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生物化学第十七十八章新陈代谢与生物氧化知识点思维导图干货快收下！新陈代谢是由同化作用和异化作用这两个相反而又同时进行的过程组成的。同化作用和异化作用既有明显的差别,又有密切的联系。而生物氧化是在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。也指物质在生物体内的一系列氧化过程。赶快收藏学起来吧！

生物氧化

• 呼吸链
  • 概念：在线粒体内膜上有多个含辅助因子的蛋白质复合体，按一定顺序排列，形成一个连续传递氢和电子的反应链，称为电子传递链，由于此体系需要消耗氧，与细胞呼吸有关，也称为呼吸链
  • 复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）
    • 组成：黄素蛋白（辅基为FMN），铁硫蛋白（辅基为Fe-S中心）
    • 功能：将电子由NADH传递给泛醌，同时将质子由线粒体基质侧泵到胞质侧质子泵作用，每传递1对电子泵出4个H+
  • 复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）
    • 组成：黄素蛋白（辅基为FAD），铁硫蛋白（辅基为Fe-S中心）
    • 功能：将电子由琥珀酸传递给泛醌，无质子泵作用
  • 复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）
    • 组成：Cyt b562，Cyt b566，Cyt c1，铁硫蛋白
    • 功能：将电子由泛醌传递给Cyt c（有质子泵作用）
  • 复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）
    • 组成：共13个亚基，亚基Ⅰ Ⅱ Ⅲ由线粒体基因编码
    • 功能：单电子传递体，可将电子由cyt c传递给氧，质子泵作用，每传递一对电子泵出2个H+
  • 复合体Ⅴ（ATP合酶）
    • 组成：F1（线粒体基质侧的蘑菇头状突起，催化ATP合成，β亚基），F0（嵌入线粒体内膜中，质子的回流，α亚基）
  • 两条主要呼吸链
    • NADH氧化呼吸链
      • NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→O2（2.5ATP）
    • FADH2氧化呼吸链
      • 琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→O2（1.5ATP）
• 氧化磷酸化
  • 概念：NADH和FADH2的氧化过程与ADP的磷酸化过程相偶联
  • P/O值：指氧化磷酸化过程中，每消耗½molO2所需磷酸的摩尔数，即合成ATP的摩尔数
  • 化学渗透假说
    • 电子经呼吸链传递时释放的能量，将质子从线粒体内膜基质侧泵出到胞质侧
    • 在线粒体内膜两侧形成质子电化学梯度，积聚能量
    • 当质子顺浓度梯度回流时，驱动ADP磷酸化合成ATP
  • ATP的合成
    • 结合变构机制
      • 当H+顺浓度梯度回流时，γ亚基发生旋转，3个β亚基的构象发生改变（L→T→O），合成ATP
      • 从NADH + H+（FADH2）每传递2H可泵出质子10（6）个，每回流4H+合成1个ATP
    • 底物水平磷酸化
    • 氧化磷酸化
  • ATP的作用
    • ATP是能量捕获和释放利用的重要分子
    • ATP是能量转移和核苷酸相互转变的核心
  • 氧化磷酸化的影响因素
    • 体内能量状态调节氧化磷酸化速率
      • ADP/ATP↑ → 氧化磷酸化↑ → TAC↑
    • 抑制剂阻断氧化磷酸化过程
      • 呼吸链抑制剂
        • 抑制复合体Ⅰ：鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥 抑制复合体Ⅱ：萎锈灵 抑制复合体Ⅲ：抗霉素A 抑制复合体Ⅳ：CO、CN-、N3-、H2S等（抑制复合体Ⅳ最严重）
      • 解偶联剂阻断ADP的磷酸化过程
        • 棕色脂肪组织中富含解偶联蛋白Ⅰ，新生儿硬肿症是因为缺乏棕色脂肪组织而不能维持正常体温使皮下脂肪凝固所致
      • ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP生成
        • 寡霉素、二环己基碳二亚胺均可结合F0，阻断H+从质子通道回流，由于线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高，能够影响呼吸链组分的质子泵功能，因此也会抑制电子的传递过程
      • 甲状腺激素促进氧化磷酸化和产热
        • 甲状腺素→靶细胞膜Na+，K+-ATP酶活性↑ → ATP水解→ADP/ATP↑ → 氧化磷酸化↑ → TAC↑
        • 甲状腺素→解偶联蛋白合成↑
      • 线粒体mtDNA突变
        • mtDNA受损后会直接影响氧化磷酸化和体内能量供应，遗传性mtDNA疾病母系遗传居多
      • 线粒体内膜的跨膜转运
        • NADH的跨膜转运
          • α-磷酸甘油穿梭作用（脑、骨骼肌，1.5ATP）
          • 苹果酸-天冬氨酸穿梭作用（肝、肾、心肌，2.5ATP）
        • ATP-ADP的跨膜转运
          • ATP-ADP转运酶，每分子ATP在线粒体基质中生成并转运到细胞质共需4个H+回流进入线粒体基质
• 其他氧化与抗氧化体系
  • 微粒体氧化体系
    • 细胞色素P450单加氧酶，单加氧酶类在肝和肾上腺上的微粒体中含量最多，是反应最复杂的酶，此酶含细胞色素P450
  • 反应活性氧类（ROS）
    • 线粒体的呼吸链是产生ROS的主要部位，黄嘌呤氧化酶、微粒体中的Cyt P450氧化还原酶也可产生O2-
    • 危害：①氧化细胞膜磷脂中的不饱和脂肪酸②使DNA氧化、修饰，甚至断裂③氧化蛋白质分子上的巯基
  • 抗氧化酶体系
    • 过氧化氢酶、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