厂第七章生物氧化 刘新文 北京大学医学部生化系
第七章 生物氧化 刘新文 北京大学医学部生化系
刘新文。生物氧化 ◆维持生命活动的能量,主要有两个来源: ◆光能(太阳能):植物和某些藻类,通过光合 作用将光能转变成生物能。 ◆化学能:动物和大多数的微生物,通过生物氧 化作用将有机物质(主要是各种光合作用产物) 存储的化学能释放出来,并转变成生物能。 ◆有机物质在生物体内的氧化作用,称为生物氧 化。由于生物氧化通常需要消耗氧,产生二氧 化碳,故又称“细胞呼吸”。在整个生物氧化 过程中,有机物质最终被氧化成CO2和水,并释 放出能量
刘新文，生物氧化 ¨ 维持生命活动的能量，主要有两个来源： ¨ 光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过光合 作用将光能转变成生物能。 ¨ 化学能：动物和大多数的微生物，通过生物氧 化作用将有机物质（主要是各种光合作用产物） 存储的化学能释放出来，并转变成生物能。 ¨ 有机物质在生物体内的氧化作用，称为生物氧 化。由于生物氧化通常需要消耗氧，产生二氧 化碳，故又称“细胞呼吸” 。在整个生物氧化 过程中，有机物质最终被氧化成CO2和水，并释 放出能量
刘新文。生物氧化 第一节生物氧化的方式和特点 生物氧化的方式 1、脱电子 2、脱氢 3、加氧 ◆生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化 下分步进行的。每一步反应,都由特 定的酶催化。在生物氧化过程中,主 要包括如下几种氧化方式
刘新文，生物氧化 第一节 生物氧化的方式和特点 一、生物氧化的方式 1、脱电子 2、脱氢 3、加氧 ¨ 生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化 下分步进行的。每一步反应，都由特 定的酶催化。在生物氧化过程中，主 要包括如下几种氧化方式
刘新文。生物氧化 1.脱氢氧化反应 (1)脱氢 在生物氧化中,脱氢反应占有重要地 位。它是许多有机物质生物氧化的重 要步骤。催化脱氢反应的是各种类型 的脱氢酶
刘新文，生物氧化 1．脱氢氧化反应 （1）脱氢 ¨ 在生物氧化中，脱氢反应占有重要地 位。它是许多有机物质生物氧化的重 要步骤。催化脱氢反应的是各种类型 的脱氢酶
刘新文。生物氧化 烷基脂肪酸脱氢 COOH COOH CH? CH +2H++2e CH CH COOH COOH
刘新文，生物氧化 烷基脂肪酸脱氢 + 2H+ + 2e- COOH CH CH COOH COOH CH2 CH2 COOH
刘新文。生物氧化 醛酮脱氢 ◆乳酸脱氢酶 OH CH3CHCOOH CH3CCOOH NAD NADH
刘新文，生物氧化 醛酮脱氢 ¨ 乳酸脱氢酶 CH3CHCOOH OH NAD + NADH CH3CCOOH O
刘新文。生物氧化 (2)加水脱氢 ◆酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这 类 H H20 R一C=0—RC-0H 酶yR→C-OH +2H++2 OH
刘新文，生物氧化 （2）加水脱氢 ¨ 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这 一类。 + 2H + + 2e- R C OH O 酶 R C OH H OH H2O R C O H
刘新文。生物氧化 2.氧直接参加的氧化反应 ◆这类反应包括:加氧酶催化的加氧反应和氧化 酶催化的生成水的反应。 ◆加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。 例如: 【甲烷单加氧酶】 CHA NADh 0 2 CH-OH NAD+ Ho ◆氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反 应,反应产物为水。在各种脱氢反应中产生的 氢质子和电子,最后都是以这种形式进行氧化 的
刘新文，生物氧化 2．氧直接参加的氧化反应 ¨ 这类反应包括：加氧酶催化的加氧反应和氧化 酶催化的生成水的反应。 ¨ 加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。 例如： 【甲烷单加氧酶】 CH4 + NADH + O2 CH3-OH + NAD+ + H2O ¨ 氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反 应，反应产物为水。在各种脱氢反应中产生的 氢质子和电子，最后都是以这种形式进行氧化 的
刘新文。生物氧化 3.生成二氧化碳的氧化反应 (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。例如丙酮酸的脱羧。 (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
刘新文，生物氧化 3．生成二氧化碳的氧化反应 （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。例如丙酮酸的脱羧。 （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
刘新文。生物氧化 二、生物氧化的特点 1、生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过 程,反应条件温和(水溶液,pH-~7和常温)。 2、氧化进行过程中,必然伴随生物还原反应的 发生。 3、水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水 脱氢作用直接参予了氧化反应。 4、在生物氧化中,碳的氧化和氢的氧化是非同 步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子, 通常由各种载体,如NADH等传递到氧并生成水
刘新文，生物氧化 二、生物氧化的特点 1、生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过 程，反应条件温和（水溶液，pH7和常温）。 2、氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的 发生。 3、水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水 脱氢作用直接参予了氧化反应。 4、在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同 步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子， 通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水
