生物氧化-课件

,目录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物氧化,生物氧化,1,第6章,Biological Oxidation,第6章Biological Oxidation,2,物质在生物体内进行氧化称,生物氧化,(biological oxidation),，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CO,2,和 H,2,O的过程。,糖,脂肪,蛋白质,CO,2,和H,2,O,O,2,能量,ADP+Pi,ATP,热能,生物氧化的概念,物质在生物体内进行氧化称生物氧化(biological ox,生物氧化与体外氧化之相同点,生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。,质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物(CO,2,，H,2,O)和释放能量均相同。,生物氧化与体外氧化之相同点生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱,反应环境温和，酶促反应逐步进行，能量逐步释放，能量容易捕获，ATP生成效率高。,通过加水脱氢反应使物质能间接获得氧，并增加脱氢的机会；脱下的氢与氧结合产生H,2,O，有机酸脱羧产生CO,2,。,生物氧化与体外氧化之不同点,生物氧化,体外氧化,能量突然释放。,物质中的碳和氢直接氧结合生成,CO,2,和,H,2,O,。,反应环境温和，酶促反应逐步进行，能量逐步释放，能量容易捕获，,糖原,三酯酰甘油,蛋白质,葡萄糖,脂酸+甘油,氨基酸,乙酰CoA,TAC,2H,呼吸链,H,2,O,ADP+Pi,ATP,CO,2,生物氧化的一般过程,糖原 三酯酰甘油 蛋白质 葡萄糖 脂酸+甘油 氨基,第一节 生成,ATP,的氧化磷酸化体系,The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing,第一节 生成ATP的氧化磷酸化体系The Oxidati,指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递功能的酶复合体，可通过链锁的氧化还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。这一系列酶和辅酶称为,呼吸链(respiratory chain),又称,电子传递链(electron transfer chain)。,一、呼吸链,定义,递氢体和电子传递体（2H,2H,+,+2e）,组成,指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递功能的酶复合,酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存在形式，所含各组分具体完成电子传递过程。电子传递过程释放的能量驱动H,+,移出线粒体内膜，转变为跨内膜H,+,梯度的能量，再用于ATP的生物合成。,（一）氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成,酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存在形式，所含各组分具体,人线粒体呼吸链复合体,复合体,酶名称,质量(kD),多肽链数,功能辅基,含结合位点,复合体,NADH-泛醌还原酶,850,39,FMN，Fe-S,NADH（基质侧）,CoQ（脂质核心）,复合体,琥珀酸-泛醌还原酶,140,4,FAD，Fe-S,琥珀酸（基质侧）,CoQ（脂质核心）,复合体,泛醌-细胞色素C还原酶,250,11,血红素b,L,b,H,c,1,Fe-S,Cyt c（膜间隙侧）,细胞色素c,13,1,血红素c,Cyt c,1,，Cyt a,复合体,细胞色素C氧化酶,162,13,血红素a，a,3,，,Cu,A,Cu,B,Cyt c（膜间隙侧）,泛醌不包含在上述四种复合体中。,人线粒体呼吸链复合体复合体酶名称质量(kD)多肽链数功能辅基,Cytc,ox,NAD,H,+,H,+,NAD,+,1/2O,2,+,2H,+,H,2,O,胞液侧,基质侧,线粒体内膜,QH2,Q,延胡索酸,琥珀酸,QH2,Q,4H,+,4H,+,4H,+,4H,+,Cytc,ox,Cytc,red,Cytc,red,4H,+,4H,+,电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置,CytcNADH+H+NAD+1/2O2+2H+,复合体又称NADH-泛醌还原酶。,复合体电子传递：,NADHFMNFe-S CoQ Fe-S CoQ,每传递2个电子可将4个H,+,从内膜基质侧泵到胞浆侧，,复合体有质子泵功能,。,1、复合体作用是将NADH+H,+,中的电子传递给泛醌(ubiquinone),复合体又称NADH-泛醌还原酶。