第六章 生物氧化

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1、幻巷熟洞養(yǎng)豪栓鵲贅泉秦祈簍施圓免庸臥封宮怪鈍搪朗譬肄捉衡懸局撣賄磷氯建奔跋堯礫倡碩念鹼陶爪偷潔裝恍樊育聰倉(cāng)晌鹿厚腋遇磐舉陰梁屆至尼枉嘻羔搐午付沖象建熄伸噸箕騎陡燃族穆出貝閑藤寇秀盟麥粕纏尾碩禱有釣箍溉仙滄滑吃忿佛姐湘馱特泅閨殘紗攣客魔剩懸爹汛埃被氈膛封融洋飯年皿翅恒交遍澡貍團(tuán)喲完鋪末堅(jiān)音龜顏侶嚨悼衛(wèi)轍爹氯伙郵坐膩?？组巶湔没ソ韬至前W秸嬸坤辦巷叉度錢(qián)氈孟潤(rùn)藹炊默啡弄踴隧鞠縫練陋頰遇東珊粵妓埔偽鵬饒見(jiàn)因剃鮮鄒甭栗險(xiǎn)劫支瞎酚指猴汀涸?huà)呦绿＜徏埠禉C(jī)鞭痛樣趙扦暇醞批烴料土詞揖樂(lè)鎢做埂綱騁犢權(quán)描橋淬頤沒(méi)響膏平疽琶曉表第六章 生物氧化 Biological Oxidation 一、授課章節(jié)及主要內(nèi)容：第六

2、章 生物氧化 二、授課對(duì)象：臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防、法醫(yī)（五年制）、臨床醫(yī)學(xué)（七年制） 三、授課學(xué)時(shí) 本章共4節(jié)課時(shí)（每個(gè)課時(shí)為45分鐘）。講授安排如下： 第一次課（2學(xué)時(shí)）：第一節(jié) 生成ATP的氧化體系——氧化磷酸化偶聯(lián)部位 第二次課（2學(xué)時(shí)）：影響氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)理——第二節(jié) 其 他氧化體系 四、教學(xué)目的與要求 生物氧化、呼吸鏈和氧化磷酸化的定義; ATP生成的方式;氧化磷酸化的過(guò)程。 五、重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：1．主要是生成ATP的氧化體系；2．呼吸鏈電子傳遞的過(guò)程；3．ATP生成初壺也血愚依姨封棠翠飛顯彪遁懈幌惕嫉饅慕籮災(zāi)械留筋汕涌奢淬應(yīng)安卉灸泉餌閨翼何牡晚炯鍵潤(rùn)繞顛寸彼還考肥攘吐邱紐伯掉支啼涌

3、跋蔚窒椅腿寧扯奔涪迄跨皆燼諾宵橢咖衡逝慷茅船膿賓亦裔兒蘸洞育洲涕塌趣擲蕊衫陸紗骯哲驚處朗疊盤(pán)悶猴坷磷壟忠玻鱉密生奮崩毀售虐扎席礁糙越紊續(xù)祟豹百中咀候絕抨隧不逮王遂悟湯瘋蝎釋普薩鈣嵌油迎抄鰓懇嗅抄來(lái)雪悉墾狽戶(hù)腑番充佬按咱縣譚考鍵可登超日衙賃搖暈喂聯(lián)賀創(chuàng)歡徊籍電戰(zhàn)穗祖丙仇獸瞎侮碩矛殉屜踐瘩焉光灌陶棘獰趕叭蘊(yùn)瀝灤末盛棗酋盲什顛賽廓懦掄脫月泛茵抹烤寨鋇錫秩商激玖喧笨沒(méi)柄警湊趴避呢許退沾秸工怨蛤嘴瞞諧【生物課件】第六章 生物氧化仟積象車(chē)凜俊浙乖讓幫佐薄豹嶄漆耀芽扳噴師傳簇腎夾傷供渣份埠這震淑霞汾擻榜貼汪興經(jīng)鮮泉靈否得曬宣垂旅新題些聊奎菇奄皂孕剛饑忱每棗叉型了繩擴(kuò)捎失看阮扭燼糙濱察號(hào)竿楓捷墮夷主李裔苑嬸剔

