生物氧化 (5)精选PPT.ppt

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1、关于生物氧化(5)第1页，讲稿共83张，创作于星期二Chapter 6 Biological Oxidation第六章 生 物 氧 化 第2页，讲稿共83张，创作于星期二物物质质在在生生物物体体内内氧氧化化分分解解并并释释放放出出能能量量的的过过 程程 称称 为为 生生 物物 氧氧 化化(biological oxidation)。Whats biological oxidation?有机物有机物+O2CO2+H2O+能量能量第3页，讲稿共83张，创作于星期二生物体内的生物氧化过程与体外燃烧不同的是：生物体内的生物氧化过程与体外燃烧不同的是：在在37，近于中性的，近于中性的含水含水环境中，由环

2、境中，由酶催化酶催化进行；进行；反反应应逐逐步步释释放放出出能能量量，相相当当一一部部分分能能量量以以高高能能磷磷酸酸酯酯键的形式储存起来。键的形式储存起来。第4页，讲稿共83张，创作于星期二糖原糖原 甘油三酯甘油三酯 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA 呼呼吸吸链链 H H2 2O O ADP+Pi ATP COCO2 2 生物氧化的一般过程生物氧化的一般过程2 2H H TAC TAC 第5页，讲稿共83张，创作于星期二Section 1 The Oxidation System of Producing ATP 第一节 生成ATP的氧化体系 第6

3、页，讲稿共83张，创作于星期二在线粒体中，由若干在线粒体中，由若干递氢体递氢体或或递电子体递电子体按一定顺序按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系链式反应体系称为称为呼吸链呼吸链(respiratory chain)。一、线粒体氧化呼吸链Whats respiratory chain?第7页，讲稿共83张，创作于星期二 构成呼吸链的构成呼吸链的递氢体递氢体或或递电子体递电子体通常以复合通常以复合体的形式存在于体的形式存在于线粒体线粒体内膜内膜上。上。第8页，讲稿共83张，创作于星期二（一）呼吸链的组成（一）呼吸链的组成第9页，讲稿共83张，创作于

4、星期二1 1复合体复合体（NADH-NADH-泛醌还原酶）：泛醌还原酶）：NADH还原酶还原酶+4(Fe-S)FMN;Fe-SN-1a/b;Fe-SN-2;Fe-SN-3;Fe-SN-4 NADHCoQ第10页，讲稿共83张，创作于星期二NADH还原酶还原酶NADH还原酶催化（还原酶催化（NADH+H+）的脱氢的脱氢反应，从而将反应，从而将2H传递给其辅基传递给其辅基FMN，生生成成FMNH2。第11页，讲稿共83张，创作于星期二铁硫蛋白铁硫蛋白铁硫蛋白铁硫蛋白(Fe-S)共有共有9种同种同工蛋白；分子中含有由半胱工蛋白；分子中含有由半胱氨酸残基硫原子及无机硫原氨酸残基硫原子及无机硫原子与铁离

5、子形成的子与铁离子形成的铁硫中心铁硫中心(铁硫簇铁硫簇)，一次可传递一个，一次可传递一个电子至电子至CoQ。第12页，讲稿共83张，创作于星期二铁硫中心的结铁硫中心的结构构SS无机硫无机硫半胱氨酸硫半胱氨酸硫第13页，讲稿共83张，创作于星期二泛醌（泛醌（CoQ）泛醌泛醌（辅酶（辅酶Q,CoQ,Q）是游离存在于线粒体内膜是游离存在于线粒体内膜中的脂溶性有机化合物，由多个异戊二烯连接形成较中的脂溶性有机化合物，由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链（人长的疏水侧链（人CoQ10），），氧化还原反应时可在醌氧化还原反应时可在醌型与氢醌型之间相互转变。型与氢醌型之间相互转变。第14页，讲稿共83张，创