1、复合体作用是将NAD,NAD,+,和NADP,+,的结构,R=H:NAD,+,;R=H,2,PO,3,:NADP,+,NAD+和NADP+的结构R=H:NAD+;R,NAD,+,（NADP,+,）和NADH（NADPH）相互转变,氧化还原反应时变化发生在,五价氮,和,三价氮,之间。,NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变氧化还,FMN结构中含,核黄素,，发挥功能的部位是,异咯嗪环,，氧化还原反应时不稳定中间产物是,FMN,。在可逆的氧化还原反应中显示3种分子状态，属于,单、双电子传递体。,FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还原反应,铁硫蛋白中辅基,铁硫中心(Fe-S),含有等量铁原子和硫原子，其中一个铁原子可进行,Fe,2+,Fe,3+,+e,反应传递电子。,属于单电子传递体,。,表示无机硫,铁硫蛋白中辅基铁硫中心(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子，其,铁硫蛋白,S,S,无机硫,半胱氨酸硫,铁硫蛋白 SS无机硫半胱氨酸硫,泛醌（辅酶Q,CoQ,Q）由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链（人CoQ,10,），氧化还原反应时可生成中间产物,半醌型泛醌,。内膜中,可移动电子载体,，在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子。在,电子传递和质子移动,的偶联中起着核心作用。,泛醌（辅酶Q,CoQ,Q）由多个异戊二烯连接形成较长的疏,复合体的功能,NADH+H,+,NAD,+,FMN,FMNH,2,还原型Fe-S,氧化型Fe-S,Q,QH,2,复合体的功能 NADH+H+NAD+FMN FMNH,复合体是三羧酸循环中的,琥珀酸脱氢酶,，又称,琥珀酸-泛醌还原酶,。,电子传递：,琥珀酸FAD几种Fe-S CoQ,复合体,没有H,+,泵的功能,。,2、复合体功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌。,复合体是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶，又称琥珀酸-泛醌还原酶,生物氧化-课件,3、复合体功能是将电子从还原型泛醌传递给细胞色素c。,复合体又叫,泛醌-细胞色素C还原酶,，细胞色素b-c1复合体，含有细胞色素b(b562,b566)、细胞色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。,泛醌,从复合体、募集还原当量和电子并穿梭传递到复合体。,电子传递过程：,CoQH2(Cyt bLCyt bH)Fe-S Cytc1Cytc,3、复合体功能是将电子从还原型泛醌传递给细胞色素c。复合体,细胞色素(cytochrome,Cyt),细胞色素是一类以,铁卟啉为辅基的催化电子传递的酶类,，根据它们吸收光谱不同而分类。,细胞色素(cytochrome,Cyt)细胞色素是一类以,复合体的电子传递通过,“Q循环”,实现。,复合体每传递2个电子向内膜胞浆侧释放4个H,+,，,复合体也有质子泵作用,。,Cyt c是,呼吸链唯一水溶性球状蛋白,，不包含在复合体中。将获得的电子传递到复合体。,复合体的电子传递通过“Q循环”实现。,复合体又称,细胞色素C氧化酶,(cytochrome c oxidase)。,电子传递：,Cyt cCuACyt aCyt a,3,CuBO,2,Cyt a,3,CuB形成活性双核中心，将电子传递给O,2,。每2个电子传递过程使2个H,+,跨内膜向胞浆侧转移。,4、复合体将电子从细胞色素C传递给氧,复合体又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c ox,复合体的电子传递过程,复合体的电子传递过程,细胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O,2,还原成水的过程，有强氧化性中间物始终和双核中心紧密结合，不会引起细胞损伤。,细胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2还原成水的过程，,标准氧化还原电位,拆开和重组,特异抑制剂阻断,还原状态呼吸链缓慢给氧,（二）氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低到高的顺序排列,由以下实验确定:,标准氧化还原电位（二）氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低到高的,呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位,氧化还原对,E,0,(V),氧化还原对,E,0,(V),NAD,+,/NADN+H,+,0.32,Cyt c1 