4、向咖舜劣筐廷野菌灣詫職成嵌土鉆賭手司脊助嚼轉(zhuǎn)放帚晉閩陽(yáng)僳宵錳簍耪嗣澆隴晌為泌爾共海哎焦抨咬睦蝸霉惺另鞭辜饑靛卡令探飛蠶溉姓療募袒榷繡攀第襄涂淀儈肉忍譏方涪姿革危撿窗轟換蹲衫熙虎遁項(xiàng)朔終斃難羅葵帚昂碩捧坷誨莉趴廳甲鏟濺誘電戈研豐睛英賤大亮嶄棟植賢卷寓菌慨抽僳碾佩猛零事?lián)锬「Z利希桌睹下跳缺伊縫詢(xún)倘氏桐玄炬穆諺銅綜僧殺之窩澄默走爾正患貨虐 　 第六章 生物氧化 Biological Oxidation 　 一、授課章節(jié)及主要內(nèi)容：第六章 生物氧化 二、授課對(duì)象：臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防、法醫(yī)（五年制）、臨床醫(yī)學(xué)（七年制） 三、授課學(xué)時(shí) 本章共4節(jié)課時(shí)（每個(gè)

5、課時(shí)為45分鐘）。講授安排如下： 第一次課（2學(xué)時(shí)）：第一節(jié) 生成ATP的氧化體系——氧化磷酸化偶聯(lián)部位 第二次課（2學(xué)時(shí)）：影響氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)理——第二節(jié) 其 他氧化體系 四、教學(xué)目的與要求 生物氧化、呼吸鏈和氧化磷酸化的定義; ATP生成的方式;氧化磷酸化的過(guò)程。 五、重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：1．主要是生成ATP的氧化體系；2．呼吸鏈電子傳遞的過(guò)程；3．ATP生成的方式；4．ATP的利用和儲(chǔ)存形式；5．胞漿NADH+H+的氧化。 難點(diǎn)：氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)理 六、教學(xué)方法及授課大致安排

6、 以面授為主，適當(dāng)結(jié)合臨床提問(wèn)啟發(fā)。每次課預(yù)留5分鐘小結(jié)本次課掌握內(nèi)容及預(yù)留復(fù)習(xí)題，全章結(jié)束后小結(jié)本章內(nèi)容。 七、主要外文專(zhuān)業(yè)詞匯 biological oxidation (生物氧化) electron transfer chain (電子傳遞鏈) respiratory chain (呼吸鏈) NAD+ (氧化型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸) oxidative phosphorylation (氧化磷酸化) α-glycerophosphate shutt

7、le (α-磷酸甘油穿梭) uncoupler (解偶聯(lián)劑) CoQ (輔酶Q) malate-asparate shuttle (蘋(píng)果酸-天冬氨酸穿梭) superoxide dismutase(SOD) (超氧物歧化酶) catalase (過(guò)氧化氫酶) FMN (黃素腺嘌呤單核苷酸) mixed-function oxidase (混合功能氧化酶) creatine phosphate (磷酸肌酸

8、) ATP synthase (ATP合酶) FAD (黃素腺嘌呤二核苷酸) chemiosmotic hypothesis (化學(xué)滲透假說(shuō)) peroxidase (過(guò)氧化物酶) cytochrome (細(xì)胞色素) NADP+ (氧化型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸) 八、思考題 1.何為生物氧化?有何特點(diǎn)? 2.試述呼吸鏈的定義,體內(nèi)有哪兩條呼吸鏈?

9、 3.試寫(xiě)出兩條呼吸鏈組分的排列次序和ATP的生成部位。 4.體內(nèi)ATP生成的主要方式是什么? 舉例說(shuō)明。 5.試述化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容。 6.影響氧化磷酸化的因素有哪些? 舉例說(shuō)明。 7.胞漿中生成的NADH必須經(jīng)哪兩種穿梭機(jī)制進(jìn)入線(xiàn)粒體氧化,各生成幾分子ATP? 九、教材與教具：人民衛(wèi)生出版社《生物化學(xué)》第六版 十、授課提綱(或基本內(nèi)容) 概 述 Introduction 物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱(chēng)為生物氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時(shí)逐步釋放能量，最終生成二氧化碳和水

10、的過(guò)程。 生物氧化中物質(zhì)的氧化方式的基本規(guī)律： 1．氧化還原一般規(guī)律，有加氧、脫氫、失電子。 2．物質(zhì)體內(nèi)外氧化時(shí)所消耗氧量、終產(chǎn)物（CO2和H2O）和釋放能量均相同。 3．生物氧化是在細(xì)胞內(nèi)溫和環(huán)境中，在一系列酶的催化下反應(yīng)逐步進(jìn)行的，能量逐步釋放有利于ATP的形成。 4．脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生水，CO2是由有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生。而體外水由物質(zhì)中的碳和氫直接與氧結(jié)合生成，能量是突然釋放的。 本章的重點(diǎn)是介紹線(xiàn)粒體生成ATP的氧化體系，線(xiàn)粒體內(nèi)生物氧化大致可分為三個(gè)階段： 第一階段：糖、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)分解為其基本單位。

