SH2/NAD(或NADP FMNH2(或FADH2) NADH(或 NADPH)+H FMN(或FAD) 动物、植物组织细胞中都含有黄素蛋白氧化酶类,如氨基酸氧化酶、羟乙酸氧化酶等。 在呼吸链的末端氧化酶或加氧酶的反应中,每分子氧需要接受4个电子才能完全还原生成氧离子并 进一步生成水。但如接受的电子不足,就会形成超氧化基团(O2)或过氧化基团(O2),O在接受2H后即 形成H2O2,而超氧化基团O2在超氧化物歧化酶(SOD)的催化下与H作用,一个O被氧化成O2,另一个 O2被还原成H2O2。 5、过氧化物酶与过氧化氢酶过氧化物酶及过氧化氢酶总称为氢过氧化物酶,也是含铁卟啉衍生物辅 基的酶。这两种酶在生物组织中起着消除H2O2的“解毒”作用,反应模式如下 2H2O2 2H20+O2 AH+H 22H,0+A (2 过氧化氢酶催化反应(1),效率极高,在0℃下的周转率为264×10°/min。因此体内不会发生H2O2的 蓄积中毒 过氧化物酶是生物组织中广泛存在的一种酶,在辣根中含量很高,是制备此酶的原料。过氧化物酶 是高度耐热性的酶,甚至在100℃经短时间加热后还能保持其活性,因此在水果、蔬菜加工中常以过氧 化物酶活性的有无作为热烫适度与否的指标。 第三节氧化磷酸化作用 生活有机体中含碳底物降解的主要目的是为供给其机体的生长发育所需要的能量。厌氧生物中糖降 解成酒精或乳酸,糖分子中的一些可供利用的能量转变成高能磷酸化合物而储存起来,供有机体利用。 当丙酮酸经过三羧酸循环而氧化成CO2和H2O时,葡萄糖分子中90%有用的能量都被释放出来。但是,在 此过程中仅有一个高能化合物即琥珀酰CoA,是由循环中的底物反应而合成的,在琥珀酰CoA合成酶催 化下,利用此硫酯化合物将GDP转化为GTP。 生物体中高能磷酸化合物的生成有两种类型。在第一种类型中,底物先生成磷酸化或硫酯化的衍生 物,然后用以生成ATP。例如糖酵解反应中生成的13-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸以及三羧酸循 环中琥珀酰CoA合成酶催化的反应。这些磷酸化过程称底物水平的磷酸化作用,以区别于与呼吸链偶联 的磷酸化作用,后者称为氧化磷酸化作用。线粒体内膜是磷酸化作用酶的分布场所,催化的氧化磷酸化 作用与三羧酸循环中间物的氧化作用偶联。在理想条件下,每消耗一原子氧可生成3个分子的ATP。其 磷氧比(P:O)为30。磷氧比是用来表示在氧化作用中磷酸酯化的磷原子数和消耗氧原子的比例。 磷酸化的部位 根据自由能变化的计算公式 △G=- fAEC 呼吸链中在三个部位有较大的自由能变化(图142)。这三个部位每一步释放的自由能,都足以保证 ADP和无机磷酸形成ATP。分别称为部位I,即在NADH和辅酶Q之间的部位:部位Ⅱ,即细胞色素 b和细胞色素c之间的部位;部位Ⅲ,即细胞色素a和氧之间的部位。这样就把电子对由 NADH(E=-0.32V)传递到分子氧(E=+0.82V)所释放的相当大量的自由能或者说由每个氧原子还原所 产生的自由能分成几步,一步步地将能量释放出来即能量降)。 、解偶联作用 在完整线粒体内,电子传递与磷酸化之间紧密偶联,但这两个过程可被解偶联剂如2,4-二硝基酚①DNP) 解偶联。这时虽然能进行电子传递,但不能发生ADP的磷酸化作用。当它们解偶联时,电子的传递迅速 进行,所以ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。这时葡萄糖产生的能量完全以热能的形式浪费 掉,不能回收储存在ATP中,2,4二硝基酚是一种有效的磷酸化解偶联剂。但是它对糖酵解的底物水平 磷酸化没有作用。另外还有一些解偶联剂如水杨酰替苯胺、短杆菌肽、缬氨霉素等。芸香霉素和寡霉素SH2 S NAD+ (或NADP+ ) NADH(或NADPH）+H+ FMNH2(或FADH2) FMN(或FAD) O2 H2O2 动物、植物组织细胞中都含有黄素蛋白氧化酶类，如氨基酸氧化酶、羟乙酸氧化酶等。 