生物氧化 总结

生物氧化

一. 生物氧化

1. 概念：物质在生物体内进行氧化，主要是糖、脂肪和蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成二氧化碳和水的过程。氧化方式包括加氧、脱氢及失电子。 2. 特点

1) 在细胞内温和的环境中（体温，PH接近中性）进行。 2) 在一系列酶的催化下进行。 3) 能量逐步释放。

4) 水是由脱下的氢和氧直接结合产生的。 5) 二氧化碳是由有机酸脱羧产生的。 二. 生成ATP的体系 (一) 呼吸链

1. 概念：营养物质代谢脱下的成对的氢原子通过许多酶和辅酶所催化的氧化还原连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，逐步释放能量。此过程与细胞呼吸有关，故称呼吸链或电子传递链。

2. 组成和排列顺序：呼吸链位于线粒体内膜上，由4种酶复合体和2种游离的的电子传递体组成。

NADH→FMN(Fe-S)→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→1/2O2琥珀酸→FAD(Fe-S)↗

(二) 氧化磷酸化

1. 概念：在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化生成ATP。

2. 偶联部位：根据P/O比值和自由能变化都可以确定氧化磷酸化部位。

3. P/O比值：物质氧化时，每消耗1mol原子氧所消耗无机磷的摩尔数（或ADP摩尔数），即生成ATP摩尔数。

(三) 氧化磷酸化偶联机制

化学渗透学说是解释氧化磷酸化偶联机制的主要学说。该假说认为，电子经呼吸链传递释放的能量，可将氢离子从线粒体内膜的基质侧泵到内膜外侧，产生质子电化学梯度储存能量。

ATP合酶又称复合体Ⅴ，由F0和F1两部分构成。F0（疏水部分）是质子回流的通道，F1（亲水部分）的功能是催化生成ATP,催化部位在β亚基上。 (四) 影响氧化磷酸化的因素

1. 呼吸链抑制剂

1) 鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥与Ⅰ中的铁硫蛋白结合，阻断到泛醌的电子传递。

2) 而巯基丙酮、抗毒素A抑制酶复合体Ⅲ中电子由Cytb→Cytc1

3) CO、氰化物、硫化氢和叠氮化合物抑制酶复合体Ⅳ中电子由Cytaa3→1/2O2的传递

2. 解偶联剂：二硝基苯酚（DNP）和解偶联蛋白（UCP1）可使氧化和磷酸化过程脱离，即电子传递过程泵出的氢质

子不经ATP合酶的F0质子通道回流，破坏膜内外的质子电化学梯度，使ATP的生成受抑，能量以热能形式释放。 3. ATP合酶抑制剂：同时抑制电子传递和ATP的生成 4. ADP浓度增高：促进氧化磷酸化，反之抑制。

5. 甲状腺素：可诱导细胞膜上的Na，K-ATP酶的合成 ，从而促进ATP分解生成ADP，ADP又可加速氧化磷酸化。甲状腺素还能使解偶联蛋白基因表达增加引起耗氧和产热增加。

6. 线粒体DNA突变：呼吸链氧化磷酸化中的很多蛋白都是由线粒体DNA编码，线粒体DNA由于缺少蛋白质的保护和损伤修复系统，很容易变性，从而影响氧化磷酸化。

(五) ATP：在肌肉中高能磷酸键贮存在磷酸肌酸中。 (六) 胞质中NADH的氧化

胞质中生成的NADH不能自由线粒体内膜，必须通过2中穿梭机制进入线粒体后才能进行氧化磷酸化。

1. α-磷酸甘油穿梭：主要在脑和骨骼肌。胞质中的NADH+H经α-磷酸甘油穿梭进入线粒体生成1.5ATP

2. 苹果酸-天冬氨酸穿梭：主要在肝和心肌。胞质中的NADH+H经苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体能生成2.5ATP.