第八章生物氧化 生物氧化中●的生成 生物氧化中2●的生成 生物氧化中能量的生成 呼吸链 什么是生物氧化? 氧气促使生物物质氧化分解产能的过程。 又称(细胞)呼吸作用 第一节生物氧化的特点 提问:我们身体内的生物氧化与有机物体外氧化然烧有何相同与区 别? 答案 相同点—化学本质(物质、能量) 不同点—条件、过程 点燃酶催化 ●cQ、H2O、能量的产生位置一体—分离 第二节生物氧化中的cO2的生成 绝大部分有机物生物氧化中的co2生成是经?中的脱羧作用产生的 答案:三羧酸循环 其他一些cO2产生途径如 糖异生 草酰乙酸+GTP→磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+CO2 氨基酸脱羧 第三节生物氧化中H2O的生成 真核生物线粒体内膜或原核生物细胞膜上的呼吸链作用下产生 31呼吸链
第八章 生物氧化 ⚫ 生物氧化中CO2的生成 ⚫ 生物氧化中H2O的生成 ⚫ 生物氧化中能 量的生成 ——呼吸链 什么是生物氧化？ ⚫ 氧气促使生物物质氧化分解产能的过程。 ⚫ 又称（细胞）呼吸作用 ⚫ 第一节 生物氧化的特点 ⚫ 提问：我们身体内的生物氧化与有机物体外氧化燃烧有何相同与区 别？ 答案： ⚫ 相同点——化学本质（物质、能量） ⚫ 不同点——条件、过程 ⚫ 点燃-酶催化 ⚫ CO2、H2O、能量的产生位置一体——分离 第二节 生物氧化中的CO2的生成 ⚫ 绝大部分有机物生物氧化中的CO2生成是经 ？中的脱羧作用产生的。 ⚫ 答案：三羧酸循环 ⚫ 其他一些CO2产生途径如 ⚫ 糖异生 ⚫ 草酰乙酸 + GTP → 磷酸烯醇式丙酮酸 +GDP + CO2 ⚫ 氨基酸脱羧 第三节 生物氧化中H2O的生成 ⚫ 真核生物线粒体内膜或原核生物细胞膜上的呼吸链作用下产生 ⚫ 3.1呼吸链
NADH链是绝大部分有机物氢最终氧化的途径! FADH链以EADH为起点,没有“1”复合体,代以“4”复合体,其余与NADH链相 同 32呼吸链的组成 1脱氢辅酶 NADH链 2.“1”复合体— NADH-Q还原酶 组成:FMN+铁硫蛋白 (可能+辅酶Q) 3辅酶Q(coQ 功能——氢传递体coQ+2H CoQH2 4细胞色素(蛋白)类和“2”、“3”复合体 细胞色素(蛋白) 、a3b、c、c 共性—以卟啉铁为辅基 4细胞色素(蛋白)类和“2”、“3”复合体 细胞色素(蛋白)一a、a3、b、C、c ·共性—一以卟啉铁为辅基 色素蛋白外形 2”复合体一细胞色素c还原酶 3”复合体一细胞色素c氧化酶 组成—cyta+cyta3+2铜(cu)离子 功能——传递电子给氧 “4”复合体一琥珀酸盐-辅酶Q还原酶 组成——黄素脱氢酶Ⅱ+铁硫蛋白 功能——传递氢 3.3呼吸链中传递体的顺序确定 依据—各传递体的E0、复合体组成、链阻断试验 提问:NADH链 NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→02
NADH链是绝大部分有机物氢最终氧化的途径！ FADH2链以FADH2为起点，没有“1”复合体，代以“4”复合体，其余与NADH链相 同。 ⚫ 3.2呼吸链的组成 ⚫ 1.脱氢辅酶 ⚫ NADH链—— 2.“1”复合体——NADH-Q还原酶 ⚫ 组成：FMN+ 铁硫蛋白 ⚫ （可能+辅酶Q） 3.辅酶Q(CoQ) ⚫ 功能——氢传递体 CoQ + 2H CoQH2 4.细胞色素（蛋白）类和“2”、“3”复合体 ⚫ 细胞色素（蛋白）——a、a3、b、c、c1 ⚫ 共性——以卟啉铁为辅基 4.细胞色素（蛋白）类和“2”、“3”复合体 ⚫ 细胞色素（蛋白）——a、a3、b、c、c1 ⚫ 共性——以卟啉铁为辅基 色素蛋白外形 “2”复合体—细胞色素c还原酶 “3”复合体—细胞色素c氧化酶 ⚫ 组成——Cyta + Cyta3 +2铜（Cu＋ )离子 ⚫ 功能——传递电子给氧 “4”复合体—琥珀酸盐-辅酶Q还原酶 ⚫ 组成——黄素脱氢酶Ⅱ+铁硫蛋白 ⚫ 功能——传递氢 3.3 呼吸链中传递体的顺序确定 ⚫ 依据——各传递体的Eo、复合体组成、链阻断试验 ⚫ 提问：NADH链 ⚫ NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→O2
