《生物氧化新书》PPT课件.ppt
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1、1,(Biological oxidation),第九章 生物氧化,2,主 要 内 容,概述线粒体氧化体系生物氧化与能量代谢非线粒体氧化体系,3,第一节 概述,一、生物氧化概念,H2O+CO2+能量,生物体内,营养物(糖、脂、蛋白质),O,意义:提供各种生命活动所需能量,及 维持体温。,4,二、生物氧化的特点 生物氧化 体外燃烧温和环境(37C近中性)条件剧烈,高温、高压需酶催化 不需酶催化CO2是有机酸脱羧生成的 碳和氧直接化合生成CO2有机物脱下的氢,经呼吸链生成H2O 氢和氧直接反应形成H2O逐步释放能量并形成ATP 能量以光和热形式骤然放出,5,乙酰CoA,TAC,2H,呼吸链,H2O
2、,ADP+Pi,ATP,CO2,*生物氧化的一般过程,6,三、生物氧化的方式,(一)CO2的生成(体内CO2是有机酸在酶的催化下脱羧产生 的),1.-单纯脱羧,7,2.氧化脱羧,8,3.单纯脱羧,9,4.氧化脱羧,10,(二)H20的生成,代谢物(AH2)2H,(酶与辅酶),一系列中间传递体,O2,H2O,11,第二节 线粒体氧化体系,一、呼吸链,是定位在线粒体内膜上的一组排列有序的递氢体和递电子体(酶与辅酶)构成的链状传递体系,也称电子传递链。,(respiratory chain),12,(一)呼吸链主要成员及其作用,烟酰胺脱氢酶类及其辅酶(NAD+、NADP+)黄素蛋白类及其辅基(FMN
3、、FAD)铁硫蛋白(Fe-S)泛醌(Q,CoQ)细胞色素类(Cyt.),13,烟酰胺脱氢酶类 NAD+烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 辅酶 NADP+烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(不参与呼吸链)作用:递氢体,14,呼吸链 2H+NAD+NADH+H+传递给 FMNNADPH+H+不直接与呼吸链偶联,参与物质还原,(3)递氢机理 递氢部位 吡啶环,15,黄素蛋白酶类(Flavoprotein,FP)FMN-黄素单核苷酸 在呼吸链中,FMN作为NADH脱氢酶的辅基;(1)辅基 FAD-黄素腺嘌呤二核苷酸 作为琥珀酸脱氢酶的辅基;作用:递氢体,(FP1),(FP2),16,(3)递氢机理 功能部位 异咯嗪环的N1
4、和N10,NADH+H+FMNH2 均可传递给COQ 琥珀酸脱氢 FADH2,呼吸链,(Fe-S),1,10,17,18,3.铁硫蛋白类,19,CH2-S,Fe,S,Fe,S,Fe,S,Fe,S,CH2-S,S-CH2,S-CH2,常见铁硫族:Fe4-S4 或 Fe2-S2,铁硫中心:,20,FMN(Fe-S)存在形式 FAD(Fe-S).b(2)作用:递电子体 递电子机理 Fe3+Fe2+,and,Cyt.b.C1(Fe-S),等复合物形式,e,e,在呼吸链中:,21,4.泛醌(CoQ10,Q10),结构 醌类化合物,由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链(人CoQ10),作用:递氢体,22,
5、(3)递氢机理,FMNH2,CoQ2H,2e,2H+,传递给其后的一系列递电子体,在呼吸链中,(Fe-S),FADH2,(Fe-S),23,5.细胞色素类(Cytochromes,Cyt.)是位于线粒体内的一类电子传递体,其辅基为铁卟啉,有特殊的吸收光谱,故命名细胞色素。基本结构(以细胞色素C为例),24,N,N,N,N,Fe3+,H3C-,-CH3,-CH-CH3,H3C,CH2CH2COO-,CH2CH2COO-,细胞色素 c,H3C-,Cys SH3C-CH,Cys S,多肽链,蛋白质部分,铁卟啉,25,Cyt.主要类型 根据吸收光谱特征,Cyt.类分为a、b和c三大类:*Cyt.b、c
6、1、c、a和a3 存在于线粒体内膜,作为呼吸链成员;Cyt.b5和Cyt.p450 主要存在于肝细胞微粒体,参与生物转化。,26,(2)作用 递电子体(3)递电子机理 Fe3+Fe2+,e,e,(4)递电子顺序(E0值小大)Cyt.b c1 c a a3 O2,27,在呼吸链中细胞色素类递电子顺序,2Fe2+,2Fe3+,2Fe3+,2Fe2+,2Fe3+,2Fe2+,2Fe3+,2Fe2+,O2,O2-H2O,2e,2e,2e,2e,2e,b,c1,c,a.a3,CoQ2H 2H+-,2e,2H+,28,Cyt b、c1、c、a、Cyt a3 不能与O2、CO和CN-等结合,可与O2 结合
7、也可与CO和CN结合 使呼吸链中断Cyt aa3:Cyt a与a3不易分开,常写在一起Cyt aa3:通过与氧结合,可将电子直接传递给氧,Cyt a3 被称为细胞色素氧化酶。,29,其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。,30,呼吸链各成分在线粒体内膜上的分布与定位,复合体 NADH脱氢酶,复合体 琥珀酸脱氢酶,复合体泛醌CytC还原酶,复合体细胞色素氧化酶,FMN(Fe-S),a.a3,Cyt.b.(Fe-S).c1,FAD(Fe-S),CoQ游离存在,CytC 与线粒体内膜疏松结合易分离,故二者包含在上述复合体中。,31,二、体内重要呼吸链的排列顺序,NADH+H+氧化呼
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