生物氧化與氧化磷酸化(2)(已改無錯(cuò)字)
2023-02-16 18:26:15 本頁(yè)面
【正文】 能量 20 kJ/mol的磷酸鍵稱為高能磷酸鍵。主要有以下幾種類型： 1．磷酸酐鍵 ： – 包括 各種多磷酸核苷類化合物，如 ADP， ATP，GDP， GTP， CDP， CTP， GDP， GTP及 PPi等，水解后可釋放出 kJ /mol的自由能 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 2. 混合酐 鍵 – 由 磷酸與羧酸脫水后形成的酐鍵，主要有 1,3二磷酸甘油酸等化合物。在標(biāo)準(zhǔn)條件下水解可釋放出 kJ/mol的 自由能 3. 烯醇 磷酸 鍵 – 見于 磷酸烯醇式丙酮酸中，水解后可釋放出 kJ/mol的 自由能 4. 磷酸 胍 鍵 – 見于 磷酸肌酸中，水解后可釋放出 kJ/mol的 自由能 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 幾種常見的高能化合物 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 磷酸 肌酸 – 是骨骼肌和腦組織中能量的貯存形式 – 磷酸 肌酸中的高能磷酸鍵不能被直接利用，必須先將其高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給 ATP，才能供生理活動(dòng)之 需 – 反應(yīng)過程由磷酸肌酸激酶（ CPK）催化完成 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 磷酸肌酸激酶的作用 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 （二） ATP 1. ATP的 特點(diǎn) ATP4 + H2O ＝ ADP3 + Pi2 + H+ ?G ＝ kJ?MOL1 ATP3 + H2O ＝ ADP2 + Pi3 + H+ ?G ＝ kJ?MOL1 ? 腺嘌呤 — 核糖 — O — P — O — P — O — P — O O O O O O O ?+ ?+ ?+ Mg2+ ? ? 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 2. ATP的特殊作用 ? ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨” ? ATP是細(xì)胞內(nèi)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的中間載體 ～ P ～ P ～ P ～ P ATP ～ P 0 2 10 8 6 4 12 14 磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能 磷酸烯醇式丙酮酸 1,3二磷酸甘油酸 磷酸肌酸 （磷酸基團(tuán)儲(chǔ)備物） 6磷酸葡萄糖 3磷酸甘油 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 3. 能荷 – ATP是生命活動(dòng)中能量的主要直接供體，因此 ATP不斷產(chǎn)生又不斷消耗 – ATP、 ADP和 AMP的轉(zhuǎn)換率非常高。但它們?cè)跈C(jī)體內(nèi)總能保持相應(yīng)的平衡狀態(tài)，以適應(yīng)細(xì)胞對(duì)能量的需求 – 細(xì)胞所處的能量狀態(tài)用 ATP、 ADP和 AMP之間的關(guān)系式來表示，稱為能荷 [ATP]+1/2[ADP] [ATP]+[ADP]+[AMP] 腺苷酸庫(kù) 能荷 = 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 （三） ATP循環(huán) – ATP是生物界普遍使用的供能物質(zhì)，有“通用貨幣”之 稱 – ATP分子中含有兩個(gè)高能磷酸酐鍵（ AP~P~P），均可以水解供 能 – ATP水解為 ADP并供出能量之后，又可通過氧化磷酸化重新合成，從而形成 ATP循環(huán) 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? ATP循環(huán) ATP ADP 肌酸 磷酸 肌酸 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P ~P 機(jī)械能 (肌肉收縮 ) 滲透能 (物質(zhì)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) ) 化學(xué)能 (合成代謝 ) 電能 (生物電 ) 熱能 (維持體溫 ) 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 （四） 多磷酸核苷間的能量轉(zhuǎn)移 – 在生物體內(nèi)，除了可直接使用 ATP供能外，還使用其他形式的高能磷酸鍵供能，如 UTP用于糖原的合成， CTP用于磷脂的合成， GTP用于蛋白質(zhì)的合成等 核苷單磷酸激酶 NMP + ATP NDP + ADP 核苷二磷酸激酶 NDP + ATP NTP + ADP 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 五、線粒體外 NADH的 穿梭 – 胞液中的 3磷酸甘油醛， 3磷酸甘油或乳酸脫氫，均可產(chǎn)生 NADH – 這些 NADH可經(jīng)穿梭系統(tǒng)而進(jìn)入線粒體氧化磷酸化，產(chǎn)生 H2O和 ATP 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 （一）磷酸甘油穿梭系統(tǒng) – 主要存在于腦和骨骼肌 中 – NADH通過此穿梭系統(tǒng)帶一對(duì)氫原子進(jìn)入 線粒體 – 由于 經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化 ，只能產(chǎn)生 2分子 ATP 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 ? 磷酸甘油穿梭系統(tǒng) 線粒體 內(nèi)膜 線粒體 外膜 膜間腔 線粒體 基質(zhì) FADH2 NAD+ FAD ?磷酸甘 油脫氫酶 琥珀酸氧化 呼吸鏈 磷酸二羥丙酮 PiCH 2O CH 2O H C=OPiCH 2O CH 2O H C=O?磷酸甘油 PiCH 2O CH 2O H C H O HPiCH 2O CH 2O H C H O H NADH+H+ ?磷酸甘油脫氫酶 黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院 （二）蘋果酸穿梭系統(tǒng) – 主要存在于肝和心肌 中 – 胞液中 NADH+H+的一對(duì)氫原子經(jīng)此穿梭系統(tǒng)帶入一對(duì) 氫原子 – 由于 經(jīng) NADH氧化呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化 ，可生成
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