生物氧化下市公开课获奖课件

1、第 六 章生 物 氧 化Biological Oxidation下第1页第1页三、影响氧化磷酸化原因1. 呼吸链克制剂 阻断呼吸链中一些部位电子传递。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. 氧化磷酸化克制剂 对电子传递及ADP磷酸化都有克制作用。如：寡霉素 （一）克制剂第2页第2页鱼藤酮粉蝶霉素A异戊巴比妥 抗霉素A粘噻唑菌醇 COCN-N3-H2S各种呼吸链克制剂阻断位点第3页第3页解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体） F0 F1 Cyt cQ胞液侧 基质侧 解偶联 蛋白热能 H+ H+ ADP+Pi ATP 第

2、4页第4页 寡霉素(oligomycin) 可制止质子从F0质子通道回流，克制ATP生成寡霉素ATP合酶结构模式图第5页第5页鱼藤酮粉蝶霉素A异戊巴比妥粘噻唑菌醇抗霉素ACOCNN3 H2S二硝基苯酚寡霉素PiADP ATPATP合酶第6页第6页（二）ADP调整作用 ADP增进氧化磷酸化不同底物和克制剂对线粒体氧耗影响 第7页第7页不同底物和克制剂对线粒体氧耗影响 第8页第8页（三）甲状腺激素 1. 诱导Na+,K+ATP酶 ATP ADP + Pi 2. T3诱导解偶联蛋白基因表示Na+,K+ATP酶第9页第9页（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。

3、由mtDNA编码 亚基数目 （ND） 43 7 4 0 11 1 13 3 （ATP合酶） 8 2复合体 亚基数目人类线粒体基因编码呼吸链蛋白质ND: NADH dehydrogenase 人类线粒体基因组线粒体基因病系谱图 第10页第10页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神经炎，引起严重双侧视神经萎缩和大片 中心暗点，使视力忽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，但任何年龄段都也许发病。

4、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、重复发生卒中样发作、 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 第11页第11页四、ATP高能磷酸键水解

5、时释放能量不小于21KJ/mol磷酸酯键，常表示为 P。高能磷酸化合物含有高能磷酸键化合物（一）高能磷酸键与高能磷酸化合物 第12页第12页第13页第13页 ATP + UDP ADP + UTPATP + CDP ADP + CTPATP + GDP ADP + GTP ADP + ADP ATP + AMP腺苷酸激酶2. 腺苷酸激酶作用1. 核苷二磷酸激酶作用（二）高能磷酸化合物互变与能量储存第14页第14页3. 肌酸激酶作用磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量一个贮存形式。第15页第15页 （三） ATP生成和利用ATP ADP 肌酸 磷酸肌酸 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 P P 机械能(肌肉

6、收缩)渗入能(物质积极转运) 化学能(合成代谢)电能(生物电)热能(维持体温)生物体内能量储存和利用都以ATP为中心。第16页第16页五、通过线粒体内膜物质转运线粒体外膜通透性高，线粒体对物质经过选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质转运。第17页第17页 线粒体内膜主要转运蛋白 （ATP-ADP转位酶）第18页第18页（一） 胞浆中NADH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 shuttl

7、e)第19页第19页 NADH+H+ FADH2 NAD+ FAD 线粒体 内膜 线粒体 外膜膜间隙 线粒体 基质-磷酸甘油 脱氢酶 呼吸链 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油 -磷酸甘油 脱氢酶1.5ATP 1. -磷酸甘油穿梭机制（脑、骨骼肌） -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 第20页第20页NADH +H+ NAD+ 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 苹果酸 脱氢酶 谷草转 氨酶 胞液 线粒体内膜 基质 呼吸链 天冬氨酸 2.5ATP 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

8、谷草转氨酶谷氨酸第21页第21页腺苷酸转运蛋白， 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第22页第22页ATP-ADP转位酶第23页第23页ATP4- F0 F1 胞液侧 基质侧 腺苷酸转运蛋白磷酸转运蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- 4H+ 4H+ H+ H+ H2PO4- H2PO4- ADP3- ADP3- 第24页第24页第二节 其它不生成ATP氧化体系Section 2 Other Oxidative Enzyme Systems 第25

9、页第25页反应活性氧类(reactive oxygen species, ROS)O2e-O2-e-+2H+H2O2e-+H+ OHH2Oe-+H+H2O反应活性氧类一、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。第26页第26页ROS主要起源线粒体：线粒体超氧阴离子O2-，是体内O2-主要起源；1Q O2 + e- O2-第27页第27页过氧化酶体：FAD将从脂肪酸等底物取得电子交给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、药物等外源原因也可造成细胞产生活性氧类。 机体可通过抗氧化酶体

10、系及时清除活性氧，以预防其累积造成有害影响。第28页第28页（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。2H2O2 2H2O + O2 过氧化氢酶 抗氧化酶体系H2O2在吞噬细胞中可氧化杀死入侵细菌，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。第29页第29页（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。R + H2O2 RO + H2O RH2+ H2O2 R + 2H2O 过氧化物酶 过氧化物酶 谷胱甘肽过氧化物酶 H2O2(ROOH) H2O(ROH+H2O) 2G SH

11、 G S S G NADP+ NADPH+H+ * 这类酶可保护生物膜及血红蛋白免遭损伤 谷胱甘肽还原酶 含硒谷胱甘肽过氧化物酶 第30页第30页（三）超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase，SOD)SODH2O2 + O2 2 O2+ 2H+ 2H2O2 2H2O + O2 过氧化氢酶 SOD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主要酶。第31页第31页（四）其它小分子自由基清除剂：维生素 C维生素 E-胡萝卜素泛醌第32页第32页（一）加单氧酶 (monoxygenase)* 催化反应：RH + NADPH + H+ + O2 ROH + NADP+ + H2O 又称混合功效氧化酶或羟化酶。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处有最大吸取