判断各自所发生的“传递反应”Eo大小顺序? 答案:升序。 Eo′0.32→0.30→+0.1++0.07-+022→+0.25→+0.29-+0.816 相结合的必然顺序相连b→c1a→a3。 链阻断试验 NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3-02 白NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→02 生物进化出如此复杂的脱氢氧化的意义何在呢? ·尽可能高效率的固定产水反应释放的化学能 途径—电子传递体系氧化磷酸化。 第四节氧化磷酸化作用(生命动力之源) 氧化——氧化还原反应 磷酸化一—特指ADP磷酸化成ATP(储能 根据氧化方式不同分为两类 4.1底物磷酸化 ·底物——与底物催化过程相伴 NADH+H++1/202 NAD++H20 根据O/Pi消耗比例→1:3、12 (分析△G° △G°’=-nF△Eo △G°>73( (kcal/mo能形成ATP) 传递体G Eo’传递体G -0.32 NADH -0.30 FMNH2 -0.18FADH2 +0.1 CoQ +0.1 CoQ +0.07b +0.22c1 +0.25c +0.29aa3 +0.81602 机制——化学偶联学说
⚫ 判断各自所发生的“传递反应”Eo大小顺序？ ⚫ 答案：升序。 ⚫ Eo′-0.32→-0.30→+0.1←+0.07→+0.22→+0.25→+0.29→+0.816 相结合的必然顺序相连b→c1 a → a3 。 ⚫ 链阻断试验 ⚫ ㈠ NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→O2 ⚫ ㈡ NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→O2 生物进化出如此复杂的脱氢氧化的意义何在呢？ ⚫ 尽可能高效率的固定产水反应释放的化学能！ ⚫ 途径——电子传递体系氧化磷酸化。 第四节 氧化磷酸化作用（生命动力之源） ⚫ 氧化——氧化还原反应 ⚫ 磷酸化——特指ADP磷酸化成ATP（储能） ⚫ 根据氧化方式不同分为两类 ⚫ 4.1底物磷酸化 ⚫ 底物——与底物催化过程相伴 NADH+H++1/2O2 NAD++H2O 根据O/Pi消耗比例→1:3、1:2 (分析△Go′ △Go ′ =-nF△E o ′ —△Go′＞7.3(kcal/mol) 能形成 ATP) E o ′ 传递体 △Go ′ E o ′ 传递体 Go ′ ⚫ -0.32 NADH ⚫ -0.30 FMNH2 -0.18 FADH2 ⚫ +0.1 CoQ +0.1 CoQ ⚫ +0.07 b ⚫ +0.22 c1 ⚫ +0.25 c ⚫ +0.29 aa3 ⚫ +0.816 O2 机制——化学偶联学说
唯一与大部分实验现象相符的假说,被普遍接受 P. Mitchel因此获78年诺贝尔化学奖 要点: ·1氢传递体利用传递反应能量将H泵出内膜; 太阳能 3,△E推动ATP合成酶为ADP磷酸化提供能量。 FADH链“4”复合体不能向膜外传递氢离子,故该处能量浪费。 呼吸链可与磷酸化脱离,能量全部转化为热。 ●熊冬眠
⚫ 唯一与大部分实验现象相符的假说，被普遍接受 ⚫ P.Mitchell因此获78年诺贝尔化学奖 ⚫ 要点： ⚫ 1.氢传递体利用传递反应能量将H +泵出内膜； ⚫ 太阳能 3.△E推动ATP合成酶为ADP磷酸化提供能量。 FADH2链“4”复合体不能向膜外传递氢离子，故该处能量浪费。 呼吸链可与磷酸化脱离，能量全部转化为热。 ⚫熊冬眠