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1、第一節(jié) 概述第1頁(yè)/共87頁(yè)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在生物體內(nèi)經(jīng)氧化分解，最終生成CO2 和 H2O，并釋放能量的過程稱生物氧化。* * 一一. .生物氧化的概生物氧化的概念念 第2頁(yè)/共87頁(yè)* * 生物氧化與體外氧化的相同點(diǎn)生物氧化與體外氧化的相同點(diǎn) 生物氧化中物質(zhì)的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應(yīng)的生物氧化中物質(zhì)的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律。一般規(guī)律。 物質(zhì)在體內(nèi)外氧化時(shí)所消耗的氧量、最終產(chǎn)物（物質(zhì)在體內(nèi)外氧化時(shí)所消耗的氧量、最終產(chǎn)物（COCO2 2，H H2 2O O）和釋放能量均）和釋放能量均相同。相同。第3頁(yè)/共87頁(yè)w 是在細(xì)胞內(nèi)溫和的環(huán)境中由酶催化進(jìn)
2、行的，能量是逐步釋放的，并儲(chǔ)存于ATP中。w 代謝物脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生CO2。* 生物氧化與體外氧化的不同點(diǎn)生物氧化體外氧化w 能量是突然釋放的。w CO2、H2O由物質(zhì)中的碳和氫直接與氧結(jié)合生成。第4頁(yè)/共87頁(yè)* * 三三. .生物氧化的一般過程生物氧化的一般過程2HCO2ATP ADP + PiO2H2O乙酰CoA CoASH葡萄糖 甘油、脂肪酸 氨基酸糖原 脂肪 蛋白質(zhì)三羧酸循環(huán)第一階段第二階段第三階段氧化磷酸化丙酮酸2H胞液線粒體第5頁(yè)/共87頁(yè)能量代謝概況 糖、脂肪、蛋白質(zhì)徹底氧化分解代謝可分成三個(gè)階段： 供能物質(zhì)分解成基本組成單元： 將基本組成單元分解成乙
3、酰輔酶A：釋放部分能量； 乙酰輔酶A A經(jīng)過三羧酸循環(huán)氧化生成二氧化碳和還原物質(zhì)（NADHNADH和FADHFADH） ，并釋放少量能量； 三羧酸循環(huán)脫下的還原物質(zhì)（NADHNADH和FADHFADH）經(jīng)過呼吸鏈氧化生成水，并釋放大量的能量，生成較多ATPATP； 將能源物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成可直接利用的物質(zhì)中的化學(xué)能：在胞液和線粒體中進(jìn)行； 同化代謝過程一般消耗能量（可利用形式）；異化代謝過程一般有利于將能量轉(zhuǎn)變成可供利用的能量（形式）；第6頁(yè)/共87頁(yè)第二節(jié) 生成ATP的氧化體系The Oxidation System of ATP Producing第7頁(yè)/共87頁(yè)一，高能鍵和高能化合物(
4、P123) 生理?xiàng)l件下，化學(xué)鍵水解時(shí)可釋放的自由能大于21 kJ/mol稱為高能鍵； 含有高能鍵的化合物稱為高能化合物； 高能鍵主要類型：磷酸酐鍵、磷酰胺鍵、硫酯鍵、磷酸酯鍵、混合酸酐鍵； 體內(nèi)主要的高能化合物有：NTP、NDP、CrP、乙酰輔酶A(CH3COSCoA)等； 高能化合物之間通過化學(xué)反應(yīng)可轉(zhuǎn)移高能鍵；第8頁(yè)/共87頁(yè) 核苷二磷酸激酶的作用ATP + UDP ADP + UTPATP + CDP ADP + CTPATP + GDP ADP + GTP腺苷酸激酶的作用 ADP + ADP ATP + AMP第9頁(yè)/共87頁(yè)第10頁(yè)/共87頁(yè) ATP是人體內(nèi)能量的直接供給者。 NNN
5、N9NH2OOHOHHHHCH2H12OPO- -OOPOO- -OPO- - -OO一磷酸腺苷（AMP）二磷酸腺苷（ADP）三磷酸腺苷（ATP）第11頁(yè)/共87頁(yè)NNNNNH2OOOHOHPOOHPOOOHOHOHOOPNNNNNH2OOOHOHPOOHPOOOHOHNNNNNH2OOOHOHPOOHOH磷酸焦磷酸磷酸 Fig 5.2.1 ATP水解的主要方式 第12頁(yè)/共87頁(yè)二，體內(nèi)的能量利用和ATP循環(huán) ATP中化學(xué)鍵的斷裂方式：磷酸與磷酸之磷酸酐鍵斷裂成焦磷酸和AMP； 磷酸和磷酸之磷酸酐鍵斷裂成ADP和磷酸； ATP斷裂成ADP是最主要的供能代謝方式； ATP循環(huán)：ATP生成ADP
