生物氧化與能量代謝藥演示文稿

生物氧化與能量代謝藥演示文稿1現(xiàn)在是1頁\一共有47頁\編輯于星期三（優(yōu)選）生物氧化與能量代謝藥學院2現(xiàn)在是2頁\一共有47頁\編輯于星期三是在細胞內溫和的環(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。H2O由物質氧化時脫下的氫通過呼吸鏈，經多步酶促氧化還原反應，最后與氧結合產生。有機酸脫羧產生CO2。*生物氧化與體外氧化之不同點

重點）：

生物氧化體外氧化能量是突然釋放的。產生的CO2、H2O由物質中的碳和氫直接與氧結合生成。3現(xiàn)在是3頁\一共有47頁\編輯于星期三脂肪葡萄糖、其它單糖三羧酸循環(huán)電子傳遞（氧化）蛋白質脂肪酸、甘油糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中間產物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中間物進入三羧酸循環(huán),氧化脫下的氫由電子傳遞鏈傳遞生成H2O，釋放出大量能量，其中一部分通過磷酸化儲存在ATP中。大分子降解成基本結構單位生物體內能量產生的三個階段4現(xiàn)在是4頁\一共有47頁\編輯于星期三高能磷酸化合物（重點）：

一、基本概念：生化反應中，在水解時或基團轉移反應中可釋放出大量自由能（>20.92千焦/摩爾）的磷酸化合物稱為高能化合物。5現(xiàn)在是5頁\一共有47頁\編輯于星期三二、高能化合物的類型6現(xiàn)在是6頁\一共有47頁\編輯于星期三三、ATP-能量載體（重點,2011年考簡答）：

ATP作為生物能的特點：生物體內釋放的能量大多用于ATP的生成。生物體利用能量直接來源于ATP。ATP在體內具有極高的轉換率。ATP水解釋放能量的特點ATPADP+PiATPAMP+PPi7現(xiàn)在是7頁\一共有47頁\編輯于星期三ATP是物質代謝中間轉換、磷酸基團轉移的“共同中間體”?！玃～P～P～PATP～P02108641214磷酸基團轉移能磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油酸磷酸磷酸肌酸（磷酸基團儲備物）6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油8現(xiàn)在是8頁\一共有47頁\編輯于星期三磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。四、能量的儲存和轉移9現(xiàn)在是9頁\一共有47頁\編輯于星期三核苷二磷酸激酶的作用（能量轉移)ATP+UDPADP+UTPATP+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷酸激酶的作用

ADP+ADPATP+AMP10現(xiàn)在是10頁\一共有47頁\編輯于星期三定義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)。在呼吸鏈中，酶和輔酶按一定的順序排列在線粒體的內膜*上。組成：遞氫體和電子傳遞體（2H2H++2e）呼吸鏈*（電子傳遞鏈或電子傳遞系統(tǒng)）第四節(jié)線粒體電子傳遞系統(tǒng)（重點）：11現(xiàn)在是11頁\一共有47頁\編輯于星期三NAD+和NADP+的結構R=H,NAD+R=H2PO3,NADP+

一、電子傳遞體RNAD+和NADP+12現(xiàn)在是12頁\一共有47頁\編輯于星期三NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉變氧化還原反應時變化發(fā)生在五價氮和三價氮之間。13現(xiàn)在是13頁\一共有47頁\編輯于星期三FMN和FAD都含異咯嗪環(huán)，起到傳遞氫的作用。黃素蛋白（以FMN或FAD為輔基）14現(xiàn)在是14頁\一共有47頁\編輯于星期三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。泛醌（輔酶Q,CoQ,Q）由多個異戊二烯連接形成較長的疏水側鏈（人CoQ10），氧化還原反應時可生成中間產物半醌型泛醌。15現(xiàn)在是15頁\一共有47頁\編輯于星期三細胞色素細胞色素是一類以鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類，根據它們吸收光譜不同而分類。16現(xiàn)在是16頁\一共有47頁\編輯于星期三17現(xiàn)在是17頁\一共有47頁\編輯于星期三復合體INADH-泛醌還原酶復合體II琥珀酸-泛醌還原酶復合體III泛醌-細胞色素C還原酶復合體IV細胞色素C氧化酶四種具有傳遞電子功能的酶復合體(complex)二、電子傳遞體在線粒體內膜（重點）：

18現(xiàn)在是18頁\一共有47頁\編輯于星期三1.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-S

19現(xiàn)在是19頁\一共有47頁\編輯于星期三2.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→→CoQFAD;Fe-S;

