生物氧化與氧化磷酸化(2)(已修改)
2025-01-28 18:26 本頁(yè)面
【正文】 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 05 生物氧化與氧化磷酸化 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 Objectives ? 生物氧化的概念 ? 生物氧化的特點(diǎn) ? 生物氧化的種類(lèi) ? 生物氧化的方式 生物氧化的概念 ? 線(xiàn)粒體氧化呼吸鏈 ? 氧化磷酸化 ? 氧化磷酸化的影響因素 ? 高能磷酸鍵的儲(chǔ)存與釋放 ? 線(xiàn)粒體外 NADH的穿梭 生成 ATP的氧化體系 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 生物氧化及其特點(diǎn)、種類(lèi)和方式 ? 生物氧化 – 物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分 解 ，并逐步釋放能量，最終生成二氧化碳和水的過(guò)程 攝氧 產(chǎn)能（ ATP+熱能） 產(chǎn)生 H2O+ CO2 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 生物氧化特點(diǎn) 生物氧化 體外燃燒 溫和環(huán)境 條件劇烈，高溫、高壓 需 酶催化 ，使有機(jī)物氧化分解 不需酶催化 CO2是 有機(jī)酸脫羧生成 的 碳和氧直接化合生成 CO2 有機(jī)物脫下的氫 ,經(jīng)呼吸鏈生成 H2O H2O為滅火劑 逐步釋放能量 儲(chǔ)存于 ATP中 能量以光和熱形式驟放 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 生物氧化的種類(lèi) – 根據(jù)有無(wú)氧的參與 ? 有氧氧化 ? 無(wú)氧氧化 – 根據(jù)發(fā)生場(chǎng)所 ? 線(xiàn)粒體氧化體系： 與 ATP的生成有關(guān) ，產(chǎn)能的氧化作用，線(xiàn)粒體內(nèi)發(fā)生（原核生物在質(zhì)膜上發(fā)生） ? 微粒體氧化體系 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 生物氧化方式 – 脫電子反應(yīng)：如 Fe2+→Fe3+＋ e ? 電子不能單獨(dú)存在于生物體內(nèi)，有物質(zhì)失去電子，就有物質(zhì)得到電子 A2+ B2+ B3+ A3+ A— 電子供體 B— 電子受體 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 脫氫反應(yīng) – 最主要的生物氧化方式 異檸檬酸 草酰琥珀酸 NAD+ NADH+H+ FAD FADH2 琥珀酸 延胡索酸 蘋(píng)果酸 草酰乙酸 NAD+ NADH+H+ 3－二磷酸甘油酸 3磷酸甘油醛 Pi＋ NAD+ NADH+H+ 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 加氧反應(yīng) H R－ C=O 醛 ＋ 189。 O2 OH R－ C=O 酸 H R－ C O H2O OH R－ C－ H OH OH R－ C O ＋ 2H++2e 加水脫氫反應(yīng) 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 生成 ATP的氧化體系 一、電子傳遞鏈 (呼吸鏈 ) – 由若干遞氫體或遞電子體按一定順序排列組成，與細(xì)胞呼吸過(guò)程有關(guān)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體系，一般稱(chēng)為生物氧化還原鏈。若受氫體是氧，則稱(chēng)為呼吸鏈 構(gòu)成呼吸鏈的遞氫體或遞電子體通常以復(fù)合體的形式存在于線(xiàn)粒體內(nèi)膜上 牛心臟線(xiàn)粒體的負(fù)染電鏡照片，可見(jiàn)球形顆粒通過(guò)小柄附著在線(xiàn)粒體內(nèi)膜嵴上 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 呼吸鏈各復(fù)合體在線(xiàn)粒體內(nèi)膜中的位置 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 （一）呼吸鏈的組成 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 復(fù)合體 I (NADH脫氫酶 ) NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 2Fe2+S 2Fe3+S Q QH2 NADH→ →CoQ FMN。 FeSN1a,b。 FeSN4。 FeSN3。 FeSN2 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? NADH還原 酶 – NADH還原酶催化（ NADH+H+）的脫氫反應(yīng)，從而將 2H傳遞給其輔基 FMN，生成 FMNH2 NHC O N H 2R+ H + H + + eNHC O N H 2RH+ H +N A D +/ N A D P+ N A D H / N A D P H（氧化型） （還原型） 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? FMN和 FAD遞氫機(jī)制 RN HNNN OOH 3 CH 3 CF M N / F A D1458 91 0RN HNHHNN OOH 3 CH 3 C1458 91 0+ 2 HF M N H 2 / F A D H 2（氧化型） （還原型） 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 鐵硫蛋白 (FeS) – 又叫鐵硫中心或鐵硫簇 – 鐵除與硫連接外，還與肽鏈中 Cys殘基的巰基連接 – 鐵原子可進(jìn)行Fe2+?Fe3++e 反應(yīng)傳遞電子，為單電子傳遞體 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 鐵硫中心的結(jié)構(gòu) S S 無(wú)機(jī)硫 半胱氨酸硫 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 泛醌 (UQ) – 輔酶 Q（ CoQ），屬脂溶性醌類(lèi)化合物，帶有多個(gè)異戊二烯側(cè)鏈 – 為脂溶性，游動(dòng)性大，極易從線(xiàn)粒體內(nèi)膜中分離出來(lái)，因此不包含在四種復(fù)合體中 – 分子中的苯醌結(jié)構(gòu)能可逆地結(jié)合 2個(gè) H，為遞氫體 OOH 3 C OH 3 C OC H 3( C H 2 CHCC H 3C H 2 ) n
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