生物化学课件下载-生物氧化(ppt)课件
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生物化学-生物氧化()精品PPT教学课件
β-氧化脱羧
OO== O=
O= O=
2020/12/6
7
二、生物氧化中物质的氧化方式
• 加氧
RCHO + 1/2O2
RCOOH
• 脱氢
RCH2OH -2H RCHO
• 加水脱氢 • 失电子
+H2O
OH
CH3CHO
CH3CH
OH
Fe2+ -e Fe3+
-2H CH3COOH
2020/12/6
8
第三节 线粒体氧化体系
☺高能磷酸化合物
=
COOH C-O～P CH2
ATP ADP
☺高能硫脂化合物 CH3CO～SCoA
2020/12/6
28
二、A高T能P 磷与酸高化能合物磷AT酸P的键形成
O
-
Oγ
P O
～ -
O
O P
～β
O
O Pα
O - O-
NH2 NN
NN O
CH2 O
2020/12/6
OH OH AMP ADP ATP
第八章 生物氧化
biological oxidation
第一课件网在线网站
2020/12/6
1
2020/12/6
本章主要内容
概述 生物氧化方式 线粒体氧化体系 生物氧化与能量代谢 非线粒体氧化体系
2
第一节 生物氧化概述
2020/12/6
3
一、生物氧化概念、意义
营养物
[O]
（糖、脂、蛋白质） 生物体
2020/12/6
15
泛醌 （CoQ） (Ubiquinone)
递氢体
2020/12/6
OO== O=
O= O=
2020/12/6
7
二、生物氧化中物质的氧化方式
• 加氧
RCHO + 1/2O2
RCOOH
• 脱氢
RCH2OH -2H RCHO
• 加水脱氢 • 失电子
+H2O
OH
CH3CHO
CH3CH
OH
Fe2+ -e Fe3+
-2H CH3COOH
2020/12/6
8
第三节 线粒体氧化体系
☺高能磷酸化合物
=
COOH C-O～P CH2
ATP ADP
☺高能硫脂化合物 CH3CO～SCoA
2020/12/6
28
二、A高T能P 磷与酸高化能合物磷AT酸P的键形成
O
-
Oγ
P O
～ -
O
O P
～β
O
O Pα
O - O-
NH2 NN
NN O
CH2 O
2020/12/6
OH OH AMP ADP ATP
第八章 生物氧化
biological oxidation
第一课件网在线网站
2020/12/6
1
2020/12/6
本章主要内容
概述 生物氧化方式 线粒体氧化体系 生物氧化与能量代谢 非线粒体氧化体系
2
第一节 生物氧化概述
2020/12/6
3
一、生物氧化概念、意义
营养物
[O]
（糖、脂、蛋白质） 生物体
2020/12/6
15
泛醌 （CoQ） (Ubiquinone)
递氢体
2020/12/6
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
生物化学课件24 生物氧化
在电子传递过程 中，分子中的铜 离子可以发生 Cu+ Cu2+ 的 互变，将cyt.c 所携带的电子传 递给O2。
细胞色素氧化酶
➢ 电子从细胞色素C传递给氧分子
Cy(+ tc2)Cy(+ ta3)Cy3(t+a2)C(u+2)H2O Cy(+ tc3)Cy(+ta2)Cy3(t+a3)C(u+1)O2
生物氧化的特点
➢ 相同点
体内氧化
体外氧化
（1）物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子
（2）物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能 量相同。
生物氧化的特点
➢ 不同点
体内氧化
（1）反应条件： （2）反应过程：
（3）产物生成： （4）能量形式：
温和 分步反应 能量逐步释放 间接生成 热能、ATP
体外氧化
剧烈 一步反应 能量突然释放
细胞色素c
➢ 细胞色素c的结构：
细胞色素氧化酶
➢ 又称细胞色素c氧化 酶，复合物IV
➢ 简写为cyt. c 氧化酶， 它是位于线粒体呼 吸链末端的蛋白复 合物，由12个多肽 亚基组成。活性部 分主要包括cyt. a和 a3。
细胞色素氧化酶
➢ cyt.a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外， 还含有铜原子。cyt.a a3可以直接以O2为电子受 体。
QH2-细 c还 胞原 色酶 素
➢ 复合体III的结构
细胞色素c
➢ 细胞色素：（简写为cyt. ）是含铁的电子 传递体，辅基为铁卟啉的衍生物，铁原子 处于卟啉环的中心，构成血红素。各种细 胞色素的辅基结构略有不同。线粒体呼吸 链中主要含有细胞色素a, b, c 和c1等，组 成它们的辅基分别为血红素A、B和C。细 胞色素a, b, c可以通过它们的紫外-可见吸 收光谱来鉴别。
细胞色素氧化酶
➢ 电子从细胞色素C传递给氧分子
Cy(+ tc2)Cy(+ ta3)Cy3(t+a2)C(u+2)H2O Cy(+ tc3)Cy(+ta2)Cy3(t+a3)C(u+1)O2
生物氧化的特点
