蚌埠医科大学（蚌埠医学院）：《生物化学》课程教学资源（教案讲义）第六章 生物氧化

Chapter 6 生物氧化 Biological Oxidation 生化与分子生物学教研宝 牛埠医学院

1 Chapter 6 生 物 氧 化 Biological Oxidation 生化与分子生物学教研室 蚌埠医学院

Major Object [教学时数]3学时 [掌握内容]：生物氧化的概念及特点。呼吸链的定义， 组成呼吸链的复合体，呼吸链组成成分的作用及排列 顺序，人体重要的两条呼吸链。氧化磷酸化的概念， 氧化磷酸化的偶联部位，ATP合酶结构和功能。ATP 与其他高能化合物，能量与磷酸基的转移。胞液中 NADH的氧化。 [熟悉内容]：不需氧脱氢酶、需氧脱氢酶和氧化酶。 [了解内容]：影响氧化磷酸化的因素。加单氧酶，过氧 化物酶体中的氧化酶类，超氧物歧化酶，加双氧酶。 [自学内容]：化学渗透假说，线粒体内膜的主要转运载 体。 2

2 [教学时数] 3学时 [掌握内容 ]：生物氧化的概念及特点。呼吸链的定义， 组成呼吸链的复合体，呼吸链组成成分的作用及排列 顺序，人体重要的两条呼吸链。氧化磷酸化的概念， 氧化磷酸化的偶联部位，ATP合酶结构和功能 。ATP 与 其他高能化合物，能量与磷酸基的转移。胞液中 NADH的氧化 。 [熟悉内容 ]：不需氧脱氢酶、需氧脱氢酶和氧化酶 。 [了解内容 ]：影响氧化磷酸化的因素。加单氧酶，过氧 化物酶体中的氧化酶类，超氧物歧化酶，加双氧酶 。 [自学内容 ]：化学渗透假说，线粒体内膜的主要转运载 体。 Major Object

>生物氧化的定义 物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主 要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释 放能量，最终生成CO,和H,O的过程。 脂肪 C02和H20 ADP+Pi 蛋白质 能量 ATP 热能 3

3 物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主 要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释 、蛋白质等在体内分解时逐步释 放能量，最终生成CO2 和 H 2 O的过程 。 糖 脂肪 蛋白质 CO 2 和 H 2O O 2 能量 ADP+Pi ATP 热能
生物氧化的定义

>生物氧化的特点 1.反应温和：370C、pH接近中性 2.需酶催化 3.逐步氧化，逐步放能，可以调节；释放能量的 40~55%以高能键储存 4.生物氧化以脱氢方式为主 5.H2O的生成：代谢物脱下的氢与结合产生 C02来源：有机酸脱羧产生 4

4 1. 反应温和：37OC、pH接近中性 2. 需酶催化 3. 逐步氧化,逐步放能,可以调节；释放能量的 40~55%以高能键储存 4. 生物氧化以脱氢方式为主 5. H2O的生成:代谢物脱下的氢与结合产生 CO2来源：有机酸脱羧产生 ：有机酸脱羧产生
生物氧化的特点

*生物氧化的一般过程 糖原 三酯酰甘油 蛋白质 1 ↓ 葡萄糖 脂酸+甘油 氨基酸 ↓↓ 乙酰CoA TAC ADP+Pi ATP 2H 呼吸链一H20 5

5 糖原 三酯酰甘油 蛋白质 葡萄糖 脂酸+甘油 氨基酸 乙酰CoA TAC 2H 呼吸链 H2O CO ADP+Pi ATP 2 * 生物氧化的一般过程 * 生物氧化的一般过程

第一节 生成ATP的氧化系统 呼吸链 ·氧化磷酸化 ·影响氧化磷酸化的因素 ·ATP 03 通过线粒体内膜的物质转运 6

6 • 呼吸链 • 氧化磷酸化 • 影响氧化磷酸化的因素 • ATP • 通过线粒体内膜的物质转运 第一节 生成ATP的氧化系统 ATP的氧化系统

一、呼吸链(respiratory chain) -电子传递链(electron transfer chain) (一)定义：线粒体内膜上存在着按一定顺序排列 的多种酶和辅酶组成的反应体系。代谢物脱下的 氢经这一体系传递，最终与氧结合生成水。由于 此过程与细胞呼吸有关，所以称为呼吸链。又称 电子传递链。 呼吸链中传递氢的酶或辅酶称为递氢体，传递电 子的酶或辅酶称为电子传递体，因此呼吸链由递氢体 和电子传递体组成

