第七章-生物氧化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第七章第七章生生 物物 氧氧 化化温州医学院生物化学教研室温州医学院生物化学教研室李春洋李春洋第1页v生物氧化生物氧化是指营养物质在生物体内进行氧化分解过程;狭义是指营养物质在生物体内进行氧化分解过程;狭义生物氧化主要是指糖、脂肪、蛋白质等在体内彻底氧化分解生物氧化主要是指糖、脂肪、蛋白质等在体内彻底氧化分解生成生成COCO2 2和和H H2 2O O,并释放大量能量过程。,并释放大量能量过程。v生物氧化主要在线粒体中进行,所释放能量用于合成生物氧化主要在线粒体中进行,所释放能量用于合成ATPATP和维和维持体温(持体温(线粒体氧化体系线粒体氧化体系);线粒体外也能够进行氧化,但);线粒体外也
2、能够进行氧化,但氧化释放能量主要供非营养物质生物转化(氧化释放能量主要供非营养物质生物转化(非线粒体氧化体非线粒体氧化体系系)。)。第2页生物氧化特点:生物氧化特点:v生物氧化是细胞内进行酶促反应过程,反应条件温和生物氧化是细胞内进行酶促反应过程,反应条件温和(3737、pHpH近中性);近中性);v生物氧化代谢终产物生物氧化代谢终产物COCO2 2来自于有机酸脱羧,来自于有机酸脱羧,H H2 2O O则是由底则是由底物分子脱下氢与氧结合而生成;物分子脱下氢与氧结合而生成;v生物氧化产生能量是逐步释放,有利于机体捕捉能量,生物氧化产生能量是逐步释放,有利于机体捕捉能量,增加增加ATPATP生成
3、效率。生成效率。第3页第一节第一节生物氧化酶类生物氧化酶类第4页一、参加线粒体氧化体系酶类一、参加线粒体氧化体系酶类v氧化酶类氧化酶类主要存在于线粒体,如细胞色素氧化酶;主要存在于线粒体,如细胞色素氧化酶;v需氧脱氢酶类需氧脱氢酶类亦称为亦称为“结合酶结合酶”,主要存在于过氧化酶体,主要存在于过氧化酶体,如黄嘌呤氧化酶、单胺氧化酶等;如黄嘌呤氧化酶、单胺氧化酶等;v不需氧脱氢酶类不需氧脱氢酶类是生物氧化最主要酶类,如以乳酸脱氢酶、是生物氧化最主要酶类,如以乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶等。琥珀酸脱氢酶等。二、非线粒体氧化体系酶类二、非线粒体氧化体系酶类第5页第二节第二节COCO2 2 生生 成成第6
4、页一、直接脱羧作用一、直接脱羧作用v催化这类反应多为催化这类反应多为脱羧酶脱羧酶,依据脱羧基位置不一样双分,依据脱羧基位置不一样双分为为-直接脱羧作用和直接脱羧作用和-直接脱羧作用。直接脱羧作用。H H2 2N NC CCOOHCOOHR RH HH H2 2N NC CH HR RH HCOCO2 2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶COCOCOOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHCOCOCOOHCOOHCHCH3 3COCO2 2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶第7页二、氧化脱羧作用二、氧化脱羧作用v依据脱羧基位置不一样双分为依据脱羧基位置不一样双分为-氧化脱羧作用和氧化脱羧作用和-氧氧化脱羧作用。化
5、脱羧作用。+HS+HSCoACoANADNAD+COCO2 2丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体NADH+HNADH+H+CHCH3 3COCOSCoASCoACHCHCOOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHOHOHC CCOOHCOOHCHCH3 3O ONADPNADP+COCO2 2苹果酸酶苹果酸酶NADPH+HNADPH+H+C CCOOHCOOHCHCH3 3O O第8页第三节第三节线粒体氧化体系线粒体氧化体系 第9页糖原糖原葡萄糖葡萄糖甘油三酯甘油三酯脂肪酸脂肪酸 +甘油甘油蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoACoACOCO2 22H2HADP+PiADP+PiATPAT
6、PH H2 2O O呼吸链呼吸链TACTAC第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第10页一、呼吸链一、呼吸链(一)呼吸链概念(一)呼吸链概念v线粒体内膜上存在着一系列按次序排列有氧化还原活性酶和线粒体内膜上存在着一系列按次序排列有氧化还原活性酶和辅酶,它们将代谢物脱下氢经过连锁递氢和递电子反应最终辅酶,它们将代谢物脱下氢经过连锁递氢和递电子反应最终与与O O2 2结合生成结合生成H H2 2O O,称为,称为电子传递链电子传递链;因为这条链与细胞呼吸;因为这条链与细胞呼吸摄氧相关,所以也称为摄氧相关,所以也称为呼吸链呼吸链。第11页v线粒体内膜蛋白质用胆酸等去污剂处理及离子交换层析
