第六章生物氧化

第一节生物氧化概述1物质在生物体内氧化成CO2和水的过程。线粒体：产生ATP主要途径2糖、脂、蛋白质等有机物在细胞内氧化分解，最终生成CO2和水并释放能量的过程。细胞呼吸3生物氧化与体外燃烧的比较生物氧化体外燃烧反应条件温和剧烈(体温、pH近中性)(高温、高压)反应过程逐步进行的酶促反应一步完成能量释放逐步进行瞬间释放（化学能、热能）（热能）CO2生成方式有机酸脱羧碳和氧结合生物氧化的特点4第二节线粒体氧化体系5线粒体结构6电子传递链的概念线粒体内的的生物氧化作用依赖于线粒体内膜上一系列酶的作用，这些酶按一定顺序排列在内膜上，组成递氢或递电子体系，称为电子传递链(electrontransferchain)。电子传递链与细胞呼吸有关，因此又称呼吸链。7组成呼吸链的复合体

复合体复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体Ⅳ

酶名称NADH-泛醌还原酶琥珀酸-泛醌还原酶泛醌-CytC还原酶Cyt氧化酶

辅基FMN，Fe-SFAD，Fe-S铁卜啉，Fe-S铁卜啉，Cu81.复合体Ⅰ：NADH-泛醌还原酶酶/蛋白黄素蛋白(FP)铁硫蛋白辅酶/辅基FMNFe-S一呼吸链的成分和作用9Fe2+-e+eFe3+铁硫蛋白多与黄素蛋白或细胞色素b结合成复合物存在单电子传递体

铁硫蛋白（铁硫中心，Fe-S）含铁原子和硫原子，每次传递一个电子10复合体I内膜内膜内侧11CoQ泛醌（游离存在）

脂溶性小分子，可穿梭游动而传递电子12功能：NADH脱下的氢经复合体I中FMN、Fe-S蛋白传递给CoQ。（递氢）H+泵出NADH+H++FMNFMNH2+NAD+QQH2132.复合体Ⅱ：琥珀酸-泛醌还原酶琥珀酸脱下的氢经复合体II中FAD，Fe-S蛋白传递给CoQ。（递氢）酶/蛋白黄素蛋白铁硫蛋白辅酶/辅基FADFe-S1415功能：将氢从琥珀酸传递给泛醌没有H+泵出163、复合体III：泛醌－细胞色素C还原酶

包括Fe-S、Cytb、Cytc1，酶/蛋白细胞色素b562/b566细胞色素c1铁硫蛋白辅酶/辅基

Fe-S17Fe-S18Cytc（游离存在）水溶性，分子较小，可在线粒体内膜外侧移动，递电子。基质侧膜间腔19功能：将电子从还原型CoQ传递给Cytc。H+泵出

204、复合体IV：细胞色素氧化酶

包括细胞色素a、a3及以铜离子为辅基的酶将电子从Cytc传递给1/2O2，激活氧生成O2-。最后再与线粒体基质中的2H+结合生成H2O。（递电子）酶/蛋白细胞色素aa3辅酶/辅基Cu21生物氧化产物222功能：将电子从细胞色素C传递给O2。H+泵出。23二呼吸链的电子传递顺序

呼吸链的各组分在线粒体内膜上是按一定顺序排列的，在线粒体内膜上主要有两条呼吸链：NADHFP(FMN)(Fe-S)CoQCytbCytc1CytcCytaa3FP(FAD)(Fe-S)O224第一条呼吸链：NADH氧化呼吸链复合体Ⅰ复合体Ⅲ复合体ⅣCytC25复合体Ⅲ复合体Ⅳ复合体Ⅱ第二条呼吸链：FADH2氧化呼吸链26呼吸链各复合体在线粒体内膜中位置及电子传递顺序ⅢⅠⅡⅣNADH+H+NAD+FADH2

FAD1/2O2+2H+H2O胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-e-e-e-2H+CytcQ三次质子泵出：复合体Ⅰ、复合体Ⅲ、复合体Ⅳ27第三节ATP的生成和储存利用28一、ATP的生成（一）ATP

高能化合物，含高能磷酸键生物体可直接利用的能源物质（二）ATP的生成1、作用物（底物）水平磷酸化高能化合物放能时伴有ADP磷酸化生成ATP，与呼吸链的电子传递无关。292、氧化磷酸化（主要）

代谢物氧化脱氢，经呼吸链传递给氧生成水，同时释放能量，使ADP磷酸化生成ATP,氧化与磷酸化偶联。AH2A2H（2H++2e）呼吸链1/2O2H2O能量ADP+PiATP氧化反应磷酸化反应氧化磷酸化30电子流动

FADH2+0.03↓NADH→[FMN(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2

-0.315+0.045

+0.07+0.215+0.235

+0.815↓↓↓ATPATPATPG’(kJ/mol)-69.5-36.7-11231化学渗透学说（Mitchell1961）线粒体内侧线粒体膜间腔复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均有质子泵作用32ADP+PATP化学渗透假说示意图电位差pH差电化学梯度ATP合酶33膜间腔基质侧F0F13435线粒体内膜膜间腔基质侧ATP产生部位和数量1ATP1ATP0.5ATP36(三)影响氧化磷酸化作用的因素ADP和ATP的调节作用

ADP增高/ATP降低促进氧化磷酸化

ADP降低/ATP升高抑制氧化磷酸化2甲状腺激素（促进）甲亢病人基础代谢率高（活化ATP酶）373氧化磷酸化的抑制剂

①解偶联剂（2，4二硝基苯酚）氧化与磷酸化分离38解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）新生儿体表面积大，散热多；皮下脂肪薄，保暖性差；体温调节中枢机能不全39弱酸性亲脂试剂DNP(2,4-二硝基苯酚）DNPH+DNPH+40②呼吸链阻断剂（鱼藤酮、异戊巴比妥、抗霉素A，CO、氰化物）抑制氧化41鱼藤酮异戊巴比妥粉蝶菌素A抗霉素A，BAL氰化物一氧化碳硫化氢呼吸链的电子传递抑制剂图示421、机体各种生理、生化活动中的主要供能物质－“能量流通货币”2、转变成其它高能磷酸化合物，作为间接供能物质（1）ATPUTP、CTP、GTP（糖原）（磷脂）（蛋白质）

ATP+肌酸肌酸激酶ADP+磷酸肌酸（2）磷酸肌酸的生成（肌肉、脑组织能量的贮存）二、ATP的储存和利用43三、线粒体外NADH转运甘油磷酸穿梭系统（肌肉，神经细胞）苹果酸-天冬氨酸穿梭系统（肝脏，心脏）3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸44甘油磷酸穿梭（肌肉，神经）磷酸甘油脱氢酶45苹果酸-天冬氨酸甘油穿梭（肝脏，心脏）苹果酸46本章重点

生物氧化：概念、意义；呼吸链：概念、主要成分、排列顺序、种类；

ATP的生成：方式、氧化磷酸化的概念、氧化磷酸化的偶联部位；

ATP的生理功用471.人体活动主要的直接供能物质是A.葡萄糖B.脂肪酸C.ATPD.GTPE.磷酸肌醇2.各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是：aa3→b1→c→c1→O2B.c1→c→b1→aa3→O2