《生物化学》课程教学资源（讲义）代谢引论与生物氧化

代谢引论与生物氧化 【基本要求】 掌握生物氧化的概念及特点。 2.掌握呼吸链的定义、组成、顺序及递氢和递电子的机制。 3.掌握底物水平磷酸化和氧化磷酸化的概念。熟记氧化磷酸化偶联部位及作用机制。 4.熟记两种穿梭机制，解释其对线粒体外NADH氧化磷酸化的意义。 【内容提要与学时分配】 1.新陈代谢的含义(0.2) 2.高能化合物的概念、种类(0.5)3.生物氧化的概念、 特点及关键(1) 4.呼吸链的概念、种类、组成、顺序研究与代电子传递抑制剂(1.3) 5.氧化磷酸化的概念、类型与机制(0.6) 6.非线粒体氧化体系类型、特点、组成及功能(0.4) 第一节代谢引论 一、新陈代谢(1) 1.定义：新陈代谢(metabolism)又称代谢，是生物体内所有化学变化的总称。 代谢是生命的基本特征：代谢包括合成代谢和分解代谢。二者是相辅相成的，它们是矛 盾的对立统一：也是物质代谢和能量代谢的统一。 2.特点：①由酶催化，条件温和：②有共同的途径：③相互配合，彼此协调，有产 格的顺序性：④高低的适应性和灵敏的自动调节能力。 3.过程：包括物质的消化吸收、中间代谢、产物的排出。 重点是中间代谢，即物质在细胞内的合成和分解。 二、高能化合物(34) 2.分类：磷氧型、磷氮型、硫酯键型、甲硫键型 3.AP:含有两个高能磷酸健，共带4个负电荷：是能量的传递者和偶联者，但不是储存 者。 三、能量代谢的一殷规律 1能量代谢在新陈代谢中的重要地位(2) 2.氧化还原电势与自由能(114)(26) 3.电势与自由能的关系(117) 第二节生物氧化中CO2和H20的生成 一、生物氧化的特点(114)

代谢引论与生物氧化 【基本要求】 1. 掌握生物氧化的概念及特点。 2．掌握呼吸链的定义、组成、顺序及递氢和递电子的机制。 3．掌握底物水平磷酸化和氧化磷酸化的概念。熟记氧化磷酸化偶联部位及作用机制。 4．熟记两种穿梭机制，解释其对线粒体外 NADH 氧化磷酸化的意义。 【内容提要与学时分配】 1.新陈代谢的含义（0.2） 2. 高能化合物的概念、种类（0.5） 3.生物氧化的概念、 特点及关键（1） 4. 呼吸链的概念、种类、组成、顺序研究与代电子传递抑制剂（1.3） 5.氧化磷酸化的概念、类型与机制（0.6） 6.非线粒体氧化体系类型、特点、组成及功能（0.4） 第一节 代谢引论 一、新陈代谢（1） 1．定义：新陈代谢(metabolism)又称代谢，是生物体内所有化学变化的总称。 代谢是生命的基本特征；代谢包括合成代谢和分解代谢。二者是相辅相成的，它们是矛 盾的对立统一；也是物质代谢和能量代谢的统一。 2．特点：①由酶催化，条件温和；②有共同的途径；③相互配合，彼此协调，有严 格的顺序性；④高低的适应性和灵敏的自动调节能力。 3．过程：包括物质的消化吸收、中间代谢、产物的排出。 重点是中间代谢，即物质在细胞内的合成和分解。 二、高能化合物（34） 1． 定义：指在生化反应中含自由能较多的化合物，随着水解反应或基团注那一反应可以释 放出大量自由能的化合物。一般都含有高能键。 2． 分类：磷氧型、磷氮型、硫酯键型、甲硫键型 3． ATP：含有两个高能磷酸键，共带 4 个负电荷；是能量的传递者和偶联者，但不是储存 者。 三、能量代谢的一般规律 1． 能量代谢在新陈代谢中的重要地位（2） 2． 氧化还原电势与自由能（114）（26） 3． 电势与自由能的关系（117） 第二节 生物氧化中 CO2 和 H2O 的生成 一、生物氧化的特点（114）