6、，釋放能量供應(yīng)機(jī)體需要，而后通過ADP的磷酸化再生成ATP。是體內(nèi)能量代謝的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 第13頁(yè)/共87頁(yè) ATP的生成和利用的生成和利用磷酸肌酸肌酸 ATPPADPP 氧化磷酸化底物水平 磷酸化機(jī)械能滲透能化學(xué)能電能熱能第14頁(yè)/共87頁(yè)三。肌酸激酶的作用磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。磷酸肌酸+ ADP肌酸+ ATP肌酸激酶COOHCH2NCH3CNH2NHCOOHCH2NCH3CNNHHP第15頁(yè)/共87頁(yè)第16頁(yè)/共87頁(yè)定義代謝物脫下的成對(duì)氫原子（2H）通過線粒體內(nèi)膜上的多種酶和輔酶所催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列酶和輔酶稱為呼吸鏈(respirat
7、ory chain)又稱電子傳遞鏈(electron transfer chain)。組成遞氫體和電子傳遞體（2H 2H+ + 2e） 呼吸鏈呼吸鏈第17頁(yè)/共87頁(yè)（一）呼吸鏈的組成（一）呼吸鏈的組成人線粒體呼吸鏈復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體酶名稱酶名稱復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體NADH-泛醌還原酶泛醌還原酶琥珀酸琥珀酸-泛醌還原酶泛醌還原酶泛醌泛醌-細(xì)胞色素細(xì)胞色素C還原酶還原酶細(xì)胞色素細(xì)胞色素c氧化酶氧化酶輔基輔基FMN，F(xiàn)e-S FAD，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，Cu 多肽鏈數(shù)多肽鏈數(shù)394 1013 復(fù)合體復(fù)合體酶名稱酶名稱復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合
8、體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體NADH-泛醌還原酶泛醌還原酶琥珀酸琥珀酸-泛醌還原酶泛醌還原酶泛醌泛醌-細(xì)胞色素細(xì)胞色素C還原酶還原酶細(xì)胞色素細(xì)胞色素c氧化酶氧化酶輔基輔基FMN，F(xiàn)e-S FAD，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，Cu 多肽鏈數(shù)多肽鏈數(shù)394 1013 第18頁(yè)/共87頁(yè)呼吸鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置呼吸鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置第19頁(yè)/共87頁(yè)四種復(fù)合體的排列關(guān)系NADHsuccinate FMN（Fe-S） FAD（Fe-S） Cyt b, （Fe-S）CoQ Cyt aa3O2Cyt ccompex Icompex IIcompex IIIcom
9、pex IVc1第20頁(yè)/共87頁(yè)1. 煙酰胺核苷酸煙酰胺核苷酸 NAD+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide) ，又叫又叫Co，主要作為呼吸鏈的一個(gè)組分，起遞，主要作為呼吸鏈的一個(gè)組分，起遞氫體作用；氫體作用； NADP+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotin-amide Adenine Dinucleotide Phosphate) ，又叫，又叫Co，主要在還原性生物，主要在還原性生物合成中作為供氫體。合成中作為供氫體。 二者的遞氫部位是二者的遞氫部位是煙酰胺煙酰胺部分，為部分，為Vi