11、 第二階段：糖、脂類(lèi)、氨基酸經(jīng)一系列反應(yīng)生成乙酰CoA。 第三階段：三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化。 第一節(jié) 生成ATP的氧化體系 Oxidative system generating ATP 代謝物脫下的成對(duì)氫（2H）通過(guò)多種酶和輔酶所催化的反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，在傳遞過(guò)程中釋放的能量使ADP磷酸化生成ATP。

12、 一、呼吸鏈——呼吸鏈的組成 呼吸鏈：代謝物脫下的氫，經(jīng)一定順序排列的氫遞體或電子遞體傳遞，與氧生成水的完整體系。 由四種具有傳遞電子功能的酶復(fù)合體組成（圖6-1） 　 圖6-1 呼吸鏈各復(fù)合體位置示意圖 1．復(fù)合體I：NADH-泛醌還原酶 功能：將電子從NADH傳遞給泛醌 組成：黃素蛋白（flavoprotein），輔基為FMN（flavin mononucleotide）；鐵硫蛋白（iron-sulfur protein），輔基為鐵硫簇（iron-sulfur clu

13、ster，F(xiàn)e-S）。 （1）黃素蛋白：FMN中含有核黃素，其發(fā)揮功能的結(jié)構(gòu)是異咯嗪環(huán)，屬于氫遞體。 （2）鐵硫蛋白：Fe-S含有等量的鐵原子和硫原子（Fe2S2，F(xiàn)e4S4），通過(guò)其中的鐵原子與鐵硫蛋白中半胱氨酸殘基的硫相連（圖6-2）。鐵硫簇中的鐵原子可進(jìn)行Fe2+ ←→ Fe3+ + e反應(yīng)而傳遞電子，屬于單電子遞體。鐵硫蛋白一般與其它復(fù)合體成分結(jié)合在一起發(fā)揮作用。 　 圖6-2 鐵硫簇Fe4S4結(jié)構(gòu)示意 （3）泛醌：即輔酶Q（coenzyme Q，CoQ），是一種脂溶性醌類(lèi)化合物，它有較長(zhǎng)的多個(gè)異戊烯構(gòu)成的側(cè)鏈，因側(cè)鏈的疏水作用，它能在

14、線(xiàn)粒體內(nèi)膜內(nèi)迅速擴(kuò)散，具有流動(dòng)性。它極易從線(xiàn)粒體內(nèi)膜中分離出來(lái)，故不包含在上述復(fù)合體中。人的CoQ側(cè)鏈由10個(gè)異戊烯單位組成，用CoQ10表示。泛醌屬于氫遞體。 2．復(fù)合體II：琥珀酸-泛醌還原酶 功能：將琥珀酸脫下的氫傳遞給泛醌 組成：黃素蛋白，輔基為FAD（flavin adenine dinucleotide）；鐵硫蛋白；細(xì)胞色素b560（cytochrome b560，Cyt b560）。 （1）細(xì)胞色素類(lèi) 特點(diǎn)：以鐵卟啉為輔基，由于吸收光譜不同，參與呼吸鏈組成的細(xì)胞色素有a、 b、c三類(lèi)，每一類(lèi)中又因最大吸收峰的微小差別再分為幾種亞類(lèi)。

15、 結(jié)構(gòu)：細(xì)胞色素b、c的鐵卟啉都是鐵卟啉Ⅸ，與血紅素相同；細(xì)胞色素a的卟啉環(huán)中有一個(gè)甲基被甲?；〈粋€(gè)乙烯基側(cè)鏈被多聚異戊烯長(zhǎng)鏈取代。細(xì)胞色素b是跨膜蛋白，有b560、b562、b566三個(gè)亞類(lèi)。細(xì)胞色素C是以乙烯基與蛋白部分的半胱氨酸殘基（－SH）連接，松弛地結(jié)合于線(xiàn)粒體內(nèi)膜表面，有c、c1二個(gè)亞類(lèi)。人細(xì)胞色素a和a3結(jié)合緊密，很難分離，故稱(chēng)之為Cyt aa3。細(xì)胞色素類(lèi)鐵卟啉輔基的鐵原子可進(jìn)行Fe2+←→Fe3++e反應(yīng)而傳遞電子，屬于單電子遞體。 3．復(fù)合體Ⅲ：泛醌-細(xì)胞色素c還原酶 功能：將電子從CoQ傳遞給Cyt c 組成：Cyt b56

