P114
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生物氧化
生物氧化的特点：
• 1是在体温条件下进行，通过酶的催化作用， 有机分子发生一系列的化学变化，在此过
程中逐步氧化并释放能量。
• 2在氧化过程中产生的能量贮存在ATP中。
P114
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电子传递和氧化呼吸链
• 氧化磷酸化作用是电子在沿着电子传
4H+
复 合 体Ⅰ中 电 子 转 移 和 质 子 流
膜间空间
QH2
内膜
Q
基质
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复合体Ⅱ
2单 电 子 转移
FAD e 2e
2单 电 子 转移
Fe-S
e
b560
膜间空间
QH2
内膜
Q
基质
琥珀酸
延胡索酸 + 2H + 通 过 复 合 体Ⅱ的 电 子 流
2H +
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第24章 生物氧化-电 子传递和氧化磷酸
化作用
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生物氧化
有机分子在细胞内氧化分解成二氧化碳 和水并释放出能量形成ATP的过程，称 为生物氧化。
P114
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生物氧化
生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中 的一系列氧化-还原反应，所以又称为 细胞氧化或细胞呼吸，有时也称组织呼 吸。
O
CH3O
CH3
CH3O O
(CH2CH C CH2)nH CH3
n=6-10
细胞色素
• （简写为cyt. ）是含铁的电子传递体，辅基为铁 卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构成 血红素。各种细胞色素的辅基结构略有不同。线 粒体呼吸链中主要含有细胞色素a, b, c 和c1等， 组成它们的辅基分别为血红素A、B和C。细胞色 素a, b, c可以通过它们的紫外-可见吸收光谱来鉴 别。
Fe-S Cyt b
Cyt c1
Cyt c
Cyt a Cyt a3 O 2
-0.4
NADH
-0.2
NAD+
复合物Ⅰ
200 电子传递途径
NADH- 辅酶 Q
氧化还原酶 0
琥珀酸
Q
辅酶 Q - 细胞色素 c
0.2
延胡索酸
复合物 Ⅲ 氧化还原酶
Cyt c
100
复合物Ⅱ
0.4
琥珀酸 - 辅酶 Q
氧化还原酶 0.6
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Cys S
S Cys
S
Fe
Fe
Cys S
S
S Cys
S Cys S Cys S Fe
Fe
Fe S
S
S Cys S Fe S Cys
[2Fe-2S]
[4Fe-4S]
• 铁硫蛋白([简2Fe-2写S] 和为[4FFee-两4S-种] S类)型是铁-一硫簇种的结与构 电子传递有关的蛋白质，
复合物 Ⅳ 细胞色素 c
氧化酶
1/2O2 + 2H +
0.8
H2O
0
1.0
电子传递反应的次序
呼吸链传递顺序
COOH 2H FAD
CH2CH2COOH
Fe*S Cytb
复合物II （琥珀酸脱氢酶）
2H
SH2
NAD+
2Hale Waihona Puke e-FM NH2 2HFe S
CoQ
2e-
2Cyt-Fe2+
－21 O2
S
NADH
• 细胞色素主要是通过Fe3+ Fe2+ 的互变起传递 电子的作用的。
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CH 2
H 3C
CH
1
2
H3C 8
H2C 7 H2C OOC
N
N Fe N
N
6
H2C
5
CH3
3 CH3
4 CH CH2
H2C
OOC
细胞色素 b血红素基团的结构
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+ H 2H
FM N Fe S
CoQH2
复合物I
2e-
2Cyt-Fe3+ 2H+
O2- H2O
（ NADH-泛 醌 还 原 酶 ）
CoQ
2eCyt-Fe2+ Cyt-Fe3+
Fe-S
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+
2e
-
－21 O2
b
c1
c
a
a3
Fe-S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
递链传递过程中所伴随的，将ADP磷酸 化而形成ATP的全过程。 • 这个过程又称为氧化呼吸或呼吸代谢。
P118
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电子传递和氧化呼吸链
呼吸链或电子传递链：电子从NADH到
O2的传递所经过的途径形象地称为电子传 递链或称呼吸链(respiratory chain).
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
复合物III （泛醌－细胞色素 c还原酶）
复合物IV （细胞色素 c氧化酶）
－
• NADH：
• 它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得到的产物。 NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要电 子供体之一。
它与NADHQ还原酶的其它蛋白质组分结合成复合物
形式存在。它主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在。
(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。铁硫蛋
白通过Fe3+ Fe2+ 变化起传递电子的作用
泛醌
• （简写为Q）或辅酶-Q（CoQ）：它是电 子传递链中唯一的非蛋白电子载体。为一 种脂溶性醌类化合物。
P119
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电子传递和氧化呼吸链
呼吸链或电子传递链组成： NADH－Q还原酶 （复合体Ⅰ） 琥珀酸－Q还原酶 （复合体Ⅱ） 细胞色素还原酶 （复合体Ⅲ） 细胞色素氧化酶 （复合体Ⅳ）
P119
呼吸链组成
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NADH FMN Fe-S Q Succinate FAD Fe-S
CH 3
CH2 Cys
H 3C
CH S
1
2
N H3C 8
N Fe N
3 CH3
H2C 7 H2C
N
6
5
4 CH S CH2 Cys
CH 3
OOC
H2C
CH3
H2C OOC
细胞色素 c血红素基团的结构
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CH3 H CH2 (CH2 C C CH2)3 H
H 3C
CH OH
1
2
O
H C8
N
N Fe N
3 CH3
H2C 7 H2C OOC
N
6
H2C
5
CH3
4 CH CH2
H2C OOC
细胞色素 a血红素基团的结构
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复合体Ⅰ
FMN
FMNH 2
2单 电 子 转移
e
Fe-S 2H +
2单 电 子 转移
e
NADH H+
NAD +
2H +
c
2单 电 子
Q
转移
QH2
e
复合体 Ⅲ
2H +
复合体 Ⅲ中电子传递和质子流
膜间空间 内膜 基质
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