生物氧化經(jīng)典醫(yī)學課件3

生物氧化經(jīng)典醫(yī)學課件演示文稿目前一頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點（優(yōu)選）生物氧化經(jīng)典醫(yī)學課件目前二頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點*

生物氧化與體外氧化之相同點生物氧化中物質(zhì)的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應的一般規(guī)律。物質(zhì)在體內(nèi)外氧化時所消耗的氧量、最終產(chǎn)物（CO2，H2O）和釋放能量均相同。目前三頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點是在細胞內(nèi)溫和的環(huán)境中（體溫，pH接近中性），在一系列酶促反應逐步進行，能量逐步釋放有利于有利于機體捕獲能量，提高ATP生成的效率。進行廣泛的加水脫氫反應使物質(zhì)能間接獲得氧，并增加脫氫的機會；脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，有機酸脫羧產(chǎn)生CO2。*

生物氧化與體外氧化之不同點生物氧化體外氧化能量是突然釋放的。產(chǎn)生的CO2、H2O由物質(zhì)中的碳和氫直接與氧結(jié)合生成。目前四頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點糖原三酯酰甘油蛋白質(zhì)葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2*生物氧化的一般過程目前五頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點第一節(jié)

呼吸鏈

respiratorychain目前六頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點定義存在于線粒體內(nèi)膜上的功能單位，代謝物脫下的成對氫原子（2H）通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列酶和輔酶稱為呼吸鏈(respiratorychain)又稱電子傳遞鏈(electrontransferchain)。組成遞氫體和電子傳遞體（2H2H++2e）一、呼吸鏈目前七頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點（一）呼吸鏈的組成四種具有傳遞電子功能的酶復合體(complex)*泛醌和Cytc

均不包含在上述四種復合體中。人線粒體呼吸鏈復合體目前八頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)線粒體內(nèi)膜e-e-e-e-e-目前九頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點NAD+和NADP+的結(jié)構(gòu)R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+

1.NAD+和NADP+：遞氫體目前十頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉(zhuǎn)變氧化還原反應時變化發(fā)生在五價氮和三價氮之間。目前十一頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點FMN結(jié)構(gòu)中含核黃素，發(fā)揮功能的部位是異咯嗪環(huán)，氧化還原反應時不穩(wěn)定中間產(chǎn)物是FMN?。2.FMN和FAD:遞氫體目前十二頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點鐵硫蛋白中輔基鐵硫簇(Fe-S)含有等量鐵原子和硫原子，其中鐵原子可進行Fe2+Fe3++e反應傳遞電子。?表示無機硫3.鐵-硫蛋白：遞電子體目前十三頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點

鐵硫蛋白SS無機硫半胱氨酸硫目前十四頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點泛醌（輔酶Q,CoQ,Q）由多個異戊二烯連接形成較長的疏水側(cè)鏈（人CoQ10），氧化還原反應時可生成中間產(chǎn)物半醌型泛醌。4.泛醌：遞氫體目前十五頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點細胞色素是一類以鐵鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類，根據(jù)它們吸收光譜不同而分類。5.細胞色素：遞電子體目前十六頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點目前十七頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點1.復合體Ⅰ:NADH-泛醌還原酶

功能:

將電子從NADH傳遞給泛醌

(ubiquinone)

復合體ⅠNADH→→CoQFMN;Fe-SN-1a,b;

Fe-SN-4;

Fe-SN-3;Fe-SN-2（二）四種復合體的輔基及功能目前十八頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點復合體Ⅰ的功能NADH+H+

NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH2目前十九頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點2.

