《生物化學(xué)：第四章生物氧化與氧化磷酸化》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物化學(xué)：第四章生物氧化與氧化磷酸化（51頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié)第一節(jié) 生物氧化概述生物氧化概述第二節(jié)第二節(jié) 電子傳遞鏈電子傳遞鏈( (呼吸鏈）呼吸鏈）第三節(jié)第三節(jié) 氧化磷酸化氧化磷酸化CH3COSCoA+CO2CH3-C-COOH O丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系NAD+ NADH+H+CoASHGG僅取決于反應(yīng)物與產(chǎn)物的自由能，與反應(yīng)途徑和反應(yīng)機(jī)制無(wú)關(guān)。僅取決于反應(yīng)物與產(chǎn)物的自由能，與反應(yīng)途徑和反應(yīng)機(jī)制無(wú)關(guān)。2、氧化還原電位、氧化還原電位生物氧化屬于生物氧化屬于氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，失去電子的物質(zhì)為，失去電子的物質(zhì)為還原劑還原劑；獲得；獲得電子的物質(zhì)為電子的物質(zhì)為氧化劑氧化劑。物質(zhì)失去或得到電子的傾向用物質(zhì)失去或得到電子的傾向用氧化還原電位氧化

2、還原電位(E)表示。表示。為比較不同物質(zhì)的電位，規(guī)定以為比較不同物質(zhì)的電位，規(guī)定以標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位為的電位為零零。2525，被平衡在，被平衡在0.1MPa H0.1MPa H2 2中，含有中，含有1 1 mol/L Hmol/L H+ +溶液中的鉑電極的電位。溶液中的鉑電極的電位。將任何具有氧化還原能力的物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，將任何具有氧化還原能力的物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，即可測(cè)出該物質(zhì)的氧化還原電位即可測(cè)出該物質(zhì)的氧化還原電位E E。E為負(fù)值表明待測(cè)物質(zhì)能將電子傳遞給為負(fù)值表明待測(cè)物質(zhì)能將電子傳遞給H H+ +，作為還原劑；反之，作為還原劑；反之則為氧化劑。則為氧化劑。強(qiáng)

3、的還原劑強(qiáng)的還原劑(如如NADH)具有一個(gè)負(fù)的電位，而強(qiáng)的氧化劑具有一個(gè)負(fù)的電位，而強(qiáng)的氧化劑(如如O2)則有一個(gè)正的氧化還原電位。則有一個(gè)正的氧化還原電位。E愈大表明該物質(zhì)獲得電子的傾向愈大，愈大表明該物質(zhì)獲得電子的傾向愈大， E愈小則失去電子的愈小則失去電子的傾向愈大。傾向愈大。因此，在氧化還原體系中，電子總因此，在氧化還原體系中，電子總是由低電位物質(zhì)流向高電位物質(zhì)。是由低電位物質(zhì)流向高電位物質(zhì)。氧化還原電位與自由能之間的關(guān)系：氧化還原電位與自由能之間的關(guān)系：在氧化還原反應(yīng)系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)自由能變化與標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位在氧化還原反應(yīng)系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)自由能變化與標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位變化之間存在下列關(guān)系：變

4、化之間存在下列關(guān)系： GG = - n F E= - n F E n n為電子轉(zhuǎn)移數(shù)；為電子轉(zhuǎn)移數(shù)；F F為法拉第常數(shù)為法拉第常數(shù)(F= 96.5 KJ/V(F= 96.5 KJ/Vmolmol) )l一般將水解或基團(tuán)轉(zhuǎn)移時(shí)能夠釋放一般將水解或基團(tuán)轉(zhuǎn)移時(shí)能夠釋放21 kJ /mol21 kJ /mol以上自由以上自由能（能（ G -21 kJ / mol）的化合物稱為）的化合物稱為高能化合物高能化合物。l根據(jù)生物體內(nèi)根據(jù)生物體內(nèi)高能鍵高能鍵的特點(diǎn)分成以下幾種類型。的特點(diǎn)分成以下幾種類型。42.3kJ/mol30.5kJ/mol 1 1、磷氧鍵型（、磷氧鍵型（-O-OP)P)( (一）、生物體內(nèi)

5、的高能化合物一）、生物體內(nèi)的高能化合物2 2、磷氮鍵型、磷氮鍵型 3 3、硫碳鍵型、硫碳鍵型 甲硫鍵型甲硫鍵型-31.4 kJ/mol-41.8 kJ/mol硫酯鍵型硫酯鍵型-43.1 kJ/molATPATP被稱為生物界中的被稱為生物界中的“能量貨幣能量貨幣”：生物氧化：生物氧化過(guò)程中釋放的能量一般不能直接用來(lái)做功，而是過(guò)程中釋放的能量一般不能直接用來(lái)做功，而是先形成高能磷酸化合物先形成高能磷酸化合物ATPATP，然后再水解生成，然后再水解生成ADPADP和和PiPi并釋放大量能量并釋放大量能量(G(G = - 30.5kJ/= - 30.5kJ/摩爾摩爾) )。PPPPATPP021086