6、作于星期二2 2复合体复合体（琥珀酸（琥珀酸-泛醌还原酶）：泛醌还原酶）：琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶+3(Fe-S)+Cyt b560FAD;Fe-S1;b560;Fe-S2;Fe-S3 琥珀酸琥珀酸CoQ第15页，讲稿共83张，创作于星期二这是一类以这是一类以铁卟啉铁卟啉为辅基的酶。在生物氧化反应中，为辅基的酶。在生物氧化反应中，其铁离子可为其铁离子可为+2价亚铁离子，也可为价亚铁离子，也可为+3价高铁离子，通价高铁离子，通过这种转变而传递电子。细胞色素为过这种转变而传递电子。细胞色素为单电子传递体单电子传递体。细胞色素根据其细胞色素根据其铁卟啉铁卟啉辅基的结构以及吸收光谱的辅基的结构以及吸收

7、光谱的不同而分类。不同而分类。细胞色素类细胞色素类第16页，讲稿共83张，创作于星期二铁卟啉辅基的分子结构铁卟啉辅基的分子结构第17页，讲稿共83张，创作于星期二细胞色素可存在于细胞色素可存在于线粒体内膜线粒体内膜，也可存在于，也可存在于微粒体微粒体。存在于线粒体内膜的细胞色素有存在于线粒体内膜的细胞色素有Cyt aa3，Cyt b（b560，b562，b566），Cyt c，Cyt c1；存在于微粒体的细胞色素有存在于微粒体的细胞色素有Cyt P450和和Cyt b5。第18页，讲稿共83张，创作于星期二细胞色素细胞色素b b的分子结构的分子结构第19页，讲稿共83张，创作于星期二细胞色素细

8、胞色素c c的分子结构的分子结构第20页，讲稿共83张，创作于星期二3 3复合体复合体（泛醌（泛醌-细胞色素细胞色素c c还原酶）：还原酶）：2Cyt b+Cyt c1+(Fe-S)b562;b566;Fe-S;c1QH2 Cyt c 第21页，讲稿共83张，创作于星期二Cyt a+Cyt a3 4 4复合体复合体（细胞色素（细胞色素c c氧化酶）：氧化酶）：CuAaa3CuB 还原型还原型Cyt c O2第22页，讲稿共83张，创作于星期二（二）呼吸链组分的排列顺序（二）呼吸链组分的排列顺序 通过四个方面的实验可确定呼吸链各组分的排列顺通过四个方面的实验可确定呼吸链各组分的排列顺序：序：标准

9、氧化还原电位标准氧化还原电位 拆开和重组拆开和重组 特异抑制剂阻断特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧还原状态呼吸链缓慢给氧第23页，讲稿共83张，创作于星期二第24页，讲稿共83张，创作于星期二氧化呼吸链的组成氧化呼吸链的组成 NADH氧化呼吸链氧化呼吸链NADH 复合体复合体Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2 琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸琥珀酸 复合体复合体 Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2第25页，讲稿共83张，创作于星期二第26页，讲稿共83张，创作于星期二 1 1NADHNADH氧化呼吸链：氧化呼吸链：NAD+FMN(Fe-S)CoQb(Fe-S)

10、c1caa3 丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 硫辛酸硫辛酸 FAD 1/2O2 H2O 异柠檬酸异柠檬酸苹果酸苹果酸谷氨酸谷氨酸 -羟丁酸羟丁酸 -羟脂酰羟脂酰CoA 2e 2H 2H+第27页，讲稿共83张，创作于星期二2.2.琥珀酸氧化呼吸链：琥珀酸氧化呼吸链：琥珀酸琥珀酸CoQb(Fe-S)c1caa31/2O2FAD(Fe-S)Cytb-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酰脂肪酰CoAFAD(FP)H2O 2e 2H+第28页，讲稿共83张，创作于星期二两条电子传递链的关两条电子传递链的关系系第29页，讲稿共83张，创作于星期二二、氧化磷酸化 1.1.底物水平磷酸化：底物水平磷酸化：直接将底物分子

11、中的高能键转变为直接将底物分子中的高能键转变为ATP分子中的末分子中的末端高能磷酸键的过程称为端高能磷酸键的过程称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)。（一）生物体内（一）生物体内ATPATP的生成方式的生成方式第30页，讲稿共83张，创作于星期二底物水平磷酸化见于下列三个反应：底物水平磷酸化见于下列三个反应：1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸+ADP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸+ATP3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+ADP丙酮酸丙酮酸+ATP琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰

12、CoA+H3PO4+GDP琥珀酸琥珀酸+CoA+GTP第31页，讲稿共83张，创作于星期二2.2.氧化磷酸化：氧化磷酸化：在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使传递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生磷酸化生成成ATP，这种能量的生成方式就称为这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)。第32页，讲稿共83张，创作于星期二（二）氧化磷酸化的偶联部位（二）氧化磷酸化的偶联部位1.1.P/OP/O比值：比值：通过测定在氧化磷酸化过程中，氧的消耗与无机磷通过测定在氧

13、化磷酸化过程中，氧的消耗与无机磷酸消耗之间的酸消耗之间的比例比例关系，可以反映底物脱氢氧化关系，可以反映底物脱氢氧化与与ATP生成之间的比例关系。生成之间的比例关系。每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数称每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数称为为P/O比值比值。第33页，讲稿共83张，创作于星期二线粒体离体实验测得的一些底物的线粒体离体实验测得的一些底物的P/OP/O比值比值第34页，讲稿共83张，创作于星期二合成合成1molATP时，需要提供的能量至少为时，需要提供的能量至少为G0=-30.5kJ/mol，相当于氧化还原电位差相当于氧化还原电位差E0=0.2V。因此，在因此，

14、在NADH氧化呼吸链氧化呼吸链中有中有三三处可以生成处可以生成ATP，而在而在琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链中，只有中，只有两两处可以生成处可以生成ATP。2.2.自由能变化与自由能变化与ATPATP的生成部位：的生成部位：第35页，讲稿共83张，创作于星期二氧化磷酸化的偶联部位氧化磷酸化的偶联部位第36页，讲稿共83张，创作于星期二（三）氧化磷酸化的偶联机制（三）氧化磷酸化的偶联机制1.1.化学渗透假说：化学渗透假说：目前公认的氧化磷酸化的偶联机制是目前公认的氧化磷酸化的偶联机制是1961年由年由Peter Mitchell提出的提出的化学渗透学说化学渗透学说(chemios-motic

15、hypothesis)。第37页，讲稿共83张，创作于星期二化学渗透假说的基本要点化学渗透假说的基本要点该学说认为氧化呼吸链存在于线粒体内膜上，当氧化该学说认为氧化呼吸链存在于线粒体内膜上，当氧化反应进行时，反应进行时，H+通过氢泵作用被排斥到线粒体内膜通过氢泵作用被排斥到线粒体内膜外侧（膜间腔），从而形成外侧（膜间腔），从而形成跨膜跨膜pH梯度梯度和和跨膜电跨膜电位差位差。当质子顺浓度梯度回流时，这种形式的当质子顺浓度梯度回流时，这种形式的“势能势能”可以可以被存在于线粒体内膜上的被存在于线粒体内膜上的ATP合酶合酶利用，生成高能利用，生成高能磷酸基团，并与磷酸基团，并与ADP结合而合成结合

16、而合成ATP。第38页，讲稿共83张，创作于星期二质子梯度的形成机制质子梯度的形成机制 质子的转移主要通过氧化呼吸链在递氢或递电子过程中质子的转移主要通过氧化呼吸链在递氢或递电子过程中所形成的所形成的氧化还原袢氧化还原袢来完成。来完成。每传递两个氢原子，就可向膜间腔释放每传递两个氢原子，就可向膜间腔释放10个质子。个质子。第39页，讲稿共83张，创作于星期二复合体复合体的氧化还原袢的氧化还原袢第40页，讲稿共83张，创作于星期二复合体复合体的氧化还原袢的氧化还原袢第41页，讲稿共83张，创作于星期二复合体复合体的氧化还原袢的氧化还原袢第42页，讲稿共83张，创作于星期二质子梯度的形成质子梯度的

