生化课件第08章生物氧化
83页1、第8章,生物氧化,Biological Oxidation,物质在生物体内进行氧化称生物氧化(biological oxidation),主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量,最终生成CO2 和 H2O的过程。,CO2和H2O,O2,能量,ADP+Pi,ATP,热能,生物氧化的概念,细胞(组织)呼吸,生物氧化与体外氧化之相同点,生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子,遵循氧化还原反应的一般规律。 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物(CO2,H2O)和释放能量均相同。,反应环境温和,酶促反应逐步进行,能量逐步释放,能量容易捕获,ATP生成效率高。 通过加水脱氢反应使物质能间接获得氧;脱下的氢与氧结合产生H2O,有机酸脱羧产生CO2。,生物氧化与体外氧化之不同点,生物氧化,体外氧化,能量突然释放。 物质中的碳和氢直接氧结合生成CO2和H2O 。,乙酰CoA,TAC,2H,呼吸链,H2O,ADP+Pi,ATP,CO2,生物氧化的一般过程,围绕产物生成情况,第一节 氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成,指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递功能的酶复合体
2、,可通过链锁的氧化还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。,呼吸链,定义,递氢体和电子传递体(2H 2H+ + 2e),组成,酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存在形式,可由实验分离出来,所含各组分具体完成电子传递过程。,一、氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成,NADH+H+,NAD+,1/2O2+2H+,H2O,胞液侧,基质侧,线粒体内膜,电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置,四种具有传递电子功能的酶复合体(complex),* 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。,人线粒体呼吸链复合体,复合体又称NADH-泛醌还原酶。 复合体电子传递:NADHFMNFe-S CoQ Fe-S CoQ,(一)、复合体作用是将NADH+H+中的电子传递给泛醌(ubiquinone),NAD+和NADP+的结构,R=H: NAD+; R=H2PO3: NADP+,B族Vit,NAD+(NADP+)和NADH(NADPH)相互转变,氧化还原反应时变
3、化发生在五价氮和三价氮之间。,FMN结构中含核黄素,发挥功能的部位是异咯嗪环,氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN。在可逆的氧化还原反应中显示3种分子状态,属于单、双电子传递体。,FAD,黄素核苷酸,铁硫蛋白中辅基铁硫中心(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子,其中一个铁原子可进行Fe2+ Fe3+e 反应传递电子。属于单电子传递体。, 表示无机硫,泛醌(辅酶Q, CoQ, Q10),氧化还原反应时可生成中间产物半醌型泛醌。内膜中可移动电子载体,在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子。,辅酶Q10具有提高人体免疫力、增强抗氧化、延缓衰老和增强人体活力等功能,广泛用于营养保健品及食品添加剂。,复合体的功能,复合体又称NADH-泛醌还原酶。 复合体电子传递:NADHFMNFe-S CoQ Fe-S CoQ 每传递2个电子可将4个H+从内膜基质侧泵到胞浆侧,复合体有质子泵功能。,(一)复合体作用是将NADH+H+中的电子传递给泛醌(ubiquinone),复合体是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶,又称琥珀酸-泛醌还原酶。 电子传递:琥珀酸FAD几种Fe-S CoQ 复合体没有H+泵的功能。,(二)、
4、复合体功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌。,(三)复合体功能是将电子从还原型泛醌传递给细胞色素c。,复合体又叫泛醌-细胞色素C还原酶,细胞色素b-c1复合体,含有细胞色素b(b562, b566)、细胞色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。,细胞色素(cytochrome, Cyt),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。,Cyt c是呼吸链唯一水溶性球状蛋白。,(三)复合体功能是将电子从还原型泛醌传递给细胞色素c。,复合体又叫泛醌-细胞色素C还原酶。 泛醌从复合体、募集还原当量和电子并穿梭传递到复合体。 电子传递过程:CoQH2(Cyt b566Cyt b562) Fe-S Cytc1Cytc 复合体每传递2个电子向内膜胞浆侧释放4个H+,复合体也有质子泵作用。,复合体又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)。 电子传递:Cyt cCuACyt aCyt a3CuBO2 Cyt a3CuB形成活性双核中心,将电子传递给O2。每2个电子传递过程使2个H+跨内膜向胞浆侧转移 。,(四)复合体将电子从细胞
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