06第六章 生物氧化
(一)氧化磷酸化耦联部位 氧化磷酸化的耦联部位可通过以下实验方法来确定：
1. 测定不同作用物经呼吸链氧化的P/O比值
2. 计算自由能变化
P/O比值的定义
指每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷酸的 摩尔数（或ADP摩尔数），即生成ATP的摩尔数。
线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值
底物 β-羟丁酸 琥珀酸 抗坏血酸 Cytc(Fe2+) 呼吸链的组成 P/O比值 生成ATP数 3 2 1 1
呼吸链各复合体位置示意图
1. 复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）
复合体Ⅰ是将NADH脱下的氢传递给泛醌。
4、线粒体呼吸链的组成
NADH-Q还原酶
Complex I 结构示意图
2. 复合体Ⅱ（琥珀酸-UQ还原酶） 复合体Ⅱ将电子从琥珀酸传递给Q还原酶
（一）呼吸链递氢体和递电子体的组成 1. 尼克酰胺核甘酸 尼克酰胺腺嘌呤的二核甘酸（NAD+） 尼克酰胺腺嘌呤二核甘酸磷酸（NADP+）
H CONH 2 + N R + + NAD + NADP （氧化型） +H+H + +e N R
H CONH 2 + H +
NADH或NADPH （还原型）
2. 黄素蛋白（flavoprotein, FP）
体内氧化和体外氧化之不同点 • 生物氧化是在细胞内温和的的环境中（37℃、 pH近中性），由一系列酶催化而逐步进行的过程。 • 生物氧化中生成的水是由脱氢与氧结合产生的， 体内CO2来自有机酸脱羧反应。 • 体外氧化（燃烧）产生的CO2和H2O是由物质中的 碳和氢直接与氧结合生成，能量时突然释放的。
二 、氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation) 定义 呼吸链电子传递过程中耦联ADP磷酸化， 生成ATP, 又称耦联磷酸化。
底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation) 底物分子内部能量重新分布，生成 高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程。
1. α-磷酸甘油穿梭作用
2. 苹果酸一天冬氨酸穿梭
第二节 其他氧化酶体系
The Other Oxidation Enzyme
Systems
一 、过氧化物酶体中的酶类
1. 过氧化氢酶 - 触酶 催化反应如下：
2H2O2 → 2H2O + O2
过氧化氢酶存在于细胞的过氧化物酶体中， 可将细胞产生过多的H2O2 清除。
四、胞液中NADH的氧化 胞液中产生的NADH不能透过线粒体内膜， 必须经过某种转运机制才能进入线粒体，然后 再经呼吸链进行氧化磷酸化过程。
转运机制:α-磷酸甘油穿梭 （α-glycerophosphate shuttle） 苹果酸-天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttle)。
肌酸
磷酸肌酸
肌肉和大脑组织中富含肌酸, 受肌酸激酶催化ATP的 ~P转移给肌酸生成磷酸肌酸(creatine phosphate,CP)。 磷酸肌酸中的~P又可转移给ADP重新生成ATP, 对心肌 组织梗死时立即补充ATP的保护作用有一定意义。
生物体能量的产生、储存和利用都以ATP为中心
ATP的生成和利用
• 生物氧化时能量逐步释放，有利于捕获能量， 提高ATP生成的效率。体外氧化时能量是突然释放的。
第一节 生成ATP的氧化体系
The Oxidation System of ATP Producing
线粒体生物氧化体系 1、线粒体的结构
双层膜 外膜光滑 内膜成嵴，伸向基 质 内外膜：膜间腔
2、线粒体的功能特点 外膜：通透性（小分子、离子）
电子经呼吸链传递时，可将质子（H+） 从线粒体内膜的基质侧泵到胞浆侧，造成膜内、 外质子电化学梯度，以此储存能量。 当质子 顺梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
化学渗透学说
2. ATP合酶(ATP Synthase)
ATP合酶由疏水的F0 （a1b2c9-12亚基）部分 亲水的F1 （α3β3γδε亚基）部分组成。 F1功能是催化ATP生成，β亚基为催化亚基， 但β亚基只有与α亚基结合才有催化活性。
第六章 生物氧化 Biological Oxidation
生物氧化的概念 物质在体内进行氧化成称生物氧化。主要指 糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量， 最终生成二氧化碳和水的过程。
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、脱氢及 失去电子，遵循氧化还原反应的一般规律。 •同一物质在体内外氧化时耗氧、终产物（CO2、 H2O）和释放能量均相同。
