代谢总论与生物氧化七.ppt

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1、新陈代谢，是生物体内所有化学变化的总称。,合成代谢（同化作用）,代谢,分解代谢（异化作用）,释放能量,能量代谢,物质代谢,物质合成,需要能量,物质分解,第七章 代谢总论与生物氧化,一、代谢总论,CO2和H2O,O2,能量,(一)、生物氧化的概念,生物氧化指糖、脂肪、蛋白质等有机物质在生物体内氧化分解并逐步释放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。,二、生物氧化,（二）、生物氧化的化学本质与特点,本质：生物氧化是发生在生物体内的氧化还原反应,（三）、生物氧化的方式,1.失电子,2.脱氢(最主要),3.加氧,（四）、CO生成的方式,基本方式：有机酸脱羧,（五）生物氧化过程中水的生成,代谢物上的氢

2、要在脱氢酶的作用下才能脱下，吸入的O2要通过氧化酶的作用才能转化为高活性的氧。在此过程中，还需要有一系列传递体才能把氢传递给氧，生成水.代谢物M2H 氧化型 H2O 一个或多个传递体 M 脱氢酶 还原型 氧化酶 1/2O2 生物氧化过程中水的生成,（六）生物氧化中能量的产生（线粒体氧化体系）,线粒体呼吸链呼吸链氧化体系中的酶类、传递体按一定的规律分布、排列在线粒体内膜和基质中，将代谢脱下的氢传递给氧生成水，由于与细胞利用氧的呼吸过程有关，常将这一体系称为呼吸链，又称电子传递链。,1、呼吸链的组分及其作用,（1）以NAD+、NADP+为辅酶的脱氢酶类 尼克酰胺核苷酸类 NAD+、NADP+递氢体

3、（2）黄素蛋白 FMN、FAD 递氢体（3）铁硫蛋白 单电子传递体（4）泛醌（辅酶Q）递氢体（5）细胞色素体系 单电子传递体,尼克酰胺核苷酸的作用原理,黄素核苷酸的作用原理,核黄素(黄色),（a）2Fe-2S,（b）4Fe-4S,铁硫蛋白的结构,辅酶Q的结构及作用原理,泛醌,细胞色素体系（Cyt）,.Cyt的本质,细胞色素=酶蛋白+血红素,.Cyt的分类,细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传递的酶类。,线粒体（a、a3、b、c、c1）,.Cyt的存在部位,Cytaa3（细胞色素氧化酶）：Cyta 与 Cyta3 结合紧密，很难分开，故将Cyta 和 Cyta3 合称 Cytaa3。Cyta

4、a3 可以直接将电子传递给氧，使氧被激活为氧离子，故亦称为细胞色素氧化酶。,NADH氧化呼吸链,FADH2氧化呼吸链,线粒体内的两条呼吸链,复合体,复合体,复合体,复合体,呼吸链中传递体的顺序 呼吸链中氢和电子的传递是有着严格的顺序和方向的。这些顺序和方向，是根据各种电子传递体标准氧化还原电位（E0）的数值测定。各组分在链上的位置次序与其得失电子趋势的强度有关。电子总是从低氧化还原电位向高的电位上流动，氧化还原电位E0的数值愈低，即供电子的倾向愈大，愈易成为还原剂，而处在呼吸链的前面。因此按呼吸链中各组分的E0而决定其顺序与方向。,（一）ATP生成方式,1 底物水平磷酸化,概念：是指代谢物在氧

5、化分解过程中产生的高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程。,3-磷酸甘油酸,1,3-二磷酸甘油酸,三 氧化磷酸化,2 氧化磷酸化,概念：代谢物脱下的氢，经呼吸链氧化为水时释放的能量，在ATP合酶的催化下，使ADP磷酸化成ATP的过程，由于代谢物的氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联进行，故称为氧化磷酸化。,呼 吸 链,能量,氧化,磷酸化,偶联,H2O,（二）.氧化磷酸化的偶联部位,氧化磷酸化偶联部位：复合体、主要根据自由能G变化和P/O比值确定,P/O值：是指氧化磷酸化过程中，无机磷原子消耗的摩尔数与氧原子消耗的摩尔数之比，即产生多少摩尔的ATP。,可间接测ATP生成量：NADH呼吸链：P/O=2.5 FADH2呼吸链：P/O=1.5,（三）、线粒体外NADH的氧化磷酸化作用,磷酸甘油穿梭系统 苹果酸天冬氨酸穿梭系统,NAD+,NADH+H+,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,FADH2,FAD,胞液,线粒体基质,胞液中-磷酸甘油脱氢酶(辅酶为NAD+),线粒体内-磷酸甘油脱氢酶(辅酶为FAD),细胞液,线粒体内膜体,天冬氨酸,-酮戊二酸,苹果酸,草酰乙酸,谷氨酸,-酮戊二酸,天冬氨酸,苹果酸,谷氨酸,NADH+H+,NAD+,草酰乙酸,NAD+,线粒体基质,NADH+H+,（、为膜上的转运载体）,呼吸链,