Cytb56020現(xiàn)在是20頁\一共有47頁\編輯于星期三21現(xiàn)在是21頁\一共有47頁\編輯于星期三3.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;c122現(xiàn)在是22頁\一共有47頁\編輯于星期三23現(xiàn)在是23頁\一共有47頁\編輯于星期三4.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→CuB24現(xiàn)在是24頁\一共有47頁\編輯于星期三ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液側基質側線粒體內膜e-e-e-e-e-25現(xiàn)在是25頁\一共有47頁\編輯于星期三1.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→O2三、呼吸鏈成分的排列順序

（重點）：

26現(xiàn)在是26頁\一共有47頁\編輯于星期三NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈27現(xiàn)在是27頁\一共有47頁\編輯于星期三第五節(jié)氧化磷酸化（重點）：

*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。

※將底物的高能磷酸基直接轉移給ADP生成ATP,這種ADP或其它核苷二磷酸的磷酸化作用與底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應過程，稱為底物水平磷酸化。(substratelevelphosphorylation)28現(xiàn)在是28頁\一共有47頁\編輯于星期三（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根據自由能變化和P/O比值*P/O比值：每消耗1mol氧原子所消耗的無機磷酸的摩爾數，亦指每消耗1mol氧原子所產生ATP的摩爾數。（重點）：29現(xiàn)在是29頁\一共有47頁\編輯于星期三線粒體離體實驗測得的一些底物的P/O比值底物呼吸鏈的組成P/O比值可能生成的ATP數β-羥丁酸NAD+→復合體Ⅰ→CoQ→復合體Ⅲ2.4～2.83→Cytc→復合體Ⅳ→O2琥珀酸復合體Ⅱ→CoQ→復合體Ⅲ1.72→Cytc→復合體Ⅳ→O2抗壞血酸Cytc→復合體Ⅳ→O20.881細胞色素c(Fe2+)復合體Ⅳ→O20.61-0.68130現(xiàn)在是30頁\一共有47頁\編輯于星期三ATPATPATP氧化磷酸化偶聯(lián)部位電子傳遞鏈自由能變化

31現(xiàn)在是31頁\一共有47頁\編輯于星期三（二）氧化磷酸化的偶聯(lián)機理

（重點）：

化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)

電子經呼吸鏈傳遞時，可將質子（H+）從線粒體內膜的基質側泵到內膜胞漿側，產生內膜內外質子電化學梯度儲存能量。當質子順濃度梯度回流時驅動ADP與Pi生成ATP。32現(xiàn)在是32頁\一共有47頁\編輯于星期三線粒體基質線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化學滲透假說簡單示意圖33現(xiàn)在是33頁\一共有47頁\編輯于星期三2.ATP合酶（F1F0ATP合酶）F1：親水部分，具催化功能。F0：疏水部分，質子回流通道。ATP合酶結構模式圖34現(xiàn)在是34頁\一共有47頁\編輯于星期三三、影響氧化磷酸化的因素（重點）：

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35現(xiàn)在是35頁\一共有47頁\編輯于星期三魚藤酮粉蝶霉素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36現(xiàn)在是36頁\一共有47頁\編輯于星期三解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側基質側解偶聯(lián)蛋白熱能H+H+ADP+PiATP37現(xiàn)在是37頁\一共有47頁\編輯于星期三寡霉素(oligomycin)可阻止質子從F0質子通道回流，抑制ATP生成寡霉素ATP合酶結構模式圖38現(xiàn)在是38頁\一共有47頁\編輯于星期三（二）ADP的調節(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。39現(xiàn)在是39頁\一共有47頁\編輯于星期三四、線粒體外NADH的氧化磷酸化（重點）：

胞漿中NADH必須經一定轉運機制進入線粒體，再經呼吸鏈進行氧化磷酸化。轉運機制主要有α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphateshuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)40現(xiàn)在是40頁\一共有47頁\編輯于星期三1.

α-磷酸甘油穿梭機制（腦、骨骼?。?1現(xiàn)在是41頁\一共有47頁\編輯于星期三

NADH+H+FADH2NAD+FAD線粒體內膜線粒體外膜膜間隙線粒體基質α-磷酸甘油脫氫酶呼吸鏈磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油42現(xiàn)在是42頁\一共有47頁\編輯于星期三2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制（肝、心肌）43現(xiàn)在是43頁\一共有47頁\編輯于星期三一、需氧脫氫酶和氧化酶

受氫體輔酶（輔基）產物不需氧脫氫酶輔酶需氧脫氫酶O2FMN或FADH2O2氧化酶O2H2O受氫體輔酶（輔基）產物不需氧脫氫酶輔FMN、FAD、NAD等需氧脫氫酶O2FMN或FADH2O2氧化酶O2Cu,Fe等金屬離子2O第六節(jié)非線粒體氧化體系TheOthersOxidationEnzymeSystems44現(xiàn)在是44頁\一共有47頁\編輯于星期三（二）過氧化物酶(perioxidase)：