6、41214磷磷酸酸基基團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移能能磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘磷酸甘油酸油酸磷酸肌酸磷酸肌酸 （磷酸基團(tuán)儲(chǔ)備物）（磷酸基團(tuán)儲(chǔ)備物） 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖3-磷酸甘油磷酸甘油4Fe4S4Cys2Fe2S4Cys傳遞電子機(jī)理傳遞電子機(jī)理：Fe3+ Fe2+-e+e 苯醌是電子傳遞鏈中唯一的非蛋白質(zhì)組分。CoQ+2H CoQH2傳遞電子機(jī)理：醌傳遞電子機(jī)理：醌/酚結(jié)構(gòu)互變酚結(jié)構(gòu)互變 NADHCoQFe-SCyt c1O2Cyt bCyt cCyt aa3琥珀酸等琥珀酸等（FAD）（FMN）細(xì)胞色素類細(xì)胞色素類鐵硫蛋白鐵硫蛋白（Fe-S）鐵硫蛋白鐵硫蛋白NADH呼吸鏈呼吸鏈H2O

7、12O2O2-MH2還原型代還原型代 謝底物謝底物FMNFMNH2CoQH2CoQNAD+NADH+H+2Fe2+2Fe3+ 細(xì)胞色素細(xì)胞色素b- c1 -c -aa3 Fe S2H+M氧化型代氧化型代 謝底物謝底物FADFADH2琥珀酸琥珀酸 Fe S2Fe2+2Fe3+ 細(xì)胞色素細(xì)胞色素b- c1 - c-aa3CoQH2CoQ12O2O2-2H+H2O延胡索酸延胡索酸FADH22e-呼吸鏈的呼吸鏈的偶聯(lián)部位偶聯(lián)部位-55.6kJ/mol-34.7kJ/mol-102.1kJ/moLG = - n FE= - n FE = - 296.50.82-(-0.32) = - 220.07 kJ

8、mol-1貯能效率貯能效率= 91.5/220.07 100% = 41.6%FADH22e-放能放能G = -n FE = -296.50.82-(-0.18) = -193.0 kJmol-1貯能效率貯能效率61/193100%=33.7%FADH22e-FADH22e-d.d.當(dāng)存在足夠高的跨膜當(dāng)存在足夠高的跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度時(shí)，質(zhì)子電化學(xué)梯度時(shí)，膜外質(zhì)子沿著一個(gè)特膜外質(zhì)子沿著一個(gè)特殊通道（殊通道（ATPATP酶的酶的F F0 0組組分），跨膜回到膜內(nèi)分），跨膜回到膜內(nèi)側(cè)。質(zhì)子跨膜過(guò)程中側(cè)。質(zhì)子跨膜過(guò)程中釋放的能量，直接驅(qū)釋放的能量，直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)ADPADP和磷酸合成和磷酸合成ATPATP

9、。4H+4H+2H+2H+NADH+H+2H+2H+2H+ ADP+PiATP高高質(zhì)質(zhì)子子濃濃度度H2O2e-2e-2e-+ + + + + + + + +_ _ _ _ _ _ _ _ _ _質(zhì)子流質(zhì)子流線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜F0-F1NO2NO2O-NO2NO2OHNO2NO2O-NO2NO2OHH+H+線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜內(nèi)內(nèi)外外【作用】直接干擾【作用】直接干擾ATPATP的合成，間接抑制電子傳遞。的合成，間接抑制電子傳遞。 例例 寡霉素寡霉素: :與與ATPATP合酶的合酶的F F0 0部位結(jié)合，破壞部位結(jié)合，破壞H H+ +回流，影響回流，影響 呼吸鏈質(zhì)子泵的功能，抑制電子傳遞。呼吸鏈

10、質(zhì)子泵的功能，抑制電子傳遞。1 1磷磷酸酸甘甘油油穿穿梭梭機(jī)機(jī)制制3-3-磷酸甘油磷酸甘油脫氫酶脫氫酶3-3-磷酸甘油磷酸甘油脫氫酶脫氫酶細(xì)胞液細(xì)胞液線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酮戊二酸酸天冬氨酸天冬氨酸蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸谷氨酸谷氨酸NADH+H+NAD+草酰乙酸草酰乙酸NAD+線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸脫氫酶脫氫酶NADH+H+蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸脫氫酶脫氫酶谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶、 、 、 為膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)載體為膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)載體呼吸鏈呼吸鏈ATP+0.5ADP能荷能荷相相對(duì)對(duì)速速率率ATP的利用途徑的利用途徑 ATP的的生成途徑生成途徑