Electron-carrying protein complexes 第八章生物氧化和能量转换 THE MOLECULES OF OXIDATIVE Outer PHOSPHORYLATION mitochondrial membrane Inter- NADH-Q Ubiquinone CytochromeCytochrome c ATP membrane reductase (Q) reductase Cytochrome synthase space oxidase Inner mitochondrial membrane 2H++1/202 NAD米 NAD+ (electron (oxidized Water is a carrier) carrier) by-product ADP ATP +® Mitochondrial matrix The end product
第八章 生物氧化和能量转换
第一节生物氧化概述 g生物氧化(biological oxidation)是指 细胞内的糖、蛋白质和脂肪进行氧化分解而 生成CO2和H2O,并释放能量的过程。 ©生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的 一系列氧化还原反应
第一节 生物氧化概述 生物氧化（biological oxidation）是指 细胞内的糖、蛋白质和脂肪进行氧化分解而 生成CO2和H2O，并释放能量的过程。 生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的 一系列氧化还原反应
二、生物氧化的特点 1.生物氧化是在细胞内进行的。 2.生物氧化是在常温、常压、近于中性及有 水环境中进行的。 3.生物氧化所产生的能量是逐步释放的。 4.生物氧化所产生的能量首先转移到一些特 殊的高能化合物中
二、生物氧化的特点 1. 生物氧化是在细胞内进行的。 2. 生物氧化是在常温、常压、近于中性及有 水环境中进行的。 3. 生物氧化所产生的能量是逐步释放的。 4. 生物氧化所产生的能量首先转移到一些特 殊的高能化合物中
三、生物氧化中C0,的生成 1.直接脱羧作用 氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催 化下，直接从分子中脱去羧基。例如草酰 乙酸的脱羧。 2.氧化脱羧作用 氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸） 在氧化脱羧酶系的催化下，在脱羧的同时 也发生氧化（脱氢)作用。例如苹果酸的氧 化脱羧生成丙酮酸
三、生物氧化中CO2的生成 2. 氧化脱羧作用 氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸） 在氧化脱羧酶系的催化下，在脱羧的同时， 也发生氧化（脱氢）作用。例如苹果酸的氧 化脱羧生成丙酮酸。 1. 直接脱羧作用 氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催 化下，直接从分子中脱去羧基。例如草酰 乙酸的脱羧
四、生物氧化中H,O的生成 代谢物MH2 氧化型 H20 一个或多个传递体 M 还原型 1/202 脱氢酶 氧化酶
四、生物氧化中H2O的生成 代谢物MH2 氧化型 M 还原型 1/2O2 H2O 一个或多个传递体 脱氢酶 氧化酶
五、自由能和氧化还原电位 1.自由能 自由能是指一个化合物分子结构中所固有 的能量，是一种能在恒温、恒压条件下作功 的能量。 如果A→B,则△G=GB-GA △G仅决定于反应物（初始状态)的自由能 与产物（最终状态）的自由能；与反应途径、 反应机理、反应速度无关
1. 自由能 自由能是指一个化合物分子结构中所固有 的能量，是一种能在恒温、恒压条件下作功 的能量。 如果 A B , 则△G ＝GB – GA 五、自由能和氧化还原电位 △G 仅决定于反应物（初始状态）的自由能 与产物（最终状态）的自由能；与反应途径、 反应机理、反应速度无关
△G=GB-GA=△G'+RT In EVAI △G:自由能变 △G?:标准自由能变 R:摩尔气体常数[8.314J/(mol.K)川T:热力学温度(K) △G0,供给能量才能进行，吸能反应。 △G=0，反应处于平衡状态。 当△G=0时， △Go’=-RT In IBIAI=-2.303 RTIg K'eq K'g是化学反应的平衡常数，因此△G?也是一个常数
当 △G ＝0 时， △Go ’ ＝- RT ln [B]/ [A] ＝-2.303 RT lg K’eq K / eq是化学反应的平衡常数，因此△Go ’ 也是一个常数。 △G ＝GB – GA＝ △Go ’ + RT ln [B]/ [A] △G ： 自由能变 △Go ’：标准自由能变 R ：摩尔气体常数[ 8.314 J / (mol . K)] T：热力学温度 (K) △G 0，供给能量才能进行，吸能反应。 △G = 0，反应处于平衡状态
2.氧化还原电位 △E0’=E0'正-E’负=E’氧化极-E'还原极 E’越小，供电子倾向越大，其还原力越强 E”’越大，得电子倾向越大，其氧化力越强 3.自由能变化和氧化还原电位的关系 △Go,=-nF△E0, n:转移电子数； F:法拉第常数[96.5KJ/V.mol)]
2. 氧化还原电位 △E0 ’ ＝ E0 ’ 正 – E0 ’ 负＝ E0 ’ 氧化极 – E0 ’ 还原极 E0 ’ 越小，供电子倾向越大，其还原力越强 E0 ’ 越大，得电子倾向越大，其氧化力越强 △Go ’ ＝-n F △E0 ’ n：转移电子数； F：法拉第常数[96.5 KJ/(V.mol)] 3. 自由能变化和氧化还原电位的关系
六、高能磷酸化合物 矿生物体内有许多磷酸化合物，当其磷酰基 水解时，释放大量的能量，这些化合物称为 高能磷酸化合物。如ATP。 g一般将水解时能够释放21kJ/mol（5干卡 /mol)以上自由能（△G<-21kJ/mol)的 化合物称为高能化合物。 矿根据生物体内高能化合物键的特性可以把 他们分成以下几种类型
六、高能磷酸化合物 生物体内有许多磷酸化合物，当其磷酰基 水解时，释放大量的能量，这些化合物称为 高能磷酸化合物。如ATP。 一般将水解时能够释放21 kJ /mol （5千卡 / mol ）以上自由能（G’ < -21 kJ / mol）的 化合物称为高能化合物。 根据生物体内高能化合物键的特性可以把 他们分成以下几种类型
1.磷氧键型（-0~P) (1)酰基磷酸化合物 HgN+-C-OwP-O 氨甲酰磷酸 3-磷酸甘油酸磷酸 11.8干卡/摩尔
(1)酰基磷酸化合物 H3 N + C O O P O O - O - 氨甲酰磷酸 1. 磷氧键型（－O～P） C O CH O CH2 OH O P O O - O - P O O - O - 3-磷酸甘油酸磷酸 11.8千卡/摩尔