17、形成第43页，讲稿共83张，创作于星期二ATP的合成的合成当当质质子子从从膜膜间间腔腔返返回回基基质质中中时时，这这种种“势势能能”可可被被位位于于线线粒粒体体内内膜膜上上的的ATP合合酶酶利利用用以以合合成成ATP。第44页，讲稿共83张，创作于星期二嵌于线粒体内膜上，其嵌于线粒体内膜上，其头部呈颗粒状，突出于头部呈颗粒状，突出于线粒体内膜的基质侧。线粒体内膜的基质侧。膜间腔膜间腔基质基质2.2.ATPATP合酶：合酶：第45页，讲稿共83张，创作于星期二ATPATP合酶的分子结构合酶的分子结构由由亲亲水水部部分分 F1(3 3亚亚基基)和和疏疏水水 部部 分分F0(a1b2c912 亚基亚

18、基)组成。组成。第46页，讲稿共83张，创作于星期二ATPATP合酶合酶F1F1段的结构段的结构侧面图侧面图正面图正面图第47页，讲稿共83张，创作于星期二ATPATP合成模式图合成模式图第48页，讲稿共83张，创作于星期二三、氧化磷酸化的影响因素ATP/ADP比值比值是调节氧化磷酸化速度的重要因素。是调节氧化磷酸化速度的重要因素。ATP/ADP比值比值下降下降，可致氧化磷酸化速度，可致氧化磷酸化速度加快加快；反；反之，当之，当ATP/ADP比值比值升高升高时，则氧化磷酸化速度时，则氧化磷酸化速度减减慢慢。（一）（一）ATP/ADPATP/ADP比值比值第49页，讲稿共83张，创作于星期二甲状

19、腺激素甲状腺激素可间接影响氧化磷酸化的速度。可间接影响氧化磷酸化的速度。其其原原因因是是甲甲状状腺腺激激素素可可以以激激活活细细胞胞膜膜上上的的Na+,K+-ATP酶酶，使使ATP水水解解增增加加，导导致致ATP/ADP比值下降，氧化磷酸化速度比值下降，氧化磷酸化速度加快加快。（二）甲状腺激素（二）甲状腺激素第50页，讲稿共83张，创作于星期二（三）药物和毒物（三）药物和毒物1 1呼吸链抑制剂：呼吸链抑制剂：能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂。第51页，讲稿共83张，创作于星期二能够抑制第一位点的有能够抑制第一位

20、点的有异戊巴比妥、粉蝶霉素异戊巴比妥、粉蝶霉素A、鱼鱼藤酮藤酮等；等；能够抑制第二位点的有能够抑制第二位点的有抗霉素抗霉素A和和二巯基丙醇二巯基丙醇；能够抑制第三位点的有能够抑制第三位点的有CO、H2S和和CN-、N3-。其中，其中，CN-和和N3-主要抑制氧化型主要抑制氧化型Cytaa3-Fe3+，而而CO和和H2S主要抑制还原型主要抑制还原型Cytaa3-Fe2+。第52页，讲稿共83张，创作于星期二2 2解偶联剂：解偶联剂：不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能用于的能量不能用于ADP磷酸化的药物或毒物称为磷酸化的药物或毒物

21、称为解偶联解偶联剂剂。解偶联剂通常引起线粒体内膜对质子的解偶联剂通常引起线粒体内膜对质子的通透性通透性增加，增加，从而使线粒体内膜两侧的质子梯度不能形成。从而使线粒体内膜两侧的质子梯度不能形成。主要的解偶联剂有主要的解偶联剂有2,4-二硝基酚二硝基酚。第53页，讲稿共83张，创作于星期二能能抑抑制制ATP合合酶酶的的质质子子回回流流，从从而而使使线线粒粒体体内内膜膜两两侧侧质质子子电电化化学学梯梯度度增增高高，对对呼呼吸吸链链的的电电子子传传递递和和ADP磷磷酸酸化化均均产产生生抑抑制制作作用用的的药药物物和和毒毒物物称称为为氧氧化化磷磷酸酸化化抑抑制制剂剂，如如寡霉素寡霉素。3 3氧化磷酸化