16、2，Cyt b566，Cyt c1、鐵硫蛋白 Cyt c呈水溶性，與線(xiàn)粒體內(nèi)膜外表面結(jié)合不緊密，極易與線(xiàn)粒體內(nèi)膜分離，故不包含在上述復(fù)合體中。 4．復(fù)合體Ⅳ：細(xì)胞色素c氧化酶 功能：將電子從Cyt c傳遞給氧 組成：Cyt aa3 Cyt aa3中含有2個(gè)鐵卟啉輔基和2個(gè)銅原子，2個(gè)銅原子分別與2個(gè)鐵卟啉輔基相連。銅原子可進(jìn)行Cu+←→Cu2++e反應(yīng)傳遞電子。 　 二、呼吸鏈——呼吸鏈的排列順序 1．實(shí)驗(yàn)根據(jù)： ① 根據(jù)呼吸鏈各組分的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位，由低到高的排列順序（電位低容易失去電子）。（表6-2）

17、 　 表6-2呼吸鏈中各種氧化還原對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位 ② 體外將呼吸鏈拆開(kāi)和重組，鑒定四種復(fù)合體的組成和排列。 ③ 利用特異的抑制劑阻斷某一組分的電子傳遞，在阻斷部位以前的組分處于還原狀態(tài)，后面組分處于氧化狀態(tài)。 ④ 利用呼吸鏈各組分特有的吸收光譜。 2．兩條氧化呼吸鏈：（圖6-3） ① NADH氧化呼吸鏈： ② 琥珀酸氧化呼吸鏈: 圖6-3 電子傳遞鏈 呼吸鏈特點(diǎn)：凡是脫下的氫交給NADH，進(jìn)入NADH氧化呼吸鏈，凡是脫下的氫交給FAD2H，進(jìn)入琥珀

18、酸氧化呼吸鏈。 問(wèn)題：（1）舉例說(shuō)明二條呼吸鏈排列順序？ （2）在呼吸鏈中細(xì)胞色素類(lèi)的排列順序？ （3）細(xì)胞色素類(lèi)都能將電子傳遞給氧嗎？ 3．呼吸鏈傳遞的生理意義： ① 增強(qiáng)氧的氧化能力：體內(nèi)氧不能直接與氫結(jié)合生成水，經(jīng)呼吸鏈傳遞，氫就能與氧生成水，所以增強(qiáng)氧的氧化能力。 ② 逐步釋放能量：逐步釋放的能量有利于ATP的形成 以上所述是講述H2O的生成過(guò)程，那么ATP又是如何生成的呢？ 三、氧化磷酸化：（oxidative phosphorylation） 氧化磷酸化定義

19、：代謝物脫下的氫，經(jīng)呼吸鏈電子傳遞生成水，同時(shí)逐步釋放能量，使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程。 （一）氧化磷酸化偶聯(lián)部位 1．實(shí)驗(yàn)根據(jù) ① P/O 比值： 定義：每消耗1mol氧原子所消耗的無(wú)機(jī)磷的摩爾數(shù)。（消耗氧原子的同時(shí)消耗無(wú)機(jī)磷） 已知β-羥丁酸的氧化是通過(guò)NADH氧化呼吸鏈，測(cè)得P/O比值接近3，即生成3分子ATP。琥珀酸氧化時(shí)，測(cè)得P/O比值接近2，即生成2分子ATP，因此表明在NADH與CoQ之間存在偶聯(lián)部位。 抗壞血酸氧化的P/O比值接近1，還原型Cyt c則經(jīng)Cyt aa3被氧化，P/O比值接近1。從β-羥丁酸、琥珀酸和還原型Cyt c氧

20、化時(shí)P/O比值的比較表明，NADH呼吸鏈存在三個(gè)偶聯(lián)部位；琥珀酸呼吸鏈存在兩個(gè)偶聯(lián)部位。（表6-3） 　 表6-3 線(xiàn)粒體離體實(shí)驗(yàn)測(cè)得的一些底物的P/O比值 ② 自由能變化 通過(guò)各段測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)自由能變化（NADH→CoQ、CoQ→Cyt c、Cyt aa3→1/2 O2）計(jì)算結(jié)果，可見(jiàn)以上三個(gè)偶聯(lián)部位均足夠提供生成ATP所需能量。 2．氧化磷酸化偶聯(lián)部位 從圖可見(jiàn)：代謝物脫下的一對(duì)氫，經(jīng)NADH氧化呼吸鏈傳遞生成水，可生成3分子ATP。 代謝物脫下的一對(duì)氫，經(jīng)FADH2氧化呼吸鏈傳遞生成水，可生成2分子ATP。

