《生物氧化下》PPT课件.ppt
第 六 章,生 物 氧 化Biological Oxidation下,三、影响氧化磷酸化的因素,1.呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传递。如鱼藤酮、抗霉素A、氰化物等2.解偶联剂使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如：二硝基苯酚(DNP),解偶联蛋白 3.氧化磷酸化抑制剂 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素,（一）抑制剂,鱼藤酮粉蝶霉素A异戊巴比妥,抗霉素A粘噻唑菌醇,COCN-N3-H2S,各种呼吸链抑制剂的阻断位点,解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）,Q,胞液侧,基质侧,解偶联 蛋白,寡霉素(oligomycin)可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成,寡霉素,ATP合酶结构模式图,ATP合酶,（二）ADP的调节作用 ADP促进氧化磷酸化,不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响,不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响,（四）mtDNA突变 影响氧化磷酸化，使ATP生成减少而致病，主要呈母系遗传。,人类线粒体基因组,线粒体基因病系谱图,1、Leber 遗传性视神经病(Leber hereditary optic neuropathy，LHON)临床表现：病初发时为急性或亚急性眼球的神经炎，引发严重双侧视神经萎缩和大片 中心暗点，使视力突然丧失并伴有色觉障碍。在急性发作之后，视觉进一 步衰退，但常可维持0.020.5的视力。色觉障碍等。此症发病高峰年龄是2025岁，但任何年龄段都可能发病。基因突变：ND1：LHON 4160TC，亮脯；ND1：LHON 3460GA，丙丝；ND1：LHON 3394TC，酪组2、线粒体脑肌病、乳酸酸中毒及卒中样发作综合征(mitochondrial encephalomyopathy，lacticacidosis，and stroke-like episodes，MELAS)临床表现：虚弱、乳酸酸中毒、感觉神经性听觉丧失、痴呆、反复发生卒中样发作、头痛、呕吐基因突变：线粒体tRNA Leu：MELAS 3243 T C 或 A G ND4：MELAS 11084 A G,mtDNA突变疾病举例,四、ATP,高能磷酸键水解时释放的能量大于21KJ/mol的磷酸酯键，常表示为 P。高能磷酸化合物含有高能磷酸键的化合物,（一）高能磷酸键与高能磷酸化合物,2.腺苷酸激酶的作用,1.核苷二磷酸激酶的作用,（二）高能磷酸化合物的互变与能量储存,3.肌酸激酶的作用,磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。,（三）ATP的生成和利用,ATP,ADP,机械能(肌肉收缩)渗透能(物质主动转运)化学能(合成代谢)电能(生物电)热能(维持体温),生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。,五、通过线粒体内膜的物质转运,线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。,线粒体内膜的主要转运蛋白,（ATP-ADP转位酶）,（一）胞浆中NADH的氧化,胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。转运机制主要有-磷酸甘油穿梭(-glycerophosphate shuttle)苹果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparate shuttle),NADH+H+,FADH2,NAD+,FAD,线粒体 内膜,线粒体 外膜,膜间隙,线粒体 基质,磷酸二羟丙酮,-磷酸甘油,-磷酸甘油 脱氢酶,1.-磷酸甘油穿梭机制（脑、骨骼肌）,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,NADH+H+,NAD+,谷氨酸-天冬氨酸 转运体,苹果酸-酮 戊二酸转运体,苹果酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,谷氨酸,胞液,线粒体内膜,基质,天冬氨酸,2.苹果酸-天冬氨酸穿梭机制（心、肝、肾）,苹果酸,苹果酸脱氢酶,草酰乙酸,天冬氨酸,-酮戊二酸,谷草转氨酶,谷氨酸,腺苷酸转运蛋白，又称ATP-ADP转位酶。作用：催化ADP经内膜进入线粒体与ATP经内膜移出 线粒体。磷酸盐转运蛋白作用：参与H2PO4与H+同向转运到线粒体内。,（二）腺苷酸与磷酸转运蛋白,ATP-ADP转位酶,ATP4-,ADP3-,H2PO4-,第二节 其他不生成ATP的氧化体系Section 2 Other Oxidative Enzyme Systems,反应活性氧类(reactive oxygen species,ROS),一、抗氧化酶体系,反应活性氧类化学性质活泼，可引起蛋白质、DNA，膜脂质等。,ROS主要来源,线粒体：线粒体超氧阴离子O2-，是体内O2-的主要来源；,过氧化酶体：FAD将从脂肪酸等底物获得的电子交给O2生成H2O2和羟自由基OH。胞浆需氧脱氢酶（如黄嘌呤氧化酶等）也可催化生成O2-。细菌感染、组织缺氧等病理过程，环境、药物等外源因素也可导致细胞产生活性氧类。,机体可通过抗氧化酶体系及时清除活性氧，以防止其累积造成有害影响。,（一）过氧化氢酶(catalase)又称触酶，其辅基含4个血红素，主要存在于过氧化酶体中。,抗氧化酶体系,H2O2在吞噬细胞中可氧化杀死入侵的细菌，在甲状腺中可使2I-转化为I2，进而使酪氨酸碘化生成甲状腺素。,（二）过氧化物酶(perioxidase)以血红素为辅基，催化H2O2直接氧化酚类或胺类化合物。,谷胱甘肽过氧化物酶,H2O2(ROOH),H2O(ROH+H2O),2G SH,G S S G,NADP+,NADPH+H+,*此类酶可保护生物膜及血红蛋白免遭损伤,谷胱甘肽还原酶,含硒的谷胱甘肽过氧化物酶,（三）超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD),SOD的三种同工酶：细胞外、细胞质：Cu/Zn-SOD;线粒体：Mn-SODSOD是人体防御内、外环境中超氧离子损伤的重要酶。,（四）其他小分子自由基清除剂：,维生素 C维生素 E-胡萝卜素泛醌,（一）加单氧酶(monoxygenase),*催化的反应：,RH+NADPH+H+O2,ROH+NADP+H2O,又称混合功能氧化酶或羟化酶。,细胞色素P450(Cyt P450)：Cyt b 类细胞色素，因还原型Cyt P450与CO 结合后在450nm处有最大吸收峰而得名，主 要分布于肝、肾上腺微粒体中，参与类固醇 激素、胆汁酸及胆色素的生成及药物的生物 转化。,二、微粒体细胞色素P450加单氧酶系,加单氧酶Cyt P450,细胞色素P450加单氧酶作用机制,（二）加双氧酶,此酶催化氧分子中的2个氧原子加到底物中带双键的2个碳原子上。,例 如：,
