生物氧化与能量代谢药演示文稿

生物氧化与能量代谢药演示文稿1目前一页\总数四十七页\编于二十点（优选）生物氧化与能量代谢药学院2目前二页\总数四十七页\编于二十点是在细胞内温和的环境中（体温，pH接近中性），在一系列酶促反应逐步进行，能量逐步释放有利于有利于机体捕获能量，提高ATP生成的效率。H2O由物质氧化时脱下的氢通过呼吸链，经多步酶促氧化还原反应，最后与氧结合产生。有机酸脱羧产生CO2。*生物氧化与体外氧化之不同点

重点）：

生物氧化体外氧化能量是突然释放的。产生的CO2、H2O由物质中的碳和氢直接与氧结合生成。3目前三页\总数四十七页\编于二十点脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位生物体内能量产生的三个阶段4目前四页\总数四十七页\编于二十点高能磷酸化合物（重点）：

一、基本概念：生化反应中，在水解时或基团转移反应中可释放出大量自由能（>20.92千焦/摩尔）的磷酸化合物称为高能化合物。5目前五页\总数四十七页\编于二十点二、高能化合物的类型6目前六页\总数四十七页\编于二十点三、ATP-能量载体（重点,2011年考简答）：

ATP作为生物能的特点：生物体内释放的能量大多用于ATP的生成。生物体利用能量直接来源于ATP。ATP在体内具有极高的转换率。ATP水解释放能量的特点ATPADP+PiATPAMP+PPi7目前七页\总数四十七页\编于二十点ATP是物质代谢中间转换、磷酸基团转移的“共同中间体”。～P～P～P～PATP～P02108641214磷酸基团转移能磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油酸磷酸磷酸肌酸（磷酸基团储备物）6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油8目前八页\总数四十七页\编于二十点磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。四、能量的储存和转移9目前九页\总数四十七页\编于二十点核苷二磷酸激酶的作用（能量转移)ATP+UDPADP+UTPATP+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷酸激酶的作用

ADP+ADPATP+AMP10目前十页\总数四十七页\编于二十点定义代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratorychain)又称电子传递链(electrontransferchain)。在呼吸链中，酶和辅酶按一定的顺序排列在线粒体的内膜*上。组成：递氢体和电子传递体（2H2H++2e）呼吸链*（电子传递链或电子传递系统）第四节线粒体电子传递系统（重点）：11目前十一页\总数四十七页\编于二十点NAD+和NADP+的结构R=H,NAD+R=H2PO3,NADP+

一、电子传递体RNAD+和NADP+12目前十二页\总数四十七页\编于二十点NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。13目前十三页\总数四十七页\编于二十点FMN和FAD都含异咯嗪环，起到传递氢的作用。黄素蛋白（以FMN或FAD为辅基）14目前十四页\总数四十七页\编于二十点铁硫蛋白中辅基铁硫簇(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+Fe3++e反应传递电子。泛醌（辅酶Q,CoQ,Q）由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应时可生成中间产物半醌型泛醌。15目前十五页\总数四十七页\编于二十点细胞色素细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传递的酶类，根据它们吸收光谱不同而分类。16目前十六页\总数四十七页\编于二十点17目前十七页\总数四十七页\编于二十点复合体INADH-泛醌还原酶复合体II琥珀酸-泛醌还原酶复合体III泛醌-细胞色素C还原酶复合体IV细胞色素C氧化酶四种具有传递电子功能的酶复合体(complex)二、电子传递体在线粒体内膜（重点）：

18目前十八页\总数四十七页\编于二十点1.复合体Ⅰ:NADH-泛醌还原酶功能:

将电子从NADH传递给泛醌

(ubiquinone)

复合体ⅠNADH→→CoQFMN;Fe-S

19目前十九页\总数四十七页\编于二十点2.复合体Ⅱ:琥珀酸-泛醌还原酶功能:

将电子从琥珀酸传递给泛醌

复合体Ⅱ琥珀酸→→CoQFAD;Fe-S;

Cytb56020目前二十页\总数四十七页\编于二十点21目前二十一页\总数四十七页\编于二十点3.复合体Ⅲ:泛醌-细胞色素c还原酶

功能：将电子从泛醌传递给细胞色素c

复合体ⅢQH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c122目前二十二页\总数四十七页\编于二十点23目前二十三页\总数四十七页\编于二十点4.复合体Ⅳ:细胞色素c氧化酶功能：将电子从细胞色素c传递给氧

