当前位置：文档之家 › 生物化学—生物氧化PPT幻灯片

生物化学—生物氧化PPT幻灯片

  • 格式：ppt
  • 大小：3.65 MB
  • 文档页数：44

下载文档原格式

  / 44

合集下载

生物化学 第八章 生物氧化(共83张PPT)

生物化学 第八章 生物氧化(共83张PPT)

HO– CHCOOH
苹果酸
△ G0′≈0(变化很小）
（八）苹果酸脱氢生成草酰乙酸
TCA循环
CH2COOH HO CHCOOH
苹果酸
NAD+
NADH+H+
苹果酸脱氢酶
CH2COOH O C COOH
草酰乙酸
△ G0′
完整的三羧酸循环
小结
TCA循环
8步反应(10步) 8种酶催化 反应类型：缩合1、氧化4、底物水平磷酸化1、
S
Fe
S
铁硫簇(Fe4S4) C
功能：参与电子传递
3、细胞色素：以铁卟啉为辅基的结合蛋白
+e
Fe3+
Fe2+
-e
功能：传递电子
第四节 三羧酸循环（TCA循环）
淀粉、糖原
葡萄糖
脂肪
甘油、脂肪酸
蛋白质 氨基酸
TCA循环
乙酰CoA
2H ADP＋Pi
CO2
ATP H2O
1/2O2
概念：
乙酰辅酶A的乙酰基部分通过一种循环, 在有氧 条件下被彻底氧化为CO2和H2O,由于该途径的第一个 代谢物是含有三个羧基的柠檬酸, 故称之为三羧酸循环
或柠檬酸循环,简称为TCA 循环。
为了纪念德国科学家Hans Krebs在阐明TCA循 环中所做出的突出贡献,又称之为Krebs循环。
TCA 循环也称为柠檬酸循环和Krebs循环
糖酵解产生的丙酮酸（实际上是乙酰CoA）被降 解成CO2
产生一些ATP
产生更多的NADH和FADH2
NADH和FADH2进入呼吸链，通过氧化磷酸化产 生更多的ATP。
4 KJ/mol)，这部分能量可推动ADP与Pi合成ATP。
生物化学生物氧化ppt课件

生物化学生物氧化ppt课件

第五章 生物氧化
一.生物氧化
第一节 生物氧化概述
(一)生物氧化(biological oxidation)：糖、脂、蛋白质等有机
物质在活细胞内氧化分解，产生CO O并放出能量的
作用称生物氧化。
22
特点：一系列酶引起的,在活细胞内发生氧化还原反应。
反应部位：真核线粒体、原核细胞膜
(二)生物氧化的方式 1.CO2的生成 脱羧作用：α脱羧和β脱羧两种类型 脱羧过程：氧化脱羧 直接脱羧 (1) α直接脱羧 丙酮酸脱羧反应 (2) β直接脱羧 草酰乙酸脱羧反应 (3) α氧化脱羧 丙酮酸氧化脱羧反应 (4) β氧化脱羧 苹果酸氧化脱羧反应
第三节 其他生物氧化体系
非线粒体氧化体系，与ATP的生成无关
一、需氧脱氢酶
氧、亚甲蓝（或其他适当物质）作为受氢体，以FMN 或FAD为辅酶。儿茶酚氧化酶，含铜的末端氧化酶。 马铃薯块茎、苹果果实、茶叶等。制红茶、绿茶。
图5-36 多酚氧化酶系统
图5-1几种物质脱羧反应
? 2.水的生成 ? H 脱氢酶 传递体和氧化酶
O2 生成H2O
图5-2 生物氧化体系
二.能量守恒与转化
(一)自由能的概念 自由能(free energy)：在一个体系中，能够用来做有用功的
那部份能量，又称Gibbs自由能，用符号G来表示。 (二)氧化还原电位
通常用氧化还原电极电位(氧化还原电势)来相对表示各化合 物对电子亲和力的大小。
电极电位大小及各种因素的影响用奈斯特方程来表示，其方 程为:
E′=Eo′+
RT nF
In
C氧化态 C还原态
(三)氧化还原电位与自由能的关系 △Go'=-nF △Eo'
三. 高能磷酸化合物
生物化学第七章生物氧化.ppt课件

生物化学第七章生物氧化.ppt课件


四、线粒体呼吸链的组成
(一)呼吸链的组成成分
NADH
NADH-Q 还原酶
琥珀酸-Q 还原酶
FADH2
FMN、Fe-S
血红素a 血红素a3 CuA和 CuB
辅酶Q
细胞色素还原酶 细胞色素c
细胞色素氧化酶 O2
FAD、Fe-S
细胞色素 b-562 细胞色素b-566 细胞色素c1
Fe-S
1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶
功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone)
复合体Ⅰ
FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2
NADH→
→CoQ
NAD+和NADP+的结构 R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是 异咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是 FMN• 。
铁硫蛋白中辅基铁硫簇(Fe-S)含有等量铁原 子和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。
Ⓢ 表示无机硫
泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个异戊二烯连接 形成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应 时可生成中间产物半醌型泛醌。
（二）呼吸链成分的排列顺序
由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
1. NADH氧化呼吸链
NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c → 复合体Ⅳ→O2
2. 琥珀酸氧化呼吸链
生物化学 第十章 生物氧化PPT课件

生物化学 第十章 生物氧化PPT课件


多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物体内能量产生的三 个阶段
大分子降解 成基本结构 单位
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰
CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
30
（四）电子传递链的组成成分 3、琥珀酸—Q还原酶（复合体Ⅱ）
嵌在线粒体内膜（包括琥珀酸脱氢酶） 电子传递：FADH2 Fe-S CoQ
31
Ubiquinone (Q) accepts electrons from both NADH and FADH2 in the respiratory chain
一、氧化—还原电势
e
提供电子 （还原剂）
负极
锌片溶解 Zn2+进入溶液
铜沉积 Cu2+得电子
得到电子 （氧化剂）
正极
9
ε0 =E0正极 — E0负极 电动势=正负极电极势之差
10
标准氢电极的电极势
为0，25℃、1大气压 氢压力、 H+活度为1M、pH=0
11
• 标准电动势ε0：反应中各种物质的活
ΔG°′=－nFΔE°′ ΔE°′= E0正极 — E0负极
16
NADH+H++1/2O2====NAD++H2O
正极反应：1/2O2+2H++2e H2O E+°′ 0.82
负极反应：NAD++H++2e NADH E-°′ -0.3
生物化学：生物氧化 ppt课件

生物化学：生物氧化 ppt课件

➢ 复合体Ⅳ 抑制剂：CN－、N3－紧密结合氧化型 Cyt a3，阻断电子由Cyt a到CuB- Cyt a3间传递。 CO与还原型Cyt a3结合，阻断电子传递给O2。
化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响
各种呼吸链抑制剂的阻断位点
抗霉素A 二巯基丙醇
CO、CN-、 N3-及H2S
×
×
×
化学渗透假说
要点： 1、线粒体内膜上电子传递链中的递电子体和递
氢体间隔排列，形成三个回路，回路有质子泵 的作用，可将质子（ H+ ）泵出线粒体基质。
2、递氢体从基质接受底物的氢原子，将电子交
给下一个递电子体，而将H+留在基质外胞液中。
化学渗透假说
要点： 3、整个过程中，仅有2个电子传递，并排出6个
H+，H+不能自由出入内膜，导致了内膜两侧的 H+浓度梯度和跨膜电位差，储存了一定的电化 学势能。
4、当内膜外侧的H+通过ATP合酶,顺电化学梯度
回流时，由ATP合酶底部进入线粒体基质时，将 储存的势能释放出来，推动ATP合酶的F1亚基利 用势能将ADP合成 ATP。
三、影响氧化磷酸化的因素
（一）有3类氧化磷酸化抑制剂
ATP
3-磷酸甘油酸 胞液
ATP
丙酮酸
GDP+Pi
（3）琥珀酸单酰COA GTP + ADP
GTP
线
琥珀酸 + HSCOA 粒
GDP + ATP 体
（一）确定氧化磷酸化偶联部位的实验依据
氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
➢ 根据P/O比值 ➢ 自由能变化: ⊿Gº'=-nF⊿Eº'
1、P/O 比值 指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2摩尔O2所生
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
* 生物氧化的概念
物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主 要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释 放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量
ATP
热能
目录
生物氧化的方式：加氧、脱氢、失电子。 生物氧化的部位 线粒体内——氧化产能伴ATP的生成，表现为
目录
（一） 复合体Ⅰ将NADH+H+中的电子传递 给泛醌
➢ 复合体Ⅰ又称NADH-泛醌还原酶或NADH脱氢 酶，接受来自NADH+H+的电子并转移给泛醌 （ubiquinone）。
➢ 复合体Ⅰ可催化两个同时进行的过程：
电子传递： NADH→FMN→Fe-S→ CoQ
质子的泵出：复合体Ⅰ有质子泵功能，每传递 2个电子可将4个H+从内膜基质侧泵到胞浆侧。
4H+
QH2 Q
Cytc ox
Cytc red
Cytc red
Ⅲ
线粒体内膜 Ⅳ
Ⅱ
NAD+ 琥珀酸
延胡索酸 4H+
1/2O2+2H+
H2O
4H+
电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置
目录
Cytc
e-
胞液侧
e-
Q e-
Ⅰ
Ⅱ e-
Ⅲ
e- 线粒体内膜
Ⅳ
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
基质侧 H2O 1/2O2+2H+
Ⓢ 表示无机硫
目录
铁硫蛋白
目录
泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个异戊二烯连接形 成较长的疏水侧链（人CoQ10）。泛醌脂溶性强，能 在线粒体内膜自由移动，同时传递氢和电子，在各复 合体间募集并穿梭传递还原当量。在电子传递和质子 移动的偶联中起着核心作用。
目录
NADH+H+ NAD+
FMN FMNH2
➢ Cyt c是呼吸链唯一水 溶性球状蛋白，不包含 在复合体中。将获得的 电子传递到复合体Ⅳ。
目录
目录
（四）复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧
➢ 复合体Ⅳ又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)。
➢ 电子传递：Cyt c→CuA→Cyt a→Cyt a3–CuB→O2 ➢ Cyt a3–CuB形成活性双核中心，将电子传递给
NAD++2H
NADH+H+
（氧化型）
（还原型）
目录
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异 咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN·。 在可逆的氧化还原反应中显示3种分子状态，属于 单、双电子传递体。
不稳定中间产物
目录
铁硫蛋白中辅基铁硫中心(Fe-S)含有等量铁 原子和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。属于单电子传递体。
细胞内氧的消耗和CO2释放，又称细胞呼吸。 线粒体外——氧化时不伴ATP的生成，主要和
代谢物或药物、毒物的生物转化有关。
目录
* 生物氧化与体外氧化之相同点
生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、 失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。
营养物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最 终产物（CO2，H2O）和释放能量均相同。
目录
膜 间 腔 基质
外膜
外膜
基质
内膜 嵴
嵴
内膜
膜间腔
目录
传递氢的酶或辅酶称为递氢体，传递电子 的酶或辅酶称为电子传递体，它们都起传递电 子的作用，所以呼吸链又称电子传递链(electron transfer chain)。 组成
递氢体和电子传递体（2H 2H+ + 2e）
目录
一、氧化呼吸链由4种具有传递电 子能力的复合体组成
细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传 递的酶类，根据它们吸收光谱不同而分类。
目录
参与呼吸链组成的细胞色素至少有5种： Cytb、C1、C、a、a3。
作用：单电子传递体
3+ +e Cyt-Fe -e
（氧化型）
2+
Cyt-Fe
（还原型）
目录
➢ 复合体Ⅲ的电子传递通 过“Q循环”实现。
➢ 复合体Ⅲ每传递2个电 子向内膜胞浆侧释放个H+，复合体Ⅲ也有 质子泵作用。
O2。复合体Ⅳ也有质子泵功能，每传递2个电子 使2个H+跨内膜向胞浆侧转移 。
目录
细胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2还原成 水的过程，有强氧化性中间物始终和双核中心紧 密结合，不会引起细胞损伤。
Cyta和Cyta3紧密结合，难以分离，合称Cytaa3。 因其位于呼吸链的末端，可以直接将e传给1/2O2 （将1/2O2激活为O2-），故又称“终末氧化酶”。
目录
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变
H
CONH2 +H++ H + +2e
N R
NAD +/NADP +
HH
CONH2
+ H+
N R
NADH/NADPH
氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
目录
NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）
作用：传递1H和1e ,余下1H+游离在介质中。
酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存 在形式，所含各组分具体完成电子传递过程。电 子传递过程释放的能量驱动H+移出线粒体内膜， 转变为跨内膜H+梯度的能量，再用于ATP的生物 合成。
目录
人线粒体呼吸链复合体
➢ 泛醌不包含在上述四种复合体中。
目录
目录
4H+
4H+ Cytc ox
4H+
胞液侧
Ⅰ
基质侧 NADH+H+
目录
目录
目录
第一节 氧化呼吸链是由具有电子传
递功能的复合体组成
目录
氧化呼吸链的定义
生物体将NADH+H+和FADH2彻底氧化生成水 和ATP的过程与细胞的呼吸有关，需要消耗氧，参 与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋白 酶复合体组成，形成一个连续的传递链，因此称 为氧化呼吸链（oxidative respiratory chain）。也称 电子传递链(electron transfer chain)。
还原型Fe-S
Q
氧化型Fe-S
QH2
复合体Ⅰ的功能
目录
（二）复合体Ⅱ将电子从琥珀酸传递到泛醌
➢ 复合体Ⅱ是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶，又 称琥珀酸-泛醌还原酶。
➢ 电子传递：琥珀酸→FAD→几种Fe-S →CoQ ➢ 复合体Ⅱ没有H+泵的功能。
目录
目录
（三）复合体Ⅲ将电子从还原型泛醌传递给细 胞色素c
➢ 复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶，含有细 胞色素b(b562, b566)、细胞色素c1和一种可移 动的铁硫蛋白。
➢ 泛醌从复合体Ⅰ、Ⅱ募集还原当量和电子并穿 梭传递到复合体Ⅲ。
➢ 电子传递过程：CoQH2→(Cyt b566→Cyt b562) →Fe-S →Cytc1→Cytc
目录
细胞色素(cytochrome, Cyt)