3. 复合体Ⅲ （UQ-Cyt还原酶）
复合体Ⅲ将电子从泛醌传递给细胞色素c。
Complex Ⅲ结构示意图
细胞色素还原酶
4．复合体Ⅳ （细胞色素氧化酶） 复合体Ⅳ将电子从细胞色素c传递给氧。
Complex Ⅳ结构示意图
细胞色素氧化酶
各复合物之间的相互关系
（三）呼吸链组分的排列顺序 呼吸链组分的排列顺序可通过下列实验确定：
1. 标准氧化还原电位 2. 各组分特有的吸光谱的不同进行检测 3. 特异的抑制剂 4. 拆离或重组各复合体
呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位
主要的呼吸链
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
琥珀酸→复合体Ⅱ→ Q →复合体Ⅲ→ Cyt c → 复合体Ⅳ → O2
区段 NAD~ CoQ CoQ~Cyt c Cytaa3~ O2 电位变化 0.36V 0.21V 0.53V 自由能变化 69.5kJ/mol 40.5kJ/mol 102.3kJ/mol 能否生成ATP 能 能 能
(二)氧化磷酸化耦联机制
1. 化学渗透假说 (chemiosmotic hypothesis)
辅基有黄素单核甘酸（FMN） 黄素腺嘌呤二核甘酸（FAD） 两者均含维生素B2
其发挥功能的结构是异咯嗪环。
FAD (FMN)
FADH (FMNH)
FADH2 (FMNH2)
3. 铁硫蛋白 （iron-sulfur protein） 以铁硫簇（iron-sulfur cluster, Fe-S） 为辅基。 Fe-S含有等量的铁原子和硫原子（Fe2S2， Fe4S4），通过其中的铁原子与铁硫蛋白中蛋白 部分的半胱氨酸残基的硫相连接。
• 高能磷酸键 水解时释放大于21kJ/mol的磷酸酯键， 常用“~P”号表示。
• 高能化合物 含有高能磷酸键的化合物
几种常见的高能化合物
UTP CTP GTP中的高能磷酸键不能从 物质氧化中直接产生, 而是在核苷二磷酸激酶 的催化下, 从ATP中转移~P而生成。
NAD + ATP NTP + ADP
NAD+ →FMN→UQ→Cyt 2.4 - 2.8 →O2
FMN→UQ→Cyt→ 1.7 O2 Cyt c→Cyt aa3→O2 Cyt aa3→O2 0.88 0.61-0.68
计算自由能变化 自由能变化（△G0' ）与电位变化（△E’） 之间存在以下关系： △G0'=-nF△E'
电子传递自由能变化
5. 细胞色素体系 细胞色素（cytochrome, Cyt） 是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传递的 酶类，铁卟啉中的铁原子可传递电子。 细胞色素具有特殊的吸收光谱而呈现颜色。 根据其吸收光谱的不同，分为细胞色素a、b、c (Cyt a、Cyt b、Cyt c) 三类，每类又因其最大 吸收峰的差别在分为几种亚类。
基质：氧化分解有关的酶
内膜：选择性、电子传递链（呼吸链）
ATP合成酶，合成ATP，线粒体供能作用
一、呼吸链（respiratory chain）
定义
代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶 和辅酶所组成的电子传递连锁反应的逐步传递， 最终与氧结合生成水。
组成
递氢体和电子传递体（2H↔ 2H+ + 2e）
二、微粒体氧化酶类
1. 加单氧酶 催化一个氧原子加到底物分子上(羟化)， 另一个氧原子被氢(NADPH+H+)还原形成水。
催化的反应：
RH+NADPH+H+ +O2 → ROH+NADP++H2O
加单氧酶反应
2. 加双氧酶 催化氧分子中2个氧原子加到作用物中特定 双键的2个碳原子上。 例如：
CH2 N H CH COOH NH2 O2 O C CH2 CHCOOH NH NH CHO 2
细胞色素a 辅基
细胞色素b 辅基
细胞色素 c 辅基
（二）呼吸链的组成
四种具有传递电子功能的酶复合体（complex）
人线粒体呼吸链复合体
复合体 复合体 复合体 复合体 复合体 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 酶名称 NADH-泛醌还原酶 琥珀酸-泛醌还原酶 泛醌-细胞色素C氧化酶 细胞色素C氧化酶 多肽链数 39 4 10 13 辅基 FMN,Fe-S FAD,Fe-S 铁卟啉，Fe-S 铁卟啉, Cu
谢 谢！！
铁硫蛋白（Fe4-S4） (S表示无机硫；Pr表示蛋白质; Cys表示半胱氨酸)
4. 泛醌 （ubiquinone，UQ或Q） 泛醌又称辅酶Q（Coenzyme Q, CoQ）, 是一种脂溶性醌类化合物，有多个异戊二稀相互 联结的侧链，因侧链的疏水作用，它能在线粒体 内膜中迅速扩散，实际为线粒体内膜膜脂成分。
ATP合酶结构模式图
