1、 方式：方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的中间化合物，然后在酶催化下羧基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧脱羧而生成而生成COCO2 2。 类型：类型：氧化脱羧和单纯脱羧氧化脱羧和单纯脱羧例：例：+CO2H2N-CH-COOHR氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶CH2-NH2RCH3COSCoA+CO2CH3-C-COOH O丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系NAD+CoASHNADH+H+ 代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体（体（NADNAD+ +、NADPNADP+ +、FADFAD、FMNFMN等）所接受，再通过等）所接
2、受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H H2 2O O 。NAD+苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶12 O2NAD+电子传递链电子传递链 H2O2eO=2H+NADH+H+ HOOC-CH2-CH-COOHOHHOOC-CH2-C-COOHO能量转化成能量转化成ATP被利用被利用 转换为转换为光和热光和热 散失散失 生物氧化生物氧化 体外燃烧体外燃烧细胞内温和条件细胞内温和条件 高温、干燥高温、干燥（常温、常压、中性（常温、常压、中性pH）一系列酶促反应一系列酶促反应 无机催化剂无机催化剂逐步氧化放能，能量利用率高逐步氧化放能，能量利用率高 能量爆发释放能
3、量爆发释放 糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油 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 呼吸链呼吸链 ADP+Pi ATP ：分解：分解：氧化分解：氧化分解：氧化磷酸化：氧化磷酸化2H2H2H2H2H2H代谢物脱下的氢（电子）代谢物脱下的氢（电子）通过一系列中间传递体，最终通过一系列中间传递体，最终与氧结合生成水。这一系列电与氧结合生成水。这一系列电子传递体构成的链状复合体称子传递体构成的链状复合体称为为 电 子 传 递 链电 子 传 递 链 ( e l e c t r o n transfer chain) 又称又称呼吸链呼吸链(respiratory ch
4、ain) 。 按照电子的亲和力按照电子的亲和力递增递增的顺序传递的顺序传递 电子的传递仅发生在电子的传递仅发生在相邻相邻传递体之间传递体之间电子传递：NADH FMN Fe-SCoQu 功能功能: 将电子从将电子从NADH传递给泛醌传递给泛醌 (ubiquinone) 每传递每传递2个电子可将个电子可将4个个H+从内膜基质侧泵到从内膜基质侧泵到胞浆侧，胞浆侧，复合体复合体有质子泵功能。有质子泵功能。NAD+和和NADH相互转变相互转变以以FMN或或FAD为辅基的脱氢酶。为辅基的脱氢酶。FMN和和FAD结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环，结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还原反
5、应时不稳定中间产物是氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN 。 特点：在其分子结构中每个铁原子和4个硫原子结合，有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型,构成FeS中心，Fe与蛋白质分子中的4个Cys残基的巯基与蛋白质相连结。传递电子机理传递电子机理：通过通过FeFe2+2+、FeFe3+3+互变进行电子传递互变进行电子传递Fe3+ Fe2+e-e不同种类不同种类CoQCoQ侧链异戊二烯基数目不同侧链异戊二烯基数目不同脂溶性辅酶、可在脂双层中扩散脂溶性辅酶、可在脂双层中扩散OOCH3OCH3OCH3(CH2CH C CH2)nHCH3n=6-10灵活的电子载体灵活的电子载体还原成还原成QHQH2 2
6、氧化成氧化成Q Q电子和质子的传递体电子和质子的传递体半醌中间产物半醌中间产物NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2还原型还原型Fe-S 氧化型氧化型Fe-S QQH2复合体复合体的功能的功能 u 功能功能 将电子从琥珀酸传递给泛醌将电子从琥珀酸传递给泛醌 复合体复合体没有没有H+泵的功能泵的功能 复合体复合体 QH2 Cyt c b562; b566; Fe-S; c1 特点特点：以血红素（以血红素（heme）为辅基，血红素的主为辅基，血红素的主要成份为铁卟啉。要成份为铁卟啉。通过通过FeFe3+3+ Fe Fe2+2+ 互变起传递电子的作用互变起传递电子的作用l位于线粒体呼位于线粒体
7、呼吸链吸链末端末端的蛋的蛋白复合物白复合物l活性部分主要活性部分主要包括包括cytacyta和和a a3 3 由以下实验确定由以下实验确定 标准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三、呼吸链成分的排列顺序三、呼吸链成分的排列顺序例如例如: :CytaaCytaa3 3OO2 2: : G G0 0=-2=-2* *23.06223.062* *(0.82-0.29)=-23.9kcal(0.82-0.29)=-23.9kcal/ /molmolNADH + H+ + O2 H2O + NAD+G = -220kJ/molNADHFMNCoQFe-SC
8、yt c1O2Cyt bCyt cCyt aCyt a3Fe-SFADFe-S琥珀酸琥珀酸复合物复合物 II复合物复合物 IV复合物复合物 I复合物复合物 IIINADH-CoQ氧化还原酶氧化还原酶辅酶辅酶Q-细胞色素细胞色素c氧化还原酶氧化还原酶细胞色素细胞色素C氧化酶氧化酶琥珀酸琥珀酸-辅酶辅酶Q氧化还原酶氧化还原酶FADH2呼吸链呼吸链NADH呼吸链呼吸链独立体独立体I独立体独立体II(1)酰基磷酸化合物CH3COOPOO-O-乙酰磷酸乙酰磷酸-42.3KJ/molO-POO-NNNNNH2OHHOHHOHHOCH2O-POO-O-POO-ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）-30.5KJ
