生物氧化1的學習課件第1頁/共20頁

1,What’sbiologicaloxidation(生物氧化)2,Electrontransportchain(電子傳遞鏈）

(又名respiratorychain呼吸鏈)3,Oxidativephosphorylation(氧化磷酸化作用)第2頁/共20頁

生物氧化是指有機物質在細胞內氧化分解成CO2和水并釋放出能量形成ATP

的過程。（實際上是需氧細胞呼吸作用中的一系列氧化還原反應，又稱細胞氧化、細胞呼吸）糖、脂肪、蛋白質CO2、H2OO2釋放能量，部分合成ATP1,biologicaloxidation(生物氧化

)第3頁/共20頁*生物氧化的本質生物氧化與體外氧化的本質相同，都是電子的轉移。失電子者為還原劑，是電子供體，得電子者為氧化劑，是電子受體生物氧化的方式：加氧、脫氫、脫電子。苯丙氨酸酪氨酸O2Fe2++Cu2+Fe3++Cu+

第4頁/共20頁C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量(2840kJ/mol)（1）生物氧化是在生物細胞內，在酶的催化作用下逐步進行。（2）反應條件溫和：中性pH，體溫，有水環境。（3）能量逐步釋放，釋放的能量以高能磷酸鍵的形式貯存。*生物氧化的特點共同點：需O2

、釋放能量相等、產生H2O+CO2區別生物氧化體外燃燒溫度37℃高溫催化酶/環境中性、有水干燥能量的釋放能量逐步釋放，部分以高能磷酸鍵形式儲存全部以熱能的形式釋放生物氧化與體外燃燒的區別第5頁/共20頁（4）在生物氧化中，碳的氧化和氫的氧化是非同步的?！镅趸蠧O２生成的方式：有機酸脫羧※生物氧化中水的生成：氧化過程中脫下來的氫質子和電子，通常由呼吸鏈中的各種載體，如NADH、FADH2等傳遞到氧并生成水。第6頁/共20頁2,Electrontransportchain（電子傳遞鏈）

各種遞氫體和遞電子體按照一定的順序排列在線粒體內膜，通過一系列連鎖進行的氧化還原反應將代謝物氧化脫下的氫和電子傳遞給氧生成水的過程。

又稱

“(呼吸鏈respiratorychain)”

遞氫體和遞電子體一般是線粒體內膜的一些傳遞氫和電子的酶或輔酶。原核細胞的呼吸鏈位于質膜上，真核細胞則位于線粒體內膜上。第7頁/共20頁1，雙層膜結構。2，外膜對小分子（Mr5000）和離子為自由透過（通過跨膜通道）。3，內膜對大多數小分子及離子不透過（包括H+），只有內膜上存在特異運輸體的物質可以透過。4，內膜上含有呼吸鏈和ATP合成酶.

Mitochondrial(線粒體)StructureandFunction內膜:20%脂+80%蛋白質

線粒體基質含有丙酮酸脫氫酶復合體和檸檬酸循環、脂肪酸-氧化、氨基酸氧化途徑及酵解以外所有能量物質氧化途徑。第8頁/共20頁復合體酶名稱輔基多肽鏈數目ⅠⅡⅢⅣNADH-Q還原酶琥珀酸-Q還原酶細胞色素還原酶細胞色素氧化酶FMN,Fe-SFAD,Fe-S血紅素b、c1,Fe-S血紅素a,a3,CuA，CuB

>3049-10>10注：除四種復合體外，呼吸鏈還包括CoQ和Cytc。線粒體內膜電子傳遞的酶復合體2.1呼吸鏈組成：四個線粒體內膜電子傳遞的酶復合體。第9頁/共20頁MH2NADHFMNCoQbc1c(a+a3)1/2O2

FADH2

MH2呼吸鏈全景復合體I中的輔基注意兩條呼吸鏈均每次傳遞一對電子給1個氧原子。復合體II中的輔基復合體III中的輔基復合體Ⅳ中的輔基注：MH2為代謝物。根據代謝物上脫下氫的初始受體不同而分為NADH呼吸鏈和FADH2呼吸鏈。第10頁/共20頁NAD+NADH+H+NADP+NADPH+H+NAD+/NADH:氧化途徑（分解代謝）中電子受體NADP+/NADPH:還原途徑（合成代謝）電子供體FMNFMNH2+2H-2HFADFADH2+2H-2H復習：第11頁/共20頁☆復合體Ⅰ（NADH-Q還原酶）

