吉林農(nóng)大動(dòng)物生化-生物氧化

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1、第五章生物氧化BiologicalOxidation第一節(jié)概述Introduction物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行的氧化稱為生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解并逐步釋放能量，最終生成CO2和H2O的過(guò)程。亦稱“組織氧化”、“組織呼吸”或“細(xì)胞氧化”。糖脂肪蛋白質(zhì)CO2和H2OO2能量ADP+PiATP熱能一、生物氧化的概念糖原三酯酰甘油蛋白質(zhì)葡萄糖脂肪酸+甘油氨基酸乙酰CoATCA2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2*生物氧化的一般過(guò)程*生物氧化與體外氧化之相同點(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

2、化還原反應(yīng)的一般規(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（CO2，H2O）和釋放能量均相同。二、生物氧化的特點(diǎn)1、是在近中性和約37℃的水溶液中逐步進(jìn)行酶促反應(yīng)。2、底物脫氫與氧化合生成水3、能量是逐步釋放，有相當(dāng)一部分是以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在ATP分子中4、產(chǎn)生的CO2是有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生*生物氧化與體外氧化之不同點(diǎn)生物氧化體外氧化在高溫、高壓以及干燥的條件下進(jìn)行，是劇烈的自由基反應(yīng)，能量是突發(fā)式釋放的。產(chǎn)生的能量以光與熱的形式散發(fā)在環(huán)境中。產(chǎn)生的CO2、H2O是由物質(zhì)中的碳和氫直接與氧結(jié)合生成?！魣?chǎng)所：真核細(xì)胞在線粒體內(nèi)膜，原核細(xì)胞

3、在質(zhì)膜上行。生物氧化中CO2生成的方式（一）單純脫羧1.?-單純脫羧:NH2︱RCHCOOHRCH2NH2+CO2氨基酸脫羧酶2、?-單純脫羧:草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸GTPGDP+CO2（二）氧化脫羧:1、?-氧化脫羧:2.?-氧化脫羧:三、生物氧化中自由能變化及氧化還原電位1、自由能（Gibbs，G）的概念：是指在一個(gè)反應(yīng)體系的總能量中，在恒溫恒壓條件下能夠用以作功的那一部分能量。即生物體中進(jìn)行生物氧化所提供的能。恒溫恒壓條件下自由能變化公式為ΔG=ΔH－TΔS意義：1)用其判斷一個(gè)反應(yīng)是否能發(fā)生；2)生物體

4、用以作功的能為體內(nèi)生化反應(yīng)放出的自由能；3）生物氧化所提供的能是機(jī)體可利用的自由能。ΔG與反應(yīng)途徑、反應(yīng)機(jī)理無(wú)關(guān)。任何反應(yīng)，當(dāng)：ΔG＜0反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，為放能反應(yīng)；ΔG＞0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，為吸能反應(yīng)；ΔG＝0體系處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)可逆。自由能和化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系生物氧化過(guò)程包括一系列的氧化還原反應(yīng)，參與氧化還原反應(yīng)的每種物質(zhì)都有氧化態(tài)和還原態(tài)，稱為氧還對(duì)；而參與反應(yīng)的每一氧還對(duì)轉(zhuǎn)移電子的勢(shì)能（即氧化還原體系中失去或獲得電子的趨勢(shì)的高低）叫做氧化還原電位，標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位以E0’表示。E0’值越小，供出電子的傾向越強(qiáng)，即還原能力越強(qiáng)；E0

5、’值越大，接受電子的傾向越強(qiáng)。在生物體內(nèi)氧化還原過(guò)程中，電子總是從E0’值較小的物質(zhì)移向E0’值較大的物質(zhì)，即從還原劑（電子供體）移向氧化劑（電子受體）。后者的E0’值減去前者的E0’值，叫做生化標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位差，用ΔE0’值表示。2、自由能變化與氧化還原電位差的關(guān)系第二節(jié)ATP一、ATP的形成與作用ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸機(jī)械能--運(yùn)動(dòng)化學(xué)能--合成滲透能--分泌吸收電能--生物電熱能--體溫光能--生物發(fā)光ATP是生物系統(tǒng)能量交換的中心熒火蟲ATP的特殊作用一般情況下，ATP將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給肌酸生成磷酸肌酸將能量貯存起來(lái)。磷酸

6、肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。磷酸肌酸與ATP的轉(zhuǎn)換ATP的生成和利用ATPADP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)生物體內(nèi)能量的儲(chǔ)存和利用都以ATP為中心。體內(nèi)有些合成反應(yīng)不直接利用ATP供能，而是由ATP將高能磷酸鍵轉(zhuǎn)給UDP、CDP和GDP，生成UTP、CTP、GTP，作為能量的直接來(lái)源參與合成反應(yīng)。如UTP用于糖原的合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白質(zhì)合成等。核苷二磷酸激酶的作用ATP+UDPADP+UTPATP

7、+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷酸激酶的作用ADP+ADPATP+AMP高能化合物的共同特點(diǎn)是含有容易斷裂的“活潑鍵”，水解時(shí)可釋放大于21KJ/mol的能量，常用符號(hào)?表示。二、高能化合物生物體內(nèi)的放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)偶聯(lián)，最基本的形式是通過(guò)高能化合物實(shí)現(xiàn)的。1、高能化合物的概念：指含有高能鍵，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（pH=7,250C,1mol/L)發(fā)生水解時(shí)可釋放大量自由能的化合物。2、高能化合物的類型：根據(jù)分子中是否含有磷酸可分為磷酸類高能化合物和非磷酸類高能化合物。必須注意：并非所有的磷酸化合物都是高能化合物。高能

8、磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量大于21KJ/mol的磷酸酯鍵，常表示為?P。高能磷酸化合物含有高能磷酸鍵的化合物1）磷氧鍵型：如ATP、磷酸烯醇式丙酮酸等2）磷氮鍵型：如磷酸肌酸等3）硫酯鍵型：如脂酰CoA等4）甲硫鍵型：S-腺