6-生物氧化-lg
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生物碱-1
邻氨基苯甲酸 1×CH3COOH
OH O
3×CH3COOH
N (O) OH OH
2×CH3COOH
N H O N OH
1 、喹啉类生物碱 已知有 150多种，主要分布于芸香科植物， 如：
N C2H5 N O
喜树碱
OH O O
N
喹啉
HO CH R N
N CH2 CH2 CH CH 2
R=H 金鸡宁 R=OCH3（2R，3S） 奎宁碱 R=OCH3（2S，3R） 奎尼丁
伪麻黄碱
麻黄碱 伪麻黄碱 （二）四氢异喹啉类生物碱（简单异喹啉类）
HO N OH
哌劳亭
CH3O
CH3
CH3O
萨苏啉型复杂，已知有700 多种，分布于 27 科植物中，如防已、小檗科等，是 一类主要的生物碱，按结构特点又可分为 15 类。基 中主要不得有7类。 1、苄基四氢异喹啉类，主要化合物； MeO CH3O HO + CH 3 N N NH MeO HO HO CH3
二、生物碱在植物界的分布
生物碱主要分布在植物界，动物 中很少，一般主要分布在高等植物中， 如：裸子植物，紫杉属，松属，云杉 属，三尖杉等。少数被子植物叶中， 金合欢科，石蒜科，木兰科等。
三、生物碱在植物体中存在形式
1 、主要以盐类形式存在，与生物碱成盐的酸， 常见的有草酸，柠檬酸，硫酸，盐酸，硝酸 等。少数以其它形式存在。 2 、游离碱指一些碱性较弱的生物碱，指碱笥极 弱的生物碱。 3、酰胺形式存在，秋水仙碱、喜树碱 4、N—氧化物等形式存在。如苦参碱N-氧化物。 5、氮缩醛类如：阿替生。 6、亚胺、烯胺类如：新士的宁
（一）单萜生物碱类
Me N
Me Me
O CHO N O O O
OH O
3×CH3COOH
N (O) OH OH
2×CH3COOH
N H O N OH
1 、喹啉类生物碱 已知有 150多种，主要分布于芸香科植物， 如：
N C2H5 N O
喜树碱
OH O O
N
喹啉
HO CH R N
N CH2 CH2 CH CH 2
R=H 金鸡宁 R=OCH3（2R，3S） 奎宁碱 R=OCH3（2S，3R） 奎尼丁
伪麻黄碱
麻黄碱 伪麻黄碱 （二）四氢异喹啉类生物碱（简单异喹啉类）
HO N OH
哌劳亭
CH3O
CH3
CH3O
萨苏啉型复杂，已知有700 多种，分布于 27 科植物中，如防已、小檗科等，是 一类主要的生物碱，按结构特点又可分为 15 类。基 中主要不得有7类。 1、苄基四氢异喹啉类，主要化合物； MeO CH3O HO + CH 3 N N NH MeO HO HO CH3
二、生物碱在植物界的分布
生物碱主要分布在植物界，动物 中很少，一般主要分布在高等植物中， 如：裸子植物，紫杉属，松属，云杉 属，三尖杉等。少数被子植物叶中， 金合欢科，石蒜科，木兰科等。
三、生物碱在植物体中存在形式
1 、主要以盐类形式存在，与生物碱成盐的酸， 常见的有草酸，柠檬酸，硫酸，盐酸，硝酸 等。少数以其它形式存在。 2 、游离碱指一些碱性较弱的生物碱，指碱笥极 弱的生物碱。 3、酰胺形式存在，秋水仙碱、喜树碱 4、N—氧化物等形式存在。如苦参碱N-氧化物。 5、氮缩醛类如：阿替生。 6、亚胺、烯胺类如：新士的宁
（一）单萜生物碱类
Me N
Me Me
O CHO N O O O
生物化学课件-生物氧化
2021/5/5
55
2,化学渗透假说 (chemiosmotic hypothasis)
电子传递的自由能 驱动H+从线粒体基质 跨过内膜进入到膜间 隙，从而形成H+跨线 粒体内膜的电化学梯 度，这个梯度的电化 学势( ΔH+ )驱动 ATP的合成。
2021/5/5
内膜
膜间隙
H+
e-
基质
底物 电子传递链
8
第二节 生物氧化
一、生物氧化的本质与特点（ P302 ）
在活的细胞中（ pH 接近中性，体温条件下），
有机物的氧化在一系列酶,辅酶和中间传递体参与下
进行，其途径迂回曲折，有条不紊,氧化过程中能量
逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如 ATP
）截获，再供给机体所需.在此过程中既不会因氧化
过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放的能
