生物化学10-11-12代谢总论能量代谢与生物氧化

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1、第八章代谢总论与生物氧化教学目的和要求：Ⅰ.生物氧化的特点Ⅱ.掌握呼吸链的类型和组成；Ⅲ.弄清呼吸链中电子的传递途径；Ⅳ.理解磷酸偶联作用与ATP的生成。第一节代谢总论一、代谢的概念活体细胞中所有化学变化的总称，包括物质和能量代谢。二、代谢的研究方法1、活体内、外实验；2、同位素示踪；3、代谢途径的阻断。三、生物体内能量代谢的基本规律(能量定恒定律)四、高能化合物与ATP的作用（自学）1.高能化合物生物体通过生物氧化所产生的能量，除一部分用以维持体温外，大部分可以通过磷酸化作用转移至高能磷酸化合物ATP中。根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类

2、型：磷氧键型酰基磷酸化合物3-磷酸甘油酸磷酸乙酰磷酸10.1千卡/摩尔11.8千卡/摩尔氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸7.3千卡/摩尔烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡/摩尔氮磷键型磷酸肌酸磷酸精氨酸10.3千卡/摩尔7.7千卡/摩尔这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。硫酯键型3‘-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸酰基辅酶A甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸2.ATP的作用（自学）机械能（运动）分解代谢ATP化学能（合成作用）~渗透能（分泌、吸收、离子泵电能（生物电）代谢底物ADP热能（维持体温）光能（生物发光）第二节生

3、物氧化一、生物氧化概念有机物在生物体内的氧化包括物质分解和产能呼吸作用O2CO2+H2O细胞呼吸（微生物）真核生物的生物氧化在线粒体膜上进行;原核生物的生物氧化在细胞膜上进行。故生物氧化也叫细胞氧化或细胞呼吸。二、线粒体的膜相结构三、生物氧化的特点1.生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，中性pH和常温）。2.氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生。3.水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。4.在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传

4、递到氧并生成水。5.生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。6.生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。生物氧化的本质是电子的得失，失电子者为还原剂，是电子供体，得电子者为氧化剂，是电子受体在生物体内，它有三种方式：加氧氧化电子转移四、生物氧化的本质O2苯丙氨酸酪氨酸脱氢氧化乳酸脱氢酶五.生物氧化中CO2的生成是糖类、脂类、蛋白质等有机物转变成含羧基的化合物进行脱羧反应所致。六.生物氧化中H2O的生成——

5、呼吸传递链底物上的H经脱H反应后，再经呼吸链（电子传递链）的传递，最终传给活化的氧而生成水。1、呼吸链的概念代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给活化的氧分子，而生成水的全部体系。也叫电子传递体系或电子传递链。线粒体呼吸链2.呼吸链的类型3.典型线粒体的呼吸链的组成由许多个组分组成，参加呼吸链的氧化还原酶有烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁硫蛋白类、细胞色素类、辅酶Q类等。即：烟酰胺脱H酶类：辅酶为NAD+或NADP+黄素脱H酶类：FAD、FMN组成Fe—S类：以Fe的价变来传递电子CoQ类：为中间传递体，不能从底物上接受HCyto类

6、:Cytob、CytoC1、CytoC、Cytoaa3（1）组成:（2）排列NADH：还原型辅它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得到的产物。NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要电子供体之一。是一种与电子传递有关的蛋白质，它与NADHQ还原酶的其它蛋白质组分结合成复合物形式存在。它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在。(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+Fe2+变化起传递电子的作用铁硫蛋白（简写为Fe-S）NADHQ还原酶（复合物I）特点：最少含有16个多肽亚基。其活性部分含有辅基FMN和铁硫蛋白；作

7、用：是催化NADH的氧化脱氢以及Q的还原。既是一种脱氢酶，又是还原酶。FMN的作用是接受脱氢酶脱下来的电子和质子，形成还原型FMNH2。还原型FMNH2可以进一步将电子转移给Q。NADHQ还原酶NADH+Q+H+=========NAD++QH2NADH泛醌还原酶（简写为Q）或辅酶-Q（CoQ）：它是电子传递链中唯一的非蛋白电子载体。为一种脂溶性醌类化合物。泛醌特点：是线粒体内膜上的一种跨膜蛋白复合物，由9个多肽亚基组成。活性部分主要包括细胞色素b和c1，以及铁硫蛋白（2Fe-2S）。作用：是催化还原型QH2的氧化和细胞色素c（cyt.c）的还原。QH2

8、-cyt.c还原酶QH2+2cyt.c