页数：61页文件大小：1.86 MB来源： 生物化学ppt课件
本课件围绕线粒体氧化体系展开，介绍呼吸链各复合体的组成与电子传递顺序、ATP的生成方式、氧化磷酸化的偶联部位与影响因素，并补充微粒体加氧酶等其他氧化体系。
![生物氧化的概念及特点，[教学时数]3学时[掌握内容]：生物氧化的概念及特点。呼吸链的定义，组成呼吸链的复合体，呼吸链组 分的作用及排列顺序，人体重要的两条呼吸链。氧化磷酸化的概念，氧化磷酸化的偶联部位](https://mymipdown-svg.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/svg/495/06/01_B.SVG "生物氧化的概念及特点")
生物氧化
Chapter6生物氧化BiologicalOxidation
糖原三酯酰甘油蛋白质葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATACCO22H呼吸链H2OADP+PiATP*生物氧化的一般过程
氧化磷酸化
呼吸链 氧化磷酸化 影响氧化磷酸化的因素 ATP 通过线粒体内膜的物质转运第一节生成ATP的氧化系统
用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜
1.呼吸链中的复合体：用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，可分离得四种复合体(complex)，具传递电子功能。复合体Ⅰ：NADH-泛醌还原酶（内膜）复合体Ⅱ：琥珀酸-泛醌还原酶（内膜的内侧）复合体Ⅲ：泛醌-CytC还原酶复合体Ⅳ：CytC氧化酶（内膜）（内膜）（二）呼吸链的组成泛醌和Cytc不存在于复合体中，它们是可移动电子传递体。
复合体辅基作用将电子从NADH传递给泛醌FMN、Fe-S复合体Ⅰ将电子从琥珀酸FAD、Fe-S、Cytb560复合体Ⅱ传递给泛醌将电子从泛醌传递给Cytc将电子从Cytc传递给O2Cytb562、Cytb566Cytc1、Fe-SCyta、Cyta3、2Cu2+复合体Ⅲ复合体Ⅳ四种复合体的组成和作用
胞液侧基质侧线粒体内膜
ⅢⅠⅡⅣNADH+H+延胡索酸NAD+琥珀酸1/2O2+2H+2HO胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-Qe-Cytce-e-复合体ⅠNADHFMN,Fe-SN-1a,bFe-SN-4Fe-SN-3bFe-SN-2Q复合体Ⅱ琥珀酸FAD,Fe-S1,Fe-S2,Fe-S3,b560Q复合体ⅢQH2CytCb562,b566,Fe-S,C1CytC复合体ⅣCuAaa3CuBO
份及作用
（1）烟酰胺(尼克酰胺)核苷酸类NAD+(NADP+)简称CoI(CoII)功能基团：烟酰胺可逆性地加氢脱氢大多数脱氢酶以NAD+为辅酶少数脱氢酶以NADP+为辅酶2.呼吸链的组 份及作用：
传递氢和电子
烟酰胺核苷酸的作用原理HH2HeH+作用：传递氢和电子，NAD+（NADP+）可NAD(P)+NAD(P)H+H 2H-2H+RCONH2NHCHHCONH2NR+H+e+H H+接受1个电子和1个氢原子。
传递两个氢原子
（2）黄素辅基FMN和FAD功能基团：异咯嗪(N1和N10)RN+2H-2HFMN(FAD)HNOH3CH3COHNNHNHFMNH2(FADH2)OH3CH3CONH1N10N作用：递氢体，传递两个氢原子（两个氢FAD/FMNFADH2/FMNH2+2H 2e-2H+-2e质子和两个电子）
以复合物形式存在
（3）铁硫蛋白（Iron-suffurprotein）FMN（Fe-S）FAD(Fe-S)铁硫蛋白=铁硫中心（Fe-S、铁硫簇）+铁氧还蛋白铁硫簇含有等量的铁原子和硫原子，存在形式：Fe4S4(也有Fe2S2）铁硫蛋白常与黄酶、细胞色素结合在一起，以复合物形式存在：Fe2+Fe3+-e+e CH2SSCH2 SCH2 FeFeFeFeSSSS CH2SFe4S4中心
单电子传递体
（a）Fe2-S2（b）Fe4-S4铁硫蛋白的结构作用：单电子传递体，传递e泛醌
可传递两个氢质子和两个电子
作用：递氢体，可传递两个氢质子和两个电子。半醌式OO醌式2H+QH3COH3COCH3ROHOH醇式QH2H3COH3COCH3R+2H-2H作用原理:
单电子传递体线粒体
CytaCytbCytcCyt(线粒体)b560、b562、b566cc1↑单电子传递体线粒体（a、a3、b、c、c1）微粒体（b5、 0）③Cyt的存在部位aa3←细胞色素C氧化酶
Cyt传递电子顺序是