(三)影响氧化磷酸化的因素 1. ADP ADP 2. 甲状腺激素 3. 抑制剂 (1) 电子传递抑制剂 特异部位阻断呼吸链的电子传递 (2) 氧化磷酸化抑制剂 抑制电子传递和ADP磷酸化 (3) 解耦联剂 (uncoupler) 使氧化与磷酸化耦联脱离
第六章 生物氧化
基本内容, 教学手段和时间分配第六章生物氧化第一节概述一、生物氧化的定义物质在生物体内进行的氧化称生物氧化，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。
其中有相当一部分能量可使ADP 磷酸化生成ATP，供生命活动之需，其余能量主要以热能形式释放，可用于维持体温。
二、生物氧化的化学本质与特点（一）本质：生物氧化是发生在生物体内的氧化还原反应 , 因而具有氧化还原反应的共同特征。
并且物质被氧化时总伴随能量的释放。
（二）特点：生物氧化是在活细胞内进行的 , 它与体外氧化相比又有许多不同的特点 :1 、有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧而被彻底氧化 , 在本质上是相同的 ,最终的产物都是 CO2和 H2O, 同时所释放能量的总值也相等；2 、生物氧化在常温、常压、接近中性的 pH 和多水环境中进行；是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的；3 、氧化反应分阶段进行 , 能量逐步释放 , 既避免了能量骤然释放对机体的损害 , 又使得生物体能充分、有效地利用释放的能量；4 、生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联磷酸化反应所利用 , 贮存于高能磷酸化合物 ( 如 ATP) 中 , 当生命活动需要时再释放出来。
三、生物氧化的方式：生物氧化是在一系列氧化 - 还原酶催化下分步进行的。
每一步反应，都由特定的酶催化。
在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式：（ 1 ）脱氢（ 2 ）加水（ 3 ）加氧（ 4 ）失电子第二节电子传递链细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所，主要功能是将代谢物脱下的成对氢原子通过多种酶及辅酶所组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。
这一系列酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上成链状结构，又由于此过程与细胞呼吸有关，所以称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。
•呼吸链的组成及作用机理线粒体呼吸链可拆分成四个具有传递电子功能的酶复合体，分别是：酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ：它们分别是ＮＡＤＨ－泛醌还原酶，琥珀酸－泛醌还原酶，泛醌－细胞色素Ｃ还原酶，细胞色素Ｃ氧化酶。
(生物科技行业类)生物氧化的特点及介绍
第六章生物氧化第一节概述一、生物氧化的意义生物机体在生命过程中需要能量，如生物合成、物质转运、运动、思维和信息传递等都需要消耗能量，这些能量从哪里来呢？能量的来源，主要依靠生物体内糖、脂肪、蛋白质等有机化合物在体内的氧化。
有机物质在生物细胞内氧化分解，最终彻底氧化成二氧化碳和水，并释放能量的过程，称为生物氧化。
生物氧化是在细胞中进行的，所以生物氧化又称为细胞呼吸。
生物氧化为机体生命活动所需要的能量。
真核生物细胞的生物氧化在线粒体中进行，原核生物细胞，生物氧化在细胞质膜上进行。
二、生物氧化的特点生物氧化与体外物质氧化或燃烧的化学本质是相同的，最终产物是二氧化碳和水，所释放的能量也相等。
但生物氧化与非生物氧化所进行的方式不同，其特点为：1、生物氧化在细胞内进行，是在体温和接近中性PH和有水的环境进行的，是在一系列酶、辅酶和传递体的作用下逐步进行的，每一步反应都放出一部分能量，逐步释放的能量的总和与同一氧化反应在体内进行是相同。
这样不会因氧化过程中能量骤然释放，体温突然上升而损害机体，而且释放的能量也能有效地利用。
2、生物氧化过程所释放的能量通常先贮存在一些高能化合物如ATP中，ATP相当于生物体内的能量转运站。
3、有机化合物在体内外是碳在氧中燃烧，产生二氧化碳，而生物氧化是通过羧酸脱羧作用产生二氧化碳。
第二节线粒体氧化体系生物体内存在多种氧化体系，其中最重要的是存在与线粒体中线粒体氧化体系。
此外还有微粒体氧化体系、过氧化体氧化体系、细菌的生物氧化体系等。
一、呼吸链的概念在生物氧化过程中，代谢物的氢由脱氢酶激活，脱下来的氢经过几种传递体的传递，将电子传递到细胞色素体系，最后将电子传递给氧，活化的氢（H+）和活化的氧（O2-）结合成水，在这个过程中构成的传递链称为电子传递链，或呼吸链。
二、呼吸链的组成构成呼吸链的成分有20多种。
