生物氧化ATP的生成和利用

生物化学模块二糖类第三节ATP的生成和利用六、能量的生成和利用ATP的生成：主要由：ADP+pi+能量→ATP

少数情况：AMP+ppi+能量→ATP

ATP是生命活动的直接供能物质，体内能量的生成就是ADP经磷酸化生成ATP的过程。能量贮存在ATP的高能磷酸键中。体内磷酸化主要有两种方式：底物磷酸化和氧化磷酸化。（一）底物水平磷酸化定义：底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)是指代谢物在氧化分解过程中通过脱氢、脱水等作用使分子内部能量重新分配，能量集中产生高能键，然后使ADP磷酸化生成ATP的过程。底物磷酸化形成高能磷酸化合物的能量来自伴随底物脱氢，分子内部能量的重新分布。如：糖酵解过程产生ATP底物水平磷酸化产生ATP丙酮酸激酶反应不可逆

底物水平磷酸化生成ATP（二）氧化磷酸化：1）定义：在生物氧化过程中，底物脱氢产生NADH和FMNH2经呼吸链传递氧化生成水的同时，所释放的自由能用于偶联ADP磷酸化生成ATP，这种氧化与磷酸化相偶联的作用称为氧化磷酸化，又称为偶联磷酸化。氧化磷酸化是NADH和FMNH2通过氧化呼吸链的电子传递相联系的合成ATP的作用。即电子传递与ATP形成的偶联机制。2、氧化磷酸化的偶联机制（1）ATP的合成部位NADH氧化过程中有三个反应G’值大于30.5kJ/molNADHFMNcytbcytc1cytaa3

O2-55.6kJ/mol-34.7kJ/mol-102.1kJ/mol复合物ⅣCytc氧化酶复合物Ⅲ泛醌Cytc还原酶复合物ⅠNADH脱氢酶从NADHO2产生2.5个ATP从FADH2

O2产生1.5个ATPP/O比值—消耗1摩尔氧有多少无机磷转化为有机磷—一对电子经呼吸链传至氧所产生的ATP分子数

反映氧化磷酸化的效率重要电子通过线粒体呼吸链传递到O2的过程中，释放出大量能量；这种电子传递过程的释能反应与ADP和磷酸合成ATP的需能反应相偶联，是ATP形成的基本机制。七、电子传递抑制剂是能够专一阻断呼吸链中某些部位电子传递的物质和化学药品。它的特点是可抑制呼吸链的某一环节，使呼吸链中断。因底物的氧化作用受阻，偶联的磷酸化作用无法进行，ATP的生成随之减少。这类物质和化学药品大多对人类或哺乳动物乃至需氧生物具有极强的毒性。根据在呼吸链上的作用部位，可分为三类：能够抑制第一位点的有阿米妥（异戊巴比妥）、粉蝶霉素A、鱼藤酮等；能够抑制第二位点的有抗霉素A和二巯基丙醇；能够抑制第三位点的有CO、H2S和CN-、N3-。其中，CN-和N3-主要抑制氧化型Cytaa3-Fe3+，而CO和H2S主要抑制还原型Cytaa3-Fe2+。鱼藤酮杀粉蝶菌素（粉蝶霉素A）阿米妥（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（1）解偶联剂（uncoupler）——使电子传递和ATP形成两个过程分离；不抑制电子传递，只抑制ATP形成；使电子传递所产生的自由能变为热能；对底物水平磷酸化没有影响

2,4-二硝基苯酚、双香豆素八、氧化磷酸化的解偶联（2）离子载体抑制剂通过增加线粒体内膜对一价阳离子的通透性而破坏氧化磷酸化作用；缬氨霉素（K+）、短杆菌肽（K+/Na+等）（3）氧化磷酸化抑制剂既抑制氧的利用，又抑制ATP的形成但不抑制电子传递过程寡霉素九、胞浆NADH的再氧化（穿梭系统）NADH不能穿过线粒体内膜,需要通过两条穿梭系统进入线粒体氧化。1、甘油-3-磷酸穿梭途径2、苹果酸-