呼吸链中Cyt传递电子顺序是：b→c1→c→aa3→o2bc1c2Fe2+2Fe3+2Fe2+2Fe3+2Fe3+aa32Fe2+2Fe2+2e2Fe3+1/2O2O2-2H+2HO2e2e2e2e2Cu2+2Cu+2e
呼吸链的组分及其作用小结（一）尼克酰胺核苷酸类NAD+、NADP+（二）黄素辅基FMN、FAD（三）铁硫蛋白（四）泛醌（辅酶Q）（五）细胞色素 单电子传递体递氢体单电子传递体呼吸链中cyta3可将电子传递给O2，其余则不行
鉴定四种复合体的组成与排列
（三）呼吸链成分的排列顺序1.排列顺序确定的根据(1)标准氧化还原电位低 高(2)在体外将呼吸链拆开和重组，鉴定四种复合体的组成与排列。(3)用抑制剂阻断呼吸链方法确定排列顺序抑制剂阻断部位以前为还原态，后为氧化态。(4)根据吸收光谱判定
琥珀酸
SH2NAD+–0.32QbC1Caa3O2FADFe S琥珀酸FMNFe S0.070.04–0.06–0.300.820.550.290.250.2
由复合体ⅠⅢⅣ构成
NADH氧化呼吸链：由复合体Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ构成NADH复合体ⅠQ复合体ⅢCytc复合体ⅣO22琥珀酸氧化呼吸链(FADH2氧化呼吸链)：由复合体Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ构成琥珀酸复合体ⅡQ复合体ⅢCytc复合体ⅣO22.两条重要的呼吸链
两条呼吸链组成不同泛醌是两条呼吸链
NADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链总结：两条呼吸链组成不同泛醌是两条呼吸链的汇合点偶联部位不同产生ATP的数量不同Cytc
故称之为氧化磷酸化能量偶联
代谢物产物+1/2O2氧化H2O（放能）2HADP+PiATP磷酸化（吸能）在线粒体上二者被偶联,故称之为氧化磷酸化能量偶联FADH2NADH
氧化磷酸化偶联部位
NADHQQCytCCytaa3O2NADH氧化呼吸链（生成3个ATP）（二）氧化磷酸化偶联部位（ATP的生成部位）琥珀酸氧化呼吸链（生成2个ATP）
线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值：下表列出相关数据。
| 底物 | 呼吸链的组成物 | 生成ATP数 | P/O比值 |
|---|---|---|---|
| β-羟丁酸 | NAD+→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→O2 | 3 | 2.4~2.8 |
| 琥珀酸 | 复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→O2 | 2 | 1.7 |
| 抗坏血酸 | Cyt c→复合体Ⅳ→O2 | 1 | 0.88 |
| Cyt c（Fe2+） | 复合体Ⅳ→O2 | 1 | 0.61~0.68 |
原文数值与底物名称交叉排列，表格按教材标准结构还原。
自由能变化
ATPADP+PiATP中~P：G0 =–30.5KJ/molG0 =–nFE0 =–296.5E0 令上式=–30.5,NADHQQCaa3O2则E0 =0.16E0=0.36E0 =0.21可合成ATPE0 =0.532.自由能变化
脱氢酶琥珀酸脱氢酶呼吸链全貌
苹果酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶NADHβ-羟丁酸脱氢酶β-羟脂酰CoA脱氢酶FMNFe-SADPATPCytcCytaa3O2ADPATPFADFe-SQCytbCytc1ADPATP3-磷酸甘油脱氢酶脂酰CoA脱氢酶琥珀酸脱氢酶呼吸链全貌
将H+泵至膜外侧
H+eOH+ADP+PiATP胞液面内膜线粒体基质 电子传递给氧释出的能量推动质子泵 将H+泵至膜外侧，形成化学梯度（势能） 当H+顺梯度回到基质面时，释出的能量使ADP磷酸化为ATP（三）氧化磷酸化偶联机制1.化学渗透假说(chemiosmotichypothesis)
图6-4复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ具有质子泵作用化
FMNH22H+2H+NADH+H+NAD+2H+2H+QH22e-b566b562FeSFes2H+2e-QH221/2O+2H+H2OFeS2e-c1caCua3Cu胞液侧基质侧线粒体内膜 图6-4复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ具有质子泵作用化学渗透假说
具酶活性亚基有催化部位