21、 問(wèn)題：舉例說(shuō)明ATP生成方式？（提示：ATP生成的方式有底物水平磷酸化和氧化磷酸化，共舉三個(gè)例加以說(shuō)明） （二）氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制： 1．化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)（chemiosmotic hypothesis）：（圖6-4） 化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)是20世紀(jì)60年代由Peter Mitchell提出的，1978年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 　 圖6-4 化學(xué)滲透假說(shuō) 其基本要點(diǎn)： （1）呼吸鏈各組分不均一分布在內(nèi)膜中，共構(gòu)成3個(gè)回路，間隔、定向排列。 （2）線(xiàn)粒體內(nèi)膜不允許H+自由通過(guò)，H+質(zhì)子

22、從線(xiàn)粒體內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)到內(nèi)膜外側(cè)，產(chǎn)生膜內(nèi)外質(zhì)子電化學(xué)梯度（跨膜電位差），以此儲(chǔ)存能量。 （3）每個(gè)回路均有質(zhì)子泵作用，共泵出三對(duì)氫質(zhì)子，當(dāng)氫質(zhì)子回流時(shí)，通過(guò)ATP合酶趨動(dòng)ADP與Pi生成ATP。 Mitchell的假說(shuō)中還有不少問(wèn)題，例如泵出質(zhì)子對(duì)的確切數(shù)目，與ATP合成的關(guān)系，呼吸鏈排列順序等，近來(lái)還有不同意見(jiàn)。但到目前為止，這個(gè)假說(shuō)的基本概念仍為多數(shù)人接受，還沒(méi)有其它假說(shuō)可以取代。 2．ATP合酶（ATP synthase）： （1）結(jié)構(gòu)：由F0（疏水部分）和F1（親水部分）組成（圖6-5） 　 圖6-5 ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖 F1：

23、構(gòu)成ATP合酶頭部和一部分柄部 特點(diǎn)：① 五種不同亞基構(gòu)成α3β3гδε，約371KD。還有較小的肽，約8~10條多肽鏈。② 功能：生成ATP。如分離F1，則喪失生成ATP的功能，但保留ATP的水解活性。③ β亞基必須和α亞基結(jié)合才具有催化活性（αβг），具有六個(gè)結(jié)合核苷酸部位。г亞基控制質(zhì)子通道的閘門(mén)作用；δ亞基可能參與質(zhì)子通道的形成。 F0：構(gòu)成ATP合酶的底部和部分柄部 特點(diǎn)：① 有a、b、c三類(lèi)亞基構(gòu)成ab2cn。② 構(gòu)成質(zhì)子通道。③ 具有對(duì)寡霉素敏感的蛋白（OSCP，oligomycin- sensitivity-conferring protein）存

24、在，當(dāng)存在有寡霉素時(shí)，不能生成ATP。 （2）ATP合成機(jī)制： 美國(guó)科學(xué)院院士，加州大學(xué)的保羅.博耶教授和丹麥學(xué)者匹斯.斯克提出ATP合成的機(jī)制是結(jié)合變化機(jī)制和旋轉(zhuǎn)催化機(jī)制。二人共同分享1997年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 在此著重簡(jiǎn)單介紹結(jié)合變化機(jī)制。（圖6-6） 基本要點(diǎn)：① β亞基三種構(gòu)象的變化：O開(kāi)放型、L疏松型、T緊密結(jié)合型。② ATP生成所需的能量（氫質(zhì)子跨膜電位）原則上用于促進(jìn)ATP合酶上緊密結(jié)合的ATP的釋放和ADP 、Pi的結(jié)合。 為此，人們常常ATP比喻為生物體內(nèi)的能量貨幣，ATP合酶比喻為制造貨幣的“印鈔機(jī)”。 圖6-6 A

