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第八章 生物氧化

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第八章 生物氧化. BIOLOGIC OXIDATION. 第一节 概述 Summarize. 一、 INTRODUCTION The process by which cellls derive energy in the form of ATP from the controlled reaction of hydrogen with oxygen to form water . 营养物在活细胞内经氧化分解,最终产生 CO 2 和 H 2 O ,并释放能量提供生命活动需要的过程称为生物氧化。. - PowerPoint PPT Presentation

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二、 Characteristic of Biologic Oxidation 特点: ① processed under the animal heat 体温; ② part of the energy producted from the process are heat en

ergy 热能 , other is used to synthesize ATP. 。

第一节 概述 Summarize

一、 INTRODUCTION

The process by which cellls derive energy in the form of ATP

from the controlled reaction of hydrogen with oxygen to form

water. 营养物在活细胞内经氧化分解,最终产生 CO2 和 H2O ,并释放能量提供生命活动需要的过程称为生物氧化。

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② 据脱羧是否伴有氧化单纯脱羧

氧化脱羧

① 据脱羧位置- 脱羧

- 脱羧

一、生物氧化中 CO2 的生成方式 : 脱羧反应 decarbonylation reaction

第二节 生物氧化的方式 Mode of Biologic Oxidation

CO2代谢物 有机酸 +

二、生物氧化中物质的氧化方式 1 、加氧 2 、脱氢 dehydrogenation 3 、脱电子 loss of electrons

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第三节 线粒体氧化体系oxidation system in mitochondria

一、呼吸链 respiratary chain 呼吸链是电子传递链,在真核细胞中,它定位于线粒体 (mitochondria) 内膜 inner membrane ,是由一组排列有序的质子 hydrogen proton 和电子 electron 递体构成的功能单位,其功用是把可氧化底物脱下的 H 和电子经各传递体的链式反应,依次传至氧,生成水,并同时产生大量的能量以促使 ATP 的生成。

二、呼吸链主要成分和作用 components and function

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(二)黄素蛋白 flavoprotein 辅基只有两种:①黄素单核苷酸( FMN flavin mononucleotid

e )( NADH 脱氢酶等的辅基);②黄素腺嘌呤二核苷酸( FAD flavin adenine dinucleotide )(琥珀酸脱氢酶等的辅基)。是递氢体。

(三)铁硫蛋白 iron-sulfur :是含铁和硫的蛋白质,是递电子体 electron transferring unit 。

(一)以 NAD 和 NADP 为辅酶的脱氢酶 NAD-linked dehydrogenase system :烟酰胺脱氢酶以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸( niacinamide adeninedenucleotide acid )或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸( NADP )为递氢体。 NAD 和 NADP 分子中都含有烟酰胺( VitPP )。是递氢体。

还原型底物+ FMN 氧化型底物+ FMNH2

还原型底物+ FAD 氧化型底物+ FADH2

还原型底物+ NAD ( P ) 氧化型底物+ NAD ( P ) H + H +

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(四)泛醌( Ubiquinone , Q ),又称辅酶 Q ( CoQ )。醌类;是递氢体。

(五)细胞色素类( Cytochrome , Cyt )

是以铁卟啉为辅基的结合蛋白, Cytb 、 Cytc1 、 Cytc 、 Cytaa3 ,是电子传递体。

+e-e

Fe Fe+3 2+

三、呼吸链传递体的排列顺序

Q10 → Cytb → ( FeS ) → Cytc1 → Cytc → Cytaa3 → O2

NADH-Q 还原酶

Cyt 氧化酶①NADH→FMN

Q-Cytc 还原酶

② FAD ( FeS )

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四、 胞液中 NADH 的氧化 oxidation of extramitichondrial NADH

1 、 3 -磷酸甘油循环 Glycerophosphate shuttle

2 、苹果酸 - 天冬氨酸循环 Malate shuttle

(一) NADH 氧化呼吸链:

每 2H 通过此链氧化生成水时产生 3 分子 ATP 。

(二) FADH 氧化呼吸链(琥珀酸氧化呼吸链):

每 2H 通过此链氧化,仅生成 2 分 子 ATP 。

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一、高能化合物种类 high-energy phosphates

生化中把水解时释放 30KJ/mol 以上自由能的化合物称为高能 化合物。 ATP 是最关键的,是直接供能者。

P底物~ADP ATP

酶产物

第四节 生物氧化与能量代谢 Biologic Oxidation and Energy Metabolism

二、高能磷酸化合物 ATP 的形成:

(二)氧化磷酸化作用 oxidative phosphorylation

1 、氧化磷酸化作偶联:在生物氧化过程中,代谢物脱下的氢经呼吸链氧化生成水时, 释放的能量用于 ADP 磷酸化生成 ATP 。

The system in mitochondria that couples respiration to the generation of the high-energy intermediate, ATP, is termed oxidative phosphorylation

(一)底物水平磷酸化 substrate level phosphorylation

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2 、氧化磷酸化的偶联部位: couple site :即是电子传递链 electron transport chain 中 ATP 形成的部位 确定方法:

① P/O 比② 呼吸链中自由能 free energy 下降

三、氧化磷酸化作用机理 mechanism (一)线粒体结构 structure of mitichondria (二)氧化磷酸化偶联机制: 化学偶联假说 chemiosmotic theory

四、影响氧化磷酸化的因素 (一)抑制剂 inhibitor ① 呼吸连抑制: CN 、 CO ② 解偶联剂 uncouplers : 使氧化磷酸化解离 dissocia

te 2 、 4 -二硝基苯酚

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(二) ADP 的调节(三)甲状腺素 ( thyroxine )的调节(四)线粒体 DNA突变mitichondrial DNA

五、 ATP 的利用

② 高能磷酸键的储存

肌酸磷酸有储能作用。

③高能磷酸键的利用:机械能、化学能、渗透能、电能、热能等。

① 高能磷酸键的转移:

ATP + UDP → ADP + UTP

ATP + CDP → ADP + CTP

ATP + GDP → ADP + GTP

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第五节 非线粒体氧化体系nonmitochondrial oxidation system

一、微粒体氧化体系 microsome

意义:1 、生物转化;生物活性物质的生成( 1 , 25 - (OH)2 - VitD3 、胆汁酸)。

二、过氧化物酶体氧化体系1 、过氧化氢酶 catalase

2 、过氧化物酶 peroxidase

意义: 消除 H2O2 、过氧化物 peroxide 的氧化作用

三、超氧化物歧化酶( SOD superoxidate divergentase ???) 自由基 free radicle :具有奇数电子的原

子或原子团;含有不成对电子的原子或原子团。 意义:消除自由基O2-+ O2-+2H+ H2O2+O2

SOD