生物化學(xué)與分子生物學(xué)生物氧化(已修改)
2025-01-28 12:17 本頁(yè)面
【正文】 目錄 生物化學(xué)與分子生物學(xué) 目錄 第八章 生物氧化 Biological Oxidation 目錄 物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱 生物氧化 (biological oxidation)， 主要指糖 、 脂肪 、 蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時(shí)逐步釋放能量 ， 最終生成 CO2 和 H2O的過(guò)程 。 糖 脂肪 蛋白質(zhì) CO2和 H2O O2 能量 ADP+Pi ATP 熱能 ?生物氧化的概念 目錄 糖原 三酯酰甘油 蛋白質(zhì) 葡萄糖 脂酸 +甘油 氨基酸 乙酰 CoA TAC 2H 呼吸鏈 H2O ADP+Pi ATP CO2 ? 生物氧化的一般過(guò)程 目錄 第一節(jié) 氧化呼吸鏈?zhǔn)怯删哂须娮觽鬟f功能的復(fù)合體組成 目錄 生物體將 NADH+H+和 FADH2徹底氧化生成水和 ATP的過(guò)程與細(xì)胞的呼吸有關(guān) ， 需要消耗氧 ， 參與氧化還原反應(yīng)的組分由含輔助因子的多種蛋白酶復(fù)合體組成 ， 形成一個(gè)連續(xù)的傳遞鏈 ， 因此稱為氧化呼吸鏈 （ oxidative respiratory chain） 。 也稱 電子傳遞鏈 (electron transfer chain)。 ? 氧化呼吸鏈的定義 ?組成 遞氫體和電子傳遞體 （ 2H = 2H+ + 2e） 目錄 一、 氧化呼吸鏈由 4種具有傳遞電子能力的復(fù)合體組成 目錄 人線粒體呼吸鏈復(fù)合體 復(fù)合體 酶名稱 質(zhì)量(kD) 多肽鏈數(shù) 功能輔基 含結(jié)合位點(diǎn) 復(fù)合體 Ⅰ NADH泛醌還原酶 850 39 FMN， FeS NADH（基質(zhì)側(cè)） CoQ（脂質(zhì)核心） 復(fù)合體 Ⅱ 琥珀酸 泛醌還原酶 140 4 FAD， FeS 琥珀酸（基質(zhì)側(cè)） CoQ（脂質(zhì)核心） 復(fù)合體 Ⅲ 泛醌 細(xì)胞色素 C還原酶 250 11 血紅素 bL, bH, c1, FeS Cyt c（膜間隙側(cè)） 細(xì)胞色素 c 13 1 血紅素 c Cyt c1， Cyt a 復(fù)合體 Ⅳ 細(xì)胞色素 C氧化酶 162 13 血紅素 a， a3， CuA, CuB Cyt c（膜間隙側(cè)） ? 泛醌、細(xì)胞色素 C不包含在上述四種復(fù)合體中。 目錄 呼吸鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置 目錄 ? 復(fù)合體 Ⅰ 又稱 NADH泛醌還原酶或 NADH脫氫酶，接受來(lái)自 NADH+H+的電子并轉(zhuǎn)移給泛醌（ ubiquinone）。 ? 復(fù)合體 Ⅰ 可催化兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程： 電子傳遞： NADH→FMN→Fe S→ CoQ 質(zhì)子的泵出： 復(fù)合體 Ⅰ 有質(zhì)子泵功能，每傳遞 2個(gè)電子可將 4個(gè) H+從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵到胞漿側(cè)。 （一） 復(fù)合體 Ⅰ 將 NADH+H+中的電子傳遞給泛醌 目錄 NAD+和 NADP+的結(jié)構(gòu) R=H: NAD+。 R=H2PO3: NADP+ 目錄 NAD+（ NADP+）和 NADH（ NADPH）相互轉(zhuǎn)變 氧化還原反應(yīng)時(shí)變化發(fā)生在 五價(jià)氮 和 三價(jià)氮 之間。 目錄 FMN結(jié)構(gòu)中含 核黃素 ， 發(fā)揮功能的部位是 異咯嗪環(huán) ， 氧化還原反應(yīng)時(shí)不穩(wěn)定中間產(chǎn)物是 FMN 在可逆的氧化還原反應(yīng)中顯示 3種分子狀態(tài) ， 屬于 單 、雙電子傳遞體 。 目錄 鐵硫蛋白中輔基 鐵硫中心 (FeS)含有等量鐵原子和硫原子 ， 其中一個(gè)鐵原子可進(jìn)行 Fe2+ Fe3++e 反應(yīng)傳遞電子 。 屬于單電子傳遞體 。 ? 表示無(wú)機(jī)硫 目錄 目錄 泛醌 （ 輔酶 Q, CoQ, Q） 由多個(gè)異戊二烯連接形成較長(zhǎng)的疏水側(cè)鏈 （ 人 CoQ10） ， 氧化還原反應(yīng)時(shí)可生成中間產(chǎn)物 半醌型泛醌 。 內(nèi)膜中 可移動(dòng)電子載體 ，在各復(fù)合體間募集并穿梭傳遞還原當(dāng)量和電子 。 在 電子傳遞和質(zhì)子移動(dòng) 的偶聯(lián)中起著核心作用 。 目錄 復(fù)合體 Ⅰ 的功能 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 還原型 FeS 氧化型 FeS Q QH2 目錄 復(fù)合體 I氫和電子的傳遞 目錄 ?復(fù)合體 Ⅱ 是三羧酸循環(huán)中的 琥珀酸脫氫酶 ，又稱 琥珀酸 泛醌還原酶 。 ?電子傳遞： 琥珀酸 → FAD→ 幾種 FeS →CoQ ?復(fù)合體 Ⅱ 沒(méi)有 H+泵的功能 。 （二）復(fù)合體 Ⅱ 將電子從琥珀酸傳遞到泛醌 目錄 目錄 （三）復(fù)合體 Ⅲ 將電子從還原型泛醌傳遞給細(xì)胞色素 c ?復(fù)合體 Ⅲ 又叫 泛醌 細(xì)胞色素 C還原酶 。人 復(fù)合體 Ⅲ 含有細(xì)胞色素 b(b562, b566)、細(xì)胞色素 c1和一種可移動(dòng)的鐵硫蛋白 (Rieske protein)。 ?泛醌 從復(fù)合體 Ⅰ 、 Ⅱ 募集還原當(dāng)量和電子并穿梭傳遞到復(fù)合體 Ⅲ 。 ?電子傳遞過(guò)程： CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe S →Cytc1→Cytc 目錄 細(xì)胞色素 (cytochrome, Cyt) 細(xì)胞色素是一類以 鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類 ，根據(jù)它們吸收光譜不同而分類。 目錄 ?復(fù)合體 Ⅲ 的電子傳遞通過(guò) “ Q循環(huán)” 實(shí)現(xiàn)。 ?復(fù)合體 Ⅲ 每傳遞 2個(gè)電子向內(nèi)膜胞漿側(cè)釋放 4個(gè) H+， 復(fù)合體 Ⅲ 也有質(zhì)子泵作用
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