大致可将它们分成五类。
即以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶类；以FAD或FMN为辅基的黄素蛋白酶类；铁硫蛋白类；泛醌和细胞色素类。
第六章生物氧化
琥珀酸
琥珀酰CoA合成酶
底物水平磷酸化的反应
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸 化生成ATP偶联
（一）氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、 Ⅳ内
推测氧化磷酸化的偶联部位
测定P/O比值 自由能变化 （⊿Gº‘=-nF⊿Eº’）
1. 测定P/O比值 是指代谢物在线粒体氧化时， 以每消耗1mol氧原子所消耗无机磷的mol数（或 ADP数），即生成ATP的mol数。
产 生 的 CO2 、 H2O 由 物 质 中 的 碳和氢直接与氧
结合生成。
生物氧化的一般过程
糖原
甘油三脂
蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油 乙酰CoA
氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP 呼吸链 H2O
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
一、氧化呼吸链是一系列有电子传递功能的氧化还 原组分
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生 成ATP偶联
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛醌 2. 复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌 3. 泛醌 4. 复合体Ⅲ功能是将电子从还原型泛醌传递给细
胞色素c 5. 复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传 递给泛醌(ubiquinone)
NADH 它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得 到的产物。NADH所携带的电子是线粒体 呼吸链主要电子供体之一。
功 能：
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ
2e QH2
复合体Ⅲ
QH2
（一）氧化呼吸链由4种具有传递电 子能力的复合体组成
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛 醌
第6章生物氧化
人线粒体呼吸链复合体
复合体
酶名称 多肽链数 辅基
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ 复合体Ⅳ
NADH-泛醌还原酶 39
琥珀酸-泛醌还原酶 4
泛醌-细胞色素C还原酶 10
细胞色素c氧化酶
13
FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，Cu
2021/1/8
1、复合体Ⅰ作用是将NADH+H+中的电子传递给 泛醌(ubiquinone)。
第6章生物氧化
定义： 物质在生物体内进行氧化分解称为生物
氧化(biological oxidation) ，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。
2021/1/8
分为： 线粒体内：ATP生成 线粒体外：无ATP生成， 生物转化
生物氧化又称为细胞呼吸或组织呼吸。
2021/1/8
生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
➢ 反应环境温和，酶促反应 ➢ 能量突然释放。 逐步进行，能量逐步释放，
能量容易捕获，ATP生成
效率高。
➢ 通过加水脱氢反应使物质 ➢ 物 质 中 的 碳 和 氢
能间接获得氧，并增加脱
直接与氧结合生
氢的机会；脱下的氢与氧 结合产生H2O，有机酸脱 202羧1/1/8产生CO2。
➢ 复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶，细胞色 素b-c1复合体，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(Rieske protein)。
➢ 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 bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc
第6章生物氧化课件
第6章生物氧化课件一、教学内容1. 生物氧化的概念：生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。