10、t PP。第21頁(yè)/共87頁(yè)R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+NAD+和NADP+的結(jié)構(gòu)第22頁(yè)/共87頁(yè)NAD+（NADP+）的遞氫機(jī)制（氧化型）NHCONH2R+ H + H + + eNHCONH2RH+ H +NAD +/NADP+NADH/NADPH（還原型）第23頁(yè)/共87頁(yè)2. 黃素輔基黃素輔基 FMN：黃素單核苷酸：黃素單核苷酸(Flavin Mononucleotide) FAD：黃素腺嘌呤二核苷酸：黃素腺嘌呤二核苷酸(Flavin Adenine Dinucleotide) FMN和和FAD中中異咯嗪環(huán)異咯嗪環(huán)起起遞氫體遞氫體作用。作用。 異咯嗪及核醇部分為異
11、咯嗪及核醇部分為Vit B2（核黃素）。（核黃素）。第24頁(yè)/共87頁(yè) FMN結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)CH2OHOPOHOCCHOHCHOHHOHCHHNHNNNOOH3CH3C1458910異咯嗪核醇第25頁(yè)/共87頁(yè) CH2OOOHOHHHHCH2HOPOHONNNNNH2OPOHOCCHOHCHOHHOHCHHNHNNNOOH3CH3C1458910FAD結(jié)構(gòu)第26頁(yè)/共87頁(yè)FMN和和FAD遞氫機(jī)制遞氫機(jī)制 RNHNNNOOH3CH3CFMN/FAD1458910RNHNHHNNOOH3CH3C1458910+ 2HFMNH2/FADH2（氧化型）（還原型）第27頁(yè)/共87頁(yè)3. 鐵硫蛋白鐵硫蛋白(I
12、ron-sulfur protein, Fe-S) 又叫鐵硫中心或鐵硫簇。又叫鐵硫中心或鐵硫簇。 含有等量鐵原子和硫原子。含有等量鐵原子和硫原子。 鐵還與肽鏈中鐵還與肽鏈中Cys殘基的巰基連接。殘基的巰基連接。 鐵原子可進(jìn)行鐵原子可進(jìn)行Fe2+ Fe3+e 反應(yīng)傳遞電反應(yīng)傳遞電子，子，為為單電子傳遞體單電子傳遞體。 作用:將FMN或FAD中的電子傳遞給泛醌第28頁(yè)/共87頁(yè)FeFeSSSFeFeSSSSSCysCysCysCysSFeSFeSSSSCysCysCysCys第29頁(yè)/共87頁(yè)第30頁(yè)/共87頁(yè)4. 泛醌泛醌 (ubiquinone, UQ) 即輔酶即輔酶Q（ Coenzyme Q
13、， CoQ），屬于），屬于脂溶性醌類化合物，帶有多個(gè)異戊二烯側(cè)鏈。脂溶性醌類化合物，帶有多個(gè)異戊二烯側(cè)鏈。 因其為脂溶性，游動(dòng)性大，極易從線粒體內(nèi)因其為脂溶性，游動(dòng)性大，極易從線粒體內(nèi)膜中分離出來(lái)，因此不包含在四種復(fù)合體中。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)合分子中的苯醌結(jié)構(gòu)能可逆地結(jié)合2個(gè)個(gè)H，為，為遞氫體遞氫體。 第31頁(yè)/共87頁(yè) OOH3COH3COCH3(CH2CHCCH3CH2)nHCoQ isoprene H2CCCCH2CH3H第32頁(yè)/共87頁(yè) OOCH3OCH3CH3OROHOHCH3OCH3CH3OR+ 2H 泛泛醌醌（氧氧化化型型） 二
14、二氫氫泛泛醌醌（還還原原型型）第33頁(yè)/共87頁(yè)5. 細(xì)胞色素類（細(xì)胞色素類（Cytochrome, Cyt） 是一類以鐵卟啉為輔基的電子傳遞蛋白。是一類以鐵卟啉為輔基的電子傳遞蛋白。 呼吸鏈中主要有呼吸鏈中主要有a、b、c、三類。差別在于鐵卟啉的、三類。差別在于鐵卟啉的側(cè)鏈以及鐵卟啉與蛋白部分連接的方式不同。側(cè)鏈以及鐵卟啉與蛋白部分連接的方式不同。 Cyt b、c的鐵卟啉與血紅素相同；的鐵卟啉與血紅素相同； Cyt a的鐵卟啉為血紅素的鐵卟啉為血紅素A。 分子中的分子中的鐵鐵通過氧化還原而傳遞電子，為通過氧化還原而傳遞電子，為單電子傳遞單電子傳遞體體。 Cytaa3是唯一能將電子交給氧原子的
15、細(xì)胞色素是唯一能將電子交給氧原子的細(xì)胞色素第34頁(yè)/共87頁(yè)第35頁(yè)/共87頁(yè)第36頁(yè)/共87頁(yè)NADH+H+ NAD+ FMN FMNH22Fe2+-S 2Fe3+-S QQH2 復(fù)合體NADH CoQ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 第37頁(yè)/共87頁(yè) 復(fù)合體琥珀酸 CoQFe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 琥珀酸 延胡索酸 FAD FADH22Fe2+-S 2Fe3+-S QQH2第38頁(yè)/共87頁(yè) 復(fù)合體QH2 Cyt c b562; b566; Fe-S; c1第39頁(yè)/共87頁(yè) 復(fù)合體還原型Cyt c