1.定义：指有机物在生物体细胞内的氧化分解为CO2和H20并释放出能量形成ATP的过 程。也称为细胞呼吸或细胞氧化。 产物中的水是脱下来的H与Q结合的产生的，C0,是脱羧的结果，放出的能量用于制造ATP。 2.特点：条件温和：逐步进行：能量也逐步释放，效率提高：释放的能量一般先贮存AP 中，以后再转移供机体利用：在线粒体的内膜上进行。 二、生物氧化中C02的生成 主要是含有羧基的有机物脱羧生成的。分为自己节脱羧和氧化脱羧。 绝大部分C02是经三羧酸循环中产生的。其他途径如：糖异生、氨基酸脱羧。 三、生物氧化中H20的生成.呼吸链(119) 1.定义：呼吸链又称电子传递链，是由一系列电子载体构成的，从NADH或FADH向氧传递 电子的系统。 还原型辅酶通过呼吸链再氧化的过程称为电子传递过程。其中的氢以质子形式脱下，电 子沿呼吸链转移到分子氧，形成离子型氧，再与质子结合生成水。放出的能量则使ADP和磷 2.种类：NADH链和FAD2链。NMD→[FN(fe-S)]-→CoQ-b(fe-S)一c一c→aa一 1/202 [FAD(Fe-S)]→CoQ→b(fe-S)→c:→e·aas- 1/20. 3.组成(121)：呼吸链包含15种以上组分，主要由4种酶复合体和2种可移动电子载体 构成。 (1)复合体I即NADH:Q还原酶复合体 (②)复合体Ⅱ由琥珀酸：Q还原酶，将从琥珀酸得到的电子传递给辅酶Q。 (③)辅酶Q是呼吸链中唯一的非蛋白氧化还原载体，可在膜中迅速移动。它在电子传递链中 处于中心地位，可接受各种黄素酶类脱下的氢。 (④复合体Ⅲ：细胞色素C还原酶复合体，把电子依次传递给结合在线粒体内膜外表面的细 胞色素C 细胞色素类：都以血红素为和基。将电子从辅Q传递到氧。根据吸收光谐，可分为三 类：a,b,c。呼吸链中至少有5种：b、cl、c、a、a3(按电子传递顺序)。细胞色素aa3以复 合物形式存在，又称细胞色素氧化酶，是最后一个载体，将电子直接传递给氧。从传递 到a3的是两个铜原子，有价态变化。 (⑤)复合体IV:细胞色素C氧化酶复合体。将电子传递给氧

1． 定义：指有机物在生物体细胞内的氧化分解为 CO2 和 H2O 并释放出能量形成 ATP 的过 程。也称为细胞呼吸或细胞氧化。 产物中的水是脱下来的 H 与 O2 结合的产生的，CO2 是脱羧的结果，放出的能量用于制造 ATP。 2． 特点：条件温和；逐步进行；能量也逐步释放，效率提高；释放的能量一般先贮存 ATP 中，以后再转移供机体利用；在线粒体的内膜上进行。 二、生物氧化中 CO2 的生成 主要是含有羧基的有机物脱羧生成的。分为自己节脱羧和氧化脱羧。 绝大部分 CO2 是经三羧酸循环中产生的。其他途径如：糖异生、氨基酸脱羧。 三、生物氧化中 H20 的生成-呼吸链(119) 1．定义：呼吸链又称电子传递链，是由一系列电子载体构成的，从NADH或FADH2向氧传递 电子的系统。 还原型辅酶通过呼吸链再氧化的过程称为电子传递过程。其中的氢以质子形式脱下，电 子沿呼吸链转移到分子氧，形成离子型氧，再与质子结合生成水。放出的能量则使 ADP 和磷 酸生成 ATP。电子传递和 ATP 形成的偶联机制称为氧化磷酸化作用。整个过程称为氧化呼吸 链或呼吸代谢。 2． 种类：NADH 链和 FADH2 链。NAD+ →[ FMN (Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→ c1 → c →aa3 → 1/2O2 [ FAD (Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→ c1 → c →aa3 → 1/2O2 3． 组成（121）：呼吸链包含 15 种以上组分，主要由 4 种酶复合体和 2 种可移动电子载体 构成。 (1)复合体Ⅰ 即NADH：Q还原酶复合体。 (2)复合体Ⅱ 由琥珀酸：Q还原酶，将从琥珀酸得到的电子传递给辅酶Q。 (3)辅酶Q 是呼吸链中唯一的非蛋白氧化还原载体，可在膜中迅速移动。它在电子传递链中 处于中心地位，可接受各种黄素酶类脱下的氢。 (4)复合体Ⅲ ：细胞色素C还原酶复合体，把电子依次传递给结合在线粒体内膜外表面的细 胞色素C。 细胞色素类： 都以血红素为辅基。将电子从辅酶Q传递到氧。根据吸收光谱，可分为三 类：a,b,c。呼吸链中至少有5种：b、c1、c、a、a3(按电子传递顺序)。细胞色素aa3以复 合物形式存在，又称细胞色素氧化酶，是最后一个载体，将电子直接传递给氧。从a传递 到a3的是两个铜原子，有价态变化。 (5)复合体IV：细胞色素C氧化酶复合体。将电子传递给氧

1.顺序(119)：有严格的顺序和方向，还原性逐渐降低. 依据有四：标准氧还电位、阻断抑制剂、体外重组实验、吸收光谱变化。 5.电子传递抑制剂(128)： 鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶茵素：阻断电子从NADH到辅酶Q的传递。 鱼藤酮是极毒的植物物质，可作杀虫剂。 抗霉素A:从链霉素分离出的抗生 ,抑制从细胞色素b到c1的传递 氰化物、叠氨化物、C0、HS等，阻断由细胞色素aa3到氧的传递

1. 顺序（119）:有严格的顺序和方向,还原性逐渐降低. 依据有四:标准氧还电位、阻断抑制剂、体外重组实验、吸收光谱变化。 5．电子传递抑制剂（128）： 鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：阻断电子从NADH到辅酶Q的传递。 鱼藤酮是极毒的植物物质，可作杀虫剂。 抗霉素A：从链霉素分离出的抗生素，抑制从细胞色素b到c1的传递。 氰化物、叠氮化物、CO、H2S等，阻断由细胞色素aa3到氧的传递