生物化学06.第六章 生物氧化.doc

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1、幻灯片1第六章生物氧化(BiologicalOxidation)物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。热能糖CO2和H2OO2能量ATP脂肪蛋白质ADP+Pi幻灯片2第一节概述(Outline)一、生物氧化的方式与特点(一)生物氧化的方式生物氧化与物质在体外的氧化方式在化学本质上是相同的，生物氧化的方式有加氧、脱氢和失电子反应。幻灯片31.加氧反应RCHO+1/2O2RCOOH醛酸2.脱氢反应CH3CH(OH)COOHCH3CO

2、COOH+2H乳酸丙酮酸3.失电子反应Fe2+Fe3++e幻灯片4(二)生物氧化的特点体外氧化生物氧化相同点氧化方式均为加氧、脱氢、失电子。耗氧、释放能量、终产物（CO2，H2O）均相同。不同点为细胞内恒定条件下酶促反应逐步进行，能量逐步释放，生成ATP。加水脱氢反应使物质间接获得氧，脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。为不恒定条件下非酶促反应，能量以热能形式突然释放。产生的CO2、H2O由物质中的碳和氢直接与氧结合生成。幻灯片5二、生物氧化的酶类(一)氧化酶类细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化

3、酶等属于此类酶，该类酶的亚基常含有铁、铜等金属离子。2H+H2OSH2+2e2Cu2+O2-S2Cu+1/2O2SH2:底物S:产物2H+H2OSH2+2Cu2+O2-S2Cu+1/2O22e幻灯片6(二)需氧脱氢酶类2HH2O2SH2SO2FMN 或 FADFMNH2 或 FADH22HL-氨基酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶等属于此类酶。(三)不需氧脱氢酶类乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等。SH2SFMN(或FAD)FMNH2(或FADH2)SH2SNAD+(NADP+)NADH+H+(NADPH+H+)幻灯片7三

4、、生物氧化过程中CO2的生成人体内CO2的生成来源于有机酸的脱羧反应。根据脱去的羧基在有机酸分子中的位置不同，分为α-脱羧和β-脱羧两种；又根据脱羧是否伴有氧化，可分为单纯脱羧和氧化脱羧两种类型。(一)α-单纯脱羧α2NHR-CH-COOH氨基酸脱羧酶COR-CHNH+222胺α-氨基酸幻灯片8(二)α-氧化脱羧乙酰辅酶A+CO2SCoA~CH3COHSCoA+丙酮酸αCH3COCOOH丙酮酸脱氢酶系+NADH+H+NAD(三)β-单纯脱羧αβCOCOOHHCH2-COO丙酮酸羧化酶CO2+CH3COC

5、OOH丙酮酸草酰乙酸(四)β-氧化脱羧+CO2CHOH-COOHCH-COOHCH2-COOHαβ异柠檬酸CH2-COOHCH2CO-COOHα-酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶+NADH+H+NAD幻灯片9第二节呼吸链与氧化磷酸化(respiratorychainandoxidativephosphorylation)一、什么是呼吸链代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratorychain)又称电子传递链(elect

6、rontransferchain)。幻灯片10四种具有传递氢和电子功能的酶复合体。泛醌和Cytc均不包含在上述四种复合体中。人线粒体呼吸链复合体复合体酶名称复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体Ⅳ琥珀酸-泛醌还原酶泛醌-细胞色素c还原酶细胞色素c氧化酶辅基FMN，Fe-SFAD，Fe-S铁卟啉，Fe-S铁卟啉，Cu多肽链数3941113复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体ⅣNADH-泛醌还原酶NADH-泛醌还原酶琥珀酸-泛醌还原酶泛醌-细胞色素还原酶FMN，Fe-SFAD，Fe-S铁卟啉，Fe-S铁卟啉，Cu幻灯片1

7、1呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置e-e-e-e-e-ⅠO2FADH2NADH细胞色素C线粒体内膜胞液侧基质侧ⅣⅢⅡQ幻灯片12(一)复合体Ⅰ:NADH-泛醌还原酶 NADH→→CoQFMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-22HHHeH+H1.复合体Ⅰ的组成(1)NAD+和NADP+RHCONH2N+Ce+RHHCONH2N+H++H+H+NAD(P)+NAD(P)H+H++2H-2H氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。幻灯片13(2)FMN(FAD)FMN

8、结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN•。OOCH3CH3RNNNHNOOCH3CH3RNNNHN+H-H+H-HHOOCH3CH3RNNNHNHHFMN(或FAD)FMNH(或FADH),即FMN•FMNH2(或FADH2)氧化型或醌型半醌型还原型或氢醌型幻灯片14(3)铁硫蛋白铁硫蛋白铁硫蛋白中辅基铁硫簇(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+DFe3++e反应传递电子。ⓈⓈF