新陈代谢总论与生物氧化

1、新陈代谢的概念新陈代谢的概念: : 是生物体内进行的所有化学是生物体内进行的所有化学变化的总称，变化的总称，是生物与外界环境进行物质交换与能量是生物与外界环境进行物质交换与能量交换的全过程。交换的全过程。 新陈代谢新陈代谢 合成代谢合成代谢（同化作用）（同化作用） 分解代谢分解代谢（异化作用）（异化作用）生物小分子合成为生物小分子合成为生物大分子生物大分子需要能量需要能量释放能量释放能量生物大分子分解为生物大分子分解为生物小分子生物小分子能量能量代谢代谢物质代谢物质代谢新陈代谢的特点：新陈代谢的特点：1 1新陈代谢过程中所包含的化学反应往往不是一步完成，新陈代谢过程中所包含的化学反应往往不是一

2、步完成，而是通过一系列的中间过程而完成的，反应数目虽多，但有而是通过一系列的中间过程而完成的，反应数目虽多，但有其顺序性，各个反应之间又是相互配合，一环扣一环，有条其顺序性，各个反应之间又是相互配合，一环扣一环，有条不紊地进行。不紊地进行。2 2代谢作用在比较温和的条件下进行，因为极大多数反应代谢作用在比较温和的条件下进行，因为极大多数反应是由酶所催化。是由酶所催化。3 3代谢作用具有灵敏的自动调节。代谢作用具有灵敏的自动调节。 高能化合物类型高能化合物类型: :高能化合物高能化合物磷酸化合物磷酸化合物非磷酸化合物非磷酸化合物磷氧型磷氧型磷氮型磷氮型硫酯键化合物硫酯键化合物甲硫键化合物甲硫键化

3、合物酰基磷酸化合物酰基磷酸化合物焦磷酸化合物焦磷酸化合物烯醇磷酸化合物烯醇磷酸化合物生物氧化：生物氧化：糖类、脂肪和蛋白质在活细胞内氧化分解，产生糖类、脂肪和蛋白质在活细胞内氧化分解，产生COCO2 2、H H2 2O O并放出能量的作用。并放出能量的作用。 生物氧化的特点生物氧化的特点: :1 1生物氧化是在活细胞内，氧化条件温和的内环境生物氧化是在活细胞内，氧化条件温和的内环境中进行的；中进行的；2 2生物氧化是分阶段，经系列反应才完成的，能量生物氧化是分阶段，经系列反应才完成的，能量逐步缓慢释放；逐步缓慢释放；3 3生物氧化的能量利用效率高，除以热能形式散失生物氧化的能量利用效率高，除以

4、热能形式散失掉一部分外，尚有相当多的能量可重新以化学能的掉一部分外，尚有相当多的能量可重新以化学能的形式贮存利用；形式贮存利用；4 4生物氧化中水是不可缺少的。生物氧化中水是不可缺少的。呼吸链：呼吸链：代谢物上的氢原子被脱氢酶催化脱落后，经过一系列代谢物上的氢原子被脱氢酶催化脱落后，经过一系列的传递体，最后被传递给被激活的氧分子，而生成水的全部体的传递体，最后被传递给被激活的氧分子，而生成水的全部体系。系。 烟酰胺脱氢酶类：烟酰胺脱氢酶类：以以NADNAD+ +或或NADPNADP+ +为辅酶。为辅酶。黄素脱氢酶类：黄素脱氢酶类：以黄素单核苷酸以黄素单核苷酸FMNFMN或黄素腺嘌呤二核苷酸或黄

5、素腺嘌呤二核苷酸FADFAD为为辅酶。辅酶。辅酶辅酶Q Q（C C0 0Q Q）：）：是一种脂溶性的醌类化合物。是一种脂溶性的醌类化合物。铁硫蛋白（铁硫蛋白（Fe-SFe-S）：）：在微生物和动物组织中都存在。在线粒体内在微生物和动物组织中都存在。在线粒体内膜上常和细胞色素等结合而成复合物存在。膜上常和细胞色素等结合而成复合物存在。细胞色素：是一类以卟啉为辅基的电子传递蛋白。细胞色素：是一类以卟啉为辅基的电子传递蛋白。细胞色素氧化酶（细胞色素氧化酶（CytaCyta、a a3 3) )：能与能与O2O2、COCO等结合，可以被分子氧等结合，可以被分子氧直接氧化。直接氧化。呼吸链的组成呼吸链的组

6、成 呼吸链中传递体的顺序呼吸链中传递体的顺序: :NADH-0.32FMN-0.30CoQ+0.10b+0.07c1 +0.22c+0.25aa3+0.29O2+0.816FAD-0.18电子迁移方向电子迁移方向E E 0 0低低 高高 H H2 2O O和和ATPATP的生成的生成: :MH2M递氢体递氢体 NAD+（NADP+）、）、FMN （ FAD ）、）、COQ 细胞色素细胞色素 b, c1, c, aa32H+2e O2O2-H2O脱氢酶脱氢酶氧化酶氧化酶ADPATPADPATPADPATPMH2MNAD+2H+FeS2e2H+FMN2H+Cytb2H+2eCoQ2H+Cytc1C

7、ytcCytaa32e O2O2-X- + IO-XHIOHH2OXIXIXI 头部头部ATP合成合成酶酶ADP +PiATP2H+X- +IO-H2O化学渗透学说：化学渗透学说：外侧外侧内侧内侧F0F1F F0 0F F1 1-ATP-ATP酶（酶（ATPATP合成酶）：合成酶）：H+F1F0ADPPiATP+H+H+H+H+H+H+ Inner Membrane电子传递体系磷酸化：电子传递体系磷酸化：NADHFMNCoQbc1caa3O2PPPP/O：指一对电子通过呼吸链传递到氧所产生的指一对电子通过呼吸链传递到氧所产生的ATPATP的分子的分子数。数。NADH的的P/O=2.5FADH2的的P/O=1.5 胞液中胞液中NADHNADH的氧化磷酸化（肌肉和神经组织中）：的氧化磷酸化（肌肉和神经组织中）：NADH + H+NAD+二羟磷酸丙酮二羟磷酸丙酮甘油甘油-磷酸磷酸线粒体内膜线粒体内膜甘油甘油-磷酸穿梭作用磷酸穿梭作用甘油甘油-磷酸磷酸FAD二羟磷酸丙酮二羟磷酸丙酮FADH2NADHFMNCoQbc1caa3O2FAD3-3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶3-3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶酵解酵解NADH草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸NAD+苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸N