7生物氧化

2e
2Fe2+ 1/2O2
2H+
• 人体内大多数脱氢酶都以NAD+作辅酶，在脱氢酶催化下底 物MH2脱下的氢交给NAD+生成NADH+H+，在NADH脱氢酶作用 下，NADH+H+将两个氢原子传递给FMN生成FMNH2，再将氢传
递至CoQ生成CoQH2，此时两个氢原子解离成2H+和2e,2H+游
离于介质中，2e经Cyt b、c1、c、aa3传递，最后将2e传递 给1/2 O2，生成O2-, O2与介质中游离的2H+结合生成水
例如：天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）
C C C C ATP（正效应剂） CTP（负效应剂） C
R R
C C
R R R R
R R R R R R
C C
C
C C
无催化活性构象(T-型)
有催化活性构象(R-型)
3.高能荷抑制ATP的生成， 促进ATP的应用，即促进 机体内的合成代谢。 4.大多数细胞的能荷处于 0.8-0.95之间。进一步说 明细胞内ATP的产生和利 用都处于一个相对稳定的 状态。
ATP ATP ATP
• ATP能量生成依据(三个部位的自由能变化) • ΔG0 ’ =-nF ΔE0 ’
– FMN→CoQ:ΔG0’=-2*23.062*(0.1+0.3)=-18.4496千卡/mol – Cytb→CytC: ΔG0’=-2*23.062*(0.25-0.07)=-8.30232千卡/mol – Cytaa3→O2: ΔG0’=-2*23.062*(0.82-0.29)=-23.9千卡/mol
生物氧化
细胞内温和条件 （常温、常压、中性pH、水溶液）

机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
二、ATP的生成方式
（一）底物水平磷酸化
把底物分子中高能磷酸键（或高能硫酯 键）的能量转交给ADP（或GDP）而生成 ATP（或GTP）的过程 主要存在于三个反应步骤
（二）氧化磷酸化
氧化磷酸化是指在物质代谢过程中脱下的 氢，经呼吸链递氢递电子释放能量，伴有ADP 磷酸化生成ATP的过程。
一、 ATP的结构及其转换作用
（一）ATP的结构和作用
NH2
O HO
O
O P OH
O CH2
N
N
P~ O P~ O
O NH
N
OH
OH
高能键
高能磷酸键
高能硫酯键
OH OH
高能磷酸化合物：ATP、GTP 、磷酸肌酸等
高能硫酯化合物：乙酰辅酶A 、琥珀酰辅酶A等
三、高能磷酸键的储备
磷酸肌酸（C～P）是肌肉和脑组织中(高能
脂酸+甘油
乙酰CoA
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
催化生物氧化的主要酶类 • 最常见的酶类为不需要脱氢酶类 • 不需氧脱氢酶类催化底物脱氢，不是以氧 为直接受氢体，而是以NAD+,FAD等为受 氢体，这类受氢体接受氢后，形成 NADH,FADH2等，通过线粒体内膜的呼吸 链传递电子，最终使2H与1/2O2结合生成 水。如（异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢 酶）。 • 上述酶类分别存在于不同的亚细胞结构中。 线粒体是体内生物氧化最重要的场所，生 命活动所需的总能量中约95%来自线粒体 内呼吸链的氧化反应，产生大量ATP.
磷酸键）能量的贮存形式。但磷酸肌酸中的高能 磷酸键不能被直接利用，而必须先将其高能磷酸 键转移给ATP，才能供生理活动之需。这一反应 过程由肌酸激酶（CPK）催化完成

第七章生物氧化与氧化磷酸化一、填空题：1．电子传递链在原核细胞中存在于上，在真核细胞中存在于上。

2．鱼藤酮能阻断电子由向的传递，利用这种毒性作用，可作为重要的。

3．在动物体中形成ATP 的方式有和，但在绿色植物中还能进行。

4．电子传递链上的电子传递是一种反应，而A TP的合成过程则是一种反应。

5．电子传递链上电子传递与氧化磷酸化之间的偶联部位是之间，之间，______________之间。

6．典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由、和三部分组成的。

7．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是，是英国生物化学家于1961年首先提出的。

8．典型的呼吸链包括和两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的不同而区分的。

9．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有和两种。

10．NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在之间；之间；之间。

11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进入呼吸链氧化，其P/O比分别为和。

12．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是。

13．用特殊的抑制剂可将呼吸链分成许多单个反应，这是一种研究氧化磷酸化中间步骤的有效方法，常用的抑制剂及作用如下：①鱼藤酮抑制电子由向的传递。

②抗霉素A抑制电子由向的传递。

③氰化物、CO抑制电子由向的传递。

二、选择题(只有一个最佳答案)：1．把电子从Cytc l传递到氧是哪类物质完成的( )①铁硫蛋白②黄素蛋白③细胞色素④烟酰胺核苷酸类2．下列化合物中不是电子传递链成员的是( )①CoQ ②NAD+③CoA ④Cytc13．能被氧直接氧化的是( )①CoQ ②Cytb ③Cyta ④Cyta34．不属于电子传递抑制剂的是( )①一氧化碳②抗霉素③2，4-二硝基苯酚④氰化物5．属于解偶联剂的是( )①2,4-二硝基苯酚②硫化氢③叠氮化合物④抗霉素A6．在真核生物中，1分子葡萄糖在有氧和无氧情况下分解时，净生成ATP分子数最近似的比值是( ) ①2 ②6 ③18 ④367．乙酰辅酶A彻底氧化时，其P／O比是( )①2 ②0.5 ③3 ④1.58．电子传递链上的未端氧化酶是( )①NADH脱氢酶②琥珀酸脱氢酶③细胞色素b ④细胞色素a39．下列化合物属于氧化磷酸化解偶联剂的是( )①鱼藤酮②抗霉素A ③安密妥④2,4-二硝基苯酚10．关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？（）①线粒体内有NADH+H+呼吸链和FADH2呼吸链。

代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后， 经过一系列的传递体，最后传递给被激活 的氧原子，而生成水的全部体系。 在生物细胞中，接受代谢物上脱下的氢(或 电子)的载体有三种: NAD+、NADP+ 和 FAD。
呼吸链有两条：
NADH开始的呼吸链
—— NADH呼吸链；
FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
+e Fe3+ Fe2+
-e
铁硫蛋白的结构及递电子机理
1Fe 0S24Cys 4Fe
4S24Cys 2Fe
2S24Cys
S Fe
4. 辅酶Q (CoQ)
辅酶-Q（CoQ）：脂溶性醌类化合物， 又称泛醌，非蛋白电子载体。 特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌， 位于呼吸链的中心
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辅酶-Q不只接受NADH脱氢酶的H,还接受 线粒体其他脱氢酶脱下的H,如琥珀酸脱 氢酶，因此它。
第二节 线粒体电子传递体系
一.线粒体呼吸链（respiratory
chain)
线粒体基质是呼吸底物氧化的场所,底
物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将 质子和电子转移到内膜的载体上，经 过一系列氢载体和电子载体的传递， 最后传递给O2生成H2O。
（一）呼吸链的概念
呼吸链（电子传递体系或电子传递链）：
•
• ATP与高能磷酸键
NH2 O O Oγ β α N O P O P～ O P ～ - O O CH O O 2 O N N N
OH OH AMP ADP ATP
•
ATP + H2O ADP + H2O AMP + H2O
ADP + Pi AMP + Pi