第5章生物氧化.pptx
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1、一、生物氧化的定义 生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解,最终生成CO2和H2O并释放出能量的作用称为生物氧化。生物氧化包含了细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反应,所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。第一节第一节 概述概述糖原糖原脂肪脂肪蛋白质蛋白质葡萄糖葡萄糖脂肪酸脂肪酸 甘油甘油氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoATCA营养物分解代谢的三个阶段营养物分解代谢的三个阶段(一)本质:生物氧化是发生在生物体内的氧化还原反应,因而具有氧化还原反应的共同特征。并且物质被氧化时总伴随能量的释放。二、生物氧化的化学本质与特点(二)特点:生物氧化是在活细胞内进行的,它与体外的直接氧化相比又有许多不同的特点:1、有机物
2、在生物体内完全氧化与在体外燃烧而被彻底氧化,在本质上是相同的,最终的产物都是CO2和H2O,同时所释放能量的总值也相等;2、生物氧化在常温、常压、接近中性的pH和多水环境中进行;是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的;3、氧化反应分阶段进行,能量逐步释放,既避免了能量骤然释放对机体的损害,又使得生物体能充分、有效地利用释放的能量;4、生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联的磷酸化反应所利用,贮存于高能磷酸化合物(如ATP)中,当生命活动需要时再释放出来。生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化下分步进行的。每一步反应,都由特定的酶催化。在生物氧化过程中,主要包括如下几种氧化方式。(1)脱氢
3、(2)加水脱氢 (3)加氧 (4)失电子 三、生物氧化的方式:ATP与高能磷酸键高能磷酸键nATP+H2O ADP+Pi G0=-30.5 KJ/molnADP+H2O AMP+Pi G0=-30.5 KJ/molnAMP+H2O 腺苷+Pi G0=-14.2 KJ/moln高能磷酸键:生化中把磷酸化合物水解时释出的能量20KJ/mol者所含的磷酸键称高能磷酸键,常用P表示,含有高能键的化合物称为高能化合物。高能磷酸键的类型n磷酸酐磷酸酐:ATP、ADP、UTP、CTP、PPi等;n烯醇磷酸烯醇磷酸:PEP;n混合酐混合酐:1,3-BP-甘油酸;n磷酸胍类磷酸胍类:磷酸肌酸。n另有高能硫酯键高
4、能硫酯键:乙酰CoA、脂酰CoA等。磷酸酐烯醇磷酸PEP混合酐(酰基磷酸)1,3-BP-甘油酸磷酸胍类磷酸肌酸磷酸肌酸高能硫酯键乙酰乙酰CoAATP的作用n作为能量载体,提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量;n供给机体生命活动所需的能量;n生成核苷三磷酸(NTP);n将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸(creatine phosphate)形式储存。提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量 G+ATP G-6-P+ADP 脂酸+CoA+ATP 脂酰CoA+AMP+PPi 氨基酸+ATP 氨基酰AMP+PPi供给机体生命活动所需的能量生成核苷三磷酸(NTP)将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸形式
5、储存ATP的生成方式n氧化磷酸化氧化磷酸化:代谢物脱下的氢经电子传递链与氧结合成水的同时,逐步释放出能量,使ADP磷酸化为ATP的过程。n底物水平磷酸化底物水平磷酸化:代谢物脱氢与ADP(或GDP)的磷酸化相偶联。共3个反应。底物水平磷酸化 第四节 电子传递链 n电子传递链n电子传递链的组成n电子传递链的顺序n电子传递链中生成ATP的部位n质子梯度的形成机制nATP合酶n氧化磷酸化的调节电子传递链(呼吸链)n概念:线粒体内膜上存在由多种酶和辅基组成的传递H和电子的反应链,它们按一定顺序排列,称电子传递链(或呼吸链)(electron transfer chain或respiratory cha
6、in)。n电子传递链的组成n电子传递链的顺序n电子传递链中生成ATP的部位n质子梯度的形成机制电子传递链的组成n从线粒体内膜上分离到四种酶复合体及辅酶Q(CoQ)和细胞色素C(Cytc)。n复合体:NADH-CoQ还原酶n复合体:琥珀酸-CoQ还原酶n复合体:CoQ-细胞色素C还原酶n复合体:细胞色素氧化酶nNADH呼吸链呼吸链:由复合体、及CoQ、Cytc组成nFADH2呼吸链呼吸链:由复合体、及CoQ、Cytc组成复合体:NADH-CoQ还原酶n功能:将电子从NADH传递给CoQn辅基:FMN,铁硫蛋白铁硫蛋白铁硫簇铁硫簇(Fe4S4)功能:单电子传递体 泛醌(CoQ)复合体:CoQ-细胞
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