ATP合酶的结构由F1和F0两部分组成F1:(亲水部分)由33亚基组成,具酶活性亚基有催化部位，但必须与亚基结合才有活性F0:(疏水部分)在膜内,由a1b2c9～12组成,形成质子通道2ATP合酶的功能:催化合成ATP2.ATP合酶(ATPsynthase)
抑制剂抑制电子传递
（一）抑制剂抑制电子传递，阻断呼吸链琥珀酸FAD(FeS)NAD+FMN(Fe-S)Qbc1caa3O2鱼藤酮异戊巴比妥粉蝶霉素A抗霉素A二巯基丙醇H2SCOCN三.影响氧化磷酸化的因素
物质氧化可以进行
、解偶联剂使氧化与磷酸化过程脱离，物质氧化可以进行，但不能合成ATP。例：二硝基苯酚(DNP)3、氧化磷酸化抑制剂这类抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。例： 与F0的OSCP结合，阻止质子从F0→F1，抑制ATP的合成。此时，由于线粒体内膜两侧电化学梯度增高，影响呼吸链质子泵的功能，继而抑制电子传递。
促进氧化磷酸化
ADP：促进氧化磷酸化ADPADPADP底物氧浓度0时间（分）底物线粒体（二）ADP的调节作用（主要）
促进线粒体的氧化磷酸化
、促进线粒体的氧化磷酸化，ATP生成2、促进线粒体膜上Na+K+-ATP酶的合成，使ATPADP+Pi总效应：ATP合成，ATP分解也表现为氧耗，产热甲亢：易热，易喘，情绪激动（四）线粒体DNA(mtDNA)突变线粒体DNA突变可影响氧化磷酸化的功能，使ATP生成减少而致病（三）甲状腺激素：
参与糖异生、蛋白质合成
（二）能量的利用形式和储存形式：肌酸+ATP磷酸肌酸+ADP肌酸激酶·利用形式：ATPATP的转移：ATP+NMPADP+NDPATP+NDPADP+NTPUTP：参与糖原合成CTP：参与磷脂合成GTP：参与糖异生、蛋白质合成·储存形式：磷酸肌酸（主要存在于肌肉、脑组织）结构见 5
底物水平磷酸化机械能渗透能化学能电能热能
氧化磷酸化~PATP肌酸磷酸肌酸ADP~P底物水平磷酸化机械能渗透能化学能电能热能（三）ATP循环：是生物体内能量转换的最基本方式ATP的合成ATP的利用
五、通过线粒体内膜的物质转运
磷酸甘油脱氢酶呼吸链
NADH+H+FADH2NAD+FAD线粒体内膜线粒体外 间隙线粒体基质α-磷酸甘油脱氢酶呼吸链CH2O-Pi磷酸二羟丙酮CH2OHC=OCH2O-PiCH2OHC=OCH2O-Piα-磷酸甘油CH2OHCHOHCH2O-PiCHOH磷酸甘油穿梭α-磷酸甘油脱氢酶CH2OH胞液
天冬氨酸穿梭
苹果酸 天冬氨酸穿梭NADH+H+草酰乙酸NADH+H+草酰乙酸NAD+苹果酸呼吸链0苹果酸脱氢酶e谷草转氨酶O酸性氨基酸载体0酮戊二酸＠酮戊二酸载体胞液线粒体eAspGlu0酮戊二酸O载体AspGlue载体＠NAD+苹果酸
腺苷酸转运蛋白
ATP，ADP，Pi的转运H2PO4–H2PO4–H+H+ADP3–ADP3–2HOATP4–ATP4–胞液内膜基质磷酸盐转运蛋白腺苷酸转运蛋白（二）腺苷酸转运蛋白
生物氧化的主要酶类 过氧化物酶体中的酶类 超氧物歧化酶 微粒体中的酶类第二节其他氧化体系
该酶能使底物脱氢
蛋白辅因子辅酶
催化的反应
RH2FMN/FADXH2RFMNH2/FADH2XRH2NAD+(NADP+)XH221ORNADH+H+(NADPH+H+)XH2O22H2H2H2H2H2H12O2H2O3、催化的反应：
生物氧化的主要酶类酶受氢体辅酶（辅基）产物不需氧脱氢酶辅酶FMN,FAD终产物H2ONAD+,NADP+需氧脱氢酶O2O2FMN或FAD含CuH2O2H2O氧化酶
氧化杀菌甲状腺细胞
二、过氧化物酶体中的酶类R+H2O2RH2+H2O2RO+H2OR+2H2O（一）过氧化氢酶（catalase）辅基：血红素2H2O22H2O+O2H2O2的作用：粒细胞、吞噬细胞：氧化杀菌甲状腺细胞：2I-I酪氨酸碘化甲状腺素2（二）过氧化物酶（perioxidase）辅基：血红素
三、超氧物歧化酶
（superoxidedismutase，SOD）2O2·+2H+SODH2O2+O2胞液：CuZn-SOD线粒体：Mn-SODSOD是人体防御内、外环境中超氧离子损伤的重要酶。三、超氧物歧化酶
谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶H2O22G-SH(ROOH)NADP+G-S-S-GH2O(ROH+H2O)NADPH+H+
使底物羟化
甲酰犬尿酸原
（二）加双氧酶(dioxygenase)OC-CCHCOOHH2NH2C-CH2-CHCOOHNH2NHN—CHOH甲酰犬尿酸原[O2]色氨酸
分、排列顺序
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