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1、生物化學(xué)生物氧化張廣獻(xiàn)主要內(nèi)容概述:生物氧化定義、一般過(guò)程、特點(diǎn)呼吸練:組成、排列、功能能量代謝:ATP產(chǎn)生和利用非線粒體氧化2目的要求掌握呼吸鏈的概念、組成成分和排列順序體內(nèi)兩條重要的呼吸鏈理解生物氧化的概念、特點(diǎn)及意義體內(nèi)的能量代謝了解其他氧化體系3生物氧化(biologicaloxidation)定義食物中的糖、脂肪和蛋白質(zhì)通常稱為人體所需的三大營(yíng)養(yǎng)素。生物氧化主要是指三大營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解逐步釋放能量,最終生成二氧化碳和水的過(guò)程(組織呼吸或細(xì)胞呼吸)意義提供機(jī)體所需的能量生命活動(dòng)維持體溫4生物氧化的一般過(guò)程5生物氧化與非生物氧化的比較生物氧化體外氧
2、化(燃燒)非生物氧化反應(yīng)條件反應(yīng)條件溫和,在pH接近中性的體液中,體溫條件下,由酶催化完成。需在高溫(壓)以及干燥環(huán)境條件下進(jìn)行,反應(yīng)激烈。能量釋放物質(zhì)分階段被氧化,能量逐步釋放出來(lái),有相當(dāng)一部分能量可貯存在特殊的高能化合物(主要是ATP)中備用。能量驟然放出,形成光和熱,使溫度迅速上升。水和二氧化碳的生成物質(zhì)氧化以脫氫、電子轉(zhuǎn)移形式進(jìn)行;有機(jī)物脫下的氫經(jīng)一系列遞氫或遞電子過(guò)程后與氧化合成水;氧化過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸經(jīng)脫羧生成CO2有機(jī)物中的碳和氫與空氣中的氧直接化合成H2O和CO26生物氧化方式加氧脫氫 (脫氫或加水脫氫)失電子?。ㄔ踊螂x子失電子)7呼吸鏈
3、RespiratoryChain8呼吸鏈?zhǔn)侵肝挥诰€粒體內(nèi)膜一組排列有序的遞氫體和遞電子體(酶與其輔酶)構(gòu)成的功能單位。代謝脫下的成對(duì)H原子通過(guò)呼吸鏈傳遞最終與分子氧結(jié)合成水,同時(shí)產(chǎn)生大量能量,儲(chǔ)存在ATP分子中。遞氫體實(shí)際上包括傳遞電子,故也稱為電子傳遞鏈(electrontransferchain)。由于電子傳遞鏈與細(xì)胞攝取氧的呼吸過(guò)程有關(guān),通常又稱為呼吸鏈。外膜內(nèi)膜嵴膜間隙基質(zhì)呼吸鏈(respiratorychain)910呼吸鏈的組成:人線粒體呼吸鏈復(fù)合體11呼吸鏈的組成及排列ⅢⅡCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞
4、液側(cè)基質(zhì)側(cè)線粒體內(nèi)膜e-e-e-e-e-Ⅳ12復(fù)合體Ⅰ:NADH-泛醌還原酶組成:黃素蛋白(FP),F(xiàn)MN,鐵硫蛋白(Fe-S)功能:將電子從NADH傳遞給泛醌(ubiquinone)NADH→FMN---Fe-S→CoQ復(fù)合物INADH+H+NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH213復(fù)合物I:組成NAD--NADH(氧化型)(還原型)14復(fù)合物I:組成FAD--FADH(氧化型)(還原型)15Fe3++eFe2+Fe2S2,Fe4S4復(fù)合物I:組成鐵流蛋白:?jiǎn)坞娮觽鬟f體鐵流簇(Fe-Scluster)16CoQ--CoQH2復(fù)合物I:
5、組成17復(fù)合物I:電子傳遞過(guò)程FMN;Fe-SN-1a/b;Fe-SN-2;Fe-SN-3;Fe-SN-4NADH→→CoQ18復(fù)合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶組成:FP;FAD;FeS蛋白;細(xì)胞色素b560(cyt.b560)功能:將電子從琥珀酸傳遞給泛醌復(fù)合體Ⅱ琥珀酸→→CoQFe-S1;b560;FAD;Fe-S2;Fe-S3SuccinatefumarateFADFADH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH219Fe3++eFe2+單電子傳遞體分離出的5種細(xì)胞色素及其傳遞順序:b→c1→c→aa3→O2aa3稱細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素(Cytochrome
6、,Cyt)結(jié)構(gòu):一類含鐵卜啉輔基的色素蛋白分類:Cyta:Cytaa3Cytb:Cytb562、Cytb566、Cytb560Cytc:Cytc、c120復(fù)合物II:電子傳遞過(guò)程FAD;Fe-S1;b560;Fe-S2;Fe-S3琥珀酸→→CoQ21復(fù)合體Ⅲ:泛醌-細(xì)胞色素c還原酶組成:cyt.b;Fe-S;cyt.c1功能:將電子從泛醌傳遞給細(xì)胞色素c復(fù)合體ⅢQH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c1QH2+2Cyt.c(Fe3+)?Q+2Cyt.c(Fe2+)+2H+22復(fù)合物III:電子傳遞過(guò)程b562;b566;Fe-S;c1QH2→→Cy
7、tc2H+23復(fù)合體Ⅳ:細(xì)胞色素c氧化酶組成:Cyt.aa3;Cu功能:將電子從細(xì)胞色素c傳遞給氧復(fù)合體Ⅳ還原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB其中Cyta3和CuB形成的活性部位將電子交給O2。4Cytc(Fe2+)+4H++O2?4Cytc(Fe3+)+2H2O24復(fù)合物IV:電子傳遞過(guò)程25呼吸鏈:總結(jié)NAD+→[FMN(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3丙酮酸?-酮戊二酸硫辛酸FAD1/2O2H2O異檸檬酸蘋果酸谷氨酸?-羥丁酸?-羥脂酰CoA2e2H2H+NADH氧化呼吸鏈26琥珀酸氧化呼吸鏈琥珀酸→CoQ→b(Fe-S
8、)→c1→c→aa3→1/2O2FAD(Fe-S)C