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第六章 生物氧化_PPT课件第六章生物氧化
要求掌握:
生物氧化概念、特点与方式
高能磷酸化合物的概念和类型
ATP的作用。
电子传递和氧化呼吸链的概念、组成。
电子传递链(呼吸链)的类型及组成成员的排列顺序。
氧化磷酸化作用定义以及解偶联和抑制。
一、生物氧化概念、特点与方式
1、概念:
糖类、脂类和蛋白质等有机物质在体内经过一系列的氧化,最终生成CO2和H2O并释放出化学能量的生化过程。
2、生物氧化的化学本质和特点
●化学本质:生物氧化反应与体外氧化反应的化学本质是相同的,都是脱氢,失去电子或直接与氧化合的过程,最终产物都是H2O和CO2,释放能量。
反应物丢失电子者被氧化,接受电子者被还原
●生物氧化的特点:
(1)反应条件温和,多步反应,逐步放能。
(2)生物氧化在活细胞中进行,
(3)pH 中性,反应条件温和,一系列酶和电子传递体参与氧化过程,逐步氧化,逐步释放能量,转化成 ATP。
(3)真核细胞,生物氧化多在线粒体内进行,在不含线粒体的原核细胞中,生物氧化在细胞膜上进行。
3、生物氧化方式:有氧氧化和无氧氧化
(1)有氧氧化(也称有氧呼吸)
好气或兼性微生物,能利用空气中的O2来氧化底物,最终生成CO2和H2O。这种方式氧化彻底,释放能量多。
(2)无氧氧化
兼性厌气的微生物,利用机体内的有机物来氧化底物,最终生成氧化不完全的产物。厌气微生物能以无机物氧化底物。
(3)发酵
发酵工业上“发酵”的涵义是不论有氧或无氧的情况下,微生物进行的任何生物化学过程都称为发酵。如:酒精发酵(无氧)、谷氨酸发酵(有氧)
二、生物氧化的酶类
1、不需氧脱氢酶类
直接作用于底物,进行脱氢氧化,又不以氧作为直接受氢体的酶。
还原型底物SH2
氧化型底物S
氧化型辅酶+
还原型辅酶。2H
不需氧脱氢酶
还原型受体分子
氧化型受体分子
以NAD+或NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶类
CH2-COOH
HO-CH-COOH
CH2-COOH
O=C-COOH
NAD+
NADH+H+
苹果酸脱氢酶
6-磷酸葡萄糖酸
5-磷酸-D-核***糖
NADP+
NADPH+H+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
2H
2H
2、NADH脱氢酶以及其他黄素蛋白酶类(FMN或FAD为辅酶的不需氧脱氢酶类)
CH2-COOH
CH2-COOH
HC-COOH
HOOC-CH
FAD(FMN)
FADH2(FMNH2)
琥珀酸脱氢酶
2H
3、需氧脱氢酶类
SH2
S
FAD或FMN
FADH2或FMNH2
O2
O2-
需氧脱氢酶
2H
2e
H2O2
2H
2H2O2
过氧化氢酶
2H2O+O2
三、高能键及高能化合物
★高能键——含自由能很高的化学键,用表示。
★高能化合物——分子结构中含高能键的化合物。
如:高能的磷酸基团:ATP、UTP、GTP、ADP、UDP
带硫酯键的~SCoA基团。
★超高能化合物—磷酸烯醇式***酸、1、3-二磷酸甘油酸、磷酸肌酸等高能磷酸化合物,自由能变化比ATP高。称为超高能化合物。
◆ ATP是细胞中重要的高能化合物,其重要性表现在:
ATP + H2O → ADP + Pi + 能量
〈1〉是产能反应和需能反应之间的最重要能量介质。
ADP + H2O → AMP +Pi + 能量
〈2〉作为磷酸基团供体参与磷酸化反应
〈3〉ATP参加高能磷酸基团转移反应
生物体内有许多磷酸化合物,其磷酸基团水解时可释放出 以上自由能的化合物称为高能磷酸化合物。按键型的特点可分为:
:焦磷酸化合物如腺三磷(ATP)是高能磷酸化合物的典型代表。ATP 磷酸酐键水解时,释放出 能量,它有两个高能磷酸键,在能量转换中极为重要;酰基磷酸化合物如 1,3 二磷酸甘油酸以及烯醇式磷酸化合物如磷酸烯醇式***酸都属此类。
2. 磷键型化合物如磷酸肌酸、磷酸精氨酸。
3. 酯键型化合物如乙酰辅酶 A。
4. 甲硫健型化合物如 S-腺苷甲硫氨酸。
第二节呼吸链
一、呼吸链的概念、组成及其类型功能
1、概念
呼吸链又称电子传递链是以NAD为辅酶的不需氧脱氢酶,以FAD或FMN为辅基的黄素蛋白FP,泛醌(UQ),细胞色素(Cytb、c1、c)及细胞色素氧化酶(Cyta、Cyta3)组成的体系,底物脱下来的氢不是直接交给氧,而是经由一系列传递体,最终传给氧的系统。
呼吸链的实质:底物脱下的氢能够完成从氢供体到分子氧而生成水的整个传递过程的电子传递链。