➢ 相同点
体内氧化
体外氧化
（1）物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子
（2）物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能 量相同。
生物氧化的特点
➢ 不同点
体内氧化
（1）反应条件： （2）反应过程：
（3）产物生成： （4）能量形式：
温和 分步反应 能量逐步释放 间接生成 热能、ATP
体外氧化
剧烈 一步反应 能量突然释放
细胞色素c
➢ 细胞色素c的结构：
细胞色素氧化酶
➢ 又称细胞色素c氧化 酶，复合物IV
➢ 简写为cyt. c 氧化酶， 它是位于线粒体呼 吸链末端的蛋白复 合物，由12个多肽 亚基组成。活性部 分主要包括cyt. a和 a3。
细胞色素氧化酶
➢ cyt.a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外， 还含有铜原子。cyt.a a3可以直接以O2为电子受 体。
QH2-细 c还 胞原 色酶 素
➢ 复合体III的结构
细胞色素c
➢ 细胞色素：（简写为cyt. ）是含铁的电子 传递体，辅基为铁卟啉的衍生物，铁原子 处于卟啉环的中心，构成血红素。各种细 胞色素的辅基结构略有不同。线粒体呼吸 链中主要含有细胞色素a, b, c 和c1等，组 成它们的辅基分别为血红素A、B和C。细 胞色素a, b, c可以通过它们的紫外-可见吸 收光谱来鉴别。
生物化学—生物氧化课件ppt
烷基脂肪酸脱氢
琥珀酸脱氢
COOH CH2 CH2 COOH
COOH
CH
+
CH
COOH
2H+ + 2e-
醛酮脱氢
乳酸脱氢酶
OH
CH3CHCOOH NAD+
O CH3CCOOH NADH
（2）加水脱氢
酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一 类。
H
H
H 2O
酶
RCO
R C OH
OH
O R C O H + 2H + + 2e -
(1)酰基磷酸化合物
O
O
RC O P O A O-
O
O
H3N+ C O P OO-
氨甲酰磷酸
酰基腺苷酸
O
O
RCH C O P O A
N+H3
O-
氨酰基腺苷酸
（2）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-
光c所合携作带用的的电总子反传生应递式给可氧O表2。示化如下（： 脱氢）作用。例如苹果酸的氧化脱羧
生成丙酮酸。
二、生物氧化的特点
1，生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化 过 程 ， 反 应 条 件 温 和 （ 水 溶 液 ， pH7 和 常 温）。
2，氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应 的发生。
它主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存 在。(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和 两个铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+ 变化起传递电子的作用
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
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
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高能磷酸化合物
=
COOH C-O～P CH2
ATP ADP
高能硫脂化合物 CH3CO～SCoA
二、A高T能P磷与酸高化能合物磷A酸TP的键形成
NH2
NN
O- OOPγ～- O
OP～β O O-
O Pα O-
O CH2
N O
N
OH OH AMP ADP
ATP
ATP的生成方式
1、底物水平磷酸化
substrate level phosphorylation
2、氧化磷酸化
oxidative phosphorylation
AH 2
CHO2H
NANDA+ DHN+AHD+H+H+ (或 FADH2)
COO～P
ADP HA2OTP
COOH
CH2OH ACH2O-P
NAD+ (H或3POFA4 D)
CH电2子 O传 H递链 CH2O-P
氧C化H过2程OH 氧 1/2 O2 CH2O-P化 磷
β-氧化脱羧
OO== O=
O= O=
二、生物氧化中物质的氧化方式
• 加氧
RCHO + 1/2O2
RCOOH
• 脱氢
-2H
RCH2OH
RCHO
• 加水脱氢 • 失电子
+H2O
OH
CH3CHO
CH3CH
OH
Fe2+ -e Fe3+
-2H CH3COOH
第三节 线粒体氧化体系
(mitochondrion)
四、胞液中的NADH的氧化
• 胞液中生成的NADH不能自由通透线粒体内膜， 必须经过转运机制进入线粒体
