一、

生物氧化的概念和特點糖，脂，蛋白質等有機物質在細胞中進行氧化分解，生成CO2，H2O并釋放出能量，這個過程稱生物氧化。生物氧化是需氧細胞呼吸代謝過程中的一系列氧化還原作用，又稱細胞氧化或細胞呼吸。特點：反應條件溫和，多步反應，逐步放能。生物氧化在活細胞中進行，pH中性，反應條件溫和，一系列酶和電子傳遞體參與氧化過程，逐步氧化，逐步釋能一、

生物氧化的概念和特點1第二節(jié)線粒體氧化體系電子傳遞體電子傳遞鏈呼吸鏈第二節(jié)線粒體氧化體系電子傳遞體2一呼吸鏈的主要成分1、

NAD+和NADP+NAD+、NADP+是許多脫氫酶的輔酶。NAD+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶INADP+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶II

脫氫酶分別與NAD+或NADP+結合，催化底物脫氫，這類酶稱為與NAD（P）相關的脫氫酶，多數(shù)脫氫酶以NAD+為輔酶，少數(shù)以NADP+為輔酶（如G-6-P脫氫酶）少數(shù)酶能以NAD+或NADP+兩種輔酶（Glu脫氫酶）一呼吸鏈的主要成分1、

NAD+和NADP+3遞氫原理：遞氫原理：42黃素蛋白（FAD、FMN）核黃素(VB2)+ATP→FMN+ADP，F(xiàn)MN+ATP→FAD+ppi黃素輔酶通過三種不同的氧化還原態(tài)轉移1個或2個電子2黃素蛋白（FAD、FMN）核黃素(VB2)+AT5第六章--生物氧化課件6第六章--生物氧化課件7

功能FMN、FAD作為氧化還原型黃素輔基，可分別與酶蛋白結合（稱黃素蛋白），構成脫氫酶的輔基。

酶底物產物輔酶脂酰-CoA脫氫酶脂酰-CoAFAD琥珀酸脫氫酶琥珀酸反丁烯二酸FAD羥基乙酸氧化酶羥基乙酸乙醛酸FMN

功能83鐵硫蛋白鐵硫蛋白(簡寫為Fe-S)是一種與電子傳遞有關的蛋白質，它與NADH

Q還原酶的其它蛋白質組分結合成復合物形式存在。3鐵硫蛋白鐵硫蛋白(簡寫為Fe-S)是一種與電子傳遞有關的蛋9鐵硫蛋白它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在。(2Fe-2S)含有兩個活潑的無機硫和兩個鐵原子。鐵硫蛋白通過Fe3+

Fe2+

變化起傳遞電子的作用鐵硫蛋白它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形104、

輔酶Q（泛醌）

（簡寫為Q）或輔酶-Q（CoQ）：它是電子傳遞鏈中唯一的非蛋白電子載體。為一種脂溶性醌類化合物。4、

輔酶Q（泛醌）

（簡寫為Q）或輔酶-Q（CoQ）：11輔酶-Q的功能Q(醌型結構)很容易接受電子和質子，還原成QH2（還原型）；QH2也容易給出電子和質子，重新氧化成Q。因此，它在線粒體呼吸鏈中作為電子和質子的傳遞體。輔酶-Q的功能Q(醌型結構)很容易接受電子和質子，還原成125、

細胞色素類細胞色素類是含鐵的電子傳遞體，鐵原子處于卟啉的結構中心，構成血紅素。細胞色素類是呼吸鏈中將電子從輔酶Q傳遞到O2的專一酶類。線粒體的電子傳遞鏈至少含有5種不同的細胞色素：b、c、c1、.a、a3.細胞色素a、a3是以復合物的形式存在，又稱細胞色素氧化酶，將電子從細胞色素c傳到分子O2

。細胞色素c是唯一可溶性的細胞色素，同源性很強，可作為生物系統(tǒng)發(fā)生關系的一個指標。5、

細胞色素類13細胞色素c（cyt.c）它是電子傳遞鏈中一個獨立的蛋白質電子載體，位于線粒體內膜外表，屬于膜周蛋白，易溶于水。它與細胞色素c1含有相同的輔基，但是蛋白組成則有所不同。在電子傳遞過程中，cyt.c通過Fe3+

Fe2+

的互變起電子傳遞中間體作用。細胞色素c（cyt.c）它是電子傳遞鏈中一個獨立的蛋白質電子14二呼吸鏈中傳遞體排列順序二呼吸鏈中傳遞體排列順序15三、呼吸鏈的電子傳遞順序