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。
6
二、中间代谢
1、酶抑制剂的应用 2、利用遗传缺陷症研究代谢途径 3、气体测量法 4、同位素示踪法
2021/5/5
7
三、微生物代谢与发酵工程（略）
2021/5/5
2 、苹果酸-天冬氨酸穿梭作用（肝和心肌）
酵解
（细胞质）
氧化磷酸
（线粒体）
2021/5/5
47
磷酸二羟丙酮-磷酸甘油穿梭机制示意图
1.5ATP
2H
2021/5/5
α-磷酸甘油穿梭
1.5 ATP
神经组织和骨骼肌
48
苹果酸—天冬氨酸穿梭系统
研究生入学考试生物化学(生物氧化)历年真题试卷汇编2
研究生入学考试生物化学（生物氧化）历年真题试卷汇编2(总分：76.00，做题时间：90分钟)一、判断题请判断下列各题正误。
(总题数：6，分数：12.00)1.(华东理工大学2007年考研试题)生物氧化只有在氧气的存在下才能进行，（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：只要有合适的电子受体，生物氧化就能进行，不一定只有在氧气存在下才能进行。
2.(中科大2008年考研试题)ATP一般通过基团转移而不是简单水解提供能量。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：3.(中科大2008年考研试题)线粒体电子传递链的复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都能泵出质子。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：线粒体电子传递链的复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ能泵出质子。
复合物Ⅱ不是质子泵，不能把质子转移到膜间隙，其作用是在电子传递链的中间向辅酶Q提供电子。
4.(陕西师范大学2005年考研试题)在呼吸链中电子是由高氧化还原电位向低氧化还原电位传递的。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：在呼吸链中电子是由低氧化还原电位向高氧化还原电位传递的。
5.(陕西师范大学2005年考研试题)用氰化物阻断呼吸链后，电子传递链的各个成员均处于氧化态。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：用氰化物阻断呼吸链，氰化物的作用是阻断了电子由cymaa 3向分子氧的传递，cytaa 3是复合物Ⅳ的氧还中心，因此，只有O 2处于氧化态，电子传递链的其他各个成员已被还原。
6.(浙江工业大学2006年考研试题)解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：解偶联剂是氧化磷酸化反应中的一种抑制剂，将电子传递和氧化磷酸化解除偶联。
二、填空题(总题数：5，分数：10.00)7.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：8.(中科大2009年考研试题)P：O值是指_______。
Ch5[1].2污染物质的生物转化
![Ch5[1].2污染物质的生物转化](https://img.taocdn.com/s3/m/42d0e777f46527d3240ce03a.png)
腺核苷3’——磷酸
焦磷酸
泛酸
氨基乙硫醇
• 作用：
• 辅酶A是一种转移酶的辅酶，所含的巯基与酰基形 成硫酯。在酶促反应中传递酰基。
CoASH + CH3CO
+
CH3CO
SCoA + H+
5.5.3 生物氧化中的氢传递过程
• 生物氧化：有机物在细胞内氧化，伴有能量的释放
• 放出的能量通过ADP合成ATP暂时贮存(高能磷酸键)
合成酶（催化底物结合反应）等
酶的种类
• 根据成分：
– 单成分酶：只含有蛋白质，如脲酶、蛋白酶
– 双成分酶：酶蛋白+ 辅酶（或辅基，比辅酶结合牢固， 不易分离） – 在双成分酶催化反应时，一般是辅酶起传递电子、原 子或某些化学基团的功能，酶蛋白起着决定催化专一 性和催化高效率的功能。因此，只有双成分酶的整体 才具有催化活性。若各自单独存在则失去相应作用。 – 辅酶的成分是金属离子、含金属的有机化合物或小分 子的复杂有机化合物。已经发现的辅酶有30余种。同 一辅酶可结合不同的酶蛋白，构成许多双成分酶，可 对不同底物进行相同反应。
