生物氧化經典醫學課件生物氧化經典醫學課件1（優選）生物氧化經典醫學課件（優選）生物氧化經典醫學課件2*

生物氧化與體外氧化之相同點生物氧化中物質的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應的一般規律。物質在體內外氧化時所消耗的氧量、最終產物（CO2，H2O）和釋放能量均相同。*生物氧化與體外氧化之相同點生物氧化中物質的氧化方式有加氧3是在細胞內溫和的環境中（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能間接獲得氧，并增加脫氫的機會；脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生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。產生的CO2、H2O由物質中的碳和氫直接與氧結合生成。是在細胞內溫和的環境中（體溫，pH接近中性），在一系列酶促反4糖原三酯酰甘油蛋白質葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2*生物氧化的一般過程糖原三酯酰甘油蛋白質葡萄糖脂酸+甘油氨基5第一節

呼吸鏈

respiratorychain第一節

呼吸鏈

respiratorychain6定義存在于線粒體內膜上的功能單位，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、呼吸鏈定義一、呼吸鏈7與線粒體DNA病及衰老有關。物質在體內外氧化時所消耗的氧量、最終產物（CO2，H2O）和釋放能量均相同。NAD+和NADP+：遞氫體*生物氧化的一般過程③特異抑制劑阻斷琥珀酸→→CoQ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，產生膜內外質子電化學梯度儲存能量。Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。化學滲透假說簡單示意圖H+m內膜基質側H+；對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。蘋果酸-天冬氨酸穿梭蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復合體中。解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）QH2→→Cytc化學滲透假說簡單示意圖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，根據它們吸收光譜不同而分類。蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制ATP+GDPADP+GTP（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與線粒體DNA病及衰老有關。（一）呼吸鏈的組成四種具有傳遞電8ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+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-ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡9NAD+和NADP+的結構R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+

1.NAD+和NADP+：遞氫體NAD+和NADP+的結構R=H:NAD+;R10NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉變氧化還原反應時變化發生在五價氮和三價氮之間。NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉變氧化還11FMN結構中含核黃素，發揮功能的部位是異咯嗪環，氧化還原反應時不穩定中間產物是FMN?。2.FMN和FAD:遞氫體FMN結構中含核黃素，發揮功能的部位是異咯嗪環，氧化還原反應12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13

鐵硫蛋白SS無機硫半胱氨酸硫鐵硫蛋白SS無機硫半胱氨酸硫14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。4.泛醌：遞氫體泛醌（輔酶Q,CoQ,Q）由多個異戊二烯連接形成較長的疏15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，根據它們吸收光譜不同而分類。5.細胞色素：遞電子體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，根據它們16生物氧化醫學課件171.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1.復合體Ⅰ:NADH-泛醌還原酶功能:將電子從N18與線粒體DNA病及衰老有關。α-磷酸甘油穿梭機制FMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2NAD+和NADP+：遞氫體脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。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。②拆開和重組蘋果酸-天冬氨酸穿梭（三）呼吸鏈成分的排列順序（一）氧化磷酸化偶聯部位FMN和FAD:遞氫體H+c內膜胞液側H+不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響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，產生膜內外質子電化學梯度儲存能量。化學滲透假說簡單示意圖由親水部分F1（α3β3γδε亞基）和疏水部分F0（a1b2c9～12亞基）組成。（一）氧化磷酸化偶聯部位胞漿中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。蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)復合體Ⅱ復合體Ⅰ的功能NADH+H+

NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH2與線粒體DNA病及衰老有關。復合體Ⅰ的功能NADH+H+192.

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-S32.復合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶功能:將電子從琥珀20生物氧化醫學課件213.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;c13.復合體Ⅲ:泛醌-細胞色素c還原酶功能：將電子從泛22生物氧化醫學課件234.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。4.復合體Ⅳ:細胞色素c氧化酶功能：將電子從細胞色素c24生物氧化醫學課件25

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還原狀態呼吸鏈緩慢給氧（三）呼吸鏈成分的排列順序由以下實驗確定（三）呼吸鏈成分的排列順序26生物氧化醫學課件271.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→O21.NADH氧化呼吸鏈28H+m內膜基質側H+；復合體Ⅱ第二節

