辅酶与黄素酶
线粒体呼吸链
(1) 烟酰胺脱氢酶类（nicotinamide dehydrogenases) (或称吡啶脱氢酶类，pyridine dehydrogenases) (2) 黄素酶类（flavoprotein, flavinlinked dehydrogenase,） 或称NADH 脱氢酶（NADH dehydrogenase) –黄素单核苷酸（FMN) –黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD) (3) 辅酶Q(coenzyme Q, CoQ)(泛醌 ubiquinone) (4) 细胞色素类（cytochromes) Cytb,Cytc,Cytc1,Cyta1a3
穿梭系统(Shuttle System)
磷酸甘油穿梭(phosphoglycerol shuttle)
糖酵解
磷酸二羟丙酮
３－磷酸甘油
磷 酸 甘 油 穿 梭
穿梭系统(Shuttle System)
苹果酸-草酰乙酸穿梭 （Malate-oxaloacetate shuttle)
苹果酸-草酰乙酸穿梭
腺 苷 酸 和 磷 酸 转 位 酶
高能磷酸键的形成
生物氧化所释放的能量并不是全 以热量的形式散发，除一部分以热 能形式用于维持体温外，其余部分 则以高能磷酸键的形式转移和储存， 一旦需要再水解释放以免浪费。
异养生物体高能磷酸键的 形成方式有两种：
1. 底物水平（底物）磷酸化、 2. 电子传递水平（氧化）磷酸化。
氧化型泛醌
辅 酶 的 氧 化 还 原
Q
半醌自由基
氢醌
３－磷酸甘油
３－磷酸甘油脱氢酶
琥珀酸
底 的 物 电 到 子 辅 流 酶 动
酯酰辅酶A
Q
酯酰辅酶A脱氢酶
复合物I：NADH到泛醌
简述几种辅酶的功能及其与维生素的关系。
一、概述辅酶在生物体内起着至关重要的作用，它们通常与维生素密切相关。
本文将简要介绍几种常见的辅酶及其功能，并探讨它们与维生素之间的关系。
二、辅酶的功能1. 辅酶A辅酶A是一种广泛存在于细胞内的辅酶，它参与了许多重要的细胞代谢过程，如葡萄糖的分解及脂肪酸的合成。
辅酶A中的辅酶A酯在细胞色素内转运乙酰基团的时候起着重要作用，是细胞内的重要能量分子。
2. 辅酶Q辅酶Q是线粒体内的重要辅酶，它在细胞色素氧化酶复合体中转移质子，并参与线粒体内的呼吸链以及氧化磷酸化过程。
辅酶Q还可以通过抗氧化作用来保护细胞内的膜结构。
3. 辅酶NAD+辅酶NAD+是细胞中的一种重要氧化还原辅酶，它参与了细胞中的多种氧化还原反应，如糖酵解、脂肪酸氧化和细胞色素P450等代谢过程。
NAD+作为一种能量载体，可以将能量转移到细胞中的其他反应中。
4. 辅酶FAD辅酶FAD是一种含有核黄素的辅酶，它在细胞中参与了多种氧化还原反应，如呼吸链和某些酶的催化过程。
FAD在细胞色素氧化酶中也扮演着重要角色。
三、辅酶与维生素的关系1. 辅酶与维生素的来源辅酶通常是一些含有维生素结构的复合物，它们能够在细胞内参与多种生物化学反应。
一些维生素本身就是辅酶的一部分，如核黄素、核膜酸等。
而另一些维生素则是辅酶的前体物质，如烟酰胺、磷酸核糖等。
2. 辅酶与维生素的功能关系维生素在体内通常以辅酶的形式存在，并与特定的酶相结合，以促进生物体内的多种生物化学反应。
辅酶通过将底物分子转运到酶的活性中心，促进了化学反应的进行。
辅酶与维生素之间是一种密切的功能关系。
3. 维生素缺乏与辅酶功能的影响维生素的缺乏会导致对应的辅酶功能的减弱甚至丧失，进而影响相关代谢路径的进行。
以核黄素为例，其缺乏会导致维生素B2的裂解，从而影响体内某些代谢酶的活性。
维生素的摄入与相应辅酶的形成对于维持生物体的正常代谢过程至关重要。
四、结论辅酶在细胞内发挥着不可替代的作用，它们与维生素之间存在着密切的关系。
乙醛酸氧化酶和黄素氧化酶
乙醛酸氧化酶和黄素氧化酶乙醛酸氧化酶和黄素氧化酶是两种重要的酶类物质。
它们在生物体内发挥着重要的作用，参与了许多生物化学过程。
下面就让我们来详细了解一下这两种酶的特性和功能。