• 生物积累：生物从周围环境（水、土壤、 大气）和食物链蓄积某种元素或难降解 物质，使其在机体中的浓度超过周围环 境中浓度的现象。
• 为生物富集和生物放大之和。
生物积累系数也用BCF表示。
• 从动力学观点来看，水生生物对水中难降解物质的积累 速率，是生物从水中的吸收速率、从体内的消除速率及 由生物机体质量增长引起的物质稀释速率以及从食物链 中上一级生物中吸收的速率的代数和。水生生物富集速 dci 率方程为： k c ( k k )c W c
估算BCF
• 与辛醇/水分配系数的对数（logKow) 线性相关
生物化学生物氧化
① 二聚体 (两个相同的单体，每个单体含11不同的亚基)。 ② 每个单体含有一个功能核心：bH(Cytb562)、bL(Cytb566)、Cytc1、 Rieske铁硫蛋白[2Fe-2S]中心。 功能：通过Q循环传递电子
QH2 2Cytc1 (氧化型) 2H内 Q 2Cytc1 (还原型) 4H外
－0.22 PhotosystemP 700
3 2 －0.20 Fe e Fe 1 －0.18 O2 2 H 2e H 2O 2
(三) 电势和自由能的关系
体系自由能的改变等于体系所做最大功的能量
G Wmax
体系所做最大功也可以看成是自由能的变化
' Wmax Go ' nEo F
0.36 0.42 0.43 0.77 0.82
GSSG 2H 2e 2GSH
FAD 2H 2e FADH2 FMN 2H 2e FMNH2
Acetyldehyde 2H 2e Ethanol Pyruvate 2H 2e Lactate
＝ －2×96485×[0.82－(－0.32)]
＝ －220 KJ· －1 mol
二、电子传递和氧化呼吸链
（一）电子传递过程 电子传递过程包括电子从还原型辅酶上通过 一系列 按照电子亲和力递增顺序排列的电子载体所构成的电子 传递链传递到氧的过程。
1 NADH H O2 NAD H 2O 2 1 FADH 2 O2 FAD H 2O 2
安密妥、鱼藤酮等抑制电子从复 合体Ⅰ中铁硫中心到Q的传递。
辅酶Q：是脂溶性小分子量的醌类化合物，通过氧化和还原传 递电子。有3种氧化还原形式即氧化型醌Q，还原型氢醌(QH2)和介 于两者之者的自由基半醌(QH)。
QH2 2Cytc1 (氧化型) 2H内 Q 2Cytc1 (还原型) 4H外
－0.22 PhotosystemP 700
3 2 －0.20 Fe e Fe 1 －0.18 O2 2 H 2e H 2O 2
(三) 电势和自由能的关系
体系自由能的改变等于体系所做最大功的能量
G Wmax
体系所做最大功也可以看成是自由能的变化
' Wmax Go ' nEo F
0.36 0.42 0.43 0.77 0.82
GSSG 2H 2e 2GSH
FAD 2H 2e FADH2 FMN 2H 2e FMNH2
Acetyldehyde 2H 2e Ethanol Pyruvate 2H 2e Lactate
＝ －2×96485×[0.82－(－0.32)]
＝ －220 KJ· －1 mol
二、电子传递和氧化呼吸链
（一）电子传递过程 电子传递过程包括电子从还原型辅酶上通过 一系列 按照电子亲和力递增顺序排列的电子载体所构成的电子 传递链传递到氧的过程。
1 NADH H O2 NAD H 2O 2 1 FADH 2 O2 FAD H 2O 2
安密妥、鱼藤酮等抑制电子从复 合体Ⅰ中铁硫中心到Q的传递。
辅酶Q：是脂溶性小分子量的醌类化合物，通过氧化和还原传 递电子。有3种氧化还原形式即氧化型醌Q，还原型氢醌(QH2)和介 于两者之者的自由基半醌(QH)。
水环境化学3---氧化还原反应(11.18)
=1.03×10-3 pH = 2.99
铁体系的pe-pH图 铁体系的pe-pH图 pe
(s)与 (s)的边界 （5）Fe(OH)2(s)与Fe(OH)3(s)的边界
Fe(OH)3(s)+ 3H+ = Fe3+ + 3H2O K1 Fe(OH)2(s)+ 2H+ = Fe2+ + 2H2O K2 K1 = 9.1×103; K2 = 8.0×1012 pe = 13.05 - lg[Fe2+]/[Fe3+] = 13.05 - lgK2[H+]2 / K1[H+]3 pe = 4.1 - pH