在呼吸链的末端氧化酶或加氧酶的反应中，每分子氧需要接受 4 个电子才能完全还原生成氧离子并 进一步生成水。但如接受的电子不足，就会形成超氧化基团(O2-)或过氧化基团(O2=)，O2=在接受 2H+ 后即 形成H2O2，而超氧化基团O2-在超氧化物歧化酶(SOD)的催化下与H+ 作用，一个O2-被氧化成O2，另一个 O2-被还原成H2O2。 5、过氧化物酶与过氧化氢酶 过氧化物酶及过氧化氢酶总称为氢过氧化物酶，也是含铁卟啉衍生物辅 基的酶。这两种酶在生物组织中起着消除H2O2的“解毒”作用，反应模式如下： 2H2O2 2H2O + O2 (1) AH2 + H2O2 2H2O + A R + H2O2 RO + H2O 或 (2) 过氧化氢酶催化反应(1)，效率极高，在 0℃下的周转率为 2.64×106 /min。因此体内不会发生H2O2的 蓄积中毒。 过氧化物酶是生物组织中广泛存在的一种酶，在辣根中含量很高，是制备此酶的原料。过氧化物酶 是高度耐热性的酶，甚至在 100℃经短时间加热后还能保持其活性，因此,在水果、蔬菜加工中常以过氧 化物酶活性的有无作为热烫适度与否的指标。 第三节 氧化磷酸化作用 生活有机体中含碳底物降解的主要目的是为供给其机体的生长发育所需要的能量。厌氧生物中糖降 解成酒精或乳酸，糖分子中的一些可供利用的能量转变成高能磷酸化合物而储存起来，供有机体利用。 当丙酮酸经过三羧酸循环而氧化成CO2和H2O时，葡萄糖分子中 90%有用的能量都被释放出来。但是，在 此过程中仅有一个高能化合物即琥珀酰CoA，是由循环中的底物反应而合成的，在琥珀酰CoA合成酶催 化下，利用此硫酯化合物将GDP转化为GTP。 生物体中高能磷酸化合物的生成有两种类型。在第一种类型中，底物先生成磷酸化或硫酯化的衍生 物，然后用以生成 ATP。例如糖酵解反应中生成的 1,3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸以及三羧酸循 环中琥珀酰 CoA 合成酶催化的反应。这些磷酸化过程称底物水平的磷酸化作用，以区别于与呼吸链偶联 的磷酸化作用，后者称为氧化磷酸化作用。线粒体内膜是磷酸化作用酶的分布场所，催化的氧化磷酸化 作用与三羧酸循环中间物的氧化作用偶联。在理想条件下，每消耗一原子氧可生成 3 个分子的 ATP。其 磷氧比(P:O)为 3.0。磷氧比是用来表示在氧化作用中磷酸酯化的磷原子数和消耗氧原子的比例。 一、磷酸化的部位 根据自由能变化的计算公式： 0' 0' ∆G = −nF∆E 呼吸链中在三个部位有较大的自由能变化(图 14-2)。这三个部位每一步释放的自由能，都足以保证 ADP 和无机磷酸形成 ATP。分别称为部位Ⅰ，即在 NADH 和辅酶 Q 之间的部位；部位Ⅱ，即细胞色素 b 和细胞色素 c 之间的部位；部位Ⅲ，即细胞色素 a 和氧之间的部位。这样就把电子对由 NADH( )传递到分子氧( )所释放的相当大量的自由能或者说由每个氧原子还原所 产生的自由能分成几步，一步步地将能量释放出来(即能量降)。 E 0.32V 0' = − E 0.82V 0' = + 二、解偶联作用 在完整线粒体内,电子传递与磷酸化之间紧密偶联，但这两个过程可被解偶联剂,如 2,4-二硝基酚(DNP) 解偶联。这时虽然能进行电子传递，但不能发生 ADP 的磷酸化作用。当它们解偶联时，电子的传递迅速 进行，所以 ADP 的磷酸化作用对电子传递起限速作用。这时葡萄糖产生的能量完全以热能的形式浪费 掉，不能回收储存在 ATP 中，2,4-二硝基酚是一种有效的磷酸化解偶联剂。但是它对糖酵解的底物水平 磷酸化没有作用。另外还有一些解偶联剂,如水杨酰替苯胺、短杆菌肽、缬氨霉素等。芸香霉素和寡霉素 272