16、 O2CuAaa3CuB 第40頁(yè)/共87頁(yè) 由以下實(shí)驗(yàn)確定 標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位 拆開和重組 特異抑制劑阻斷 還原狀態(tài)呼吸鏈緩慢給氧（二）呼吸鏈成分的排列順序第41頁(yè)/共87頁(yè)氧氧化化還還原原對(duì)對(duì)E (V)NAD+/NADH+H+-0.32FMN/ FMNH2-0.30FAD/ FADH2-0.06Cyt b Fe3+/Fe2+0.04（或或0.10）Q10/Q10H20.07Cyt c1 Fe3+/ Fe2+0.22Cyt c Fe3+/Fe2+0.25Cyt a Fe3+ / Fe2+0.29Cyt a3 Fe3+ / Fe2+ 0.551/2 O2/ H2O 0.82呼呼吸吸鏈鏈中中各各種
17、種氧氧化化還還原原對(duì)對(duì)的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)氧氧化化還還原原電電位位第42頁(yè)/共87頁(yè)抑制劑抑制劑第43頁(yè)/共87頁(yè)1. NADH氧化呼吸鏈2. 琥珀酸氧化呼吸鏈 NADHFMN（Fe-S）CoQCyt b c1 caa3O2CoQCyt b c1 caa3O2 FAD（Fe-S）琥珀酸第44頁(yè)/共87頁(yè)NADH氧化呼吸鏈 FADH2氧化呼吸鏈第45頁(yè)/共87頁(yè)線粒體內(nèi)重要代謝物氧化的途徑線粒體內(nèi)重要代謝物氧化的途徑NADHFMN（Fe-S） c1 caa3O2 FAD（Fe-S） 琥珀酸 -磷酸甘油CoQCyt b蘋果酸 -羥脂酰CoA -羥丁酸異檸檬酸谷氨酸FAD硫辛酸 丙酮酸 -酮戊二酸FAD 脂
18、酰CoA第46頁(yè)/共87頁(yè) 二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化體內(nèi)ATP生成的方式：氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯(lián)磷酸化。 底物水平磷酸化 (substrate level phos-phorylation) 是底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程。第47頁(yè)/共87頁(yè)（一）氧化磷酸化偶聯(lián)部位（一）氧化磷酸化偶聯(lián)部位即即ATP生成的部位。生成的部位。P/O比值比值：是指物質(zhì)氧化時(shí)，每消耗：是指物質(zhì)氧化時(shí)，每消耗1摩爾氧原子所消耗的無(wú)機(jī)磷的摩摩爾氧原子所消耗的無(wú)機(jī)磷的摩爾
19、數(shù)，即生成爾數(shù)，即生成ATP的摩爾數(shù)。的摩爾數(shù)。 第48頁(yè)/共87頁(yè)線粒體離體實(shí)驗(yàn)測(cè)得的一些底物的P/O比值底底 物物呼吸鏈的組成呼吸鏈的組成P/O比值比值生成生成ATP數(shù)數(shù) -羥丁酸羥丁酸NAD+O22.42.82.5琥珀酸琥珀酸FAD O21.71.5抗壞血酸抗壞血酸Cyt cO20.881細(xì)胞色素細(xì)胞色素CCyt aa3O20.610.681第49頁(yè)/共87頁(yè)三個(gè)偶聯(lián)部位：三個(gè)偶聯(lián)部位：ATPATP ATP NADH與與CoQ之間；之間；CoQ與與Cyt c之間；之間；Cyt aa3與氧之間。與氧之間。 第50頁(yè)/共87頁(yè)2. 自由能變化( G0)：大于30.5kJ即可生成1摩爾ATP。
20、G0nFE0NADHFMN（Fe-S）CoQCyt bCyt c1Cyt cCyt aa3O2 FAD（Fe-S）琥珀酸能量ADP + PiATP能量ADP + PiATP能量ADP + PiATP-0.32-0.22+0.04+0.08+0.23+0.25+0.29+0.820.36V0.21V0.53V69.5kJ/mol40.5kJ/mol102.3kJ/mol第51頁(yè)/共87頁(yè) NADH氧化呼吸鏈存在氧化呼吸鏈存在3個(gè)個(gè)偶聯(lián)部位，偶聯(lián)部位， P/O比值等于比值等于2.42.8，即產(chǎn)生，即產(chǎn)生2.5molATP。 琥珀酸氧化呼吸鏈存在琥珀酸氧化呼吸鏈存在2個(gè)個(gè)偶聯(lián)部位，偶聯(lián)部位， P/O