问题: 问题: 近年来，水化学中为何不用E而常用 pe表示氧化还原电位？
解释
(a) pe有明确的物理意义, pe= -lg[e]表示电子 的相对活度。
(b) pe每变化一个单位，[Red]/[Ox]变化10倍 便于比较。 (n=1时) (c) pe把数据拉开了便于比较。
Pe与△G 的关系 与
标准态： △G0=-nFE0 △G0=-2.303nRTpe0 任意态： △G=-nFE △G=-2.303nRTpe （ E0=2.303RT/F · pe0 E=2.303RT/F · pe）
问题：
水中主要还原剂为？ 主要氧化剂为？
天然水体的pe 天然水体的pe
水中物质存在的形态
还原态 CH4 H2S Fe2+ S NH4+ NO2- ,有机物等； 氧化态 CO2 Fe(OH)3 SO42- O2 NO3- 等；
天然水体的pe 天然水体的pe
(一)决定电位
若某个单体系的含量比其它体系高得多，则此 时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的pe, 称决定电位。 一般情况下，天然水中溶解氧 溶解氧是决定电位，有 溶解氧 机物积累的厌氧环境中，有机物 有机物是决定电位。 有机物
铁体系的pe-pH图 铁体系的pe-pH图 pe
(s)与 (s)的边界 （5）Fe(OH)2(s)与Fe(OH)3(s)的边界
Fe(OH)3(s)+ 3H+ = Fe3+ + 3H2O K1 Fe(OH)2(s)+ 2H+ = Fe2+ + 2H2O K2 K1 = 9.1×103; K2 = 8.0×1012 pe = 13.05 - lg[Fe2+]/[Fe3+] = 13.05 - lgK2[H+]2 / K1[H+]3 pe = 4.1 - pH
问题: 问题: 近年来，水化学中为何不用E而常用 pe表示氧化还原电位？
解释
(a) pe有明确的物理意义, pe= -lg[e]表示电子 的相对活度。
(b) pe每变化一个单位，[Red]/[Ox]变化10倍 便于比较。 (n=1时) (c) pe把数据拉开了便于比较。
Pe与△G 的关系 与
标准态： △G0=-nFE0 △G0=-2.303nRTpe0 任意态： △G=-nFE △G=-2.303nRTpe （ E0=2.303RT/F · pe0 E=2.303RT/F · pe）
问题：
水中主要还原剂为？ 主要氧化剂为？
天然水体的pe 天然水体的pe
水中物质存在的形态
还原态 CH4 H2S Fe2+ S NH4+ NO2- ,有机物等； 氧化态 CO2 Fe(OH)3 SO42- O2 NO3- 等；
天然水体的pe 天然水体的pe
(一)决定电位
若某个单体系的含量比其它体系高得多，则此 时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的pe, 称决定电位。 一般情况下，天然水中溶解氧 溶解氧是决定电位，有 溶解氧 机物积累的厌氧环境中，有机物 有机物是决定电位。 有机物
第三章水环境化学
总含盐量(TDS)：
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
生物接触氧化法
分流式接触氧化池的主要特点是:废水在 单独的间隔内进行激烈的曝气和充氧， 而在安装填料的另一间隔内，废水慢慢 地流经填料同生物膜接触。这种外循环 方式使废水反复地通过充氧与接触两个 过程，供氧与供给微生物营养的状况是 良好的，有利于微生物生长繁殖。但是， 这类装置的填料间水流流动缓慢，冲刷 力小，生物膜只能自行脱落，更新速度 慢，而且容易堵塞，处理效率较低，在 BOD负荷较高的二级废水处理中一般较少 采用。
5.2 缺点
填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负 荷高，则生物膜数量多；反之亦然； 生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物 膜过厚，在某些填料中易于堵塞； 由于填料设置使氧化池的构造较为复杂，曝气设 备的安装和维护不如活性污泥法来得方便； 填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正 常使用。