2. 生物氧化的意义：生物氧化是生命活动的基础，为生物体提供能量，维持生命活动。
3. 生物氧化的过程：有机物的氧化、能量的释放和水的。
4. 生物氧化酶：生物氧化过程中的催化剂，酶的特性及作用。
5. 生物氧化系统：细胞内参与生物氧化的器官和细胞器，如线粒体、内质网等。
二、教学目标1. 让学生理解生物氧化的概念，掌握生物氧化的意义和过程。
2. 使学生了解生物氧化酶的特性及作用，认识生物氧化系统的重要性。
3. 培养学生的观察、思考和分析问题的能力，提高学生的实验操作技能。
三、教学难点与重点重点：生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。
难点：生物氧化系统的组成及功能。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：教材、笔记本、实验器材。
五、教学过程1. 引入：通过一个简单的实验，让学生观察有机物在氧气存在下的变化，引发学生对生物氧化的兴趣。
2. 讲解：详细讲解生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。
3. 示例：以呼吸作用为例，分析生物氧化过程在不同生物体中的差异。
4. 讨论：组织学生分组讨论，探讨生物氧化系统在细胞中的作用和重要性。
5. 实验：安排学生进行生物氧化相关实验，如酶活性实验，加深学生对生物氧化的理解。
六、板书设计板书内容：生物氧化概念：生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。
意义：为生物体提供能量，维持生命活动。
过程：有机物的氧化、能量的释放和水的。
酶：生物氧化过程中的催化剂，酶的特性及作用。
系统：细胞内参与生物氧化的器官和细胞器，如线粒体、内质网等。
七、作业设计作业题目：1. 简述生物氧化的概念及其意义。
2. 描述生物氧化的过程，并说明其中的能量转化。
3. 列举两种生物氧化酶的特性，并解释它们在生物氧化过程中的作用。
4. 分析生物氧化系统在细胞中的重要性。
答案：1. 生物氧化是生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。
第6章 生物氧化
功能：将电子从细胞色素 传递给 传递给O 功能：将电子从细胞色素C传递给 2
1 ADP和ATP的调节作用 和 的调节作用 ADP增高 增高/ATP降低 增高 降低 ADP降低 降低/ATP升高 降低 升高 2 甲状腺激素（促进） 甲状腺激素（促进） 甲亢病人基础代谢率高（活化 甲亢病人基础代谢率高（活化ATP酶） 酶 促进氧化磷酸化 抑制氧化磷酸化
46
3 氧化磷酸化的抑制剂
52
磷酸甘油脱氢酶
磷酸甘油穿梭 肌肉，神经） （肌肉，神经）
苹果酸-天冬氨酸甘油穿梭（肝脏，心脏） 苹果酸 天冬氨酸甘油穿梭（肝脏，心脏） 天冬氨酸甘油穿梭
苹果酸
1分子葡萄糖有氧氧化 分子葡萄糖有氧氧化 肌肉和神经组织中生成36ATP 肌肉和神经组织中生成 心脏和肝脏中生成38ATP 心脏和肝脏中生成
4
生物氧化的特点
生物氧化与体外燃烧的比较
生物氧化 反应条件 反应过程 能量释放 CO2生成方式 温 和 (体温、pH近中性) 体温、pH近中性) 逐步进行的酶促反应 逐步进行 （化学能、热能） 化学能、热能） 有机酸脱羧 体外燃烧 剧 烈 (高温、高压) 高温、高压) 一步完成 瞬间释放 （热能） 热能） 碳和氧结合
29
生物氧化产物2 生物氧化产物
第一条呼吸链： 第一条呼吸链： NADH氧化呼吸链 氧化呼吸链
CytC
复合体Ⅰ 复合体Ⅰ
复合体Ⅲ 复合体Ⅲ
复合体Ⅳ 复合体Ⅳ
第六章 生物氧化
化学渗透假说简单示意图
线粒体内膜
线粒体基质
ADP
H2O
ATP
化 学 渗 透 假 说
化学渗透假说详细示意图
胞液侧 H+
H+ H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
线粒体内膜
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合酶的分子结构
线粒体膜间隙 线粒体内膜
线粒体基粒
第六章 生物氧化
一、概述
生物氧化－有机物质在生物体内的氧化分解。
生物氧化的两大体系： 线粒体生物氧化体系：产能 非线粒体生物氧化体系：生物转化 主要解毒,参与代谢物、药物及 毒物的清除、排泄
非线粒体生物氧化：生物转化 主要功能：解毒 超氧化物歧化酶（SOD ）
清除体内的超氧离子(O2﹣)
2O2﹣+ 2H+ SOD H2O2 + O2 过氧化氢酶 H2O + O2
1．以下有关生物氧化的叙述有误的是 ( )。
A．生物氧化是有机物质在生物体内的氧 化分解过程；
B．生物氧化的两大体系是：线粒体生物 氧化体系及非线粒体生物氧化体系；
C．生物氧化过程ATP在人体内的生成方式 有底物磷酸化和氧化磷酸化；
生物化学第六章 生物氧化(共77张PPT)
