第七章生物氧化主要內(nèi)容：一、概述二、生物氧化中二氧化碳的生成三、線粒體氧化體系四、非線粒體氧化體系1ppt課件第一節(jié)概述

一、生物氧化的特點(diǎn)二、線粒體氧化體系三、非線粒體氧化體系四、參與生物氧化的酶類

物質(zhì)在生物體內(nèi)的氧化分解統(tǒng)稱為生物氧化。依細(xì)胞定位和功能不同可將生物氧化劃分為兩種體系:①線粒體氧化體系；②非線粒體氧化體系。2ppt課件一、生物氧化的特點(diǎn)

在活的細(xì)胞中（pH接近中性、體溫條件下），有機(jī)物的氧化在一系列酶、輔酶和中間傳遞體參與下進(jìn)行。氧化過程中能量逐步釋放，其中一部分由一些高能化合物（如ATP）截獲，再供給機(jī)體所需。在此過程中既不會(huì)因氧化過程中能量驟然釋放而傷害機(jī)體，又能使釋放的能量盡可得到有效的利用。3ppt課件二、線粒體氧化體系線粒體生物氧化/細(xì)胞呼吸的定義高等動(dòng)物和人的線粒體生物氧化大致分為三個(gè)階段線粒體生物氧化的主要生理意義線粒體生物氧化的特點(diǎn)4ppt課件脂肪葡萄糖、其它單糖三羧酸循環(huán)電子傳遞（氧化）蛋白質(zhì)脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中間產(chǎn)物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中間產(chǎn)物進(jìn)入三羧酸循環(huán),氧化脫下的氫由電子傳遞鏈傳遞生成H2O，釋放出大量能量，其中一部分通過磷酸化儲(chǔ)存在ATP中。大分子降解成基本結(jié)構(gòu)單位

生物氧化的三個(gè)階段5ppt課件線粒體生物氧化的特點(diǎn)化學(xué)本質(zhì)為消耗氧的氧化過程有機(jī)物被徹底氧化，氧化的終產(chǎn)物為CO2和H2O氧化反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)，一系列酶參與了反應(yīng)過程反應(yīng)是在體溫、pH接近中性和有水參與的溫和環(huán)境中進(jìn)行的反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的能量逐步釋放，并能以ATP的形式偶聯(lián)起來，供機(jī)體生命活動(dòng)所需CO2的生成是有機(jī)酸脫羧的結(jié)果，水是有機(jī)物脫下的氫經(jīng)特定復(fù)雜的傳遞過程最終與氧化合的產(chǎn)物正常機(jī)體對(duì)于能量的生成、儲(chǔ)存和利用具有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，機(jī)能完全滿足需要又不致造成浪費(fèi)6ppt課件三、非線粒體氧化體系分類：主要包括發(fā)生在光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的微粒體氧化體系和存在于微體中的過氧化體氧化體系。主要的生理意義：處理和消除環(huán)境污染物、化學(xué)致癌物、藥物和毒物以及體內(nèi)代謝有害物等。7ppt課件四、參與生物氧化的酶類（一）參與線粒體生物氧化體系的酶類氧化酶類需氧脫氫酶類不需氧脫氫酶類：以NAD+（或NADP+）為輔酶的不需氧脫氫酶類；以FMN（或FAD）為輔基的不需氧脫氫酶類（二）參與非線粒體氧化體系的酶類加單氧酶類、過氧化物酶類、超氧化物岐化酶類8ppt課件第二節(jié)生物氧化中二氧化碳的生成

方式：糖、脂、蛋白質(zhì)等有機(jī)物轉(zhuǎn)變成含羧基的中間化合物，然后在酶催化下脫羧而生成CO2。

類型：直接脫羧作用：α-脫羧和β-脫羧氧化脫羧作用：α-氧化脫羧和β-氧化脫羧CH3COSCoA+CO2CH3-C-COOH

O丙酮酸脫氫酶系NAD+NADH+H+CoASH例：+CO2H2N-CH-COOHR氨基酸脫羧酶CH2-NH2R9ppt課件第三節(jié)、線粒體氧化體系

一、線粒體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、電子傳遞呼吸鏈的概念三、呼吸鏈的組成四、機(jī)體內(nèi)兩條主要的呼吸鏈及其能量變化五、呼吸鏈的作用六、能量的儲(chǔ)存和利用10ppt課件線粒體結(jié)構(gòu)11ppt課件線粒體呼吸鏈