在国内，一般采用均布曝气混流式。图7-d为国内采用的外循环混流式生 物接触氧化池a这种池型的底部设密集的穿孔管曝气，造成“大流量”体 外自动循环的运行工况，这对于保证池内水、气及有机投配负荷的均匀 分布起到了良好作用。图7-e为一体化处理器的一种型式。在这种处理器 中将接触氧化室(池)同前处理的酸化室、后处理的沉淀室组合在钢制处 理器中，其间用钢板分格。一般，当处理水量较小时，可用整体式;当处 理水量较大时，可用拼装式。
6. 生物接触氧化法高效的原因
生物接触氧化法高效的原因：“三高一分” 和接触沉淀池。“三高”指：氧化池内的高生 物量、高生物活性和高传质速度。“一分”指： 氧化池分两段，第一段以能耗低、速度快的生 物合成为主，减轻了第二段的生物氧化负荷和 对供氧的需求；沉淀池增加了接触层，不仅强 化了悬浮物的分离效果，还有接触层生物膜利 用氧化池出水中较高的剩余溶解氧，对水质起 到了进一步的生物氧化作用。“三高一分”和 接触沉淀，主要是“三高”和“一分”在起作 用，使得生物接触氧化法有较高的生物反应速 率，缩短了处理时间。
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17
铁硫蛋白，辅基：铁硫簇
Fe2S2
Fe4S4
Fe 2+
-e
+e
Fe 3+
18
O
H3CO
(CH2 - CH=C-CH3-CH2-)10H 多聚异戊二烯结构
H3CO
CH3
O
泛醌
2H
2H
OH
H3CO (CH2-CH=C-CH3-CH2-)10H
H3CO
CH3
OH
二氢泛醌
泛醌（ubiquinone, UQ或Q或CoQ)
0.25 0.29
0.82
（V）
E0’表示在pH7.0， 250C，1mol/L反应物浓度条件下测得的标 准氧化还原电位
25
两条呼吸链
NADH氧化呼吸链
SH2
NAD+
FMNH2 （Fe-S）
CoQ
2Cyt-Fe2+
2 H+ ½ O2
S NADH+H+
FMN CoQH2 2Cyt-Fe3+
O2-
H2O
（1）氧化磷酸化的偶联部位 a. P/O比值（P/O ratio)
物质氧化时，每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷 的摩尔数（或ADP摩尔数）
底物
呼吸链的组成
P/O比值 生成ATP
----------------------------------------------------------------------------------------
19
CoQ
CoQH2
20
b. 复合体II，琥珀酸-泛醌还原酶 (FAD, Fe-S)
21
c. 复合体III，泛醌-细胞色素C还原酶 铁卟啉，Fe-S
22
细胞色素（cytochrome, Cyt）
b
c1
复合体III
-e
Fe 2+
Fe 3+
+e
c
aa3
Cyt c
复合体IV
不同的细胞色素其血红素基 团及蛋白质部分均有所不同
糖、脂、蛋白质
CO2、H2O和ATP
非线粒体氧化体系：生物转化
3
❖Features
①条件温和 ② 逐步放能, 能量利用率高 ③有水环境
生
爆
物
炸
氧
式
化
4
γ
β5Biblioteka 产能 多糖 1% 葡萄糖 1/3
2H
2/3
2H
脂肪 甘油 + 脂肪酸
蛋白质 氨基酸
乙酰CoA
CoASH
CO2 CO2
2H
O2
呼吸链 H2O
23
d. 复合体IV，细胞色素C氧化酶 (铁卟啉，Cu)
还原性Cyt c →CuA→ a → a3-CuB → O2
24
（2）呼吸链成分的排列顺序
FADH2
NAD+FMN CoQ Cyt b Cyt c1 Cyt c Cyt aa3 ½ O2 (Fe-S)
E0’ -0.32 -0.30 0.04 0.07 0.22
电子沿呼吸链的传递使质子从线粒体内膜的基质侧被泵到胞浆侧
29
30
化学渗透假说详细示意图
胞液侧 H+
H+ H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
Q
F
Ⅰ
Ⅱ
-
-
Ⅳ
0
- Ⅲ ---
--
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