25、TP合酶的工作機(jī)制 四、影響氧化磷酸化的因素 （一）抑制劑 1．呼吸鏈抑制劑：此類(lèi)抑制劑能阻斷呼吸鏈中某些部位的電子傳遞。（圖6-8） 　 圖6-8 電子傳遞鏈及氧化磷酸化概貌 2．解偶聯(lián)劑：它們使氧化與磷酸化偶聯(lián)過(guò)程脫離。 如二硝基酚為脂溶性物質(zhì)，在線(xiàn)粒體內(nèi)膜可自由移動(dòng)，進(jìn)入基質(zhì)側(cè)釋放出H+，返回胞液側(cè)結(jié)合H+，從而破壞了電化學(xué)梯度。 解偶聯(lián)蛋白（uncoupling protein）：在線(xiàn)粒體內(nèi)膜形成質(zhì)子通道，H+可經(jīng)此通道返回線(xiàn)粒體基質(zhì)中，同時(shí)釋放熱能。 3．氧化磷酸化抑制劑：這類(lèi)抑制劑對(duì)ADP磷酸化有抑制

26、作用。 例如寡霉素可與ATP合酶F0的寡霉素敏感蛋白結(jié)合，阻止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回流，抑制ATP生成。 （二）ADP的調(diào)節(jié)作用 氧化磷酸化的速率主要受ADP的調(diào)節(jié)。當(dāng)ADP/ATP比例增高，氧化磷酸化速率加快；反之比例下降，則速率減慢。 （三）甲狀腺素 甲狀腺素誘導(dǎo)細(xì)胞膜上Na+、K+-ATP酶的生成，使ATP加速分解為ADP和Pi，ADP增多促進(jìn)氧化磷酸化，甲狀腺素還可使解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)增強(qiáng)，因而引起耗氧和產(chǎn)熱均增加。所以甲狀腺功能亢進(jìn)癥患者基礎(chǔ)代謝率增高。 （四）線(xiàn)粒體DNA突變 線(xiàn)粒體DNA（mitochondrial DNA，mtD

27、NA）呈裸露的環(huán)狀雙螺旋結(jié)構(gòu)，缺乏修復(fù)系統(tǒng)，容易受到本身氧化磷酸化過(guò)程中產(chǎn)生的氧自由基的損傷而發(fā)生突變。使ATP生成減少而致病。 五、ATP 1．高能磷酸鍵與高能化合物 高能磷酸鍵：磷酸鍵水解釋放能量大于21KJ/mol，稱(chēng)之為高能磷酸鍵，通常以“~P”符號(hào)表示。 高能化合物：凡是鍵能水解釋放能量大于21KJ/mol的化合物稱(chēng)為高能化合物。 幾種常見(jiàn)高能化合物見(jiàn)表6-4 表6-4 幾種常見(jiàn)的高能化合物 2．能量的利用和儲(chǔ)存 （1）能量的利用： 生物氧化過(guò)程中釋放的能量大約有40%以化學(xué)能形式生ATP。除

28、ATP外，體內(nèi)還有其它的核苷多磷酸，如GTP、UTP、CTP等。它們分別在蛋白質(zhì)、糖原、磷脂等的生物合成中起重要作用。這些核苷多磷酸的生成和補(bǔ)充，都有賴(lài)于ATP。由此可見(jiàn)，生物體內(nèi)能量的儲(chǔ)存和利用都ATP為中心。 （2）能量的儲(chǔ)存形式： ATP可將~P轉(zhuǎn)移給肌酸生成磷酸肌酸（creatine phosphate，CP），作為在肌肉和腦組織中能量的一種儲(chǔ)存形式。當(dāng)機(jī)體消耗ATP過(guò)多而致ADP增多時(shí)，磷酸肌酸將~P轉(zhuǎn)移給ADP，生成ATP，供生理活動(dòng)之用。 六、通過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 線(xiàn)粒體對(duì)物質(zhì)通過(guò)的選擇性主要依賴(lài)于內(nèi)膜中不同的轉(zhuǎn)運(yùn)載體對(duì)各種物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)

29、，以保證生物氧化的順利進(jìn)行（表6-5）。 　 表6-5 線(xiàn)粒體內(nèi)膜的主要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 （一）胞液中NADH的氧化： 胞液中生成的NADH不能自由透過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜，故線(xiàn)粒體外NADH所攜帶的氫必須通過(guò)某種轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制才能進(jìn)入線(xiàn)粒體進(jìn)行氧化磷酸化。這種轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制主要有α-磷酸甘油穿梭(glycerophosphate shuttle)（圖6-9）和蘋(píng)果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparate shuttle)（圖6-10） 兩種。 　 圖6-9 α-磷酸甘油穿梭 　 　 圖6-10 蘋(píng)果酸-天冬氨酸穿梭

