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第6章生物氧化2012 (2)
2014-01-12 | 阅:  转:  |  分享 
  
1.NADH氧化呼吸链NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O22.琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸→复合体
Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2(二)呼吸链成分的排列顺序NADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链F
PFP呼吸链的电子传递顺序复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体Ⅳ电子传递链NADHFMNCOQCytbCyt
c1CytcCytaa3O2FAD第三节ATP的生成PPATP生物体内能量的储存和利用都
以ATP为中心。~~底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)是底物分子内部能量重
新分布,生成高能键,使ADP磷酸化生成ATP的过程。ATP生成的方式有两种:底物水平磷酸化 氧化磷
酸化一、氧化磷酸化 ADPATP磷酸甘油酸激酶(7)1,3-二磷酸甘油酸3
-磷酸甘油酸ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(10)磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸糖酵解三羧酸循环
(5)琥珀酰CoA琥珀酸+HSCoAGDP+PiGTP琥珀酸硫激酶定义
氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指底物氧化脱氢,经呼吸链生成水的同时,所释放的能量用
于ADP磷酸化生ATP,氧化与磷酸化偶联。(一)氧化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位:复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根据自由能变化和P/
O比值⊿Go''=-nF⊿Eo''ATPATPATP氧化磷酸化偶联部位电子传递链自由能变化(二)氧
化磷酸化的偶联机理(了解)化学渗透假说1961英国生化学家彼得.米歇尔电子经呼吸链传递时,可将质子(H+)从线粒体内膜的基
质侧泵到内膜胞浆侧,产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。线粒体基质线
粒体膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化学渗
透假说简单示意图3个跨膜质子泵基质内膜外侧(膜间隙)琥珀酸延胡索酸ATP合酶膜间隙基质(三)影响氧化磷酸化的因素
(1)电子传递抑制剂阻断呼吸链中某些部位电子传递。(2)解偶联剂使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如:解偶联蛋白如2,4
二硝基苯酚(DNP)(3)ATP合酶抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。如:寡霉素1、抑制剂鱼藤酮、
粉蝶霉素A异戊巴比妥×抗霉素A二巯基丙醇×CO、CN-、N3-及H2S×各种电子传递抑制剂的阻断位点寡
霉素(oligomycin)可阻止质子从F0质子通道回流,抑制ATP生成寡霉素ATP合酶结构模式图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(了解)2、ADP的调节作用ADP浓度增高,氧化磷酸化速度加快ADP不足,
氧化磷酸化速度减慢3、甲状腺激素活化Na+,K+–ATP酶:ATP合成分解均增加促进解偶联蛋白基因表达:1、机体各
种生理、生化活动中的主要供能物质-“能量流通货币”ATP+肌酸肌酸激酶AD
P+磷酸肌酸(2)磷酸肌酸的生成(肌肉、脑组织能量的贮存)二、ATP的储存利用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)三、线粒体内膜对物质的转运胞浆中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(ma
late-asparateshuttle)1.α-磷酸甘油穿梭机制存在于脑和骨骼肌中NADH+H+FAD
H2NAD+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2.苹果酸-天冬氨酸穿梭机制存在于肝和心肌中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
冬氨酸苹果酸草酰乙酸天冬氨酸α酮戊二酸谷氨酸重点概念:生物氧化呼吸链底物水平磷酸
