需氧脱氢酶类过氧化物酶体中的氧化酶类四.pptx
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1、第第 6 6 章章 Biological Oxidation物物质质在在生生物物体体内内的的氧氧化化作作用用称称生生物物氧氧化化,主主要要指指糖糖、脂脂肪肪、蛋蛋白白质质等等在在体体内内分分解解时时逐逐步步释放释放能量,能量,最终生成最终生成CO2和和H2O的过程。的过程。糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP热能热能一、生物氧化的概念一、生物氧化的概念 第一节第一节生物氧化概述生物氧化概述 糖原糖原 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸 氨基酸氨基酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A三羧酸循环三羧酸循环CO22H氧化磷酸化氧化磷酸化CoAS
2、HATPADP+Pi1/2O2H2O第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段糖、脂肪、蛋白质氧化分解的三个阶段糖、脂肪、蛋白质氧化分解的三个阶段人为什么要呼人为什么要呼吸吸二、二、生物氧化与体外氧化之生物氧化与体外氧化之相同点相同点氧氧化化方方式式相相同同:生生物物氧氧化化中中物物质质的的氧氧化化方方式式有有加加氧氧、脱脱氢氢、失失电电子子,遵遵循循氧氧化化还原反应的一般规律。还原反应的一般规律。终终产产物物相相同同:物物质质在在体体内内外外氧氧化化时时所所消消耗耗的的氧氧量量、最最终终产产物物(CO2,H2O)和和释放释放能量能量均相同。均相同。三、生物氧化与体外燃烧的不同三、生物氧
3、化与体外燃烧的不同生物氧化生物氧化体外燃烧体外燃烧反应条件反应条件 温温 和和 剧剧 烈烈 (体温、体温、pHpH近近中性中性)()(高温、高压高温、高压)反应过程反应过程 逐步进行的酶促反应逐步进行的酶促反应 一步完成一步完成能量释放能量释放 逐步进行逐步进行 瞬间释放瞬间释放 (化学能、热能)(化学能、热能)(热能)(热能)COCO2 2生成方式生成方式 有机酸脱羧有机酸脱羧 碳和氧结合碳和氧结合H H2 2O O 需需 要要 不需要不需要四、生物氧化的酶类四、生物氧化的酶类氧化酶类氧化酶类 脱氢酶类脱氢酶类(需氧的、不需氧的)(需氧的、不需氧的)加氧酶类加氧酶类过氧化物酶类过氧化物酶类主
4、要参与线粒体内的氧化反应主要参与线粒体内的氧化反应主要参与线粒体外的氧化反应主要参与线粒体外的氧化反应线粒体内参与生物氧化的主要酶类线粒体内参与生物氧化的主要酶类 1 1)氧化酶类)氧化酶类 能激活氧、以氧为受氢体,产物是能激活氧、以氧为受氢体,产物是水水或或 H H2 2O O2 2 。2 2)脱氢酶类脱氢酶类-不需氧脱氢酶类不需氧脱氢酶类 不以氧为直接受氢体,而以某些辅酶不以氧为直接受氢体,而以某些辅酶(或辅基)为直接受氢体。(或辅基)为直接受氢体。A A、以、以NADNAD+、NADP NADP+为辅酶的不需氧脱酶类为辅酶的不需氧脱酶类 B B、以、以FADFAD、FMNFMN为辅基的黄
5、素酶类为辅基的黄素酶类第二节第二节 线粒体氧化体系线粒体氧化体系一、呼吸链一、呼吸链(respiratorychain)(一一)定定义义:由由一一系系列列酶酶和和辅辅酶酶(基基)组组成成的的递递氢氢体体和和递递电电子子体体按按一一定定顺顺序序排排列列在在线线粒粒体内膜上,构成的一条递氢连锁反应体系。体内膜上,构成的一条递氢连锁反应体系。此此传传递递链链最最终终将将氢氢原原子子交交给给氧氧生生成成水水,而与细胞呼吸有关,故称为呼吸链。而与细胞呼吸有关,故称为呼吸链。组成组成递氢体递氢体电子传递体电子传递体(2H 2H+2e)(二二)呼吸链的主要组成成分及作用呼吸链的主要组成成分及作用 1 1、以
6、、以NAD+、NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶类为辅酶的不需氧脱氢酶类 作用:递氢体作用:递氢体 2 2、以、以FAD、FMN为辅基的黄素酶类为辅基的黄素酶类 作用:递氢体作用:递氢体 3 3、铁、铁-硫蛋白硫蛋白 作用:递电子体作用:递电子体 4 4、泛醌(辅酶、泛醌(辅酶Q)作用:递氢体作用:递氢体 5 5、细胞色素类:以铁卟啉为辅基的酶类、细胞色素类:以铁卟啉为辅基的酶类 作用:递电子体作用:递电子体 *递电子的顺序为:递电子的顺序为:bc1caa3o2 笔笔洗一洗洗一洗AA3(散)(散)铁铁硫硫蛋蛋白白中中辅辅基基铁铁硫硫簇簇(Fe-S)(Fe-S)含含有有等等量量铁铁原原子子和和硫硫原
7、原子子,其其中中铁铁原原子子可可进进行行FeFe2+2+FeFe3+3+e+e 反应传递电子。反应传递电子。表示无机硫表示无机硫 OOH3COH3COCH3RH3COH3COOHOHCH3R+2H+2H-2H-2H泛醌(辅酶泛醌(辅酶Q Q):为一种脂溶性醌类化合物,为一种脂溶性醌类化合物,在呼吸链中在呼吸链中作为作为递氢体。递氢体。OCH3CH3H3COH3COO(CH2CH=CCH2)nH细细 胞胞 色色 素素细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子电子传递传递的酶类,根据它们吸收光谱不同而分类。的酶类,根据它们吸收光谱不同而分类。四种酶复合体四种酶复合体、
