生物化學6-生物能課件

第6章生物能ATP是能量的攜帶者和轉(zhuǎn)運者第6章生物能自然界存在的能量形式：光能（太陽能）風、水、潮汐熱能、核能、磁能化學能（石油、煤炭）維持生命活動的能量：光能----光合磷酸化化學能----氧化磷酸化光合作用生物氧化生物氧化（Biologicaloxidation）(CH2O)nCO2+H2OH+NAD+/FADNADH/FADH2OH2O生物氧化：有機物在生物體細胞內(nèi)的氧化還原作用。

有機物在生物體內(nèi)氧化分解成二氧化碳和水，并釋放出能量的過程。又稱細胞呼吸或組織呼吸。生物氧化的特點:1.在溫和條件下進行的一系列酶促反應；2.產(chǎn)生大量ATP；3.氫質(zhì)子傳遞給氧生成水；4.碳的氧化和氫的氧化是非同步進行的；5.物質(zhì)代謝與能量代謝緊密相連。1.生物氧化產(chǎn)生的質(zhì)子和電子是如何傳遞的？線粒體呼吸鏈-----電子傳遞體系

原核細胞：在細胞膜上，真核細胞：在線粒體內(nèi)膜上。(electrontransportchain)(respiratorychain)檸檬酸循環(huán)脂肪酸氧化等代謝途徑線粒體呼吸鏈的電子傳遞和氧化磷酸化

4個蛋白質(zhì)復合物存在于線粒體內(nèi)膜上，

1個脂溶性的CoQ和1個水溶性的cytc穿梭在蛋白質(zhì)復合體之間。線粒體呼吸鏈復合體復合物酶肽鏈數(shù)輔基還原電位（電子親和力）復合物ⅠNADH-CoQ還原酶41FMN，F(xiàn)e-S

小復合物Ⅱ琥珀酸-CoQ還原酶4FAD，F(xiàn)e-S復合物ⅢCoQ-cytc還原酶10鐵卟啉，F(xiàn)e-S復合物Ⅳcytc氧化酶13鐵卟啉，Cu離子大線粒體呼吸鏈cytc單電子傳遞體外周蛋白QH2雙電子載體非蛋白載體Qcytb、Fe-SCytc1

cytaa3、CucytcO2e-e-e-e-復合物ⅢQH2-cytc還原酶復合物Ⅳcytc氧化酶復合物ⅠNADH-Q還原酶NADHe-FMNFe-Se-1NADH呼吸鏈琥珀酸e-FADFe-S復合物Ⅱ（琥珀酸—泛醌還原酶）e-2FADH2呼吸鏈輔酶Q（CoQ10、泛醌）CH3(CH2–CH=C–CH2)n

n=10異戊烯電子傳遞的重要中間體，脂溶性抗氧化劑，能激活人體細胞和細胞能量的營養(yǎng)，具有提高人體免疫力、增強抗氧化、延緩衰老和增強人體活力等功能，常用于營養(yǎng)保健品及食品添加劑。1958年被卡魯福魯卡斯博士認定化學結(jié)構(gòu)，被稱為輔酶Q10的研究之父，同年英國愛丁堡大學彼得·麥克博士研究輔酶Q10與細胞能源關(guān)系，獲得諾貝爾獎。(Ⅲ)卟啉環(huán)吡咯環(huán)乙烯基丙酸基細胞色素體系細胞色素是一類含有鐵卟啉輔基的色蛋白，屬于遞電子體。線粒體內(nèi)膜中有細胞色素b、c1、c、aa3，是細胞內(nèi)的吸光物質(zhì)。1.細胞色素b、c1、c：為紅色細胞素，輔基是血紅素。2.細胞色素aa3：為綠色細胞素，輔基是血紅素A將電子直接傳遞給氧，又稱為細胞色素氧化酶。復合物Ⅰ——NADH-泛醌還原酶驅(qū)使H+泵出FMNFe-SCoQ2次單電子傳遞2次單電子傳遞