1、α-磷酸甘油穿梭作用（神经组织和骨骼肌）
2、苹果酸-天冬氨酸穿梭作用（肝和心肌）
磷酸甘油穿梭机制示意图
2ATP
2H
α-磷酸甘油穿梭
2ATP
神经组织和骨骼肌
苹果酸—天冬氨酸穿梭
3ATP
2H
苹果酸-天冬氨酸穿梭
烟酰胺(nicotinamide)核苷酸类（NAD+、NADP+） 递氢体
பைடு நூலகம்
黄素蛋白(flavoprotein)类（FMN、FAD） 递氢体
铁硫蛋白(iron-sulfur cluster)
递电子体
传递电子方式：
Fe2+
Fe3+ + e-
泛醌 （CoQ） (Ubiquinone)
递氢体
细胞色素(Cytochrome)类
一、 呼吸链(respiratory chain)
线粒体内膜上一组排列有 序的递氢体和递电子体 （酶与辅酶）构成的功能 单位，也称电子传递链 (electron transport chain)
线粒体呼吸链复合体
FMN,Fe-S 复合体Ⅰ
FAD,
Fe-S,Cytb 复合体Ⅱ
Cytb, Fe-S,Cytc1 复合体Ⅲ
第二节 生物氧化方式
一、生物氧化中CO2的生成方式： 有机酸脱羧
α-单纯脱羧 HO3HCROO丙-草C-αCO酮CC-酰-C氨C苹CHO酸乙HCO基-O果酸N2HO酸H-酸HC2H-2-※ ※ OCCHH+O氨单 氧N-O基HCA纯化酸HOSDC脱脱脱ONP草o羧A+H羧羧丙A酰D酶丙苹酮乙+酮果酸酸酸N羧R脱脱βN酶A化α-羧-AC氢-D酶单酶氧DH酶H胺PH纯化2H系3H-HC+N脱3脱+-3CHHCC羧H丙+羧-2--C丙CC+酮乙-酮+O-SC酸酸酰COCOoCHOAoA2H++ C+COOC22O2
Cytaa3,Cu 复合体Ⅳ
二、呼吸链主要成分和作用
递氢体 递电子体 • 烟酰胺(nicotinamide)脱氢酶（NAD+、NADP+） • 黄素蛋白(flavoprotein)（FMN、FAD） • 铁硫蛋白(iron-sulfur cluster)（Fe-S） • 泛醌(Ubiquinone)（CoQ） • 细胞色素类(Cytochrome)（Cyt）
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2H+
O2- H2O
b
c1
c
aa3、
Cu2+
2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+
2Fe2+ 1/2O2
2e
2e
2e
三、呼吸链主要成分的排列顺序
体内的两条呼吸链： • NADH氧化呼吸链 • 琥珀酸氧化呼吸链（FADH2氧化呼吸链）
琥珀酸
FAD.H2
第八章 生物氧化
biological oxidation
本章主要内容
概述 生物氧化方式 线粒体氧化体系 生物氧化与能量代谢 非线粒体氧化体系
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化概念、意义
营养物
[O]
（糖、脂、蛋白质） 生物体
H2O+CO2+能量 意义
用于生命活动
用于维持体温
二、生物氧化特点
• 温和环境（37C°中性） • 酶催化 • 逐步释放能量 • 有机酸脱羧生成 CO2 • 有机物脱氢经呼吸链生成 H2O
3ATP
肝和心肌
第四节 生物氧化与能量代谢
biological oxidation and bioenergetics
营养物质的氧化分解过程
糖原 Ⅰ
葡萄糖
Ⅱ
脂肪
脂肪酸 甘油
乙酰辅酶A
蛋白质 氨基酸
Ⅲ
1/2O2
TCA
2H
ADP ATP H2O
Pi
一、高能化合物的种类
水解时释放的自由能 ＞ 30 KJ/mol 的化合物
组成呼吸链的细胞色素: Cytb、 Cytc1、 Cytc、 Cytaa3
细胞色素氧化酶
递电子体
Fe2+
Fe3+ + e-
蛋白质
Cys
细
S
胞 色
H3C-CH
Cys
CH3
S
素
H3C-
-CH-CH3
c
NN
辅
Fe3+
基
NN
H3C-
-CH3
CH2
CH2 COO-
CH2
CH2 COO-
细胞色素系统传递电子的过程
释放能量
酸 化
ADP + Pi ATP合成酶 ATP 磷酸化过程
氧化磷酸化偶联部位确认
计算各阶段释放的自由能来推测 P/O比值的测定
每消耗1mol原子氧时ADP磷酸化摄取无机磷酸 的摩尔数（即合成的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
呼吸链的组成
β-羟丁酸 琥珀酸 抗坏血酸
2H
(Fe-S)
2H
2H
2H
NADH FMN (Fe-S)
Q10
2e
Cytb (Fe-S)
2e
Cytc1
2e
Cytc
2H+
H2O
O2-
2e aa3
2e
1 2 O2
线粒体呼吸链复合体
FMN,Fe-S 复合体Ⅰ
FAD,
Fe-S,Cytb 复合体Ⅱ
Cytb, Fe-S,Cytc1 复合体Ⅲ
Cytaa3,Cu 复合体Ⅳ
NAD+→FMN→Q→Cytb→c1 → c→aa3 → O2
FAD→Q→Cytb→c1 → c→aa3
→ O2
Cytc→Cytaa3→O2
Cytc（Fe2+）
Cytaa3→O2
P/O比值 生成ATP数