8、及及泛醌泛醌和和细胞色素细胞色素C C(三三)呼吸链的组成及排列顺序呼吸链的组成及排列顺序四种具有传递电子功能的酶复合体四种具有传递电子功能的酶复合体(complex)*泛醌泛醌 和和 Cytc 不包含在上述四种复合体中不包含在上述四种复合体中NADH复合体复合体CoQ复合体复合体FMNFe-S FADFe-SCytbCytc c1 1复合体复合体Cytc cCyt aa aa3 3复合体复合体 1/2O2呼吸链的排列顺序呼吸链的排列顺序-(氧化还原电位由低到高氧化还原电位由低到高)NADH-辅辅酶酶Q还原酶还原酶琥珀酸琥珀酸-辅辅酶酶Q还原酶还原酶辅酶辅酶Q-细胞色细胞色素素C还原酶还原酶细
9、胞色素细胞色素C氧化酶氧化酶1.NADH氧化呼吸链氧化呼吸链NADH复合体复合体Q复合体复合体Cytc复复合体合体O22.琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸琥珀酸复合体复合体Q复合体复合体Cytc复合体复合体O2每每2H通过此呼吸链可生成通过此呼吸链可生成2.52.5分子分子ATP。进入此呼吸链的底物进入此呼吸链的底物:琥珀酸、脂肪酰琥珀酸、脂肪酰CoA CoA、-磷酸甘油磷酸甘油每每2H通过此呼吸链可生成通过此呼吸链可生成1.51.5分子分子ATP。(四四)体内两条重要的呼吸链(重点)体内两条重要的呼吸链(重点)两条呼吸链的比较两条呼吸链的比较:相同点相同点:1.1.将将H传递给传递给O
10、2生成水生成水2.2.H和和O2消耗,其它可反复使用消耗,其它可反复使用 不同点不同点:NADH呼吸链呼吸链 琥珀酸呼吸链琥珀酸呼吸链 普遍程度普遍程度 较普遍较普遍 次要次要起始物起始物 NADHFADH2生成生成ATP 2.5 1.5 2.5 1.5 二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化 1 1、体内、体内ATPATP的生成方式的生成方式:氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 1 1)底物水平磷酸化的定义:)底物水平磷酸化的定义:代代谢谢物物氧氧化化过过程程中中产产生生的的能能量量直直接接使使ADPADP(GDPGDP)磷磷酸酸化化生生成成 ATPATP(GTPGTP)的的反应。反应
11、。2 2)体内的底物水平磷酸化反应:)体内的底物水平磷酸化反应:1 1、3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-磷酸甘油磷酸甘油酸酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A A 琥珀酸琥珀酸ADPATPADPATPGTPGDP3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶琥珀酸硫激酶琥珀酸硫激酶 2 2、氧化磷酸化的定义、氧化磷酸化的定义*:代谢物脱氢经呼吸链传:代谢物脱氢经呼吸链传 递生成水时所释放的能量使递生成水时所释放的能量使ADP磷酸化生成磷酸化生成 ATP的过程。的过程。SH2S脱脱 氢氢 酶酶2HNADH+H+(或(或FADH2)NADH+(
12、或(或FAD)呼吸链呼吸链1/2O2H2O释放能量释放能量ATP合酶合酶ADP+PiATP氧氧 化化 磷磷 酸酸 化化3 3、氧化磷酸化的偶联部位:、氧化磷酸化的偶联部位:(1)1)确定方法确定方法 A A、P/OP/O比值比值:每消耗每消耗1 1摩尔氧原子所消耗摩尔氧原子所消耗 无机磷的摩尔数。无机磷的摩尔数。3737 B B、自由能变化:计算公式、自由能变化:计算公式 G G0 0,=-nFE=-nFE0 0,ADP+PiATPG0=30.5kJ/mol 3838 线粒体离体实验测得的一些底物的线粒体离体实验测得的一些底物的P/OP/O比值比值底底 物物 呼吸链的组成呼吸链的组成 P/OP
13、/O比值比值 生成生成ATPATP数数-羟丁酸羟丁酸 从从NAD到氧到氧 2.4-2.8 2.4-2.8 2.52.5 琥珀酸琥珀酸 从从FAD到氧到氧 1.71.7 1.51.5 抗坏血酸抗坏血酸 从从Cytc到氧到氧 0.880.88 1 1 细胞色素细胞色素C C 从从Cytaa3到氧到氧 0.61-0.680.61-0.68 1 1 FAD FAD NADH FMN CoQ Cytb CytcNADH FMN CoQ Cytb Cytc1 1 Cytc Cytaa Cytc Cytaa3 3 O O2 2ATPATP ATP 2 2、氧化磷酸化偶联部位、氧化磷酸化偶联部位电子传递链自由
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- 脱氢酶 过氧化物 中的 氧化酶
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