線粒體基質(zhì)是呼吸底物氧化的場所，底物在這里氧化所產(chǎn)生的NADH和FADH2將質(zhì)子和電子轉(zhuǎn)移到內(nèi)膜的載體上，經(jīng)過一系列氫載體和電子載體的傳遞，最后傳遞給O2生成H2O。這種由載體組成的電子傳遞系統(tǒng)稱電子傳遞鏈（eclctrontransferchain),因?yàn)槠涔δ芎秃粑饔弥苯酉嚓P(guān)，亦稱為呼吸鏈。12ppt課件呼吸鏈的組成1.NAD+或NADP+為輔酶的脫氫酶類2.黃素蛋白酶類3.輔酶Ｑ（泛醌）4.鐵-硫蛋白類5.細(xì)胞色素類遞氫體遞電子體13ppt課件煙酰胺脫氫酶類

特點(diǎn)：以NAD+

或NADP+為輔酶，存在于線粒體、基質(zhì)或胞液中。

傳遞氫機(jī)理:NAD(P)++2H++2eNAD(P)H+H+14ppt課件黃素蛋白酶類

特點(diǎn)：以FAD或FMN為輔基，酶蛋白為細(xì)胞膜組成蛋白類別：黃素脫氫酶類（如NADH脫氫酶、琥珀酸脫氫酶）需氧脫氫酶類（如L—氨基酸氧化酶）加單氧酶（如賴氨酸羥化酶）遞氫機(jī)理：FAD(FMN)+2HFAD(FMN)H215ppt課件鐵硫蛋白

+e

傳遞電子機(jī)理：Fe3+Fe2+

-e

特點(diǎn)：含有Fe和對(duì)酸不穩(wěn)定的S原子，F(xiàn)e和S常以等摩爾量存在（Fe2S2,Fe4S4)，構(gòu)成Fe—S中心，F(xiàn)e與蛋白質(zhì)分子中的4個(gè)Cys殘基的巰基與蛋白質(zhì)相連結(jié)。16ppt課件鐵硫蛋白的結(jié)構(gòu)及遞電子機(jī)理SFe1Fe0S2-4Cys2Fe2S2-4Cys4Fe4S2-4Cys傳遞電子機(jī)理：Fe3+Fe2+-e+e17ppt課件CoQ

特點(diǎn)：帶有聚異戊二烯側(cè)鏈的苯醌，脂溶性，位于膜雙脂層中，能在膜脂中自由泳動(dòng)。

+2H

傳遞氫機(jī)理：CoQCoQH2

－2H18ppt課件CoQ的結(jié)構(gòu)和遞氫原理CoQ+2HCoQH219ppt課件細(xì)胞色素

傳遞電子機(jī)理：

+e+eFe3+Fe2+Cu2+Cu+－e－e

特點(diǎn)：以血紅素（heme）為輔基，血紅素的主要成份為鐵卟啉。

類別:根據(jù)吸收光譜分成a、b、c三類，呼吸鏈中含5種（b、c、c1、a和a3)，cytb和cytc1、cytc在呼吸鏈中的中為電子傳遞體，a和a3以復(fù)合物物存在，稱細(xì)胞色素氧化酶，其分子中除含F(xiàn)e外還含有Cu

，可將電子傳遞給氧，因此亦稱其為末端氧化酶。20ppt課件細(xì)胞色素血紅素的結(jié)構(gòu)傳遞電子機(jī)理：Fe3+Fe2+-e+e波長/nm

還原型Cytc的吸收光譜21ppt課件NADH呼吸鏈NADHFMNCoQFe-SCytc1O2CytbCytcCytaa3Fe-SFADFe-S琥珀酸等復(fù)合物II復(fù)合物IV復(fù)合體I復(fù)合物IIINADH脫氫酶細(xì)胞色素還原酶細(xì)胞色素氧化酶琥珀酸-輔酶Q還原酶FADH2呼吸鏈22ppt課件NADH呼吸鏈電子傳遞和水的生成H2O12O2O2-MH2還原型代謝底物FMNFMNH2CoQH2CoQNAD+NADH+H+2Fe2+2Fe3+細(xì)胞色素b-c-c1-aa3

FeS2H+M氧化型代謝底物FADH2呼吸鏈電子傳遞和水的生成2eH2OFADFADH2琥珀酸

FeS2Fe2+2Fe3+細(xì)胞色素b-c1-c-aa3CoQH2CoQ12O2O2-2H+延胡索酸2e23ppt課件呼吸鏈中電子傳遞時(shí)自由能的下降FADH22e-NADH24ppt課件呼吸鏈的作用（一）代謝水的生成

代謝物脫下的氫（2H++2e）通過遞氫體和遞電子體的連續(xù)傳遞最終使氧激活（1/2O2+2eO2-），活化的氧（O2-）與介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)子（2H+）化合成水，完成呼吸鏈的一次全程傳遞。（二）能量的生成

氧化磷酸化25ppt課件氧化磷酸化作用1、

氧化磷酸化和磷氧比（P/O）的概念2、氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)理3、氧化磷酸化的影響因素4、化學(xué)滲透學(xué)說

