化之相同点
• 氧化方式相同：生物氧化中物质的氧化 方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化 还原反应的一般规律。
• 终产物相同：物质在体内外氧化时所消 耗的氧量、最终产物（ CO2 ， H2O ）和 释放能量均相同。
1、体内ATP的生成方式:
2）体内的底物水平磷酸化反应： ① 1、3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸
ADP
ATP
② 磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
丙酮酸
ADP
琥珀酸硫激酶
ATP
③ 琥珀酰辅酶A
琥珀酸
GDP
GTP
2、氧化磷酸化的定义*：代谢物脱氢经呼吸链传 递生成水时所释放的能量使ADP磷酸化生成 ATP的过程。 SH2 NADH+H+ 脱 2H （或FADH ） 2 H2O 呼吸链 氢 + NADH 1/2O2 （或FAD） 酶 释放能量 S ADP+Pi ATP合酶 ATP
第二节 线粒体氧化体系 一、呼吸链(respiratory chain) ( 一 ) 定义：由一系列酶和辅酶（基）组成的 递氢体和递电子体按一定顺序排列在线粒 体内膜上，构成的一条递氢连锁反应体系。
此传递链最终将氢原子交给氧生成水 , 而与细胞呼吸有关，故称为呼吸链。
组成 递氢体 （2H 2H+ + 2e） 电子传递体
铁硫蛋白中辅基铁硫簇 (Fe-S) 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。
Ⓢ 表示无机硫
泛醌（辅酶Q）:为一种脂溶性醌类化合物， 在呼吸链中作为递氢体。
O
H3CO H3CO O H3CO H3CO O O OH CH3 R
氧 化 磷 酸 化
3、氧化磷酸化的偶联部位：
(1)确定方法
A、P/O比值:每消耗1摩尔氧原子所消耗 无机磷的摩尔数。37 B、自由能变化：计算公式 △G0，=-nF△E0， ADP+Pi ATP 38 △G0′= 30.5 kJ/mol
•
线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值 底 物 呼吸链的组成 从NAD到氧 从FAD到氧 P/O比值 2.4-2.8 1 .7 生成ATP数 2.5 1.5
第 6 章
Biological Oxidation
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化的概念
物质在生物体内的氧化作用称生物氧化， 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
O2
脂肪
蛋白质
CO2和H2O ADP+Pi
能量
ATP
源自文库
热能
糖原 葡萄糖
脂肪 甘油、脂肪酸 乙酰辅酶A
β-羟丁酸
琥珀酸
抗坏血酸 从Cytc到氧
0.88
1
1
细胞色素C 从Cyt aa3到氧 0.61-0.68
FAD NADH FMN CoQ Cytb Cytc 1 Cytc
（需氧的、不需氧的）
加氧酶类
主要参与线粒体外的氧化反应 过氧化物酶类
线粒体内参与生物氧化的主要酶类
1 ）氧化酶类
能激活氧、以氧为受氢体，产物是水或
H2O 2 。 2 ） 脱氢酶类--不需氧脱氢酶类 不以氧为直接受氢体，而以某些辅酶 （或辅基）为直接受氢体。 A、以NAD+、 NADP+为辅酶的不需氧脱酶类 B、以FAD、FMN为辅基的黄素酶类
复合体
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ 复合体Ⅳ
酶名称
NADH-泛醌还原酶 琥珀酸-泛醌还原酶
多肽链数
39 4
辅基
FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，Cu
泛醌-细胞色素C还原酶 10 细胞色素c氧化酶 13
* 泛醌 和 Cyt c 不包含在上述四种复合体中
呼吸链的排列顺序
----(氧化还原电位由低到高）
NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复 合体Ⅳ→O2
每2H通过此呼吸链可生成2.5分子ATP。
2. 琥珀酸氧化呼吸链
琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
每2H通过此呼吸链可生成1.5分子ATP。
进入此呼吸链的底物:琥珀酸、脂肪酰CoA 、-磷酸甘油
两条呼吸链的比较: