第五章生物氧化与氧化磷酸化.pptx

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1、第五章生物氧化BiologicalOxidation糖脂肪蛋白质CO2和H2OO2能量ADP+PiATP热能一、生物氧化的概念第一节生物氧化概述（一）广义和狭义的生物氧化概念广义：有机物（糖、脂肪、蛋白质等）在体内氧化分解生成CO2和H2O，并逐步释放能量，产生ATP的过程。包括有机物的氧化过程、呼吸链的电子传递和ATP的合成。狭义：呼吸链的电子传递和ATP的合成。（二）生物氧化的特点在温和的条件下进行。在pH近中性及体温条件下水溶液内进行。2.是逐步进行的酶促反应3.能量是逐步释放的4.产生的能量贮存于特殊的

2、化合物中。生物氧化与体外燃烧的比较生物氧化体外燃烧反应条件温和剧烈(体温、pH近中性)(高温、高压)反应过程逐步进行的酶促反应一步完成能量释放逐步进行瞬间释放（化学能、热能）（热能）CO2生成方式有机酸脱羧碳和氧结合H2O需要不需要(三)生物氧化中物质的氧化方式（3）加氧（2）脱氢(最主要)（1）失电子RH+O2ROH12COOHC=O+2HCH3（2H++2e）COOHHO－CHCH3Fe2+Fe3++e（四）生物氧化中二氧化碳的生成生物氧化中二氧化碳的生成是由于糖、蛋白质、脂肪等有机物转变成含羧基的化合物进

3、行脱羧反应。1、α-脱羧和β-脱羧；2、直接脱羧和氧化脱羧：氧化脱羧是指脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。CO2丙酮酸脱氢酶系NADH+H+NAD+CoACH3C～SCoAO异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H++CO2*丙酮酸脱羧酶CO2CHOCH3（五）生物氧化中水的生成生物氧化中所生成的水是代谢物脱下的氢经生物氧化作用和吸入的氧结合而成的。多数情况下脱氢酶和氧化酶之间需要一些电子传递体才能将质子和电子交给氧生成水。二、生物氧化中有关的酶类（一）电子转移酶只催化电子的得失，实际也是电子传递体。主要有铁硫蛋白和细胞

4、色素类。（二）氧化酶类组成：结合酶酶蛋白辅基：含Fe、Cu举例：细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等特点：催化底物脱氢后，以O2为直接受氢体，生成H2O。RH22Cu2+O2－H2OR2Cu+O2122H+2e2e（三）需氧脱氢酶特点：催化底物脱氢后，以O2为直接受氢体，生成H2O2。组成：结合酶酶蛋白辅基：FMN、FADRH2FMN/FADH2O2RFMNH2/FADH2O22H2H举例：黄嘌呤氧化酶（四）脱氢酶特点：催化底物脱氢后，以CoQ、NAD＋、NADP＋、FAD或FMN等为直接受氢体。组成：结合酶酶蛋白

5、辅基：NAD＋、NADP＋、FAD等RH2NAD＋RNADH＋H＋2H举例：苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶等（五）加氧酶（1）单加氧酶（混合功能氧化酶、羟化酶）RH+NADPH+H++O2单加氧酶ROH+NADP++H2O（2）双加氧酶O2色氨酸加双氧酶色氨酸甲酰犬尿氨酸（六）其它酶类（1）过氧化氢酶（2）过氧化物酶RH2+H2O2R+2H2O过氧化物酶H2O2+H2O22H2O+O2过氧化氢酶（3）超氧物歧化酶（SOD）2O2·+2HH2O2+O2SOD+三、高能化合物(一)高能化合物的概念一般将

6、水解时能够释放20.92kJ/mol（5Kcal/mol)以上自由能的化合物称为高能化合物。在高能化合物分子中，释放出大量自由能时水解断裂的活泼共价键称为高能键。按其分子结构特点及所含高能键的特征分：磷氧键型磷氮键型硫碳键型（硫酯键型、甲硫键型）（二）高能化合物的类型（1）磷氧键型（－O-P)(A)酰基磷酸化合物1,3-二磷酸甘油酸乙酰磷酸(A)酰基磷酸化合物氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸（B）焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸（C）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）磷氧键型：酰基磷酸化合物、焦磷

7、酸化合物、烯醇式磷酸化合物（2）氮磷键型（如胍基磷酸化合物）磷酸肌酸磷酸精氨酸这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。H（3）硫碳键型酰基辅酶AA、硫酯键型B、甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸（三）最重要的高能化合物—ATP（1）ATP的分子结构特点与水解自由能的关系①ATP是生物体通用的能量货币。②ATP是磷酸基团转移反应的中间载体。ATP在传递能量方面起着转运站的作用，它是能量的携带者和转运者，但不是能量的贮存者。（2）ATP在能量转化中的作用磷酸基团往往从磷酸基团转移势能高的物质向势能低的物质转移。磷酸基团转

8、移势能在数值上等于其水解反应的ΔG0’。磷酸基团转移势能（kcal/mol)246810121416ATPPEP1，3-二P甘油酸6-P葡萄糖3-P甘油ATP是磷酸基团转移反应的中间载体第二节电子传递链一、电子传递链的概念和存在部位概念:在生物氧化过程中，代谢物上脱下的氢经过一系列的按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体的传递，最终与氧结合生成水。这些氢和电子的传递体系称为电子传递链.由