26ppt課件氧化磷酸化

代謝物脫下的氫在呼吸鏈一系列氫轉(zhuǎn)移和電子傳遞的氧化過程中釋放的能量使ADP磷酸化生成ATP的過程叫做氧化磷酸化。類別：

底物水平磷酸化P121電子傳遞水平磷酸化ADP+PiATP+H2O生物氧化過程中釋放出的自由能27ppt課件磷氧比（P/O

）

呼吸過程中無機(jī)磷酸（Pi）消耗量和分子氧（O2）消耗量的比值稱為磷氧比。由于在氧化磷酸化過程中，每傳遞一對(duì)電子消耗一個(gè)氧原子，而每生成一分子ATP消耗一分子Pi，因此P/O的數(shù)值相當(dāng)于一對(duì)電子經(jīng)呼吸鏈傳遞至分子氧所產(chǎn)生的ATP分子數(shù)。NADHFADH2O212H2OH2O例實(shí)測得NADH呼吸鏈：P/O~3ADP+PiATP實(shí)測得FADH2呼吸鏈：P/O~2O2122e-2e-ADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATP28ppt課件2、氧化磷酸化的偶聯(lián)部位H2O2H+CytcCytcCytcQFMNFeSFeSCytc1CytbKCytbrCytaFeSCyta32e-2e-NADH+H+NAD+O2+2H+H2O4H+2H+2H+復(fù)合物III1229ppt課件3、氧化磷酸化的影響因素呼吸鏈抑制劑

有些物質(zhì)以專一的結(jié)合部位抑制呼吸鏈的正常傳遞，影響氧化磷酸化作用，從而妨礙或破壞能量的供給。解偶聯(lián)劑解除氧化磷酸化的偶聯(lián)作用的物質(zhì)，稱為解偶聯(lián)劑。離子載體抑制劑有些物質(zhì)可與K+或Na+形成脂溶性復(fù)合物，將線粒體內(nèi)的K+轉(zhuǎn)移到胞液。這種轉(zhuǎn)移過程消耗了生物氧化過程釋放的能量，從而抑制了ADP+Pi生成ATP的磷酸化作用。底物水平磷酸化30ppt課件內(nèi)膜F0F1ATP酶e-ADP+Pi底物H+ATPH+H+H+基質(zhì)膜間隙電子傳遞鏈電子傳遞的自由能驅(qū)動(dòng)H+從線粒體基質(zhì)跨過內(nèi)膜進(jìn)入到膜間隙，從而形成H+跨線粒體內(nèi)膜的電化學(xué)梯度，這個(gè)梯度的電化學(xué)勢(ΔH+)驅(qū)動(dòng)ATP的合成。化學(xué)滲透假說

(chemiosmotichypothasis)31ppt課件化學(xué)滲透假說原理示意圖4H+2H+2H+4H+NADH+H+2H+2H+2H+

ADP+PiATP高質(zhì)子濃度H2O2e-+++++++++__________質(zhì)子流線粒體內(nèi)膜磷酸化

氧化

32ppt課件能量的儲(chǔ)存和利用生物體內(nèi)能量的生成、儲(chǔ)存和利用總是圍繞著ADP磷酸化的吸能反應(yīng)和ATP水解的方能反應(yīng)進(jìn)行的。當(dāng)機(jī)體能量供大于求時(shí)，ATP在磷酸肌酸激酶的作用下，將其所含能量轉(zhuǎn)移給肌酸以磷酸肌酸的形式儲(chǔ)存起來。當(dāng)機(jī)體能量供不應(yīng)求時(shí)，在酶的作用下，磷酸肌酸可將所儲(chǔ)存的能量交給ADP磷酸化成ATP以供所需。33ppt課件第四節(jié)非線粒體氧化體系通過線粒體細(xì)胞色素系統(tǒng)進(jìn)行氧化的體系是一切動(dòng)物、植物、微生物主要氧化途徑，它與ATP的生成緊密相關(guān)。除此以外，生物體內(nèi)還存在一些其它氧化系統(tǒng)，其特點(diǎn)是從底物脫氫到H2O的生成是經(jīng)過其它末端氧化酶完成的，與ATP的生成無關(guān)，但各自具有重要的生理功能。生物體內(nèi)主要的其它氧化系統(tǒng)如下：微粒體氧化體系過氧化體氧化體系自由基與超氧化物歧化酶氧化系統(tǒng)34ppt課件微粒體氧化體系微粒體氧化體系存在于細(xì)胞的光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。根據(jù)催化底物加氧反應(yīng)情況不同，可分為：加單氧酶系和加雙氧酶系35ppt課件加單氧酶系/混合功能氧化酶/羥化酶組成：由NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶、細(xì)胞色素P450、FAD等組成的一種復(fù)