1 / 78

第二十四章 生 物 氧 化

第二十四章 生 物 氧 化. 一支火柴的燃烧是纤维素氧化 （ C 6 H 12 O 6 ） n + O 2 n CO 2 + nH 2 O + 能量 纤维素 氧 温度 光和热 （可燃物） 生物体也进行类似的反应 （ C 6 H 12 O 6 ） n + O 2 n CO 2 + nH 2 O + 能量

ron
Download Presentation

第二十四章 生 物 氧 化

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第二十四章 生 物 氧 化

  2. 一支火柴的燃烧是纤维素氧化 （C6H12O6）n + O2 n CO2 + nH2O + 能量 纤维素 氧 温度 光和热 （可燃物） 生物体也进行类似的反应 （C6H12O6）n + O2 n CO2 + nH2O + 能量 淀粉 氧 酶 ATP （氧化底物）

  3. 生物氧化与非生物氧化反应的比较 • 生物体内发生的氧化反应通称为生物氧化。 • 两者的共同之处是（1）反应的本质都是脱氢、失电子或加氧；（2）被氧化的物质相同，终产物和释放的能量也相同。 • 两者的主要差别是（1）生物氧化的主要方式为脱氢；（2）生物氧化在酶的催化下进行，因此条件比较温和；（3）生物氧化是在一系列酶、辅酶（辅基）和电子传递体的作用下逐步进行的，每一步释放一部分能量。

  4. 糖 酵 解 三 羧 酸 循 环 呼吸链

  5. 参与生物氧化主要的酶的结构与功能 • 氧化酶（Oxidases） • 脱氢酶（Dehydrogenases） • 过氧化物酶（Peroxidases） • 加氧酶（Oxygenase ）

  6. 呼吸链 • 定义——生物氧化过程中从代谢物脱下来的氢和电子需要经过一系列中间传递体，最后才与氧气形成水，在其间能量逐步释放。这种由一系列传递体构成的链状复合体称为电子传递体系（ETS）或简称为呼吸链。 • 呼吸链的类型及其在细胞中的定位和功能——按照生物氧化过程中最初的氢和电子受体的性质，呼吸链可分为NADH呼吸链、FADH2呼吸链和细胞色素P450呼吸链。其中前两种呼吸链位于原核细胞的细胞膜和真核细胞的线粒体内膜，它们的主要功能是是参与某些代谢物的合成或降解。 • 呼吸链的组分

  7. 呼吸链的组分 • NAD+及与NAD+偶联的脱氢酶 NAD+是一种流动的电子传递体。 • 黄素及与黄素偶联的脱氢酶 • 辅酶Q 属于一种流动的电子传递体。 • 铁硫蛋白 • 细胞色素 细胞色素c是一种流动的电子传递体 • 氧气

  8. 线粒体呼吸链

  9. 辅酶Q的化学结构及其电子的传递功能

  10. 铁硫蛋白 • 铁硫蛋白(简写为Fe-S)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。

  11. 铁硫蛋白 • 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

  12. 三类铁硫蛋白的结构和传递电子的功能

  13. 血红素a、b和c的化学结构

  14. 细胞色素的光吸收

  15. 几种细胞色素的性质比较 离体线粒体在有氧条件下TCA循环反应 达到平衡时，呼吸链中各组分的还原程度

  16. 如何确定呼吸链各组分的排列顺序 • 测定各成分的标准氧化还原电位（E0＇） • 根据在有氧环境下氧化反应达到平衡时各电子传递体的还原程度来确定 • 使用特异性呼吸链抑制剂和人工电子受体 • 呼吸链的拆分和重组

  17. 呼吸链的拆分

  18. 几种呼吸链抑制剂的作用位点

  19. 几种呼吸链抑制剂的化学结构

  20. 复合体I、II、III和IV的结构和性质

  21. 复合体I NADH- CoQ氧化还原酶 接受来自NADH的e- NADH 只能参与双电子转移反应 2 辅助因子 1 FMN 6-7 Fe-S蛋白 2e-转移 4电子泵入到膜间隙

  22. 电子在复合体I上的传递

  23. 复合物II 琥珀酸-CoQ氧化还原酶 主要成分为琥珀酸脱氢酶 FAD和Fe-S 蛋白作为电子传递体 还有细胞色素b 琥珀酸 富马酸 FADH2 FAD Q QH2 无质子进入膜间隙，但是电子从FADH2进入ETC

  24. 复合体III CoQ- 细胞色素c 氧化还原酶 细胞色素bc1复合物 细胞色素 Fe-S 蛋白 电子传递 细胞色素b 细胞色素c1 只参与单电子传递

  25. 复合体 IV 细胞色素c氧化酶 4个氧还中心 细胞色素a 细胞色素a3 一对铜原子: CuAc中心 CuB

  26. 电子在复合体IV上的传递

  27. 电子在各复合体和复合体之间的传递

  28. 氧化磷酸化 • 呼吸链的主要功能是产生能量货币ATP。当电子沿着呼吸链向下游传递的时候总伴随着自由能的释放，释放的自由能有很大一部分用来驱动ATP的合成，这种与电子传递偶联在一起的合成ATP方式（ADP被磷酸化）被称为氧化磷酸化（OxP）。

  29. Oxidative Phosphorylation

  30. 氧化磷酸化的偶联机制 • 化学偶联假说 • 构象偶联假说 • 化学渗透学说 该学说由Peter Mitchell于1961年提出，其核心内容是电子在沿着呼吸链向下游传递的时候，释放的自由能转化为跨线粒体内膜（或跨细菌质膜）的质子梯度，质子梯度中蕴藏的电化学势能直接用来驱动ATP的合成。驱动ATP合成的质子梯度通常被称为质子驱动力（pmf），它由化学势能（质子的浓度差）和电势能（内负外正）两部分组成。

  31. 质子驱动力

  32. 化学渗透学说图解

  33. 更多的问题，需要更多的答案 • 支持化学渗透学说的证据 • 跨膜的质子梯度如何产生？ 1) Q 循环 2)构象变化 • F1/F0 ATP合酶如何催化ATP的合成？Paul Boyer的结合变化学说使其获得1997年的诺贝尔化学奖。

More Related