呼吸鏈的各組分在線粒體內膜上是按一定順序排列的，在線粒體內膜上主要有兩條呼吸鏈：NADH+H+FMNFe-SCoQcytbFe-Scytc1cytccytaa3O2

Fe-S

FAD

FMNFeSCytbFe-Scytc1cytaa3Fe-SFADH2ⅠⅡⅢⅣ三、呼吸鏈的電子傳遞順序FMNFeSCytbFe16四、ATP的生成

NADH或琥珀酸所攜帶的高能電子通過線粒體呼吸鏈傳遞到O2的過程中，釋放出大量的能量。這種高能電子傳遞過程的釋能反應與ADP和磷酸合成ATP的需能反應相偶聯(lián)，是ATP形成的基本機制。四、ATP的生成NADH或琥珀酸所攜帶的高能電子通過線粒體17ATP酶復合體

線粒體內膜的表面有一層規(guī)則地間格排列著的球狀顆粒，稱為ATP酶復合體，是ATP合成的場所。ATP酶復合體線粒體內膜的表面有一層規(guī)則地間格排列著的球狀18ATP酶，含有5種不同的亞基（按3

、3

、1

、1

和1

的比例結合）。OSCP為一個蛋白，是能量轉換的通道。F0為一個疏水蛋白，是與線粒體電子傳遞系統(tǒng)連接的部位。P134-135ATP酶，含有5種不同的亞基（按3、3、1、1和119氧化磷酸化生物氧化的釋能反應與ADP的磷酰化反應偶聯(lián)合成ATP的過程，稱為氧化磷酸化。根據氧化-還原電勢與自由能變化關系式，計算出在NADH氧化過程中，有三個反應的

G

’<-30.5kJ/mol。

FMNH2

Qcyt.b

cyt.c1cyt.aa3

O2

G

’-55.6kJ/mol-34.7kJ/mol-102.1kJ/moL

這三個反應分別與ADP的磷?；磻悸?lián)，產生3個ATP。這些反應稱為呼吸鏈的偶聯(lián)部位。從琥珀酸

O2只產生2個ATP.氧化磷酸化生物氧化的釋能反應與ADP的磷?；磻悸?lián)合成AT20

ATP產生的部位都是有大的電位差變化的地方，例如，NADH呼吸鏈生成ATP的三個部位是：E0'值在此三個部位有大的“跳動”，都在0.2伏以上。ATP產生的部位P/O比:一對電子通過呼吸鏈傳至氧所產生的ATP的分子數(shù)。NADH→3ATP，F(xiàn)ADH2→2ATPATP產生的部位都是有大的電位差變化的地方，例如，NADH21偶聯(lián)機制化學滲透假說的要點是：a.線粒體內膜的電子傳遞鏈是一個質子泵；b.在電子傳遞鏈中，電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時釋放出來的能量，用于驅動膜內側的H+遷移到膜外側（膜對H+是不通透的）。這樣，在膜的內側與外側就產生了跨膜質子梯度(

pH)和電位梯度（

）；偶聯(lián)機制化學滲透假說的要點是：22c.在膜內外勢能差（

pH和

）的驅動下，膜外高能質子沿著一個特殊通道（ATP酶的組成部分），跨膜回到膜內側。質子跨膜過程中釋放的能量，直接驅動ADP和磷酸合成ATP。c.在膜內外勢能差（pH和）的驅動下，膜外高能質子23第六章--生物氧化課件24氧化磷酸化抑制劑氧化磷酸化抑制劑：抑制O2的利用和ATP的形成電子傳遞抑制劑；氧化磷酸化抑制劑氧化磷酸化抑制劑：25呼吸鏈的電子傳遞抑制劑圖示

NADH

NADH-Q還原酶

魚藤酮、安密妥、殺粉蝶菌素

CoQ

cytb

抗霉素A

cytc1cytc

cytaa3

氰化物、一氧化碳、硫化氫、疊氮化合物

O2呼吸鏈的電子傳遞抑制劑圖示26解偶聯(lián)劑，（2.4—硝基苯酚2、4-dinitrophenol,DNP））DNP在pH=7的環(huán)境中以解離形式存在，是脂不溶的，不能過膜。在酸性環(huán)境中接受H+,成為不解離形式，是脂溶性的，很容易過膜，同時將H+帶入膜內，起消除質子濃度梯度的作用。亦稱質子載體。起同樣作用的有三氟甲氧基苯腙羰基