22、抑制剂：氧化磷酸化抑制剂：第54页，讲稿共83张，创作于星期二氧化磷酸化的抑制剂氧化磷酸化的抑制剂第55页，讲稿共83张，创作于星期二四、高能磷酸键的储存与释放生物化学中常将水解时释放的能量生物化学中常将水解时释放的能量20kJ/mol的磷酸的磷酸键称为键称为高能磷酸键高能磷酸键。主要有以下几种类型：。主要有以下几种类型：1磷酸酐键磷酸酐键：包括各种多磷酸核苷类化合物，如：包括各种多磷酸核苷类化合物，如ADP，ATP，GDP，GTP，CDP，CTP，GDP，GTP及及PPi等，水解后可释放出等，水解后可释放出30.5kJ/mol的自由能。的自由能。（一）高能磷酸键的类型（一）高能磷酸键的类型第

23、56页，讲稿共83张，创作于星期二2混合酐键混合酐键：由磷酸与羧酸脱水后形成的酐键，主：由磷酸与羧酸脱水后形成的酐键，主要有要有1,3-二磷酸甘油酸等化合物。在标准条件下水解二磷酸甘油酸等化合物。在标准条件下水解可释放出可释放出61.9kJ/mol的自由能。的自由能。3烯醇磷酸键烯醇磷酸键：见于磷酸烯醇式丙酮酸中，水解后可：见于磷酸烯醇式丙酮酸中，水解后可释放出释放出61.9kJ/mol的自由能。的自由能。4磷酸胍键磷酸胍键：见于磷酸肌酸中，水解后可释放出：见于磷酸肌酸中，水解后可释放出43.9kJ/mol的自由能。的自由能。第57页，讲稿共83张，创作于星期二几种常见的高能化合物几种常见的高

24、能化合物第58页，讲稿共83张，创作于星期二磷酸肌酸（磷酸肌酸（creatine phosphate,CP）是是骨骼肌骨骼肌和和脑组织脑组织中中能量的贮存形式能量的贮存形式。磷酸肌酸中的高能磷酸键磷酸肌酸中的高能磷酸键不能被直接利用不能被直接利用，必须先，必须先将其高能磷酸键转移给将其高能磷酸键转移给ATP，才能供生理活动之需。才能供生理活动之需。反应过程由反应过程由磷酸肌酸激酶（磷酸肌酸激酶（CPK）催化完成。催化完成。第59页，讲稿共83张，创作于星期二磷酸肌酸激酶的作用磷酸肌酸激酶的作用第60页，讲稿共83张，创作于星期二（二）（二）ATPATP循环循环ATP是生物界普遍使用的供能物质，

25、有是生物界普遍使用的供能物质，有“通用货币通用货币”之称。之称。ATP分子中含有两个高能磷酸酐键（分子中含有两个高能磷酸酐键（A-PPP），），均可以水解供能。均可以水解供能。ATP水解为水解为ADP并供出能量之后，又可通过氧化磷并供出能量之后，又可通过氧化磷酸化重新合成，从而形成酸化重新合成，从而形成ATP循环循环。第61页，讲稿共83张，创作于星期二ATPATP循环循环ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 P P P P 机械能机械能(肌肉收缩肌肉收缩)渗透能渗透能(物质主动转运物质主动转运)化学能化学能(合成代谢合成代谢)电能电能

26、(生物电生物电)热能热能(维持体温维持体温)第62页，讲稿共83张，创作于星期二（三）多磷酸核苷间的能量转移（三）多磷酸核苷间的能量转移 在生物体内，除了可直接使用在生物体内，除了可直接使用ATP供能外，还使用供能外，还使用其他形式的高能磷酸键供能，如其他形式的高能磷酸键供能，如UTP用于用于糖原的合成糖原的合成，CTP用于用于磷脂的合成磷脂的合成，GTP用于用于蛋白质的合成蛋白质的合成等。等。核苷单磷酸激酶核苷单磷酸激酶NMP+ATPNDP+ADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶NDP+ATPNTP+ADP第63页，讲稿共83张，创作于星期二五、线粒体外NADH的穿梭胞液中的胞液中的3-磷酸甘油