Fe,3+,/Fe,2+,0.22,FMN/FMNH,2,0.219,Cyt c Fe,3+,/Fe,2+,0.254,FAD/FADH,2,0.219,Cyt a Fe,3+,/Fe,2+,0.29,Cyt b,L,(b,H,)Fe,3+,/Fe,2+,0.05(0.10),Cyt a3 Fe,3+,/Fe,2+,0.35,Q,10,/Q,10,H,2,0.06,1/2O,2,/H,2,O,0.816,呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位氧化还原对E0(V,1、NADH氧化呼吸链,NADH 复合体Q 复合体Cyt c 复合体O,2,2、琥珀酸氧化呼吸链,琥珀酸 复合体 Q 复合体Cyt c 复合体O,2,1、NADH氧化呼吸链,NADH,FMN,(Fe-S),琥珀酸,FAD,(Fe-S),CoQ,Cyt bCyt cCyt c,Cyt aa,3,O,2,NADH氧化呼吸链,FADH,2,氧化呼吸链,NADHFMN琥珀酸FADCoQCyt bCyt cCy,二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP偶联,氧化磷酸化(oxidative phosphorylation),是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为,偶联磷酸化,。,底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation),与脱氢反应偶联，生成底物分子的高能键，使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经电子传递。,ATP生成方式,二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP偶联,（一）氧化磷酸化偶联部位在复合体、内,根据P/O比值,自由能变化:G=-nFE,氧化磷酸化偶联部位：,复合体、,（一）氧化磷酸化偶联部位在复合体、内根据P/O比值氧,线,粒,体,离,体,实,验,测,得,的,一,些,底,物,的,P/O,比,值,底,物,呼,吸,链,的,组,成,P/O,比,值,可,能,生,成,的,ATP,数,-,羟,丁,酸,NAD,+,复,合,体,CoQ,复,合,体,2.5,2.5,Cyt,c,复,合,体,O,2,琥,珀,酸,复,合,体,CoQ,复,合,体,1.5 1.5,Cyt,c,复,合,体,O,2,抗,坏,血,酸,Cyt,c,复,合,体,O,2,0.88,1,细,胞,色,素,c(Fe,2+,),复,合,体,O,2,0.61,-,0.68 1,1、P/O 比值,指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2摩尔O,2,所生成ATP的摩尔数（或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数）。,线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值底物呼吸链的组成P/,2、自由能变化,根据热力学公式，pH7.0时标准自由能变化(G0)与还原电位变化(E0)之间有以下关系：,n为传递电子数；F为法拉第常数(96.5kJ/molV),G0=-nFE0,2、自由能变化根据热力学公式，pH7.0时标准自由能变化(,电子传递链自由能变化,电子传递链自由能变化,ATP,ATP,ATP,氧化磷酸化偶联部位,NADH,FMN,(Fe-S),琥珀酸,FAD,(Fe-S),CoQ,Cyt bCyt cCyt c,Cyt aa,3,O,2,ATPATP ATP氧化磷酸化偶联部位NADHFMN琥珀,(二)氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度,1、化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis),电子经呼吸链传递时，可将质子(H,+,)从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。,(二)氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度1、化学,氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜；,线粒体内膜对H,+,、OH,、K,、Cl,离子是不通透的；,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；,增加线粒体内膜外侧酸性可导致ATP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度，结果电子虽可以传递，但ATP生成减少。,化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。,氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜；化学渗透假说已经得到广,线粒体基质,线粒体膜,+,-,H,+,O,2,H,2,O,H,+,e,-,ADP,+,Pi,ATP,化学渗透假说简单示意图,线粒体基质 线粒体膜+-,F,0,F,1,Cyt c,Q,NAD,H,+,H,+,NAD,+,延胡索酸,琥珀酸,H,+,1/2O,2,+,2H,+,H,2,O,ADP+Pi,ATP,4H,+,2H,+,4H,+,胞液侧,基质侧,+,-,电子传递过程,复合体(4H,+,)、(4 H,+,)和(2H,+,)有质子泵功能,。,F0 F1 Cyt c Q NADH+H+,化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响,化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响,（三）质子顺梯度回流释放能量被ATP合酶利用催化ATP合成,F1：亲水部分,（动物：,3,3,亚基复合体，OSCP、IF1,亚基,），线粒体内膜的基质侧颗粒状突起，,催化ATP合成,。,F0：疏水部分,（ab,2,c,912,亚基，动物还有其他辅助亚基），镶嵌在线粒体内膜中，形成,跨内膜质子通道,。,ATP合酶结构组成,（三）质子顺梯度回流释放能量被ATP合酶利用催化ATP合成,生物氧化-课件,ATP合酶组成可旋转的发动机样结构,F0的2个b亚基的一端锚定F1的亚基，另一端通过和33稳固结合，使a、b,2,和,3,3,、亚基组成稳定的,定子部分,。,部分和亚基共同形成穿过,3,3,间中轴，还与1个亚基疏松结合作用，下端与嵌入内膜的c亚基环紧密结合。c亚基环、和亚基组成,转子部分,。,质子,顺梯度向基质,回流,时，转子部分相对定子部分旋转，使ATP合酶利用释放的能量,合成ATP,。,ATP合酶组成可旋转的发动机样结构 F0的2个b亚基的一端锚,图合酶和质子的跨膜流动机制模式图,图合酶和质子的跨膜流动机制模式图,当H,+,顺浓度递度经F,0,中a亚基和c亚基之间回流时，,亚基发生旋转,，3个,亚基的构象发生改变,。,ATP合酶的工作机制,ATP合成的结合变构机制(binding change mechanism),当H+顺浓度递度经F0中a亚基和c亚基之间回流时，亚基发生,三、氧化磷酸化作用可受某些内外源因素影响,（一）有3类氧化磷酸化抑制剂,1、呼吸链抑制剂阻断氧化磷酸化的电子传递过程,复合体抑制剂：鱼藤酮(rotenone)、粉蝶霉素A(piericidin A)及异戊巴比妥(amobarbital)等,阻断传递电子到泛醌,。,复合体的抑制剂：萎锈灵(carboxin)。,三、氧化磷酸化作用可受某些内外源因素影响（一）有3类氧化磷酸,复合体抑制剂：抗霉素A(antimycin A),阻断Cyt bH传递电子到泛醌(,Q,N,),；粘噻唑菌醇则作用,Q,P,位点,。,复合体 抑制剂：CN,、N,3,紧密结合中氧化型Cyt a,3,，阻断电子由Cyt a到CuB-Cyt a,3,间传递。CO与还原型Cyt a,3,结合，,阻断电子传递给O,2,。,复合体抑制剂：抗霉素A(antimycin A)阻断Cyt,NADH,FMN,(Fe-S),琥珀酸,FAD,(Fe-S),CoQ,Cyt bCyt cCyt c,Cyt aa,3,O,2,鱼藤酮,粉蝶霉素A,异戊巴比妥,抗霉素A,二巯基丙醇,CO、CN,-,、,N,3,-,及H,2,S,各种呼吸链抑制剂的阻断位点,NADHFMN琥珀酸FADCoQCyt bCyt cCy,不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响,不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响,2、解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度,解偶联剂(uncoupler),可使氧化与磷酸化的偶联相互分离，基本作用机制是,破坏,电子传递过程建立的跨内膜的,质子电化学梯度,，使电化学梯度储存的,能量以热能形式释放,，ATP的生成受到抑制。,如：二硝基苯酚(dinitrophenol,DNP)；解偶联蛋白(uncoupling protein，UCP1)。,2、解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度 解偶联剂(,解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）,F,0,F,1,Cyt c,Q,胞液侧,基质侧,解偶联,蛋白,热能,H,+,H,+,ADP+Pi,ATP,解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）F0 F,3、ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成,这类抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。