乙醛酸氧化酶是一种存在于生物体内的重要酶类物质。
它主要参与乙醛酸的代谢过程，将乙醛酸氧化为乙酸。
乙醛酸是一种常见的有机酸，它在生物体内产生的过程中需要乙醛酸氧化酶的催化作用。
乙醛酸氧化酶通过将乙醛酸中的乙醛基氧化为羧基，从而将乙醛酸转化为乙酸。
乙醛酸氧化酶在人体内广泛存在，特别是在肝脏和肌肉组织中含量较高。
它的催化作用对于人体能量代谢和有机物质代谢具有重要意义。
黄素氧化酶是一种参与生物体内能量代谢的重要酶类物质。
它主要参与黄素的氧化过程，将黄素还原为二核苷酸黄素（FADH2）。
黄素是一种重要的辅酶，参与了多种氧化还原反应的催化过程。
黄素氧化酶通过将黄素中的双键氧化为羰基，从而将黄素还原为二核苷酸黄素。
黄素氧化酶在生物体内广泛存在，特别是在线粒体和细胞质中含量较高。
它的催化作用对于维持细胞内能量代谢平衡和氧化还原反应的正常进行具有重要意义。
乙醛酸氧化酶和黄素氧化酶在生物体内的功能非常重要，它们参与了多种生物化学过程。
首先，乙醛酸氧化酶参与了乙醛酸的代谢过程，将乙醛酸转化为乙酸。
乙醛酸是一种常见的有机酸，它在生物体内产生的过程中需要乙醛酸氧化酶的催化作用。
乙醛酸氧化酶的催化作用对于人体能量代谢和有机物质代谢具有重要意义。
其次，黄素氧化酶参与了黄素的氧化过程，将黄素还原为二核苷酸黄素。
黄素是一种重要的辅酶，参与了多种氧化还原反应的催化过程。
黄素氧化酶的催化作用对于维持细胞内能量代谢平衡和氧化还原反应的正常进行具有重要意义。
乙醛酸氧化酶和黄素氧化酶在生物体内的调节机制也非常复杂。
它们的活性受到多种因素的调控，包括温度、pH值、底物浓度和共因子等。
例如，在温度方面，乙醛酸氧化酶和黄素氧化酶的活性随温度的升高而增加，在一定温度范围内活性达到最高点，然后随温度继续升高而下降。
各种辅酶的作用
一、NAD (辅酶I)是尼克酰胺(脱氢酶)的辅酶，参与TAC的第一个辅酶1、结构：其化学本质是尼克酰胺腺嘌吟二核苷酸，其前体是维生素尼克酰胺，过去称为“维生素PP”，现有人称为维生素B3。
(1)NAD参与糖、脂肪、蛋白质、核酸和能量代谢中的大量氧化还原反应，达数百种，是最普遍的氧化还原酶的辅酶(2)所有细胞都需要NAD、NADP2、NAD的功能：NAD+/NADH存在于一切细胞中，是最普遍的氧化还原酶的辅酶。
参于糖、脂肪、蛋白质和能量形成的代谢。
NAD+/NADH参与分解代谢NADP+/NADPH参于合成代谢。
从能量代谢看，NAD+/NADH能迅速促进能量形成代谢，细胞内NADH增加，能量即刻增加；有氧条件能促进有氧化代谢，无氧条件下，促进酵解产生大量能量；一种强的抗氧化剂，可清除自由基，而自由基是导致细胞膜损伤和细胞功能障碍的重要因素。
促进肾上腺素Dopamine和神经递质的合成。
促进细胞的调控和DNA修复，修复遗传损伤NDP-d NDP反应一定需NADP+/NADP和谷胱苷肽参与。
增强白细胞的功能，增强免疫反应免疫缺损，自身免疫病和类风湿关节炎等的疾病的效果。
从能量角度，NAD+/NADH有提高人体功能，体力劳动学习的效率，促进大脑清醒和注意力集中。
3、NAD的药理作用(1)最有效的能量形成促进剂(促进有氧代谢和无氧代谢)(2)提高体力、体育运动成绩和学习效率(3)促进大脑清醒(alertness)和集中注意力(4)促进细胞DNA修复和遗传损伤修复(5)一种强的抗氧化剂，清除自由基，自由基破坏，细胞的完整性，与肝病、心肌损伤、Alzheimer病、Parkinson氏病和自身免疫病相关联(6)NADH促进肾上腺素、Dopamine等神经递质的合成，激活酪氨酸羟化酶，促进Dopamine 合成。
FDA证明它能够治疗慢性疲劳综合症和免疫功能失调综合症，调节和增强白细胞功能、增强免疫作用4、1998年，美国FDA报告NADH作为一种营养补充剂，却有辅助治疗慢性疲劳综合症CFS Chronic fatigue syndrom)和免疫失调综合症(Immne disfunction syndrom)这是 FDA 支持的一个营养剂治疗作用的研究。
生物氧化的概念与特点.