21、比值等于比值等于1.7，即產(chǎn)生，即產(chǎn)生1.5molATP。第52頁(yè)/共87頁(yè)（二）（二） 氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制1. 化學(xué)滲透假說化學(xué)滲透假說(chemiosmotic hypothesis) 電子經(jīng)呼吸鏈傳遞時(shí)，可將質(zhì)子（電子經(jīng)呼吸鏈傳遞時(shí)，可將質(zhì)子（H+）從線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)）從線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)泵到內(nèi)膜胞漿側(cè)，產(chǎn)生膜內(nèi)外質(zhì)子電化學(xué)梯度儲(chǔ)存能量。當(dāng)質(zhì)子順濃度泵到內(nèi)膜胞漿側(cè)，產(chǎn)生膜內(nèi)外質(zhì)子電化學(xué)梯度儲(chǔ)存能量。當(dāng)質(zhì)子順濃度梯度回流時(shí)驅(qū)動(dòng)梯度回流時(shí)驅(qū)動(dòng)ADP與與Pi生成生成ATP。 第53頁(yè)/共87頁(yè)第54頁(yè)/共87頁(yè)線粒體基質(zhì) 線粒體膜 + + + + - - - - H+
22、O2 H2O H+e- ADP+Pi ATP 化學(xué)滲透假說簡(jiǎn)單示意圖第55頁(yè)/共87頁(yè)復(fù)合體、均有質(zhì)子泵作用4 H+4 H+4 H+4 H+2 H+2 H+內(nèi)膜表面基質(zhì)NADHHNAD琥珀酸 延胡索酸 O22H+H2O第56頁(yè)/共87頁(yè)2. ATP合酶即復(fù)合體。位于線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)。第57頁(yè)/共87頁(yè)ATP合酶合酶 F0：為疏水蛋白質(zhì)，是鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中的質(zhì)子通道。：為疏水蛋白質(zhì)，是鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中的質(zhì)子通道。 F1：為親水蛋白質(zhì)，由：為親水蛋白質(zhì)，由 3 3亞基組成，催化生成亞基組成，催化生成ATP。 OSCP：寡霉素敏感相關(guān)蛋白，位于：寡霉素敏感相關(guān)蛋白，位于F0與與F1之間，使之間
23、，使ATP合酶在寡霉素存在時(shí)不合酶在寡霉素存在時(shí)不能生成能生成ATP。第58頁(yè)/共87頁(yè)ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖第59頁(yè)/共87頁(yè)化學(xué)計(jì)算估計(jì)每生成1分子ATP需3個(gè)H從線粒體內(nèi)膜外側(cè)回流進(jìn)入基質(zhì)中。ATP合酶的工作機(jī)制第60頁(yè)/共87頁(yè)ATP4- F0 F1 胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè) 腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- 3H+ 3H+ H+ H+ H2PO4- H2PO4- ADP3- ADP3- 每分子ATP在線粒體中生成并轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿需4個(gè)H回流進(jìn)入線粒體基質(zhì)中第61頁(yè)/共87頁(yè) NADH氧化呼吸鏈每傳遞氧化呼吸鏈每傳遞2H僅生成僅生成 2.5分子分子ATP到線粒體外被利用
