CH2－COOH
磷酸烯醇式丙酮 酸羧激酶
COCOOH
GTP
GDP
➢β-氧化脱羧：
CH2 CO～ P + CO2 COOH
CHOH－COOH CH－COOH CH2－COOH
异柠檬酸脱氢酶
CO－COOH CH2
NAD+
NADH+H+ CH2－COOH
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+CO2
10
生物氧化中H2O的生成
真核生物线粒体内膜上的电子传递链作用下产生
H
H
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8
生物氧化中CO2生成方式
➢α-单纯脱羧：
R－CH－COOH NH2
R－CH2NH2 + CO2 氨基酸脱羧酶
a-氨基酸
胺
➢α-氧化脱羧：
O CH3－C－COOH
丙酮酸脱氢酶系
CH3CO～SCoA +CO2
HSCoA NAD+
NADH+H+
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9
生物氧化中CO2生成方式
➢β-单纯脱羧：
第六章
生物氧化
Biological Oxidation
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1
生物氧化概述
▪ 生物氧化的概念、方式、特点 ▪ ATP
第一节 生成ATP的氧化磷酸化体系
▪ 氧化呼吸链 ▪ 氧化磷酸化 ▪ 氧化磷酸化的影响因素 ▪ 线粒体内膜的物质转运
第二节 不生成ATP的氧化体系
生物氧化概述
Introduction to Biological oxidation
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12
基质中脱氢、产生CO2
CO2、H2O、能量的产生位置 ——线粒体
产H2O 产能
真核细胞
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13
线粒体
主要功能： 氧化营养物，生成ATP。
• 结构： 外膜：通透性较高 内膜：对物质的通过有 严格选择性 内膜高度折叠形成嵴 膜间腔 基质
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基质
外膜
嵴
膜间腔
F 1 -F 0 复合体
➢概念
在线粒体内膜上具有氧化还原功能的酶和 辅酶按一定顺序排列组成，能传递氢和电子的 链 式 反 应 体 系 称 为 电 子 传 递 链 （ electron transfer chain）。
脱氢辅酶
MH2 -2H 递氢体
2H+
电子传递体 氧化酶
2e
1/2 O2
O2-
H2O
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11
生物氧化
体外氧化 (燃烧)
反应性质 产物 耗氧量 环境 条件 能量释放方式 产物生成方式
相 同（氧化还原反应）
相 同（ CO2、H2O ） 相同
细胞内
体外
体温，需酶
高温，不需酶
逐步释放
骤然释放
水由代谢物脱下的氢 水和CO2由物质中 与氧结合产生，CO2 的碳和氢直接与氧 由有机酸脱羧产生 结合产生
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3
Chapter Biologic Oxidation 第 章 生物氧化
Catalase 过氧化氢酶 Cytochrome 细胞色素 Electron transfer chain 电子传递链 Flavoprotein 黄素蛋白 Glycerophosphate shuttle 磷酸甘油穿梭 Iron-sulfur protein 铁硫蛋白 Malate-aspartate shuttle 苹果酸－天冬氨酸穿梭 Monooxygenase 加单氧酶 Oxidative phosphorylation 氧化磷酸化 Perioxidase 过氧化物酶 Superoxide dismutase 超氧化物歧化酶 Ubiquinone 泛醌
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5
* 生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
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6
生物氧化中物质氧化方式
➢ 脱氢 COOH
COOH
HO CH
C=O + 2H
CH3
CH3 (2H+ + 2e)
➢加氧 RCHO + 1/2 O2 RCOOH
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
肌酸
磷酸 肌酸
ADP
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
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22
第一节
生成ATP的氧化磷酸化体系
The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing
➢脱电子 Fe2+
Fe3+ + e
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7
生物氧化中的CO2的生成
绝大部分有机物生物氧化中的CO2生成是经 ？ 中的脱羧作用产生的。
答案：三羧酸循环
其他一些CO2产生途径如： 糖异生
草酰乙酸 + GTP → PEP +GDP + CO2 氨基酸脱羧
NH2
脱羧酶
R C COOH
NH2
R C H +CO2
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19
磷酸肌酸
磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。
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20
Q：下列哪些化合物属于高能磷酸键化合物？
A：1,6-二磷酸果糖
B： 三磷酸肌醇
C： 磷酸烯醇式丙酮酸
D：磷酸肌酸
E：UTP
(CDE)
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21
ATP的生成和利用 ATP
生物体内能量 的储存和利用都以 ATP为中心。
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4
一、生物氧化（biological oxidation）的概念
糖
脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
能量
ADP+Pi ATP
热能
营养物质在生物体内进行的氧化称生物氧化，主要指糖、
脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。
此过程需耗氧、排出CO2，又在活细胞内进行，故又称 细胞呼吸(cellular respiration)。
△E0′
(kcal/mol) (－14.8) (－12.3) (－11.8) (－10.3) (－7.3) (－7.5) (－6.6) (－6.6) (－5.0)
腺苷酸激酶的作用
ADP
核苷二磷酸激酶的作用
ATP + UDP ATP + CDP ATP + GDP
ADP + UTP ADP + CTP ADP + GTP
内膜
线粒体结构模式图
14
二、ATP
O
-
O P O
γ～ -
O
O P
～β
O
O-
O Pα O-
NH2 NN
NN O
CH2 O
OH OH AMP
ADP
ATP
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16
高能磷酸键与高能磷酸化合物
高能磷酸键 水解时释放的能量大于21KJ/mol的磷酸
酯键，常表示为 P。
高能磷酸化合物 含有高能磷酸键的化合物
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17
一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能
化合物
磷酸烯醇式丙酮酸 氨基甲酰磷酸
1，3-二磷酸甘油酸 磷酸肌酸
ATP →ADP＋Pi 乙酰辅酶A
ADP →AMP＋Pi 焦磷酸
1-磷酸葡萄糖
kJ/mol －61.9 －51.4 －49.3 －43.1 －30.5 －31.5 －27.6 －27.6 －20.9