組成：含以FMN為輔基的黃素蛋白和以鐵硫族（Fe-S)為輔基的鐵硫蛋白。

輔酶：CoQ

。作用：氧化NADH，還原CoQ

蘋果酸、異檸檬酸、β-羥丁酸NADH+H+

NAD+

FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-S

QQH2注：H傳遞給FMN后，形成FMNH2，從FMNH2脫下的氫以質子和電子的形式出現，電子通過鐵硫蛋白傳遞給輔酶Q，質子則從線粒體基質中被輔酶Q吸收，從而形成還原型輔酶Q（QH2）。第12頁/共20頁鐵硫蛋白：輔基：鐵硫簇（iron-sulfurcluster，Fe-S）作用：傳遞電子

Fe3++eFe2+

在呼吸鏈中鐵硫蛋白常與黃素蛋白或細胞色素b形成復合體存在。輔酶Q（CoQ）又稱泛醌（ubiquinone，UQ，Q）非蛋白、脂溶性醌類化合物，側鏈由多個異戊二烯組成，作用：可在線粒體內膜移動的電子載體,傳遞一對氫。第13頁/共20頁☆復合體Ⅱ（琥珀酸-Q還原酶）組成：黃素蛋白（輔基FAD）、鐵硫蛋白（輔基Fe-S）作用：氧化琥珀酸，還原輔酶Q

甘油-3-磷酸、脂酰CoAFADFe-SFADH2琥珀酸延胡索酸QQH2

復合體Ⅱ與復合體I之間無前后關系，都是將電子傳遞到Q，只是電子的來源不同。第14頁/共20頁☆復合體Ⅲ（細胞色素還原酶、輔酶Q-Cytc還原酶、Cytbc1復合體）組成：Cytb、Cytc1、鐵硫蛋白（Fe-S）作用：催化還原型QH2的氧化和Cytc的還原。

Cytb562、b566

、Fe-S、Cytc12H+2eQH2Q2Cytc-Fe3+2Cytc-Fe2+

將電子定向地從還原型QH2傳給膜間隙的氧化型細胞色素b，使之還原，同時質子定向地從基質轉移到膜間隙中。第15頁/共20頁單一多肽鏈（104aa），是唯一溶于水的細胞色素！是唯一處于線粒體膜間隙的細胞色素。它是電子傳遞鏈中一個獨立的蛋白質電子載體，接受復合體Ⅲ傳遞來的電子沿線粒體內膜外側表面移動，將電子傳遞給復合體Ⅳ?！罴毎豤（Cytc）第16頁/共20頁☆復合體Ⅳ（細胞色素氧化酶）組成：Cyta、Cyta3，CuA，CuB作用：將電子從Cytc傳遞給線粒體基質側的O2在電子傳遞過程中，分子中的銅離子可以發生Cu+

Cu2+

的互變，將Cytc所攜帶的電子傳遞給O2，使之活化；活化的氧（O2-）與存在液體中的質子（H+）結合生成水。

CytC-Fe2+O2-CytC-Fe3+1/2O2

CuACytaCyta3

CuB該復合體除了含有鐵卟啉外，還含有銅離子。Cyta和a3組成一個復合體，二者結合緊密，難以分開，稱作Cytaa3。第17頁/共20頁細胞色素（cytochromeCyt）：幾乎存在于所有的生物體中（厭氧微生物除外）結構：含血紅素輔基的色素蛋白，一類含鐵的電子傳遞體。功能：細胞色素主要是通過Fe3+

Fe2+

的互變起傳遞電子的作用。

Cyt-Fe3++eCyt-Fe2+補充介紹細胞色素！第18頁/共20頁細胞色素分類還原型細胞色素具有明顯的可見光譜（α、β、γ）吸收現象。根據吸收光譜不同將其分為三類：Cyta,Cytb,Cytc

結構區別：①血紅素輔基側鏈不同；