化氧化磷酸化呼吸链的组成呼吸链中电子传递顺序影响氧化磷酸化因素线粒体外NADH的穿梭方式第六章生
物氧化BiologicalOxidation掌握的内容概念:生物氧化呼吸链底物水平磷酸化
氧化磷酸化呼吸链的组成呼吸链中电子传递顺序影响氧化磷酸化因素线粒体外NADH的穿梭方式第一节概述生物氧
化的概念生物氧化的特点生物氧化方式生物氧化的酶类Introduction物质在生物体内氧化成CO2和H2O并放出能量
的过程。(组织呼吸或细胞呼吸)糖脂肪蛋白质CO2和H2OO2能量ADP+PiATP热能生物氧化的概念
遵循氧化还原反应的一般规律(加氧、脱氢、失电子);反应条件温和(体温、pH近中性):酶促反应,逐步反应、逐步
放能;生成水的同时有ATP的生成(氧化磷酸化)。二、生物氧化的特点(与体外燃烧的区别)生物氧化与体外氧化相同点生物
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。体内氧化体外氧化(1)反应条件:温和剧烈(2)反应过程:
分步反应一步反应能量逐步释放能量突然释放(3)产物生成:
间接生成直接生成(4)能量形式:热能、ATP热能、光能生物氧化与体外氧化不同点糖原
三酯酰甘油蛋白质葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸链H2O
ADP+PiATPCO2生物氧化的一般过程第二节生成ATP的氧化体系-线粒体氧化体系线粒体
代谢底物脱下的氢通常须经一系列氢、电子传递体传递给激活的氧,在酶的作用下生成水。那么这些氢、电子的
传递体是什么呢?定义代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递,最终与氧结合生成水,这一系列酶和辅
酶称为呼吸链(respiratorychain)又称电子传递链(electrontransferchain)。组成递
氢体和递电子体(2H?2H++2e)一、呼吸链(一)呼吸链的组成四种具有传递电子功能的酶复合体(complex)
泛醌和Cytc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酶名称复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ
复合体ⅣNADH-泛醌还原酶琥珀酸-泛醌还原酶泛醌-细胞色素C还原酶细胞色素c氧化酶辅基多肽链
数3941013复合体酶名称复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体ⅣNADH-泛醌还原酶琥珀酸-
泛醌还原酶泛醌-细胞色素C还原酶细胞色素c氧化酶辅基黄素蛋白(FMN)铁硫蛋白(Fe-S)细胞色素b、c
1多肽链数3941013铁硫蛋白(Fe-S)黄素蛋白(FAD)铁硫蛋白(Fe-S)细胞色素aa3呼吸链
各复合体在线粒体内膜中的位置呼吸链的主要成分烟酰胺腺嘌呤二核苷酸/磷酸(NAD+和NADP+)黄素蛋白(FMN和FAD)铁
硫蛋白(Fe-S)泛醌:又称辅酶Q(CoQ)细胞色素(Cyt)(1)NAD+和NADP+的结构R=H:NAD+;
R=H2PO3:NADP+NAD+(NADP+)和NADH(NADPH)相互转变氧化还原反应时变化发生在五价氮
和三价氮之间。H铁硫蛋白(iron-sulfurprotein,Fe-S)铁硫蛋白与黄素蛋白形成复合物存在。【组分
】主要形式:含等量的铁原子和硫原子(Fe2S2,Fe4S4):铁原子与铁硫蛋白的半胱氨酸相连。【作用】递电子体:单电子传递,将F
MN或FAD的电子传递给泛醌。通过Fe3+?Fe2+变化传递电子(2)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?。细胞色素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。1.复合体Ⅰ:NADH-泛醌还原酶功能:将电子从NADH传递给泛醌FMN;Fe-SN-1a,b
;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2NADH→复合体Ⅰ→CoQ复合体Ⅰ的功能NADH+H+
NAD+FMNFMNH2还原型Fe-S氧化型Fe-SQQH22.复合体Ⅱ:琥珀酸-泛醌还原酶功能:
将电子从琥珀酸传递给泛醌复合体Ⅱ琥珀酸→
→CoQFe-S1;b
560;FAD;Fe-S2;Fe-S33.复合体Ⅲ:泛醌-细胞色素c还原酶功能:将电子从泛醌传递给细胞色
素c复合体ⅢQH2→
→Cytcb562;b566;Fe-S;c14.复合体Ⅳ:细胞色素c氧化酶功能:将电子从细胞色素c传递给氧复合体Ⅳ还原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB由以下实验确定①标准氧化还原电位②还原状态呼吸链缓慢给氧③特异抑制剂阻断④拆开和重组(二)呼吸链成分的排列顺序
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(本文系老虎哥图书...首藏)