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
ATP（三磷酸腺苷） 千卡/摩尔
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
（3）烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸
千卡/摩尔
2.氮磷键型
O
NH
PO
C NH O
N CH3 C H 2C O O H
利用专一性电子传递抑制剂选择性的阻断呼吸 链中某个传递步骤，再测定链中各组分的氧化-还原 状态情况，是研究电子传递中电子传递体顺序的一 种重要方法。
2、常用的几种电子传递抑制剂及其作用部位
（1）鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：其作用是阻断电子在NADH— Q还原酶内的传递，所以阻断了电子由NADH向CoQ的传递。
3．生成二氧化碳的氧化反应
（1）直接脱羧作用 氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，直接
从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。 （2）氧化脱羧作用
氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在氧化脱
羧酶的催化下，在脱羧的同时，也发生氧化（脱氢）作用。 例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸。
第二节、生物能及其存在形式
4、复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶
功能：将电子从细胞色素c传递给氧
复合体IV
还原型Cytc → CuA→a→a3→CuB
→O2
其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。
复 合 体 Ⅳ 的 电 子 传 递 过 程
Cytc
e-
胞液侧
生物化学 生物氧化(6)
基质 嵴 内膜
外膜
外膜 膜间腔 F1-F0复合体
内膜
F1亚基 F0亚基
膜间腔
线粒体结构模式图
线粒体嵴的分子组成
2020/6/11
27
线粒体的结构
2020/6/11
呼吸链
28
二、电子传递链的组成及电子传递顺序
1、电子传递中有四个复合体参与：
OO CH3 C O P O-
O-
乙酰磷酸
O
O
RC O P O A
O
O
O-
H3N+ C O P OO-
酰基腺苷酸
O
O
氨甲酰磷酸 RCH C O P O A
N+H3
O-
氨酰基腺苷酸
(B) 焦磷酸化合物
OO
O- P O P O-
O-
O-
焦磷酸
O O- P
O-
ATP（三磷酸腺苷）
7.3千卡/摩尔
O O- P
O-
O O- P
O-
NH2
N
N
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
(C)烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸 14.8千卡/摩尔
(2) 氮磷键型
O
O
NH
PO
NH
PO
C NH O N CH3 CH2COOH
C NH O N CH3 NH2 CH2CH2CH2CHCOOH
CH2 H3C S+ A
3.最重要的高能化合物ATP (三磷酸腺苷)
NH2
N
N
～ ～ O-
Oγ
P O-
第6章 生物氧化
生物化学与分子生物学教研室
FMN的结构
黄素蛋白中的FAD的结构
1、复合体Ⅰ—— NADH脱氢酶
其作用是催化NADH的2H传递至泛醌（辅酶Q）， 同时将4个质子由线粒体基质（M侧）转移至膜 间隙（C侧）。 动物的复合物Ⅰ由42条肽链组成，呈L型，含有 黄素蛋白（FMN为辅酶）和铁硫蛋白（铁硫簇为 辅酶），分子量接近1MD，以二聚体形式存在。 电子传递的方向为：NADH→FMN→Fe-S→Q，总 的反应结果为：NADH + 5H+M + Q→NAD+ + QH2 + 4H+C
生物化学与分子生物学教研室
线粒体结构
生物化学与分子生物学教研室
（一） 呼吸链的组成
用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，可以得到 四个具有电子传递功能的酶复合体和1个ATP合酶。
辅酶Q和细胞色素C 不属于任何一种复合物。辅 酶Q溶于内膜、细胞色素C位于线粒体内膜的外侧， 属于膜的外周蛋白。
生物化学与分子生物学教研室
(Fe-S)
O2
-
NDP
-
ATP
寡霉素
生物化学与分子生物学教研室
2、ADP的调节作用：ADP增多，促进磷酸化。 3、甲状腺激素：促进氧化磷酸化；使偶联蛋白 基因表达增加，引起耗氧和产热增加。 4、线粒体DNA突变
生物化学与分子生物学教研室
四、ATP
（一）高能化合物与ATP