27、醛，磷酸甘油醛，3-磷酸甘油磷酸甘油或或乳酸乳酸脱氢，脱氢，均可产生均可产生NADH。这些这些NADH可经穿梭系统而进入线粒体氧化磷酸化，可经穿梭系统而进入线粒体氧化磷酸化，产生产生H2O和和ATP。第64页，讲稿共83张，创作于星期二（一）磷酸甘油穿梭系统（一）磷酸甘油穿梭系统 主要存在于主要存在于脑脑和和骨骼肌骨骼肌中。中。NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，由于经由于经琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化，故只能进行氧化磷酸化，故只能产生产生2分子分子ATP。第65页，讲稿共83张，创作于星期二 线粒体线粒体 内膜内膜 线粒体线粒

28、体 外膜外膜膜间腔膜间腔 线粒体线粒体 基质基质磷酸甘油穿梭系统磷酸甘油穿梭系统 FADH2 NAD+FAD -磷酸甘磷酸甘油脱氢酶油脱氢酶 琥珀酸琥珀酸氧化氧化呼吸链呼吸链 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油磷酸甘油 NADH+H+-磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶第66页，讲稿共83张，创作于星期二（二）苹果酸穿梭系统（二）苹果酸穿梭系统 主要存在于主要存在于肝肝和和心肌心肌中。中。胞液中胞液中NADH+H+的一对氢原子经此穿梭系统带入一对的一对氢原子经此穿梭系统带入一对氢原子，由于经氢原子，由于经NADH氧化呼吸链氧化呼吸链进行氧化磷酸化，进行氧化磷酸化，故可生成故可生成3分子分子ATP。

29、第67页，讲稿共83张，创作于星期二谷氨酸谷氨酸-天冬氨酸天冬氨酸 转运体转运体苹果酸苹果酸-酮酮 戊二酸转运体戊二酸转运体 胞液胞液 基质基质 NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 苹果酸苹果酸 脱氢酶脱氢酶 谷草转谷草转 氨酶氨酶 NADH呼吸链呼吸链 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸穿梭系统苹果酸穿梭系统第68页，讲稿共83张，创作于星期二六、二氧化碳的生成在生物体内，在生物体内，CO2是通过有机酸的是通过有机酸的脱羧脱羧作用生成的。作用生成的。按照羧基所连接的位置不同，可将有机酸的脱羧作按照羧基所连接的位置不同，可将有机酸

30、的脱羧作用分为用分为-脱羧脱羧和和-脱羧脱羧。按照脱羧时是否伴有氧化作用，可将有机酸的脱羧按照脱羧时是否伴有氧化作用，可将有机酸的脱羧作用分为作用分为单纯脱羧单纯脱羧和和氧化脱羧氧化脱羧。第69页，讲稿共83张，创作于星期二1.1.单纯脱羧：单纯脱羧：见于氨基酸的脱羧作用。见于氨基酸的脱羧作用。R-CH-COOHNH2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶R-CH2-NH2+CO2氨基酸氨基酸胺胺 第70页，讲稿共83张，创作于星期二2.2.单纯脱羧：单纯脱羧：见于草酰乙酸的脱羧作用。见于草酰乙酸的脱羧作用。+CO2CH2-COOH CO-COOHCH3 CO-COOH草酰乙酸脱羧酶草酰乙酸脱羧酶草酰乙酸草

31、酰乙酸丙酮酸丙酮酸 第71页，讲稿共83张，创作于星期二3.3.-氧化脱羧：氧化脱羧：见于丙酮酸的脱氢与脱羧作用。见于丙酮酸的脱氢与脱羧作用。丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系CH3-CO-COOH+HSCoACH3COSCoA+CO2NADNAD+NADNADH H+H H+丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA 第72页，讲稿共83张，创作于星期二4.4.氧化脱羧：氧化脱羧：见于苹果酸的脱氢与脱羧作用。见于苹果酸的脱氢与脱羧作用。CO-COOH +CO2CH3CH2-COOHOHCH-COOHNADP+NADPH+H+苹果酸苹果酸丙酮酸丙酮酸苹果酸酶苹果酸酶 第73页，讲稿共83张