24、。到線粒體外被利用。 FADH2氧化呼吸鏈每傳遞氧化呼吸鏈每傳遞2H僅生成僅生成 1.5分子分子ATP到線粒體外被利用。到線粒體外被利用。第62頁(yè)/共87頁(yè)三、影響氧化磷酸化的因素三、影響氧化磷酸化的因素1. 呼吸鏈抑制劑 阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞。2. 解偶聯(lián)劑使氧化與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。如：解偶聯(lián)蛋白 3. 氧化磷酸化抑制劑 對(duì)電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素 （一）抑制劑第63頁(yè)/共87頁(yè)三、氧化磷酸化作用可受某些內(nèi)外源因素影響（一）有3類氧化磷酸化抑制劑1、呼吸鏈抑制劑阻斷氧化磷酸化的電子傳遞過程 復(fù)合體抑制劑：魚藤酮(rotenone)、粉蝶霉素A(piericid
25、in A)及異戊巴比妥(amobarbital)等阻斷傳遞電子到泛醌 。 復(fù)合體的抑制劑：萎銹靈(carboxin)。第64頁(yè)/共87頁(yè) 復(fù)合體抑制劑：抗霉素A(antimycin A)阻斷Cyt bH傳遞電子到泛醌(QN) ；粘噻唑菌醇則作用QP位點(diǎn)。 復(fù)合體 抑制劑：CN、N3緊密結(jié)合中氧化型Cyt a3，阻斷電子由Cyt a到CuB- Cyt a3間傳遞。CO與還原型Cyt a3結(jié)合，阻斷電子傳遞給O2。 第65頁(yè)/共87頁(yè)NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥 抗霉素A二巰基丙醇 CO、CN-、
26、N3-及H2S各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點(diǎn)第66頁(yè)/共87頁(yè)不同底物和抑制劑對(duì)線粒體氧耗的影響第67頁(yè)/共87頁(yè)2、解偶聯(lián)劑破壞電子傳遞建立的跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度 解偶聯(lián)劑(uncoupler)可使氧化與磷酸化的偶聯(lián)相互分離，基本作用機(jī)制是破壞電子傳遞過程建立的跨內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度，使電化學(xué)梯度儲(chǔ)存的能量以熱能形式釋放，ATP的生成受到抑制。 如：二硝基苯酚(dinitrophenol, DNP) ；解偶聯(lián)蛋白(uncoupling protein，UCP1)。第68頁(yè)/共87頁(yè)解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制（棕色脂肪組織線粒體）Cyt cQ胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè) 解偶聯(lián) 蛋白熱能 ADP+Pi ATP 第69頁(yè)/
27、共87頁(yè)3、ATP合酶抑制劑同時(shí)抑制電子傳遞和ATP的生成這類抑制劑對(duì)電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。例如寡霉素(oligomycin)可結(jié)合F0單位，阻斷質(zhì)子從F0質(zhì)子半通道回流，抑制ATP合酶活性。由于線粒體內(nèi)膜兩側(cè)質(zhì)子電化學(xué)梯度增高影響呼吸鏈質(zhì)子泵的功能，繼而抑制電子傳遞。 第70頁(yè)/共87頁(yè) 寡霉素寡霉素(oligomycin) 可阻止質(zhì)子從可阻止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回流，抑制質(zhì)子通道回流，抑制ATP生生成成寡霉素第71頁(yè)/共87頁(yè)（二）ADP的調(diào)節(jié)作用ADP 是調(diào)節(jié)正常人體氧化磷酸化速率的主要因素。 ADP，氧化磷酸化。（三）甲狀腺激素刺激機(jī)體耗氧量和產(chǎn)熱同時(shí)增加。 Na+,K+A