9、/molOPOOCOOHC OCH2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸61.9 KJ/molOPOONHC NHN CH3CH2COOH磷酸肌酸磷酸肌酸-43.1 KJ/mol3 3、硫酯键型、硫酯键型RCOSCoA酰基辅酶A-31.4 KJ/mol4 4、甲硫键型、甲硫键型COO-CHNH3+CH2CH2S+H3CAS-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 (SAM)-41.8 KJ/mol腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖 O P O P O P O-OOOO-O-O-ATP4- + H2O ADP3- + Pi2- + H+ G -30.5kJmol-1ADP3- + H2O AMP2- + Pi3- + H+ G
10、 -33.1kJmol-1 ATPATP是细胞内的是细胞内的“能量通货能量通货” ATPATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体是细胞内磷酸基团转移的中间载体PPPPATPP02108641214磷酸基团转移能磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油酸磷酸磷酸肌酸（磷酸基团储备物）6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油是是指在呼吸链电子传递过程中偶联指在呼吸链电子传递过程中偶联ADPADP磷酸化，生成磷酸化，生成ATPATP。在线粒体内膜进行。在线粒体内膜进行。一些高能键的一些高能键的底物分子直接偶联底物分子直接偶联ATPATP或或GTPGTP的生成。主要在胞浆和线粒体中进行。的生成。主要在胞浆和线粒体中进行。体内体内A
11、TPATP生成的方式：生成的方式：（二）线粒体中的酶（二）线粒体中的酶线粒体基质：线粒体基质：三羧酸循环、三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解脂肪酸氧化、氨基酸分解等有关的酶等有关的酶内膜与嵴：内膜与嵴：脱氢酶、电子脱氢酶、电子传递体系、偶联磷酸化的传递体系、偶联磷酸化的酶类酶类l头部含头部含5 5种不同的亚基种不同的亚基（3 3 、3 3 、1 1 、1 1 、1 1 ）lF F0 0与线粒体电子传递系与线粒体电子传递系统连接（质子通道）统连接（质子通道）头部：头部：ATPATP合酶（合酶（F1F1）基底部：疏水基底部：疏水PrPr，与内膜连接，与内膜连接（F FO O） 氧化磷酸化依赖于完整
12、封闭的线粒体内膜；氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜； 线粒体内膜对线粒体内膜对H+、OH、K、Cl离子是不通离子是不通透的；透的； 电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定的跨内膜电化学梯度；的跨内膜电化学梯度； 增加线粒体内膜外侧酸性可导致增加线粒体内膜外侧酸性可导致ATP合成，而线合成，而线粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯度，结果电子虽可以传递，但度，结果电子虽可以传递，但ATP生成减少。生成减少。 n 化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。l头部含头部含5
13、 5种不同的亚基种不同的亚基（3 3 、3 3 、1 1 、1 1 、1 1 ）lF F0 0与线粒体电子传递系与线粒体电子传递系统连接（质子通道）统连接（质子通道）Boyer和和Walker共同获得共同获得1997年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖“结合变化结合变化”学说学说ATP4- F0 F1 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 腺苷酸腺苷酸转运蛋白转运蛋白磷酸磷酸转运蛋白转运蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- 3H+ 3H+ H+ H+ H2PO4- H2PO4- ADP3- ADP3- n每分子ATP在线粒体中生成并转运到胞浆需4个H回流进入线粒体基质中NADHFMN(Fe-S)琥珀酸琥珀
14、酸FAD(Fe-S)CoQCytbCytc1Cyt cCyt aa3O2鱼藤酮鱼藤酮粉蝶霉素粉蝶霉素A A异戊巴比妥异戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A二巯基丙醇二巯基丙醇 CO、CN-、N3-及及H2S各种呼吸链抑制剂的阻断位点各种呼吸链抑制剂的阻断位点 解偶联剂解偶联剂(uncoupler)可使氧化与磷酸化的偶可使氧化与磷酸化的偶联相互分离，基本作用机制是联相互分离，基本作用机制是破坏破坏电子传递过程建电子传递过程建立的跨内膜的立的跨内膜的质子电化学梯度质子电化学梯度，使电化学梯度储存，使电化学梯度储存的的能量以热能形式释放能量以热能形式释放，ATP的生成受到抑制。的生成受到抑制。 如：二硝基苯
15、酚如：二硝基苯酚(dinitrophenol, DNP) ；解偶；解偶联蛋白联蛋白(uncoupling protein，UCP1)。脂溶性脂溶性增加膜对质子的通透性Heat is generated inBrown fat through theaction of thermogenin,an uncoupling protein.褐色脂肪的产热机制褐色脂肪的产热机制氧化磷酸化解偶联氧化磷酸化解偶联产热素产热素寡霉素寡霉素ATP合酶结构模式图合酶结构模式图可阻止质子从可阻止质子从F0质子通道回质子通道回流，抑制流，抑制ATP生生成。成。氧化磷酸化作用与细胞对氧化磷酸化作用与细胞对ATPATP
16、的需求相适应的需求相适应能荷=ATP+1/2ADPATP+ ADP+AMP1 1、生物氧化有何特点？以葡萄糖为例，比较体内氧化和体外氧化异同。、生物氧化有何特点？以葡萄糖为例，比较体内氧化和体外氧化异同。2 2、何谓高能化合物？体内、何谓高能化合物？体内ATP ATP 有那些生理功能？有那些生理功能？3 3、氰化物和一氧化碳为什麽能引起窒息死亡？原理何在？、氰化物和一氧化碳为什麽能引起窒息死亡？原理何在？4、简述化学渗透学说。简述化学渗透学说。5、呼吸链的组成成分有哪些？试述主要的呼吸链及排列顺序。呼吸链的组成成分有哪些？试述主要的呼吸链及排列顺序。名词解释名词解释生物氧化氧化磷酸化底物水平磷酸化呼吸链生物氧化氧化磷酸化底物水平磷酸化呼吸链 磷氧比（磷氧比（P0P0）能荷能荷