2
细胞色素c（Fe2+）
细胞色素c（Fe3+）
+0.22
1
细胞色素a（Fe2+）
细胞色素a（Fe3+）
+0.29
1
H2 Fe2+
H+ Fe3+
+0.421
2
+0.77
1
H2O
O2
+0.816
2
非标准状态下的氧化还原电位
在非标准条件下实际的氧化还原电位（E’）可用Nernst方程计算：
其中，R为气体常数（8.314 J／mol ·K） T为绝对温度 n为每分子转移的电子数 F为法拉第常数（96.485 k J／V ·mol）。 因此：在250C，n＝2时：2.303RT／nF 项值为0.03。
Chap 6
Cellular Respiration
第一节 生物氧化的概念与特点 第二节 生物氧化与生物能(自学) 第三节 生物氧化体系（重点） 第四节 氧化磷酸化作用（重点）
第一节 生物氧化的概念与特点
一、生物氧化的概念
糖、脂肪、氨基酸等营养物质，在活细胞内进 行一系列的氧化分解，最终生成H2O和CO2、 释出能量的过程，称为生物氧化
HAD+
-0.32
2
3-磷酸甘油醛 + Pi
1,3-二磷酸甘油酸
-0.29
2
乙醇
乙醛
-0.197
2
乳酸
丙酮酸
-0.185
2
FADH2 苹果酸
FAD 草酰乙酸
-0.18
2
-0.166
2
琥珀酸
延胡索酸
辅酶与辅基汇总
辅酶与辅基汇总（一）辅酶I和辅酶II：NAD+、NADP+ NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和NADP+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）是生化反应中重要的电子和氢传递体，因此它们参与的是氧化还原反应（图4-1-5）。
NAD+和NADP+是各种不需氧脱氢酶的辅酶，可以接受底物分子上提供的氢负离子（H:-）而还原为NADH和NADPH。
底物分子脱氢时，一次脱下一对氢（2H++2e-），NAD+或NADP+接受1个H+和2个e-，另一个H+游离存在于溶液中。
NADH在细胞内有两条去路，一是通过呼吸链最终将氢传递给氧生成水，释放能量用于ATP 的合成；一是作为还原剂为加氢反应（还原反应）提供氢。
NADPH一般不将氢传递给氧，通常只作为还原剂为加氢反应提供氢。
NADPH是细胞内重要的还原剂。
辅酶I和辅酶II是以维生素PP（烟酸、烟酰胺）、核糖、磷酸、腺嘌呤为原料合成的。
（二）黄素辅酶：FMN、FADFMN（黄素单核苷酸）和FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）是另一类氢和电子的传递体，参与氧化还原反应（图4-1-6）。
FMN、FAD是黄酶（氧化还原酶）的辅基，参与体内多种氧化还原反应，它可以接受2个氢而还原为FMNH2或FADH2。
其中FMN是呼吸链的重要氢和电子传递体，FAD主要参与有机物如脂肪酸等的氧化脱氢。
FADH2可将氢通过呼吸链传递至氧生成水，释放能量用于ATP的合成；在某些情况下，也可将氢直接传递给氧而生成过氧化氢（H2O2），H2O2可被过氧化氢酶催化分解成水和氧气。
黄素辅基是由维生素B2（核黄素）转化形成的。
（三）辅酶A：CoA-SH辅酶A是体内传递酰基的载体，为酰基移换酶之辅酶（图4-1-7）。
辅酶A由3-磷酸-ADP、泛酸、巯基乙胺三部分构成，其中泛酸为维生素，因此辅酶A是主要是以维生素泛酸为原料转化合成的。
巯基-SH是辅酶A的活性基团，因此辅酶A 常写作CoA-SH。
当携带乙酰基时形成CH3CO-SCoA，称为乙酰辅酶A。
还原酶的辅酶
转为琥珀酰CoA 应B12。辅酶也参与甲基及其它一碳单位的转移反
B12不存在于植物中，在鱼、蛋、肉肝中含量 丰富，肠道细菌可以合成，故一般情况下不 缺乏。
缺乏病：恶性贫血。
（9）硫辛酸
硫辛酸是6,8-二硫辛酸 有两种形式：硫辛酸（氧化型）
表 水溶性维生素及其辅酶的作用
2020/1/13
3
(1) 硫胺素(VB1)
硫胺素广泛分布于植物中，特别是种子外皮 和胚芽，白菜、芹菜含量丰富，而酵母、瘦肉 中也相当丰富。
硫 胺 素 ( 维 生 素 B1) 在 体 内 以 焦 磷 酸 硫 胺 素 (TPP)形式存在。
缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心 力衰竭、四肢无力、下肢水肿,脚气病。
唐代孙思邈(miao)用肝治夜盲症，用谷 皮治脚气病。
1897年荷兰医生C. Eijkman证明米糠可 治脚气病。
1906年英国的F. G. Hopkins发现大鼠 喂饲纯化饲料（包括蛋白质、脂肪、糖 类、和矿质）和水，不能存活；添加微 量牛奶就能正常生长。牛奶中存在的营 养辅助因素也就是维生素。
维生素PP（维生素B5 ）在自然界中分布 很广少，肉类,谷物及花生中含量丰富， 其缺乏症状常见的是癩皮病。烟酸和烟 酰胺，在体内转变为辅酶I（NAD）和辅 酶II（NADP）。
COOH N
CONH2 N
NAD+的组成
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
NADP+的组成
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。在代谢反应中 起氢原子（电子）转移作用 。
THFA是转移一碳基团（C1）酶系的辅酶，是甲基、亚甲 基、甲酰基、甲川基的载体，因而可形成各种四氢叶酸 的衍生物。
辅酶作用与功效
辅酶作用与功效辅酶是一类在生物体内起着重要辅助作用的非蛋白质分子。
辅酶通常与酶一起协同作用，加速生物体内的化学反应，从而促进正常的新陈代谢过程。
辅酶的种类很多，每种辅酶都具有不同的功能和特点。
在人体内，辅酶的作用主要体现在以下几个方面：1. 辅助酶的催化作用：辅酶可以与特定的酶结合，形成酶-辅酶复合物，促进酶的催化反应。
部分辅酶的主要功能是将底物转化成活性的中间产物，促进化学反应的进行。
2. 载体角色：部分辅酶可以作为氧化还原反应中的电子载体，将电子从一个反应物传递到另一个反应物中，促进氧化还原反应的进行。
例如，辅酶NAD+和FAD在能量代谢中起到了重要的作用。
3. 能量代谢参与者：部分辅酶参与了细胞内的能量代谢过程，例如辅酶A参与了脂肪酸的合成和分解等代谢过程。
4. 调节酶的活性：一些辅酶可以通过与酶结合调节酶的活性，从而影响化学反应的速率。
例如辅酶B5可以调节脂肪酸的代谢，在脂肪酸的合成和分解过程中发挥重要作用。
不同的辅酶具有不同的生物作用和功效，常见的辅酶及其作用如下：1. 辅酶A：辅酶A在脂肪酸代谢中起着重要作用，参与了脂肪酸的合成和分解过程。
辅酶A还参与了糖代谢、蛋白质代谢和能量代谢等重要生物过程。
2. 辅酶B2：辅酶B2即核黄素，是维生素B族的一员。
辅酶B2参与了细胞呼吸中的氧化还原反应，能够促进细胞内的能量代谢过程。
3. 辅酶B6：辅酶B6即吡ridox酮，参与了氨基酸代谢的多种反应。
它可以转化氨基酸，参与蛋白质的合成和分解过程，还能够分解脂肪酸和糖类。
4. 辅酶B12：辅酶B12是一种钴金属有机化合物，参与多种生物反应，特别是细胞的核酸和蛋白质的合成，对维持神经系统功能和红细胞形成具有重要作用。
总而言之，辅酶在人体内起着重要的生物作用，促进正常的新陈代谢过程。
不同的辅酶具有不同的功能和特点，维持着人体内各个生化反应的进行。
因此，合理摄入含有辅酶的食物或补充适量的维生素B族等辅酶前体，对健康非常重要。
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组成呼吸链的成分已发现 20 余种，分为 5 大类。 1．辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ 辅酶Ⅰ（NAD+或 CoⅠ）为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。辅 酶Ⅱ（NADP+或 CoⅡ）为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它 们是不需氧脱氢酶的辅酶，分子中的烟酰胺部分，即维生素 PP 能可逆地加氢还原或脱氢氧化，是递氢体。以 NAD+作为 辅酶的脱氢酶占多数。 2．黄素酶 黄素酶的种类很多， 辅基有 2 种， 即 FMN 和 FAD。 FMN 是 NADH 脱氢酶的辅基，FAD 是琥珀酸脱氢酶的辅基，都 是以核黄素为中心构成的，其异咯嗪环上的第 1 位及第 5 位 两个氮原子能可逆地进行加氢和脱氢反应，为递氢体。