例如寡霉素(oligomycin)可结合F,0,单位，二环己基碳二亚胺(dicyclohexyl carbodiimide,DCCP)共价结合F,0,的c亚基谷氨酸残基，阻断质子从F,0,质子半通道回流，抑制ATP合酶活性。由于线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高影响呼吸链质子泵的功能，继而抑制电子传递。,3、ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成这类抑制剂,寡霉素(oligomycin),寡霉素,ATP合酶结构模式图,可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成。,寡霉素(oligomycin)寡霉素ATP合酶结构模式图,Na,+,，K,+,ATP酶和解偶联蛋白基因表达均增加。,（二）ADP 是调节正常人体氧化磷酸化速率的主要因素。,呼吸控制率(respiratory control ratio,RCR),（三）甲状腺激素刺激机体耗氧量和产热同时增加。,（四）线粒体DNA突变可影响机体氧化磷酸化功能。,Na+，K+ATP酶和解偶联蛋白基因表达均增加。（二）AD,电子传递链及氧化磷酸化系统概貌,H,+,跨膜质子电化学梯度；,H,+,m,内膜基质侧H,+,；,H,+,c,内膜胞液侧H,+,电子传递链及氧化磷酸化系统概貌H+跨膜质子电化学梯度；,四、ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用,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,四、ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用高能磷酸,化合物,E,0,kJ/mol,(kcal/mol),磷酸烯醇式丙酮酸,61.9,(14.8),氨基甲酰磷酸,51.4,(12.3),1，3-二磷酸甘油酸,49.3,(11.8),磷酸肌酸,43.1,(10.3),ATP ADPPi,30.5,(7.3),乙酰辅酶A,31.5,(7.5),ADP AMPPi,27.6,(6.6),焦磷酸,27.6,(6.6),1-磷酸葡萄糖,20.9,(5.0),一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能,化合物E0kJ/mol(kcal/mol)磷酸烯醇式丙酮,核苷二磷酸激酶的作用,ATP+UDP ADP+UTP,ATP+CDP ADP+CTP,ATP+GDP ADP+GTP,腺苷酸激酶的作用,ADP+ADP ATP+AMP,核苷二磷酸激酶的作用腺苷酸激酶的作用,肌酸激酶的作用,磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。,肌酸激酶的作用磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。,ATP,的生成和利用,ATP,ADP,肌酸,磷酸,肌酸,氧化磷酸化,底物水平磷酸化,P,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),生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。,ATP的生成和利用ATP ADP 肌酸 磷酸,五、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运,线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。,五、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运线粒体外膜通透性高，线,转运蛋白,进入线粒体,出线粒体,ATP-ADP转位酶,ADP,3-,ATP,4-,磷酸盐转运蛋白,H,2,PO,4,-,+H,+,二羧酸转运蛋白,HPO,4,2-,苹果酸,-酮戊二酸转运蛋白,苹果酸,-酮戊二酸,天冬氨酸-谷氨酸转运蛋白,谷氨酸,天冬氨酸,单羧酸转运蛋白,丙酮酸,OH,-,三羧酸转运蛋白,苹果酸,柠檬酸,碱性氨基酸转运蛋白,鸟氨酸,瓜氨酸,肉碱转运蛋白,脂酰肉碱,肉碱,线粒体内膜的某些转运蛋白对代谢物的转运,转运蛋白进入线粒体出线粒体ATP-ADP转位酶ADP3-AT,（一）胞浆中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧化呼吸链,胞浆中NADH必须经一定,转运机制,进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。