32、，创作于星期二第二节 其他氧化体系Section 2 The Others Oxidation Enzyme Systems第74页，讲稿共83张，创作于星期二一、需氧脱氢酶和氧化酶只能以某些辅酶或辅基作为受氢体而不能以只能以某些辅酶或辅基作为受氢体而不能以O2作为作为直接受氢体的脱氢酶称为直接受氢体的脱氢酶称为不需氧脱氢酶不需氧脱氢酶。能以能以O2作为直接受氢体的酶称为作为直接受氢体的酶称为需氧脱氢酶需氧脱氢酶或或氧化酶氧化酶。氧化酶氧化酶能直接利用能直接利用O2为受氢体，产物为为受氢体，产物为H2O；而而需需氧脱氢酶氧脱氢酶通常以通常以FAD或或FMN为辅基，但可催化底物为辅基，但可催化底

33、物脱氢并以氧为受氢体，产物为脱氢并以氧为受氢体，产物为H2O2。第75页，讲稿共83张，创作于星期二二、过氧化物酶体中的氧化酶类过氧化氢酶过氧化氢酶(catalase)又称触酶，其辅基为血红素，又称触酶，其辅基为血红素，可催化可催化H2O2的分解反应：的分解反应：2H2O2 2H2O+O2 过氧化氢酶过氧化氢酶 （一）过氧化氢酶（一）过氧化氢酶第76页，讲稿共83张，创作于星期二过氧化物酶过氧化物酶(perioxidase)也以血红素为辅基，可催也以血红素为辅基，可催化化H2O2直接氧化酚类或胺类化合物：直接氧化酚类或胺类化合物：R+H2O2 RO+H2O RH2+H2O2 R+2H2O 过氧

34、化物酶过氧化物酶 过氧化物酶过氧化物酶 （二）过氧化物酶（二）过氧化物酶第77页，讲稿共83张，创作于星期二三、超氧物歧化酶呼吸链电子传递过程或体内某些物质（如黄嘌呼吸链电子传递过程或体内某些物质（如黄嘌呤）氧化时，均可产生呤）氧化时，均可产生超氧离子超氧离子（O2）。）。超氧离子的化学性质非常活泼，易引起磷脂分超氧离子的化学性质非常活泼，易引起磷脂分子中的不饱和脂肪酸氧化生成子中的不饱和脂肪酸氧化生成过氧化脂质过氧化脂质，损伤，损伤生物膜。生物膜。第78页，讲稿共83张，创作于星期二超氧物歧化酶（超氧物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）可催化一分子超氧离子氧化生成可催

35、化一分子超氧离子氧化生成O2，而另一分子超氧离子还原生成而另一分子超氧离子还原生成H2O2：H2O+O2 过氧化氢酶过氧化氢酶SOD2O2+2H+H2O2+O2 第79页，讲稿共83张，创作于星期二在真核细胞中存在两种超氧物歧化酶同工酶。一种见在真核细胞中存在两种超氧物歧化酶同工酶。一种见于于胞液胞液中，以中，以Cu2+、Zn2+作为辅基，称为作为辅基，称为CuZn-SOD；另一种见于另一种见于线粒体线粒体中，以中，以Mn2+作为辅基，作为辅基，称为称为Mn-SOD。第80页，讲稿共83张，创作于星期二四、微粒体中的氧化酶类加单氧酶加单氧酶(monooxygenase)，又称为又称为混合功能氧

36、化酶混合功能氧化酶(mixed-function oxidase)，催化氧分子中的一个氧催化氧分子中的一个氧原子加到底物分子上（羟化），而另一个氧原子则被原子加到底物分子上（羟化），而另一个氧原子则被氢还原成水。此反应过程需氢还原成水。此反应过程需Cyt P450参与。参与。RH+NADPH+H+O2 ROH+NADP+H2O （一）加单氧酶（一）加单氧酶第81页，讲稿共83张，创作于星期二混合功能氧化酶的催化机制混合功能氧化酶的催化机制NADPH+H+NADP+FAD2HFAD2e-RHP450Fe2+RHP450Fe3+O2-RHP450Fe2+O22-2(Fe2S2)3+2(Fe2S2)2+2H+P450Fe3+RHRHP450Fe3+RHP450Fe2+O2O2R-OHH2O第82页，讲稿共83张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第83页，讲稿共83张，创作于星期二