復合物Ⅱ——琥珀酸-泛醌還原酶不驅(qū)使H+泵出FADFe-SCoQ2次單電子傳遞2次單電子傳遞復合物Ⅲ——泛醌-細胞色素c還原酶QH2QH?QFe-Scc1b-562b-566CoQFe-Scytc1cytc2次單電子傳遞驅(qū)使H+泵出復合物Ⅳ——細胞色素c氧化酶驅(qū)使H+泵出cytcCuAcytacyta3CuBO22次單電子傳遞2次單電子傳遞2.氫和電子如何與分子氧結(jié)合形成水？代謝物脫下的氫和電子經(jīng)線粒體呼吸鏈傳遞給氧生成水。2e-+2H+結(jié)合到1/2O2形成H2O。ATPSynthase（ATP合酶）的結(jié)構(gòu)H+的電位差是推動力3.ATP是如何產(chǎn)生的？F1催化亞基F0跨膜的質(zhì)子通道與線粒體電子傳遞鏈形成完整的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜NADHO2生成3個ATPP/O=3FADH2O2生成2個ATPP/O=2氧化磷酸化作用的P/O比P/O比表示每傳遞一對電子所能合成的ATP數(shù)目。（每消耗1mol原子氧所消耗無機磷的mol數(shù)。）P/O比實質(zhì)上是指物質(zhì)徹底氧化為CO2和H2O能合成的ATP數(shù)。磷原子與氧原子之比氧化磷酸化作用機理——化學滲透假說TheNobelPrizeinChemistry1978"forhiscontributiontotheunderstandingofbiologicalenergytransferthroughtheformulationofthechemiosmotictheory"PeterD.MitchellUnitedKingdomb.1920

d.1992GlynnResearchLaboratoriesBodmin,UnitedKingdom

H+電化學梯度1961年提出線粒體呼吸鏈氧化磷酸化偶聯(lián)部位12阻斷復合物Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ中進行的電子傳遞。1.電子傳遞抑制劑抑制呼吸鏈的電子傳遞，也就是抑制生物氧化。魚藤酮或安密妥抗霉素氰化物或CO(作用Fe2+和CuB+雙核中心）

抑制劑2.磷酸化抑制劑抑制ATP的合成，使質(zhì)子電化學梯度處于最高能態(tài)，從而抑制電子傳遞。1.寡霉素(oligomycin)

可結(jié)合F0的通道中，防止質(zhì)子進入。2.二環(huán)己基碳二亞胺(dicyclohexylcarbodiimide,DCC)可與F0的DCC結(jié)合蛋白結(jié)合3.櫟皮酮(quercetin)直接抑制參與ATP合成的ATP酶。F1催化亞基F0跨膜的質(zhì)子通道3.解偶聯(lián)劑(uncoupler)解偶聯(lián)劑：使氧化和磷酸化脫偶聯(lián)，氧化仍可以進行，而磷酸化不能進行。作用的本質(zhì)：是增大線粒體內(nèi)膜對H+的通透性，消除H+的跨膜梯度，因而無ATP生成，電子傳遞的能量以熱的形式散失。解偶聯(lián)作用是一種產(chǎn)熱方式（植物早春的萌發(fā)、冬眠和耐寒動物）。常用的解偶聯(lián)劑：2,4-二硝基酚(dinitrophenol,DNP)對三氟甲氧基苯腙二氰化物雙香豆素(dicoumarin)過量的阿斯匹林過量的甲狀腺素習題1.線粒體呼吸鏈的反應場所？線粒體呼吸鏈上有哪些組成成分？根據(jù)接受代謝物脫下的氫的初始受體不同，典型的呼吸鏈包括哪兩種？

生物合成主要由

提供還原能力。

呼吸鏈上的復合體Ⅱ的主要成分是

。

輔酶I分子中是否含有高能磷酸鍵？7.NADH氧化時的P/O比值是多少

。A.2B.1/2C.3D.1/38.不含鐵卟啉類化合物的是

。A.細胞色素B.葉綠素C.血紅蛋白D.肌紅蛋白9.呼吸鏈的電子傳遞體中

不是蛋白質(zhì)的物質(zhì)。ANADBFMNCFe-SD.CoQEC