代谢总论与生物的氧化.ppt

第五章 新陈代谢总论与生物氧化;高能化合物与ATP的作用;（1）烯醇式磷酸化合物(例);(2)酰基磷酸化合物（例）;（3）焦磷酸化合物（例）;磷氮型高能磷酸化合物：;(1) 硫酯键型高能化合物 （例）;(2) 甲硫型高能化合物 （例）;;ATP ＋ H2O → ADP ＋ Pi 其ΔG0′= - 30.51kJ／mo1； 当ADP ＋ Pi → ATP时， 也需吸收30.51kJ／mol的自由能; 第二节 生物氧化;(1) 直接脱羧;三、生物氧化中 H2O 的生成;氧化型; 1、概念 代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经一系列传递体，最后（将质子和电子）传递给氧而生成水的全部体系，称呼吸链(respiratory chain)。此体系也称电子传递体系或电子传递链(electron transfer chain)。 由于参与这一系列催化作用的酶和辅酶及中间传递体在膜（原核细胞膜、真核线粒体内膜）上一个接一个地构成了链状反应，故常将这种形式的氧化过程称为呼吸链。 ;2、呼吸链种类 根据代谢物上脱下的氢的初始受体不同，在具有线粒体的生物中，典型的呼吸链有2种： NADH呼吸链：绝大部分分解代谢的脱氢 氧化反应通过此呼吸链完成 FADH2呼吸链：只能催化某些代谢物脱 氢，不能使NADH或NADPH脱氢 ;;3. 呼吸链中传递体的顺序;NADH FMN Q Cytb Cytc1 Cytc aa3 (Fe-S) (Fe-S) O2;膜间隙;1）NADH?泛醌还原酶;;2）琥珀酸-Q还原酶;CoQH2;3）泛醌?细胞色素c还原酶;;4）细胞色素c氧化酶;复合物Ⅳ + 2H+;组成： F0（疏水部分） + F1（亲水部分） + 寡霉素敏感蛋白（oscp） F0 ：镶嵌在线粒体内膜中的质子通道 F1：（?3?3???）催化生成ATP ;基质侧;四、氧化磷酸化(Oxidative Phosphorylation)作用;底物水平磷酸化反应举例;2. 电子传递体系磷酸化;;（2） P/O比和由ADP生成ATP的数目;（3）呼吸链电子传递过程中的自由能变化; 复合物I: NADH→CoQ, ?E0’= 0.360V，?G0’= -69.5kJ/mol 复合物III: CoQ → Cytc, ?E0’= 0.190V， ?G0’= -36.7kJ/mol 复合物IV: Cytaa3 →O2, ?E0’= 0.580V， ?G0’= -112kJ/mol 复合物II: FADH2 →CoQ, ?E0’= 0.085V，?G0’= -16.4kJ/mol; 可见，当一对电子相继经过复合物Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ时，每一步都释放出足以合成一分子ATP的自由能； 但当一对电子经过复合物Ⅱ时，释放的能量不足以合成ATP，其作用仅仅是将电子由FADH2注入电子传递链。;跨膜质子转移;（二）胞液中 NADH 的氧化磷酸化;NADH + H+;酵解; ;2. 构象偶联假说 1964年Paul Boyer最先提出。认为电子沿呼吸链传递使线粒体内膜蛋白质组分发生构象变化，而形成一种高能形式，这种高能形式通过将能量提供给ATP合成而恢复其原来的构象。但至今未能找到有力的实验证据。 3. 化学渗透假说（chemiosmotic hypothesis） 1961年英国生物化学家Peter Mitchell首先提出，1978年获诺贝尔化学奖。 基本要点：电子经呼吸链传递时释放出的自由能，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜外侧，产生膜内外质子电化学梯度（H+浓度梯度和跨膜电位差），以此储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。;化学渗透假说要点分述： 1. 呼吸链中递氢体和电子传递体在线粒体内膜中是间隔交替排列的，并且都有特定的位置，催化反应是定向的。 2. 递氢体有氢泵的作用,当递氢体从线粒体内膜内侧接受从NADH+H+ 传来的氢后,可将其中的电子（2e）传给位于其后的电子传递体,而将两个H+ 质子