7 （一）定义：线粒体内膜上存在着按一定顺序排列 膜上存在着按一定顺序排列 的多种酶和辅酶组成的反应体系。代谢物脱下的 。代谢物脱下的 氢经这一体系传递，最终与氧结合生成水 ，最终与氧结合生成水。由于 此过程与细胞呼吸有关，所以称为呼吸链 ，所以称为呼吸链。又称 电子传递链。 －电子传递链(electron transfer chain) 一、呼吸链(respiratory chain） 呼吸链中传递氢的酶或辅酶称为递氢体,传递电 子的酶或辅酶称为电子传递体,因此呼吸链由递氢体 和电子传递体组成

(二)呼吸链的组成 1.呼吸链中的复合体： 用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，可分离得 四种复合体(complex),具传递电子功能。 复合体I:NADH-泛醌还原酶（内膜） 复合体Ⅱ：琥珀酸-泛醌还原酶（内膜的内侧） 复合体Ⅲ：泛醌-CytC还原酶 (内膜) 复合体V:CytC氧化酶 (内膜) 泛醌和Cytc不存在于复合体中，它们是可移 动电子传递体。 8

8 1.呼吸链中的复合体 1.呼吸链中的复合体： 用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体 、脱氧胆酸处理线粒体内膜，可分离得 四种复合体(complex)， 具传递电子功能 ， 具传递电子功能。 复合体Ⅰ：NADH-泛醌还原酶 （内膜） 复合体Ⅱ：琥珀酸-泛醌还原酶（内膜的内侧） 复合体Ⅲ：泛醌-CytC还原酶 （内膜） 复合体Ⅳ： CytC氧化酶 （内膜） （二）呼吸链的组成 泛醌和Cytc不存在于复合体中，它们是可移 动电子传递体

四种复合体的组成和作用 复合体 辅基 作用 复合体I FMN、Fe-S 将电子从NADH 传递给泛醌 复合体Ⅱ FAD、Fe-S、( ytbs60 将电子从琥珀酸 传递给泛醌 复合体Ⅲ Cytb562、Cytbs66 将电子从泛醌传 Cytc1、Fe-S 递给Cytc 复合体V Cyta、Cyta3、2Cu2+ 将电子从Cytc传 递给02 9

9 复合体 辅基 作 用 复合体Ⅰ FMN、 Fe-S 将电子从NADH 传递给泛醌 复合体Ⅱ FAD、 Fe-S、Cytb560 将电子从琥珀酸 传递给泛醌 复合体Ⅲ Cytb562 、Cytb566 将电子从泛醌传 Cytc1、 Fe-S 递给Cytc 复合体Ⅳ Cyta、Cyta3、 2Cu2+ 将电子从Cytc传 递给O2 四种复合体的组成和作用

Cytc e 胞液侧 000000000000 e 线粒体内膜 NADH+H* 延胡索酸 基质侧 H,O 11202+2H# NAD+ 琥珀酸 复合体I NADH->FMN,Fe-SN-12,bFe-SN4Fe-SN-3bFe-SN-2-Q 复合体Ⅱ 琥珀酸→FAD,Fe-S1,Fe-S2,Fe-S,bs60→Q 复合体Ⅲ QH2→bs62,bs66,Fe-s,C1-→CytC 复合体V CytC→cua→a→a3→cuB→02 10

10 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅳ Cytc Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸 琥珀酸 1/2O2+2H+ H2O 胞液侧 基质侧 线粒体内膜 e- e- e- e- e- 复合体Ⅰ NADH→ FMN, Fe-SN-1a, bFe-SN-4Fe-SN-3bFe-SN-2 →Q 复合体Ⅱ 琥珀酸→ FAD, Fe-S1, Fe-S2, Fe-S3,b560 →Q 复合体Ⅲ QH2 → b562,b566 , Fe-S,C1 →CytC 复合体Ⅳ CytC → CuA→a → a3 → Cu B →O2