H2O 1/2O2+2H+
基质侧
ADP+Pi
-
F1
ATP
H+
ATP合酶 (ATP synthase)
a. 复合体I，NADH-泛醌还原酶 (FMN, Fe-S)
包括跨膜区和 延伸到基质中的长 臂。NADH在臂中 被氧化，电子传递 给膜中的CoQ。
10
11
脱氢酶（辅酶：NAD+） NAD +：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸
O-H: NAD+ O-H2PO3 : NADP+
12
13
HO
||
--C-NH2
β-羟丁酸 NAD+→ FMN→ CoQ→ Cyt→ O2
琥珀酸
FAD →CoQ →Cyt →O2
抗坏血酸
Cyt c →Cyt aa3 →O2
细胞色素C（Fe2+） Cyt aa3 →O2
2.4-2.8 2.5
1.7
1.5
0.61-0.68 1
27
b. 自由能变化
NAD+
CoQ
Cyt c
电位差 0.36 V G 0’ 69.5
Chapter 6 Biological Oxidation 生物氧化
1
本章要求
1. 掌握两条呼吸链的组成和排列顺序 2. 了解线粒体ATP生成的理论 3. 掌握呼吸链抑制剂的作用机制 4. 了解线粒体外氧化体系
2
Preface
❖Definition
物质在生物体内进行的氧化过程。
线粒体氧化体系：
（Fe-S）
延胡索酸 琥珀酸
琥珀酸（FADH2）氧化呼吸链
2 H+
FADH2 （Fe-S）
FAD （Fe-S）
CoQ CoQH2
2Cyt-Fe2+ 2Cyt-Fe3+
½ O2
O2-
H2O
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2、 oxidative phosphorylation 氧化磷酸化
呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化生成ATP的过程
0.21 V 40.5
Cyt aa3
O2
0.53 V 102.3 kJ/mol
G 0’ = -nF E 0’ n: 传递电子数 F: 法拉第常数 = 96.5 kJ/mol•V = 23 kcal/mol •V ATP高能键 = 30.5 kJ/mol = 7.3 kcal/mol
28
（2）氧化磷酸化机制 化学渗透学说（chemiosmotic hypothesis） Peter Mitchell 于60年代提出，1978年获诺贝尔奖
+
+ 2H
N
R
NAD +
-C -NH2 + H+
N R
NADH + H+
14
黄素蛋白，辅基：FMN，FAD，含核黄素（Vit B2 ) FMN：黄素单核苷酸
异咯嗪结构
H
15
FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸
异咯嗪结构
16
N + 2H
N
FMN + 2H （或FAD）
HN || NH
FMNH2 （或FADH2）
F1：33 F0：质子通道（a1b2c9～12亚基）
亚基作用： ， ：催化ADP与Pi结合生成ATP ：质子闸门 ：使F1与膜相连 ：调节
2H
ADP
+
Pi
ATP
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Section 1 Generative system of ATP 1、 Respiratory chain 呼吸链
在线粒体内膜上由酶和辅酶按照一定顺序组成 的递氢、递电子体系称呼吸链．
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（1）呼吸链的组成
复合体III
NADHFMN CoQ Cyt bCyt c1 Cyt cCyt aa3 ½ O2
+ H+ (Fe-S)
（2Cu）
复合体I
FADH2 ( Fe-S) 复合体I I
复合体IV
复合体
酶
辅基
复合体I: NADH-泛醌还原酶
FMN,Fe-S
复合体II: 琥珀酸-泛醌还原酶
FAD,Fe-S
复合体III: 泛醌-细胞色素c还原酶 铁卟啉，Fe-S
复合体IV: 细胞色素氧化酶
铁卟啉，Cu
8
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