复合体Ⅳ还原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB24目前二十四页\总数四十七页\编于二十点ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-e-e-e-25目前二十五页\总数四十七页\编于二十点1.NADH氧化呼吸链NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O22.琥珀酸氧化呼吸链

琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2三、呼吸链成分的排列顺序

（重点）：

26目前二十六页\总数四十七页\编于二十点NADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链27目前二十七页\总数四十七页\编于二十点第五节氧化磷酸化（重点）：

*定义氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。

※将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP,这种ADP或其它核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反应过程，称为底物水平磷酸化。(substratelevelphosphorylation)28目前二十八页\总数四十七页\编于二十点（一）氧化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根据自由能变化和P/O比值*P/O比值：每消耗1mol氧原子所消耗的无机磷酸的摩尔数，亦指每消耗1mol氧原子所产生ATP的摩尔数。（重点）：29目前二十九页\总数四十七页\编于二十点线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值底物呼吸链的组成P/O比值可能生成的ATP数β-羟丁酸NAD+→复合体Ⅰ→CoQ→复合体Ⅲ2.4～2.83→Cytc→复合体Ⅳ→O2琥珀酸复合体Ⅱ→CoQ→复合体Ⅲ1.72→Cytc→复合体Ⅳ→O2抗坏血酸Cytc→复合体Ⅳ→O20.881细胞色素c(Fe2+)复合体Ⅳ→O20.61-0.68130目前三十页\总数四十七页\编于二十点ATPATPATP氧化磷酸化偶联部位电子传递链自由能变化

31目前三十一页\总数四十七页\编于二十点（二）氧化磷酸化的偶联机理

（重点）：

化学渗透假说(chemiosmotichypothesis)

电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生内膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。32目前三十二页\总数四十七页\编于二十点线粒体基质线粒体膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化学渗透假说简单示意图33目前三十三页\总数四十七页\编于二十点2.ATP合酶（F1F0ATP合酶）F1：亲水部分，具催化功能。F0：疏水部分，质子回流通道。ATP合酶结构模式图34目前三十四页\总数四十七页\编于二十点三、影响氧化磷酸化的因素（重点）：

1.呼吸链抑制剂阻断呼吸链中某些部位电子传递。2.解偶联剂使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如：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35目前三十五页\总数四十七页\编于二十点鱼藤酮粉蝶霉素A异戊巴比妥×抗霉素A二巯基丙醇×CO、CN-、N3-及H2S×各种呼吸链抑制剂的阻断位点36目前三十六页\总数四十七页\编于二十点解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液侧基质侧解偶联蛋白热能H+H+ADP+PiATP37目前三十七页\总数四十七页\编于二十点寡霉素(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38目前三十八页\总数四十七页\编于二十点（二）ADP的调节作用呼吸控制率(respiratorycontrolratio,RCR)（三）甲状腺激素Na+,K+–ATP酶和解偶联蛋白基因表达均增加。（四）线粒体DNA突变

与线粒体DNA病及衰老有关。39目前三十九页\总数四十七页\编于二十点四、线粒体外NADH的氧化磷酸化（重点）：

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α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphateshuttle)苹果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)40目前四十页\总数四十七页\编于二十点1.

α-磷酸甘油穿梭机制（脑、骨骼肌）41目前四十一页\总数四十七页\编于二十点

NADH+H+FADH2NAD+FAD线粒体内膜线粒体外膜膜间隙线粒体基质α-磷酸甘油脱氢酶呼吸链磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油42目前四十二页\总数四十七页\编于二十点2.苹果酸-天冬氨酸穿梭机制（肝、心肌）43目前四十三页\总数四十七页\编于二十点一、需氧脱氢酶和氧化酶

受氢体辅酶（辅基）产物不需氧脱氢酶辅酶需氧脱氢酶O2FMN或FADH2O2氧化酶O2H2O受氢体辅酶（辅基）产物不需氧脱氢酶辅FMN、FAD、NAD等需氧脱氢酶O2FMN或FADH2O2氧化酶O2Cu,Fe等金属离子2O第六节非线粒体氧化体系TheOthersOxidationEnzymeSystems44目前四十四页\总数四十七页\编于二十点（二）过氧化物酶(perioxidase)：以血红素为