第06章 生物氧化教学材料.ppt

Chapter 6 复合体III 又称泛醌-细胞色素C 还原酶（ubiquinone-cytochrome reductase）a.组成：细胞色素b (562, 566)、细胞色素C1、铁硫蛋白以及其它多种蛋白质…b.功能：传递电子：从泛醌传递给细胞色素C 转移质子：线粒体基质转移到内膜外 细胞色素C分子量较小，与线粒体内膜结合疏松，是除辅酶Q外另一个可在线粒体内膜外侧移动的递电子体，有利于将电子从复合体III传递到复合体IV。 Chapter 6 复合体IV 细胞色素氧化酶 a.组成：细胞色素a, a3 b.功能： 把电子从细胞色素C传递到氧 代谢物氧化后脱下的质子及电子通过呼吸链传递到氧，活化了的氧和活化了的氢结合成水。 Chapter 6 Chapter 6 呼吸链中电子传递链的排列顺序 Chapter 6 体内重要的呼吸链 Chapter 6 ATP的生成 在机体能量代谢中，ATP几乎是组织细胞能直接利用的唯一的高能化合物。 体内ATP的生成方式有两种： 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation） 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation） 糖酵解及三羧酸循环的某些反应步骤，由于脱氢或脱水等作用，使代谢物分子内部能量重新分布而形成高能磷酸化合物，然后将高能键能转移给ADP生成ATP的反应称为底物水平磷酸化。 Chapter 6 氧化磷酸化 又称电子传递水平磷酸化，在生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经呼吸链氧化生成水的同时，所释放出的能量用于ADP磷酸化生成ATP，这种氧化与磷酸化相偶联的过程称为氧化磷酸化。 NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→a→a3→O2 P P P 3ADP 3ATP Chapter 6 P/O比值 将底物、ADP、H3PO4、Mg2+和分离得到的较完整的线粒体在模拟细胞内液的环境中与密闭小时内相互作用。 反应体系在消耗氧的同时，消耗磷酸，测得氧和磷酸的消耗量，即可计算出P/O比值。 P/O比值是物质氧化时，每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数，即生成ATP的摩尔数。 氧化磷酸化偶联部位即ATP的生成部位。 Chapter 6 氧化磷酸化偶联机制 化学渗透学说（chemiosmotic hypothesis ） 线粒体内膜电子传递链构成3个氧化还原袢（redox loop）：相当于质子泵（proton pump） a. 第一袢：NADH提供1个H+ 和2个e，与基质内H+ 共同使FMN还原成FMNH2→ 内膜胞液侧释放2个H+，将2个e 还原硫铁蛋白 b. 第二袢：Fe-S释放2个e后自身重新氧化→ 2个e + 基质内2个H+ →泛醌→ QH2→移动到内膜外侧 → 释放2H+， 2e →细胞色素b Chapter 6 氧化磷酸化偶联机制 c. 第三袢：2e （细胞色素b）→ 泛醌 + 基质内2H+ →QH2 → 释放2H+至内膜胞液侧，电子由细胞色素 （Fe-S, c1, c, aa3）→ O2 → H2O 由于2H+ 电化学梯度回流 → 完成ADP→ATP的生成 化学偶联学说 结构偶联学说 Chapter 6 MH2 M FMN 2H+ FeS 2e 2H+ CoQ 2H+ Cytb 2H+ 2e CoQ 2H+ Cytc1 Cytc Cytaa3 2e ? O2 O2- X- + IO- XH IOH H2O X~I X~I X~I 头部 ATP合酶 ADP +Pi ATP 2H+ X- +IO- H2O FADH2 Fe-S Chapter 6 Chapter 6 生物氧化 Yingzi Kang（康英姿） Dept. of Biochemistry, Tianjin Medical University Chapter 6 生物氧化（biological oxidation） 物质在体内氧化成CO2，H2O，并释放出能量的过程。由于这一过程在细胞内进行，并消耗氧产生二氧化碳，因此生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸（tissue respiration or cellular respiration）。 蛋白质、脂肪、糖等在体内氧化分解产生还原当量，这些还原当量进入呼吸链，被氧化生成水，同时产生ATP。 Chapter 6 生物氧化的特点 生物氧化是在活细胞内、在体温、常压、近于中性pH 及有水环境介质中进行的，是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的； 生物氧化时，氧化还原过程逐步进行，能量逐步释放，这样不会因为氧化过程中能量骤然释放而损害机体，同时使释放的能量得到有效的利用； Chapter 6 生物氧化的方式和酶 生物氧化中CO2的生成方式： 单纯脱羧与氧化脱羧 脱羧与脱羧