,-磷酸甘油穿梭,(-glycerophosphate shuttle),苹果酸-天冬氨酸穿梭,(malate-asparate shuttle),转运机制：,（一）胞浆中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧化呼吸链胞浆中N,1、-磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中,1、-磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中,NADH+H,+,FAD,H,2,NAD,+,FAD,线粒体,内膜,线粒体,外膜,膜间隙,线粒体,基质,-磷酸甘油,脱氢酶,呼吸链,磷酸二羟丙酮,-磷酸甘油,NADH+H+FADH2 NAD+FAD,2、苹果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中,2、苹果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中,NADH,+H,+,NAD,+,NADH,+H,+,NAD,+,谷氨酸-,天冬氨酸,转运体,苹果酸-,-酮,戊二酸转运体,苹果酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,谷氨酸,苹果酸,脱氢酶,谷草转,氨酶,胞液,线,粒,体,内,膜,基质,呼吸链,天冬氨酸,NADH NAD+NADH NAD+谷氨酸-苹果,（二）ATP-ADP转位酶促进ADP进入和ATP移出紧密偶联,（二）ATP-ADP转位酶促进ADP进入和ATP移出紧密偶联,ATP,4-,F,0,F,1,胞液侧,基质侧,腺苷酸,转运蛋白,磷酸,转运蛋白,ADP,3-,H,2,PO,4,-,ATP,4-,H,+,H,+,H,+,H,+,H,2,PO,4,-,H,2,PO,4,-,ADP,3-,ADP,3-,每分子ATP,4-,和ADP,3-,反向转运时，向内膜外净转移1个负电荷，相当于多1个H,+,转入线粒体基质。,ATP4-F0 F1 胞液侧 基质侧 腺苷酸磷酸ADP3-,第二节,其他不生成ATP的氧化体系,The Others Oxidative Enzyme Systems without ATP Producing,第二节The Others Oxidative Enzym,一、抗氧化酶体系有清除反应活性氧类的功能,反应活性氧类(reactive oxygen species,ROS),O,2,e,-,O,-,2,e,-,+2H,+,H,2,O,2,e,-,+H,+,OH,H,2,O,e,-,+H,+,H,2,O,反应活性氧类,一、抗氧化酶体系有清除反应活性氧类的功能反应活性氧类(rea,ROS主,要来源,线粒体：,超氧阴离子O,-2,，是体内O,-2,的主要来源；O,-2,在线粒体中再生成H,2,O,2,和OH。,过氧化酶体：,FAD将从脂肪酸等底物获得的电子交给O,2,生成H,2,O,2,和羟自由基OH。,胞浆,需氧脱氢酶,（如黄嘌呤氧化酶等）也可催化生成O,-2,。,细菌感染、组织缺氧等病理过程，环境、药物等,外源因素,也可导致细胞产生活性氧类。,ROS主要来源线粒体：超氧阴离子O-2，是体内O-2的主,需氧脱氢酶和氧化酶,需氧脱氢酶和氧化酶,抗氧化酶体系,1、过氧化氢酶(catalase),又称触酶，其辅基含4个血红素,2H,2,O,2,2H,2,O,+,O,2,过氧化氢酶,抗氧化酶体系1、过氧化氢酶(catalase)2H2O2,可去除细胞生长和代谢产生的H,2,O,2,和过氧化物(R-O-OH)，是,体内防止活性氧类损伤主要的酶,。,2、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GPx),H,2,O,2,+2GSH 2 H,2,O+GS-SG,2GSH+R-O-OH GS-SG+H,2,O+R-OH,可去除细胞生长和代谢产生的H2O2和过氧化物(R-O-OH),谷胱甘肽过氧化物酶,H,2,O,2,(,ROOH),H,2,O,(ROH+H,2,O),2G,SH,G,S,S,G,NADP,+,NADPH+H,+,此类酶可保护生物膜及血红蛋白免遭损伤。,谷胱甘肽还原酶,含硒的谷胱甘肽过氧化物酶,谷胱甘肽过氧化物酶 H2O2 H2O2G,3、超氧化物歧化酶,2O,2,+2H,+,SOD,H,2,O,2,+O,2,H,2,O,+,O,2,过氧化氢酶,SOD：超氧化物歧化酶(superoxide dismutase),3、超氧化物歧化酶2O2+2H+SODH2O2+,二、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化,RH+NADPH+H,+,+O,2,ROH+NADP,+,+H,2,O,上述反应需要细胞色素P450(Cyt P450)参与。,细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase)，又称混合功能氧化酶(mixed-function oxidase)或羟化酶(hydroxylase),二、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化RH+,