文档介绍：第6章生物氧化 (Biological Oxidation)
生物氧化的概念
物质在生物体内进行氧化称生物氧化,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。
热能
糖
CO2和H2O
O2
能量
ATP
脂肪
蛋白质
一、生物氧化的方式与特点
(一)生物氧化的方式
生物氧化与物质在体外的氧化方式在化学本质上是相同的,生物氧化的方式有加氧、脱氢和失电子反应。
第1节概述
RCHO+1/2O2 RCOOH
醛酸
CH3CH(OH)COOH CH3COCOOH+2H
乳酸***酸
3. 失电子反应
Fe2+ Fe3+ + e
(二)生物氧化的特点
为细胞内恒定条件下酶促反应逐步进行,能量逐步释放,生成ATP。
加水脱氢反应使物质间接获得氧,脱下的氢与氧结合产生H2O,有机酸脱羧产生CO2。
生物氧化
体外氧化
为不恒定条件下非酶促反应,能量以热能形式突然释放。
产生的CO2、H2O由物质中的碳和氢直接与氧结合生成。
氧化方式均为加氧、脱氢、失电子。
耗氧、释放能量、终产物(CO2,H2O)均相同。
不同点
相同点
二、生物氧化的酶类
(一) 氧化酶类
细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等属于此类酶,该类酶的亚基常含有铁、铜等金属离子。
2H+
H2O
SH2
+
2e
2Cu2+
O2-
S
2Cu+
1/2O2
SH2:底物
S:产物
2H+
H2O
SH2
+
2Cu2+
O2-
S
2Cu+
1/2O2
2e
(二) 需氧脱氢酶类
(三) 不需氧脱氢酶类
乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等。
L-氨基酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶等属于此类酶。
2H
H2O2
SH2
S
O2
FMN
或
FAD
FMNH2
或
FADH2
2H
SH2
S
FMN(或FAD)
FMNH2(或FADH2)
SH2
S
NAD+(NADP+)
NADH+H+(NADPH+H+)
三、生物氧化过程中CO2的生成
人体内CO2的生成来源于有机酸的脱羧反应。
根据脱去的羧基在有机酸分子中的位置不同,分为α-脱羧和β-脱羧两种;又根据脱羧是否伴有氧化,可分为单纯脱羧和氧化脱羧两种类型。
(一)α-单纯脱羧
***
α-氨基酸
2
CO
+
2
R-CH
NH
2
氨基酸脱羧酶
α
2
NH
R- CH- COOH
(二)α-氧化脱羧
(三)β-单纯脱羧
(四)β-氧化脱羧
+
CO
2
CHOH-COOH
CH-COOH
CH
2
-COOH
α
β
异柠檬酸
CH
2
-COOH
CH
2
CO-COOH
α-***戊二酸
异柠檬酸脱氢酶
+
NADH+H
+
NAD
***酸
草酰乙酸
CO
2
+
CH
3
COCOOH
***酸羧化酶
α
β
COCOOH
H
CH
2
-
COO
乙酰辅酶A
+
CO
2
SCoA
~
CH
3
CO
HSCoA
+
***酸
α
CH
3
CO
COOH
***酸脱氢酶系
+
NADH+H
+
NAD
代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递,最终与氧结合生成水,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
(respiratory chain and oxidative phosphorylation )
第2节生成ATP的氧化体系