第六章 生物氧化
第六章 生物氧化
基本概念 氧化可以从电子的失去来衡量。 对于有机分子来说，氧化作用除了失去电子以外， 通常伴随着失去质子（氢离子）。实际上相当于失去一 个氢原子（一个电子，一个质子)如： H 氧化 CH3-CH2-OH CH3-C-0+2e+2H+ 还原 因此，氧化可以定义为失去氢原子，即脱氢反应。 还原定义为得电子即氢化作用。 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 氧化可以从电子的失去来衡量。 对于有机分子来说，氧化作用除了失去电子以外， 通常伴随着失去质子（氢离子）。实际上相当于失去一 个氢原子（一个电子，一个质子）如： CH3 –CH2 -OH 氧化 还原 CH3 –C—O + 2e - +2H+ H 因此，氧化可以定义为失去氢原子，即脱氢反应。 还原定义为得电子即氢化作用。 一、基本概念
生物氧化(biological oxidation):物质在 生物体内进行氧化分解。 线粒体内：伴有ATP生成，即产生能量。 线粒体外：如过氧化物酶体和微粒体，不伴有ATP生成 和体内代谢物、药物、毒物的 生物转化(biotransformation) 有关。 在机体主要熊物质在体内分解时逐步释放能量， 以维持生命活动，并取 C0,和水的过程。又称为细 胞呼吸或组织呼吸 生物转化：人体内经常存在一些非营养物 质，既不能构成组织细胞的结构成分，又 不能氧化供能，其中一些对人体有一定的 生物学效应或毒性作用机体在排出这些物 质以前将其进行各种代谢转变，这一过程 称为生物转化。 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 生物氧化（biological oxidation）：物质在 生物体内进行氧化分解。 线粒体内：伴有ATP生成，即产生能量。 线粒体外：如过氧化物酶体和微粒体，不伴有ATP生成 和体内代谢物、药物、毒物的 生物转化（biotransformation）有关。 在机体主要指供能物质在体内分解时逐步释放能量， 以维持生命活动，并最终生成CO2和水的过程。又称为细 胞呼吸或组织呼吸 生物转化：人体内经常存在一些非营养物 质，既不能构成组织细胞的结构成分，又 不能氧化供能，其中一些对人体有一定的 生物学效应或毒性作用机体在排出这些物 质以前将其进行各种代谢转变，这一过程 称为生物转化
二、生物氧化的方式1、脱氢一主要方式 2、电子转移 3、加氧 三、特点 •条件温和 分成多个步骤 脱氢方式氧化 水的生成：H2+[0]→H20 ·必需H0的参与 能量逐步释放 C02的生成 有机酸直接脱羧 简单而言 加水脱氢，缓慢放能。 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 三、特点 •条件温和 分成多个步骤 •脱氢方式氧化 水的生成： H2+[O] H2O •必需H2O的参与 能量逐步释放 •CO2的生成 有机酸直接脱羧 简单而言 加水脱氢，缓慢放能。 1、脱氢－主要方式 2、电子转移 3、加氧 二、生物氧化的方式
第一节生成ATP的氧化体系 呼吸链（respiratory chain) 代谢物脱下氢原子由多种酶（及辅酶)催化的一连串 反应传递，最后传递给氧，二者结合生成水，整个过程因 与细胞呼吸有关，所以将这些酶及辅酶组成的传递链称为 呼吸链（respiratory chain) 组成呼吸链的酶及辅酶按一定顺序排列。传递氢的酶 及辅酶称为递氢体，传递电子的酶及辅酶称为递电子体。 但递氢体在传递氢的同时也伴随着电子的传递，所以呼吸 链又称为电子传递链(electron transfer chain) 真核生物，位于线粒体内膜上；原核生物，位于细胞 膜上。 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 第一节 生成ATP的氧化体系 代谢物脱下氢原子由多种酶（及辅酶）催化的一连串 反应传递，最后传递给氧，二者结合生成水，整个过程因 与细胞呼吸有关，所以将这些酶及辅酶组成的传递链称为 呼吸链（respiratory chain）。 组成呼吸链的酶及辅酶按一定顺序排列。传递氢的酶 及辅酶称为递氢体，传递电子的酶及辅酶称为递电子体。 但递氢体在传递氢的同时也伴随着电子的传递，所以呼吸 链又称为电子传递链(electron transfer chain) 真核生物，位于线粒体内膜上；原核生物，位于细胞 膜上。 一、呼吸链（respiratory chain）
Innor Membrane Outer Membrane Cristae Matrix 线粒体结构 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 线粒体结构
(一)1 呼吸链的组成 用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，可以得到 四个具有电子传递功能的酶复合体和1个ATP合酶。 space (P side) 2H* 4H 号02+2H*H20 NADH+H+ Nad Suceinate Fumarate 辅酶Q和细胞色素C不属于任何一种复合物。辅 酶Q溶于内膜、细胞色素C位于线粒体内膜的外侧， 属于膜的外周蛋白。 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 （一） 呼吸链的组成 用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，可以得到 四个具有电子传递功能的酶复合体和1个ATP合酶。 辅酶Q和细胞色素C 不属于任何一种复合物。辅 酶Q溶于内膜、细胞色素C位于线粒体内膜的外侧， 属于膜的外周蛋白
复合体I一NADH脱氢酶 其作用是催化NDH的2H传递至泛醌（辅酶Q) 同时将4个质子由线粒体基质 (M侧)转移至膜 间隙(C侧) 动物的复合物I由42条肽链组成，呈L型，含有 黄素蛋白(FMN为辅酶)和铁硫蛋白（铁硫簇为 辅酶)，分子量接近1MD,以二聚体形式存在。 电子传递的方向为：NADH→FMN→Fe-S→Q,总 的反应结果为：NADH+5H+M+Q→NAD++QH2 +4H+C 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 其作用是催化NADH的2H传递至泛醌（辅酶Q）， 同时将4个质子由线粒体基质（M侧）转移至膜 间隙（C侧）。 动物的复合物Ⅰ由42条肽链组成，呈L型，含有 黄素蛋白（FMN为辅酶）和铁硫蛋白（铁硫簇为 辅酶），分子量接近1MD，以二聚体形式存在。 电子传递的方向为：NADH→FMN→Fe-S→Q，总 的反应结果为：NADH + 5H+M + Q→NAD+ + QH2 + 4H+C 1、复合体Ⅰ—— NADH脱氢酶
H CONHz CONHz OH OH OH OH 0=P-0 NHz 0P-0 NHz 2H+2e OH 0—R OH 0-R 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
0 0 CH2CHOH3一CH2-O-P一OH CH2(CHOH3一CH2-O一P一OH OH OH HgC 2H+2 HaC 黄素蛋白中的FMN(flavin mononucleotide) 的分子结构，可以接受两个电子和两个质子。 生物化学与分子生物学教研室
生物化学与分子生物学教研室 黄素蛋白中的FMN (flavin mononucleotide) 的分子结构，可以接受两个电子和两个质子