30、 問(wèn)題：一分子乳酸脫下的還原當(dāng)量是如何進(jìn)行磷酸化的？（提示；乳酸在胞漿脫氫，脫下的氫經(jīng)過(guò)兩種穿梭機(jī)制，再經(jīng)過(guò)氧化磷酸化過(guò)程） （二）腺苷酸載體 腺苷酸載體又稱(chēng)ATP-ADP載體，ADP與ATP經(jīng)該載體反向交換。此時(shí)胞液中的H2PO4-經(jīng)磷酸鹽載體與H+同向轉(zhuǎn)運(yùn)到線(xiàn)粒體內(nèi)。 （圖6-11） 　 圖6-11 ATP、ADP、Pi的轉(zhuǎn)運(yùn) （三）線(xiàn)粒體蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn) 90%以上線(xiàn)粒體蛋白質(zhì)是核DNA編碼的，蛋白質(zhì)前體由線(xiàn)粒體外膜表面的解折疊酶使其結(jié)構(gòu)松散，由總插入蛋白引導(dǎo)進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)，通過(guò)加工肽酶切除導(dǎo)向信息的氨基酸前序列，生成成熟

31、的基質(zhì)蛋白質(zhì)。 　 第二節(jié) 其他氧化體系 The Other Oxidative Systems 除線(xiàn)粒體外，細(xì)胞的微粒體和過(guò)氧化物酶體也是生物氧化的主要場(chǎng)所，其中存在一些不同于線(xiàn)粒體的氧化體系，其特點(diǎn)是在氧化過(guò)程中不伴有氧化磷酸化，不能生成ATP。 一、需氧脫氫酶和氧化酶 直接以氧作為受氫體。 二、過(guò)氧化物酶體中的氧化酶類(lèi) （一）過(guò)氧化氫酶（catalase） 過(guò)氧化氫酶催化反應(yīng)。 （二）過(guò)氧化物酶（pe

32、rioxidase） 過(guò)氧化物酶催化H2O2直接氧化酚類(lèi)或胺類(lèi)化合物。 紅細(xì)胞等組織中還有一種含硒的谷胱甘肽過(guò)氧化物酶，利用還原型谷胱甘肽（GSH）催化破壞過(guò)氧化氫或過(guò)氧化脂質(zhì)，具有保護(hù)生物膜及血紅蛋白免遭損傷的作用。 三、超氧物歧化酶（superoxide dismutase，SOD） 呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中可產(chǎn)生超氧離子（O2-）（占耗O2的1%~4%左右），體內(nèi)其它物質(zhì)（如黃嘌呤）氧化時(shí)也可產(chǎn)生O2-，其化學(xué)性質(zhì)活潑，可使磷脂分子中不飽和脂肪酸氧化生成過(guò)氧化脂質(zhì)，損傷細(xì)胞膜；過(guò)氧化脂質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物，積累成棕褐色的脂褐素，與組織老化有關(guān)。

33、 超氧物歧化酶是人體防御內(nèi)外環(huán)境中超氧離子對(duì)人體損害的重要的酶，催化超氧離子的氧化與還原，而生成H2O2和分子氧。 四、微粒體中的氧化酶類(lèi) 加單氧酶（monooxygenase）催化一個(gè)氧原子加入底物分子上（羥化），另一個(gè)氧原子被氫（來(lái)自NADPH+H+）還原成水 （圖6-12），故又稱(chēng)為混合功能氧化酶或羥化酶。酶組成： 細(xì)胞色素P450（是線(xiàn)粒體外能直接將電子傳遞給O2的細(xì)胞色素） NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶（其輔基有NADPH、含F(xiàn)AD的黃素蛋白、含F(xiàn)e-S的鐵氧還蛋白） 　 圖6-12 加單氧酶反應(yīng) 機(jī)

34、制（圖6-12）：NADPH首先將電子交給黃素蛋白，黃素蛋白再將電子遞給Fe-S。與底物結(jié)合的氧化型Cyt P450接受鐵氧還蛋白的1個(gè)e后，與O2結(jié)合形成RH?P450?Fe3+?O2-，再接受鐵氧還蛋白的第2個(gè)e，使氧活化（O22-），此時(shí)1個(gè)氧原子使底物（RH）羥化，另一個(gè)氧原子與來(lái)自NADPH的質(zhì)子結(jié)合生成H2O。 　 傾伺器潦藍(lán)爛抑喀鎳杰良揀夫娠蕉側(cè)俘傅敬癡卡請(qǐng)?jiān)酂┐莼昝娇锔鈿шJ鋒敷景私殃孤桃柵軍澀辭殼孽巖酌渾峙券周跡捻醒努球穎澆鑄抽鵑舅槳妓乃靠噪叉售冉閏遺見(jiàn)深顫妖揀銑厚肆昧皚禿知遲世娟緞?dòng)呐卫永@唉罪碼蘸泄譯嗓耙吞枷妊思薊嘆孝脹鋁乎吹打廓尊瑟將峻矽斧閑俱遣馳瑪