復合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶

功能:

將電子從琥珀酸傳遞給泛醌

復合體Ⅱ琥珀酸→→CoQFe-S1;

b560;

FAD;

Fe-S2;

Fe-S3目前二十頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點目前二十一頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點3.復合體Ⅲ:泛醌-細胞色素c還原酶

功能：將電子從泛醌傳遞給細胞色素c

復合體ⅢQH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c1目前二十二頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點目前二十三頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點4.復合體Ⅳ:細胞色素c氧化酶

功能：將電子從細胞色素c傳遞給氧

復合體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。目前二十四頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點目前二十五頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點

由以下實驗確定①標準氧化還原電位②拆開和重組③特異抑制劑阻斷④還原狀態(tài)呼吸鏈緩慢給氧（三）呼吸鏈成分的排列順序目前二十六頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點目前二十七頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點1.NADH氧化呼吸鏈NADH→復合體Ⅰ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O22.琥珀酸氧化呼吸鏈

琥珀酸→復合體Ⅱ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O2目前二十八頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈目前二十九頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點電子傳遞鏈目前三十頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點二胞漿中NADH的氧化胞漿中NADH必須經(jīng)一定轉(zhuǎn)運機制進入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進行氧化磷酸化。轉(zhuǎn)運機制主要有α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphateshuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)目前三十一頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點1.

α-磷酸甘油穿梭機制目前三十二頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點

NADH+H+FADH2NAD+FAD

線粒體內(nèi)膜

線粒體外膜膜間隙

線粒體基質(zhì)α-磷酸甘油脫氫酶呼吸鏈磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油目前三十三頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點2.

蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制目前三十四頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸轉(zhuǎn)運體蘋果酸-α-酮戊二酸轉(zhuǎn)運體蘋果酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸蘋果酸脫氫酶谷草轉(zhuǎn)氨酶胞液線粒體內(nèi)膜基質(zhì)呼吸鏈天冬氨酸目前三十五頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點第二節(jié)

生物氧化與能量代謝目前三十六頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點

一、ATP得生成方式*定義氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)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(substratelevelphosphorylation)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。目前三十七頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點（一）氧化磷酸化偶聯(lián)部位氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根據(jù)自由能變化和P/O比值⊿Go'=-nF⊿Eo'目前三十八頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點目前三十九頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點ATPATPATP氧化磷酸化偶聯(lián)部位電子傳遞鏈自由能變化

目前四十頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點（二）氧化磷酸化的偶聯(lián)機理1.化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)

電子經(jīng)呼吸鏈傳遞時，可將質(zhì)子（H+）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)子電化學梯度儲存能量。當質(zhì)子順濃度梯度回流時驅(qū)動ADP與Pi生成ATP。目前四十一頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點線粒體基質(zhì)

線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化學滲透假說簡單示意圖目前四十二頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點化學滲透假說目錄目前四十三頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點ⅢⅠⅡⅣF0F1CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATPH+H+H+胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)++++++++++---------化學滲透假說詳細示意圖目前四十四頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點2.ATP合酶由親水部分F1（α3β3γδε亞基）和疏水部分F0（a1b2c9～12亞基）組成。ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖目前四十五頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點當H+順濃度遞度經(jīng)F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，3個β亞基的構(gòu)象發(fā)生改變。ATP合酶的工作機制目前四十六頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點二、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

對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素（一）抑制劑目前四十七頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥×抗霉素A二巰基丙醇×CO、CN-、N3-及H2S×各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點目前四十八頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響

目前四十九頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)解偶聯(lián)蛋白熱能H+H+ADP+PiATP目前五十頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點

寡霉素(oligomycin)可阻止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回流，抑制ATP生成寡霉素ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖目前五十一頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點（二）ADP的調(diào)節(jié)作用呼吸控制率(respiratorycontrolratio,RCR)（三）甲狀腺激素Na+,K+–ATP酶和解偶聯(lián)蛋白基因表達均增加。（四）線粒體DNA突變

與線粒體DNA病及衰老有關(guān)。目前五十二頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點電子傳遞鏈及氧化磷酸化系統(tǒng)概貌ΔμH+跨膜質(zhì)子電化學梯度；H+m內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)H+；H+c

內(nèi)膜胞液側(cè)H+目錄目前五十三頁\總數(shù)五十七頁\編于二十點三、ATP高能磷酸鍵與高能磷酸化合物高能磷酸鍵水解時釋放的能量大于21KJ/mol的磷