生物氧化與能量代謝高能磷酸鍵與高能磷酸化合物NADH→→CoQCuA→a→a3→CuB二、影響氧化磷酸化的因素蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制QH2→→Cytc（一）氧化磷酸化偶聯部位泛醌（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。Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。H+m內膜基質側H+；化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)---------化學滲透假說簡單示意圖（二）四種復合體的輔基及功能Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。*生物氧化的一般過程化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)電子傳遞鏈自由能變化第二節

生物氧化與能量代謝FMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2----*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復合體中。（二）ADP的調節作用（一）氧化磷酸化偶聯部位CuA→a→a3→CuB化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)*生物氧化與體外氧化之相同點*生物氧化與體外氧化之不同點復合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶NADH→→CoQ各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點琥珀酸→→CoQ（一）氧化磷酸化偶聯部位*生物氧化與體外氧化之不同點H+c內膜胞液側H+脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。ATP+GDPADP+GTPFMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2ΔμH+跨膜質子電化學梯度；NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈H+m內膜基質側H+；第二節

生物氧化與能量代謝NADH29電子傳遞鏈電子傳遞鏈30二胞漿中NADH的氧化胞漿中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)二胞漿中NADH的氧化胞漿中NADH必須經一定轉運機制311.

α-磷酸甘油穿梭機制1.α-磷酸甘油穿梭機制32

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NADH+H+FADH2NAD+FAD332.

蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制34NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸轉運體蘋果酸-α-酮戊二酸轉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氨酶胞液線粒體內膜基質呼吸鏈天冬氨酸NADHNAD+NADHNAD+谷氨酸-蘋果35第二節

生物氧化與能量代謝第二節

生物氧化與能量代謝36

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ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯磷酸化。底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)是底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程。一、ATP得生成方式*定義底物水平磷酸化(substr37（一）氧化磷酸化偶聯部位氧化磷酸化偶聯部位：復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根據自由能變化和P/O比值⊿Go'=-nF⊿Eo'（一）氧化磷酸化偶聯部位氧化磷酸化偶聯部位：復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ38生物氧化醫學課件39ATPATPATP氧化磷酸化偶聯部位電子傳遞鏈自由能變化

ATPATPATP氧化磷酸化偶聯部位電子傳遞40（二）氧化磷酸化的偶聯機理1.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。（二）氧化磷酸化的偶聯機理1.化學滲透假說(chemio41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線粒體基質線粒體膜++++---42化學滲透假說目錄化學滲透假說目錄43各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點*生物氧化的一般過程不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響(malate-asparateshuttle)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。不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響第二節

生物氧化與能量代謝化學滲透假說簡單示意圖各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點化學滲透假說簡單示意圖第一節

呼吸鏈

respiratorychain*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復合體中。四種具有傳遞電子功能的酶復合體(complex)Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。ΔμH+跨膜質子電化學梯度；高能磷酸鍵與高能磷酸化合物其中Cyta3和CuB形成的活性部位將電子交給O2。ATP+GDPADP+GTPH+c內膜胞液側H+NADH→→CoQ脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡⅣF0F1CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATPH+H+H+胞液側基質側++++++++++---------化學滲透假說詳細示意圖各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點ⅢⅠⅡⅣF0F1Cyt442.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合酶結構模式圖2.ATP合酶由親水部分F1（α3β3γδε亞基）和45當H+順濃度遞度經F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發生旋轉，3個β亞基的構象發生改變。ATP合酶的工作機制當H+順濃度遞度經F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發生46二、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.解偶聯劑使氧化與磷酸化偶聯過程脫離。如：解偶聯蛋白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）抑制劑二、影響氧化磷酸化的因素1.呼吸鏈抑制劑（一）抑制劑47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魚藤酮×抗霉素A×CO、CN-、×各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點48不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響

不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響49解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側基質側解偶聯蛋白熱能H+H+ADP+PiATP解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F50

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合酶結構模式圖寡霉素(oligomycin)寡霉素ATP合酶結構模式圖51（二）ADP的調節作用呼吸控制率(respiratorycontrolratio,RCR)（三）甲狀腺激素Na+,K+–ATP酶和解偶聯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。（二）ADP的調節作用52電子傳遞鏈及氧化磷酸化系統概貌ΔμH+跨膜質子電化學梯度；H+m內膜基質側H+；H+c