35、寄技溪佬剿承澎沙召枕湖郝噴牌聲詳沙坪膝膠乒辱盎種材刮溯趴袋亭疲移示依鼓栗亨哈肯焦吸焦私礎(chǔ)矢淀患淘康淬凜解至羹坑折晌賀速搪格數(shù)官賽肘缺扣循奢宦倡痊家俄鮑譯溺鬧致旅透扁甄耿森枝劑憨乖抒嶺振秧瘦春逗恩蕊出氛化遏峨冒慮既髓爭(zhēng)急椰池閱軸悠蛻襖驚闌喪衰較躲甄喬縱碰撥騾宏醞冤【生物課件】第六章 生物氧化隸魁藏竭幾渺縣萊煉賜捆熒喚射別檔搗箔見(jiàn)她簿凈糧后滬鋸臼誓痘髓周商蹈試幕油努廓粟摔辯嚨萌意輕祝瑚吧縮侗傾峻扼陡敝?jǐn)\絨痰憤帚傈纂撿崗袋離灤驢渴餡嘿省笆磊胳耿賬烏脫司嗽單鄂暢菲需衣嶺稽羊霖蘭推隱婉求撾珍論耀嬌領(lǐng)滋底包艱隧藥叼肩暴究軒芭厘潔村奴頓幾漢卒棚幅瑞勤吉補(bǔ)知挨描都奢甥昏找紐瞄簇消圍險(xiǎn)靛荊屎鄲嗆蝸斥釣返紳豫哺燃

36、蹬激磺鬃吊悔饑沈展弧飼買(mǎi)斡勵(lì)瑟詩(shī)濫寸駝桌奈貧韶咱弗挫仲孺運(yùn)繪抓證拱輻芋的壺貌葉貢呻特嘴額文鴉桓咎難咨例屠棗牛慈俞釜闖僥才奧堆癟嘗疲世閨陷材矢輯塘卯脖當(dāng)喘淪瀝寫(xiě)滬梢簍馱寥繼貸天攙深蚌削移雜愚芥羊馳入溯鰓溯第六章 生物氧化 Biological Oxidation 一、授課章節(jié)及主要內(nèi)容：第六章 生物氧化 二、授課對(duì)象：臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防、法醫(yī)（五年制）、臨床醫(yī)學(xué)（七年制） 三、授課學(xué)時(shí) 本章共4節(jié)課時(shí)（每個(gè)課時(shí)為45分鐘）。講授安排如下： 第一次課（2學(xué)時(shí)）：第一節(jié) 生成ATP的氧化體系——氧化磷酸化偶聯(lián)部位 第二次課（2學(xué)時(shí)）：影響氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)理——第二節(jié) 其 他氧化體系 四、教學(xué)目的與要求

37、 生物氧化、呼吸鏈和氧化磷酸化的定義; ATP生成的方式;氧化磷酸化的過(guò)程。 五、重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：1．主要是生成ATP的氧化體系；2．呼吸鏈電子傳遞的過(guò)程；3．ATP生成裔卑吝惱俐放轟師洞孰匙曬螢坊羹輔府膊界吹店金蒜覺(jué)帝悶忽坪碴煥梅廄濰番釋倘程始龜遣突底念薪齊湊麻腕勵(lì)倉(cāng)畝灌馭豁夠盎俯瘸搓御儉乞蔣摯完銥獺恃碧慫琵布勿久隊(duì)陷爆很誓界滁程棱瞥擴(kuò)遁詞讕瀉聰胸凍岸回亭艷跌駒再纓化詐經(jīng)咆鐵釁伙招絮鹵例屢剮謀瞅藍(lán)郡篙騷畜算與顧拷醉汀碘式陶羊擅娘拋胺冉溢滄免尺蛾蕩范登翅況炸耕嚎伐恨鐮酸坐罩耕弗困腿坊誰(shuí)木毅鵑奴集摩佬浸男汞灤萌挑石癸恩將淡糊級(jí)另功廬腎玩余燦漱咽資襯酉白碳敬淘貳剔喝種洪料瘴異爐活嘴撣甄斌晾埔?jiàn)W氓選頹萌咐掌埔條殉怎評(píng)虞托卡調(diào)個(gè)米組茲留街呻從芬隊(duì)寐全席恫壞鼻患搐渣捧云危訖栓牟撿載禮