第11章生物氧化-2

第11章生物氧化-2第一页，共34页。三、氧化磷酸化作用可受某些内外源因素影响（一）有3类氧化磷酸化抑制剂1、呼吸链抑制剂阻断氧化磷酸化的电子传递过程复合体Ⅰ抑制剂：鱼藤酮、粉蝶霉素A及异戊巴比妥(amobarbital)等阻断传递电子到泛醌。复合体Ⅱ的抑制剂：萎锈灵第一页第二页，共34页。复合体Ⅲ抑制剂：抗霉素A(antimycinA)阻断CytbH传递电子到泛醌(QN)

；粘噻唑菌醇则作用QP位点。复合体Ⅳ抑制剂：CN－、N3－紧密结合氧化型Cyta3，阻断电子由Cyta到CuB-Cyta3间传递。CO与还原型Cyta3结合，阻断电子传递给O2。

第二页第三页，共34页。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第三页第四页，共34页。2、解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度解偶联剂(uncoupler)可使氧化与磷酸化的偶联相互分离，基本作用机制是破坏电子传递过程建立的跨内膜的质子电化学梯度，使电化学梯度储存的能量以热能形式释放，ATP的生成受到抑制。如：二硝基苯酚(dinitrophenol,DNP)；解偶联蛋白(uncouplingprotein，UCP1)。第四页第五页，共34页。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+PiATP第五页第六页，共34页。3、ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成这类抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。例如寡霉素(oligomycin)可结合F0单位，二环己基碳二亚胺(dicyclohexylcarbodiimide,DCCP)共价结合F0的c亚基谷氨酸残基，阻断质子从F0质子通道回流，抑制ATP合酶活性。由于线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高影响呼吸链质子泵的功能，继而抑制电子传递。第六页第七页，共34页。

寡霉素(oligomycin)寡霉素ATP合酶结构模式图可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成。第七页第八页，共34页。Na+，K+–ATP酶和解偶联蛋白基因表达均增加。（二）ADP是调节正常人体氧化磷酸化速率的主要因素（三）甲状腺激素刺激机体耗氧量和产热同时增加（四）线粒体DNA突变可影响机体氧化磷酸化功能第八页第九页，共34页。电子传递链及氧化磷酸化系统概貌ΔμH+跨膜质子电化学梯度；H+m内膜基质侧H+；H+c

内膜胞液侧H+第九页第十页，共34页。四、ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用高能磷酸键水解时释放的能量大于21kJ/mol的磷酸酯键，常表示为

P。高能磷酸化合物含有高能磷酸键的化合物第十页第十一页，共34页。化合物△E0′kJ/mol(kcal/mol)磷酸烯醇式丙酮酸－61.9(－14.8)氨基甲酰磷酸－51.4(－12.3)1，3-二磷酸甘油酸－49.3(－11.8)磷酸肌酸－43.1(－10.3)ATP→ADP＋Pi－30.5(－7.3)乙酰辅酶A－31.5(－7.5)ADP→AMP＋Pi－27.6(－6.6)焦磷酸－27.6(－6.6)1-磷酸葡萄糖－20.9(－5.0)一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能第十一页第十二页，共34页。

核苷二磷酸激酶的作用ATP+UDPADP+UTPATP+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷酸激酶的作用

ADP+ADPATP+AMP第十二页第十三页，共34页。肌酸激酶的作用磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。第十三页第十四页，共34页。ATP的生成和利用ATPADP肌酸磷酸肌酸

氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~P机械能(肌肉收缩)渗透能(物质主动转运)化学能(合成代谢)电能(生物电)热能(维持体温)生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。第十四页第十五页，共34页。五、通过线粒体内膜的物质转运线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。第十五页第十六页，共34页。

线粒体内膜的主要转运蛋白

第十六页第十七页，共34页。（一）胞浆中NADH的氧化胞浆中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α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphateshuttle)苹果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)第十七页第十八页，共34页。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1.

α-磷酸甘油穿梭机制第十八页第十九页，共34页。2.苹果酸-天冬氨酸穿梭机制第十九页第二十页，共34页。NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸转运体苹果酸-α-酮戊二酸转运体苹果酸草酰乙酸α-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第二十页第二十一页，共34页。

（二）腺苷酸转运蛋白腺苷酸转运蛋白(adeninenucleotidetransporter)参与ADP与ATP反向转运。第二十一页第二十二页，共34页。第三节

不生成ATP的氧化途径OxidationwithoutATPGeneration第二十二页第二十三页，共34页。一、抗氧化酶体系有清除反应活性氧类的功能反应活性氧类(reactiveoxygenspecies,ROS)O2e-O2·-e-+2H+H2O2e-+H+OH·H2Oe-+H+H2O反应活性氧类第二十三页第二十四页，共34页。ROS主要来源线粒体：超氧阴离子O2·-，是体内O2·-的主要来源；O2·-在线粒体中再生成H2O2和·OH。过氧化酶体：FAD将从脂肪酸等底物获得的电子交给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、药物等外源因素也可导致细胞产生活性氧类。第二十四页第二十五页，共34页。活性氧对机体造成的伤害心脏缺血再灌注衰老动脉硬化症、高血压、骨关节炎、白内障以及帕金森氏病第二十五页第二十六页，共34页。抗氧化酶体系1、过氧化氢酶(catalase)又称触酶，其辅基含4个血红素2H2O22H2O+O2

过氧化氢酶

第二十六页第二十七页，共34页。可去除细胞生长和代谢产生的H2O2和过氧化物(R-O-OH)，是体内防止活性氧类损伤主要的酶。2、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase，GPx)H2O2+2GSH→2H2O+GS-SG2GSH+R-O-OH→GS-SG+H2O+R-OH第二十七页第二十八页，共34页。

谷胱甘肽过氧化物酶H2O2(ROOH)H2O(ROH+H2O)2G–SHG–S–S–GNADP+NADPH+H+此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的谷胱甘肽过氧化物酶第二十八页第二十九页，共34页。3、超氧化物歧化酶2O2﹣+2H+SODH2O2+O2H2O+O2过氧化氢酶SOD：超氧化物歧化酶(superoxidedismutase)第二十九页第三十页，共34页。小分子自由基清除剂维生素C维生素EBeta-胡萝卜素第三十页第三十一页，共34页。二、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化RH+NADPH+H++O2ROH+NADP++H2O参与胆色素生成，药物的生物转化细胞色素