7、分离,线粒体内膜蛋白质用胆酸等去污剂处理及离子交换层析分离,可纯化出内膜呼吸链成份,得到可纯化出内膜呼吸链成份,得到4 4种仍含有传递电子功效蛋白种仍含有传递电子功效蛋白质质-酶复合体,各含不一样组分。酶复合体,各含不一样组分。复合体复合体NADH-UQNADH-UQ还原酶还原酶3939FMNFMN、Fe-SFe-S复合体复合体琥珀酸琥珀酸-UQ-UQ还原酶还原酶5 5FADFAD、Fe-SFe-S复合体复合体UQ-UQ-细胞色素细胞色素C C还原酶还原酶1010血红素血红素b b、c c1 1、Fe-SFe-S复合体复合体细胞色素细胞色素C C氧化酶氧化酶1010血红素血红素a a、a a3
8、 3、CuCuA A、CuCuB B复合体复合体酶酶 名名 称称多肽链数多肽链数辅辅 基基第12页1.NAD1.NAD+或或NADPNADP+vNADNAD+或或NADPNADP+为体内各种不需氧脱氢酶辅酶,能可逆地进行加为体内各种不需氧脱氢酶辅酶,能可逆地进行加氢和脱氢反应。氢和脱氢反应。(二)呼吸链组成(二)呼吸链组成+N NCONHCONH2 2R R+H H +H H+e+eN NCONHCONH2 2H HH HR R+H+H+第13页2.2.黄素蛋白黄素蛋白v黄素蛋白种类较多,其辅基是黄素蛋白种类较多,其辅基是FADFAD或或FMNFMN(与酶蛋白结合(与酶蛋白结合牢靠,不能作为底
9、物或产物)牢靠,不能作为底物或产物)第14页3.3.铁硫蛋白类铁硫蛋白类v铁硫蛋白又称铁硫蛋白又称铁硫中心铁硫中心,其特点是含有等量非血红素铁原子,其特点是含有等量非血红素铁原子和硫原子,经过其中铁原子与铁硫蛋白中蛋白部分半胱氨酸和硫原子,经过其中铁原子与铁硫蛋白中蛋白部分半胱氨酸残基硫相连接。残基硫相连接。第15页4.4.泛醌泛醌v泛醌又称为泛醌又称为辅酶辅酶Q Q(CoQCoQ),是一类脂溶性醌类化合物,),是一类脂溶性醌类化合物,广泛分布于生物界。广泛分布于生物界。第16页v细胞色素细胞色素是一类广泛分布于生物体内含有铁卟啉辅基电子传递是一类广泛分布于生物体内含有铁卟啉辅基电子传递蛋白总
10、称。细胞色素按吸收光谱可分为蛋白总称。细胞色素按吸收光谱可分为a a、b b、c c三类。三类。5.5.细胞色素类细胞色素类第17页v细胞色素细胞色素c c(CytcCytc)为位于线粒体内膜外侧,是唯一能溶于水)为位于线粒体内膜外侧,是唯一能溶于水细胞色素。细胞色素。v细胞色素细胞色素a a和和a a3 3不易分开,所以不易分开,所以 它们合称为为它们合称为为细胞色素细胞色素aaaa3 3;由;由 于其可将电子直接传递给氧,于其可将电子直接传递给氧,又称为又称为细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶。第18页(三)呼吸链上电子传递体排列与呼吸链类型(三)呼吸链上电子传递体排列与呼吸链类型1.1.电子传
11、递体排列电子传递体排列v各组分标准氧化还原电位各组分标准氧化还原电位v在有氧条件下氧化反应到达平衡时各传递体还原程度在有氧条件下氧化反应到达平衡时各传递体还原程度v用呼吸链特异抑制剂用呼吸链特异抑制剂v在体外将呼吸链拆开和重组在体外将呼吸链拆开和重组还原型还原型NADNAD+NADH+HNADH+H+2 2-0.32-0.32FMNFMNFMNHFMNH2 22 2-0.30-0.30FADFADFADHFADH2 22 2-0.22-0.22Q QQHQH2 22 20.100.10Cyt bCyt b(FeFe3+3+)Cyt bCyt b(FeFe2+2+)1 10.070.07Cyt
12、CCyt C1 1(FeFe3+3+)Cyt CCyt C1 1(FeFe2+2+)1 10.220.22Cyt CCyt C(FeFe3+3+)Cyt CCyt C(FeFe2+2+)1 10.250.25Cyt aCyt a(FeFe3+3+)Cyt aCyt a(FeFe2+2+)1 10.290.29Cyt aCyt a3 3(FeFe3+3+)Cyt aCyt a3 3(FeFe2+2+)1 10.550.551/2O1/2O2 2+2H+2H+H H2 2O O2 20.820.82氧化型氧化型传递电子数传递电子数E E00(V V)*氧化呼链各电子传递体标准氧化还原电位氧化呼链各
13、电子传递体标准氧化还原电位第19页2.2.呼吸链类型呼吸链类型(1 1)NADHNADH氧化呼吸链氧化呼吸链(2 2)琥珀酸氧化呼吸链()琥珀酸氧化呼吸链(FADHFADH2 2氧化呼吸链)氧化呼吸链)第20页二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化v由代谢物脱下氢,经线粒体电子传递链传递,最终与氧结合由代谢物脱下氢,经线粒体电子传递链传递,最终与氧结合生成水,同时释放出大量能量,这些能量中大部分可驱动生成水,同时释放出大量能量,这些能量中大部分可驱动ADPADP磷酸化生成磷酸化生成ATPATP,供生命活动需要,这个过程称为,供生命活动需要,这个过程称为氧化磷氧化磷酸化酸化(又称(又称偶联磷酸化偶联磷酸化
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