內膜胞液側H+目錄電子傳遞鏈及氧化磷酸化系統概貌ΔμH+跨膜質子53三、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的磷酸酯鍵，常表示為P。高能磷酸化合物含有高能磷酸鍵的化合物三、ATP高能磷酸鍵與高能磷酸化合物高能磷酸鍵54生物氧化醫學課件55

核苷二磷酸激酶的作用ATP+UDPADP+UTPATP+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷酸激酶的作用

ADP+ADPATP+AMP核苷二磷酸激酶的作用腺苷酸激酶的作用56H+m內膜基質側H+；(malate-asparateshuttle)⊿Go'=-nF⊿Eo'*生物氧化與體外氧化之不同點*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復合體中。各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點胞漿中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。ΔμH+跨膜質子電化學梯度；（三）呼吸鏈成分的排列順序不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響其中Cyta3和CuB形成的活性部位將電子交給O2。高能磷酸鍵與高能磷酸化合物二、影響氧化磷酸化的因素----（一）氧化磷酸化偶聯部位寡霉素(oligomycin)H+c內膜胞液側H+ΔμH+跨膜質子電化學梯度；高能磷酸鍵與高能磷酸化合物解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）（二）四種復合體的輔基及功能肌酸激酶的作用磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。H+m內膜基質側H+；肌酸激酶的作用磷酸肌酸作為肌肉和腦組織57生物氧化經典醫學課件生物氧化經典醫學課件58（優選）生物氧化經典醫學課件（優選）生物氧化經典醫學課件59*

生物氧化與體外氧化之相同點生物氧化中物質的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應的一般規律。物質在體內外氧化時所消耗的氧量、最終產物（CO2，H2O）和釋放能量均相同。*生物氧化與體外氧化之相同點生物氧化中物質的氧化方式有加氧60是在細胞內溫和的環境中（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能間接獲得氧，并增加脫氫的機會；脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生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。產生的CO2、H2O由物質中的碳和氫直接與氧結合生成。是在細胞內溫和的環境中（體溫，pH接近中性），在一系列酶促反61糖原三酯酰甘油蛋白質葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2*生物氧化的一般過程糖原三酯酰甘油蛋白質葡萄糖脂酸+甘油氨基62第一節

呼吸鏈

respiratorychain第一節

呼吸鏈

respiratorychain63定義存在于線粒體內膜上的功能單位，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、呼吸鏈定義一、呼吸鏈64與線粒體DNA病及衰老有關。物質在體內外氧化時所消耗的氧量、最終產物（CO2，H2O）和釋放能量均相同。NAD+和NADP+：遞氫體*生物氧化的一般過程③特異抑制劑阻斷琥珀酸→→CoQ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，產生膜內外質子電化學梯度儲存能量。Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。化學滲透假說簡單示意圖H+m內膜基質側H+；對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。蘋果酸-天冬氨酸穿梭蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復合體中。解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）QH2→→Cytc化學滲透假說簡單示意圖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，根據它們吸收光譜不同而分類。蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制ATP+GDPADP+GTP（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與線粒體DNA病及衰老有關。（一）呼吸鏈的組成四種具有傳遞電65ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+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-ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡66NAD+和NADP+的結構R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+

1.NAD+和NADP+：遞氫體NAD+和NADP+的結構R=H:NAD+;R67NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉變氧化還原反應時變化發生在五價氮和三價氮之間。NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉變氧化還68FMN結構中含核黃素，發揮功能的部位是異咯嗪環，氧化還原反應時不穩定中間產物是FMN?。2.FMN和FAD:遞氫體FMN結構中含核黃素，發揮功能的部位是異咯嗪環，氧化還原反應69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70

鐵硫蛋白SS無機硫半胱氨酸硫鐵硫蛋白SS無機硫半胱氨酸硫71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。4.泛醌：遞氫體泛醌（輔酶Q,CoQ,Q）由多個異戊二烯連接形成較長的疏72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，根據它們吸收光譜不同而分類。5.細胞色素：遞電子體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，根據它們73生物氧化醫學課件741.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1.復合體Ⅰ:NADH-泛醌還原酶功能:將電子從N75與線粒體DNA病及衰老有關。α-磷酸甘油穿梭機制FMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2NAD+和NADP+：遞氫體脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。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。②拆開和重組蘋果酸-天冬氨酸穿梭（三）呼吸鏈成分的排列順序（一）氧化磷酸化偶聯部位FMN和FAD:遞氫體H+c內膜胞液側H+不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響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，產生膜內外質子電化學梯度儲存能量。化學滲透假說簡單示意圖由親水部分F1（α3β3γδε亞基）和疏水部分F0（a1b2c9～12亞基）組成。（一）氧化磷酸化偶聯部位胞漿中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。蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)復合體Ⅱ復合體Ⅰ的功能NADH+H+

NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH2與線粒體DNA病及衰老有關。復合體Ⅰ的功能NADH+H+762.

