生物氧化 ppt课件

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3、复合体Ⅲ功能是将电子从还原型泛醌传递给细 胞色素c。
➢ 复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶，细胞色 素b-c1复合体，含有细胞色素b(b562, b566)、 细胞色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。
➢ 泛醌从复合体Ⅰ、Ⅱ募集还原当量和电子并穿 梭传递到复合体Ⅲ。
CuA, CuB
含结合位点
NADH（基质侧） CoQ（脂质核心） 琥珀酸（基质侧） CoQ（脂质核心） Cyt c（膜间隙侧）
Cyt c1， Cyt a Cyt c（膜间隙侧）
➢ 泛醌不包含在上述四种复合体中。
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4H+
Ⅱ
琥珀酸
胞液侧
延胡索酸
Ⅰ
基质侧
QH2 Q
NADH+H+
NAD+
4H+
4H+ Cytc ox
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。
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NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+; R=H2POБайду номын сангаас: NADP+
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NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变
氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
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FMN结构中含核黄素，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FMN·。在 可逆的氧化还原反应中显示3种分子状态，属于单、 双电子传递体。
复合体
酶名称
复合体Ⅰ NADH-泛醌 还原酶
复合体Ⅱ 琥珀酸-泛醌 还原酶
复合体Ⅲ 泛醌-细胞色 素C还原酶
细胞色素c
复合体Ⅳ 细胞色素C氧 化酶
质量 (kD) 850
140
250
13 162
多肽 链数
39
4
11
1 13
功能辅基
FMN，Fe-S
FAD，Fe-S
血红素bL, bH, c1, Fe-S
血红素c 血红素a，a3，
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复 合 体 Ⅳ 的 电 子 传 递 过 程
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细胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2还原成 水的过程，有强氧化性中间物始终和双核中心紧密 结合，不会引起细胞损伤。
➢ 能量突然释放。
➢ 通过加水脱氢反应使物质能间
接获得氧，并增加脱氢的机会； ➢ 物质中的碳和氢直接
脱下的氢与氧结合产生H2O， 有机酸脱羧产生CO2。
氧 结 合 生 成 CO2 和 H2O 。
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生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
递氢体和电子传递体（2H 2H+ + 2e）
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（一）氧化呼吸链由4种具有传递电子能力 的复合体组成
酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存 在形式，所含各组分具体完成电子传递过程。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。
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人线粒体呼吸链复合体
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NADH+H+ NAD+
FMN FMNH2
还原型Fe-S 氧化型Fe-S
Q QH2
复合体Ⅰ的功能
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2、复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌。 ➢ 复合体Ⅱ是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶，又 称琥珀酸-泛醌还原酶。 ➢ 电子传递：琥珀酸→FAD→几种Fe-S →CoQ ➢ 复合体Ⅱ没有H+泵的功能。
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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。
Ⓢ 表示无机硫
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铁硫蛋白
S 无机硫 S 半胱氨酸硫
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泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个异戊二烯连接形 成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应时可 生成中间产物半醌型泛醌。内膜中可移动电子载体， 在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子。在电 子传递和质子移动的偶联中起着核心作用。
➢ Cyt c是呼吸链唯一水 溶性球状蛋白，不包含 在复合体中。将获得的 电子传递到复合体Ⅳ。
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4、复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧
➢ 复合体Ⅳ又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)。
➢ 电子传递：Cyt c→CuA→Cyt a→Cyt a3– CuB→O2
➢ Cyt a3–CuB形成活性双核中心，将电子传递给 O2。每2个电子传递过程使2个H+跨内膜向胞浆 侧转移 。
4H+
Cytc ox
Cytc red
Cytc red
Ⅲ
线粒体内膜 Ⅳ
4H+
1/2O2+2H+
H2O
4H+
电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置
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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-S→
呼吸链
H2O
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第一节
生成ATP的氧化磷酸化体系
The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing
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一、呼吸链
定义 指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具
有电子传递功能的酶复合体，可通过链锁的氧化 还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。 这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain) 又称电子传递链(electron transfer chain)。 组成
➢ 电子传递过程：CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc
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细胞色素(cytochrome, Cyt) 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。
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➢ 复合体Ⅲ的电子传递通 过“Q循环”实现。
➢ 复合体Ⅲ每传递2个电 子向内膜胞浆侧释放4 个H+，复合体Ⅲ也有 质子泵作用。
生物氧化
第6章
Biological Oxidation
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生物氧化的概念
物质在生物体内进行氧化称生物氧化(biological oxidation)，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 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量
ATP
热能
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生物氧化与体外氧化之相同点 ➢ 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。 ➢ 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。
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生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
➢ 反应环境温和，酶促反应逐步 进行，能量逐步释放，能量容 易捕获，ATP生成效率高。