28、TP酶和解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)均增加。（四）線粒體DNA突變 與線粒體DNA病及衰老有關(guān)。第72頁(yè)/共87頁(yè)五、通過線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)五、通過線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)線粒體外膜通透性高，線粒體對(duì)物質(zhì)通過的選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(transporter)對(duì)各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。第73頁(yè)/共87頁(yè)胞漿中NADH的氧化胞漿中胞漿中NADH必須經(jīng)一定必須經(jīng)一定轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制進(jìn)入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸進(jìn)入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化?；?。轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制主要有主要有-磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭(-glycerophosphate shuttle)蘋果酸蘋果酸-天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭 (ma
29、late-asparate shuttle)第74頁(yè)/共87頁(yè)1、-磷酸甘油穿梭主要存在于腦和骨骼肌中第75頁(yè)/共87頁(yè)1. -磷酸甘油穿梭機(jī)制 （腦和骨骼肌）第76頁(yè)/共87頁(yè)2. 蘋果酸-天冬氨酸穿梭機(jī)制（肝和心?。?NAD +蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸 NAD +NADH + H +谷氨酸谷氨酸 -酮戊 二酸 -酮戊 二酸天冬氨酸天冬氨酸胞液線粒體NADH氧化 呼吸鏈3 ATP+ H +NADH蘋果酸脫氫酶 轉(zhuǎn)氨酶 轉(zhuǎn)位酶第77頁(yè)/共87頁(yè)第三節(jié) 其他氧化酶系The Others Oxidation Enzyme Systems第78頁(yè)/共87頁(yè)一、需氧脫氫酶和氧化酶 受受氫氫體體輔輔
30、酶酶（輔輔基基）產(chǎn)產(chǎn)物物不不需需氧氧脫脫氫氫酶酶輔輔酶酶需需氧氧脫脫氫氫酶酶O2 FMN或或FAD H2O2氧氧化化酶酶O2 含含Cu H2O受受氫氫體體輔輔酶酶（輔輔基基）產(chǎn)產(chǎn)物物不不需需氧氧脫脫氫氫酶酶輔輔酶酶需需氧氧脫脫氫氫酶酶O2 FMN或或FAD H2O2氧氧化化酶酶O2 含含Cu H2O第79頁(yè)/共87頁(yè)二、過氧化物酶體中的酶類 （一）過氧化氫酶(catalase)又稱觸酶，其輔基含4個(gè)血紅素2H2O2 2H2O + O2 過氧化氫酶 第80頁(yè)/共87頁(yè)（二）過氧化物酶(perioxidase)以血紅素為輔基，催化H2O2直接氧化酚類或胺類化合物 R + H2O2 RO + H2O
31、 RH2+ H2O2 R + 2H2O 過氧化物酶 過氧化物酶 第81頁(yè)/共87頁(yè)反應(yīng)氧族超氧離子(O2)、H2O2、羥自由基(OH)的統(tǒng)稱。 三、超氧化物歧化酶2O2+ 2H+ SODH2O2 + O2 H2O + O2 過氧化氫酶SOD：超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase)第82頁(yè)/共87頁(yè) 谷胱甘肽過氧化物酶 H2O2(ROOH) H2O(ROH+H2O) 2G SH G S S G NADP+ NADPH+H+ * 此類酶可保護(hù)生物膜及血紅蛋白免遭損傷 谷胱甘肽還原酶 3. 含硒的谷胱甘肽過氧化物酶 第83頁(yè)/共87頁(yè)四、微粒體中的酶類 （一）加單氧酶(monoxygenase)* 催化的反應(yīng)：RH + NADPH + H+ + O2 ROH + NADP+ + H2O 故又稱混合功能氧化酶(mixed-function oxidase)或羥化酶(hydroxylase)。上述反應(yīng)需要細(xì)胞色素P450 (Cyt P450)參與。第84頁(yè)/共87頁(yè)目 錄第85頁(yè)/共87頁(yè)（二）加雙氧酶 此酶催化氧分子中的2個(gè)氧原子加到底物中帶雙鍵的2個(gè)碳原子上。ONH2NHNHOCOOHNH2CHO例 如： (O2) 色氨酸吡咯酶第86頁(yè)/共87頁(yè)感謝您的觀看！第87頁(yè)/共87頁(yè)
生 物 氧 化PPT課件