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-S32.復合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶功能:將電子從琥珀77生物氧化醫學課件783.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;c13.復合體Ⅲ:泛醌-細胞色素c還原酶功能：將電子從泛79生物氧化醫學課件804.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。4.復合體Ⅳ:細胞色素c氧化酶功能：將電子從細胞色素c81生物氧化醫學課件82

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還原狀態呼吸鏈緩慢給氧（三）呼吸鏈成分的排列順序由以下實驗確定（三）呼吸鏈成分的排列順序83生物氧化醫學課件841.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→O21.NADH氧化呼吸鏈85H+m內膜基質側H+；復合體Ⅱ第二節

生物氧化與能量代謝高能磷酸鍵與高能磷酸化合物NADH→→CoQCuA→a→a3→CuB二、影響氧化磷酸化的因素蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制QH2→→Cytc（一）氧化磷酸化偶聯部位泛醌（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。Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。H+m內膜基質側H+；化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)---------化學滲透假說簡單示意圖（二）四種復合體的輔基及功能Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。*生物氧化的一般過程化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)電子傳遞鏈自由能變化第二節

生物氧化與能量代謝FMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2----*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復合體中。（二）ADP的調節作用（一）氧化磷酸化偶聯部位CuA→a→a3→CuB化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)*生物氧化與體外氧化之相同點*生物氧化與體外氧化之不同點復合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶NADH→→CoQ各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點琥珀酸→→CoQ（一）氧化磷酸化偶聯部位*生物氧化與體外氧化之不同點H+c內膜胞液側H+脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。ATP+GDPADP+GTPFMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2ΔμH+跨膜質子電化學梯度；NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈H+m內膜基質側H+；第二節

生物氧化與能量代謝NADH86電子傳遞鏈電子傳遞鏈87二胞漿中NADH的氧化胞漿中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)二胞漿中NADH的氧化胞漿中NADH必須經一定轉運機制881.

α-磷酸甘油穿梭機制1.α-磷酸甘油穿梭機制89

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NADH+H+FADH2NAD+FAD902.

蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制91NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸轉運體蘋果酸-α-酮戊二酸轉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氨酶胞液線粒體內膜基質呼吸鏈天冬氨酸NADHNAD+NADHNAD+谷氨酸-蘋果92第二節

生物氧化與能量代謝第二節

生物氧化與能量代謝93

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ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯磷酸化。底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)是底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程。一、ATP得生成方式*定義底物水平磷酸化(substr94（一）氧化磷酸化偶聯部位氧化磷酸化偶聯部位：復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根據自由能變化和P/O比值⊿Go'=-nF⊿Eo'（一）氧化磷酸化偶聯部位氧化磷酸化偶聯部位：復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ95生物氧化醫學課件96ATPATPATP氧化磷酸化偶聯部位電子傳遞鏈自由能變化

ATPATPATP氧化磷酸化偶聯部位電子傳遞97（二）氧化磷酸化的偶聯機理1.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。（二）氧化磷酸化的偶聯機理1.化學滲透假說(chemio98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線粒體基質線粒體膜++++---99化學滲透假說目錄化學滲透假說目錄100各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點*生物氧化的一般過程不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響(malate-asparateshuttle)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。不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響第二節

生物氧化與能量代謝化學滲透假說簡單示意圖各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點化學滲透假說簡單示意圖第一節

呼吸鏈

respiratorychain*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復合體中。四種具有傳遞電子功能的酶復合體(complex)Na+,K+–ATP酶和解偶聯蛋白基因表達均增加。ΔμH+跨膜質子電化學梯度；高能磷酸鍵與高能磷酸化合物其中Cyta3和CuB形成的活性部位將電子交給O2。ATP+GDPADP+GTPH+c內膜胞液側H+NADH→→CoQ脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡⅣF0F1CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATPH+H+H+胞液側基質側++++++++++--------