生物氧化

普通高校动物生物化学生物氧化基础知识，包含ATP的生成：高能化合物、底物水平磷酸化、氧化磷酸化；生物氧化概述：生物氧化的基本特征、参与生物氧化的酶。

生物氧化

• 生物氧化概述
  • 生物氧化的基本特征
    • 生物氧化的概念
    • 生物氧化的一般过程
    • 生物氧化的特征
  • 参与生物氧化的酶
    • 需氧脱氢酶
    • 不需氧脱氢酶
    • 氧化酶
    • 加氧酶
    • 过氧化氢酶和过氧化物酶
    • 超氧化物歧化酶
• 呼吸链
  • 呼吸链的组成
    • 黄素蛋白
      • 以FMN为辅基
      • 以FAD为辅基
    • 脱硫蛋白
      • 1个Fe与4个Cys的S络合
      • 2Fe2S（Fe2S2）与4个Cys的S络合
      • 4Fe 4S(FeaSa）与4个Cys的S络合
    • 泛醌
      • 泛醌占据着电子传递链的中心
      • 来自NADH+H+和FADH,的电子都必须经过泛醌传递到O2上
      • ·泛醌也是电子传递链中唯一不与其他蛋白紧密结合的电子载体
    • 细胞色素蛋白
  • 呼吸链组分的排列顺序
    • 呼吸链是一个氧化还原体系
    • 呼吸链中氢和电子的传递有严格的顺序和方向
    • 真核细胞线粒体内膜上构成呼吸链的各个组分必须按照一定的顺序排列
    • 呼吸链组成和排序顺序遵循电化学原理，即呼吸链上各个组分的位置与其失电子趋势的强弱有关
    • 供电子倾向越大，越容易成为还原剂而处于呼吸链的前部
    • 呼吸链复合体
      • 复合物I
      • 复合物II
      • 复合物III
      • 复合物IV
  • 呼吸链的抑制作用
    • 能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物质，称为电子传递抑制剂
    • 常见的电子传递抑制剂
      • 鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：抑制NADH-CoQ氧化还原酶活性，阻止电子从铁硫中心向CoQ传递
      • 抗霉素A：链霉素分离而来的一种抗生素，阻断电子从Cytb向Cytc传递，vC可以直接还原Cytc，消除抗霉素A的作用
      • 氰化物、叠氮化物、CO：抑制Cytc氧化酶(Cytaa3)到O2的电子传递。氰化物与叠氮化物与Fe2+反应，CO抑制Fe2+的生成
• CO2和H2O的生成
  • CO,的生成
    • 直接脱羧
      • a-直接脱羧
      • β-直接脱羧
    • 氧化脱羧
      • a-氧化脱羧
      • β-氧化脱羧
  • H2O的生成
    • 底物直接脱水
    • 呼吸链生成水
• ATP的生成
  • 高能化合物
    • 磷氧键型
      • 酰基磷酸化合物
      • 焦磷酸化合物
      • 烯醇式磷酸化合物
    • 氮磷键型
      • 胍基磷酸化合物
    • 硫酯键型
      • 含活性硫酸基化合物
    • 甲硫键型
      • S-腺苷甲硫氨酸
  • 底物水平磷酸化
    • 底物水平磷酸化特点
      • 生成的ATP不需要经过呼吸链的传递
      • 不需要消耗氧气
      • 不利用线粒体ATP合酶
      • 生成ATP速度快，但生成量少
  • 氧化磷酸化
    • 氧化磷酸化是机体产生ATP的主要方式
    • 催化偶联反应的酶——ATP合酶
    • 底物氧化反应过程中能够产生ATP的部位
      • 氧化磷酸化偶联部位
        • NADH→CoQ（NADH-CoQ氧化还原酶复合体
        • Cytb→Cytc（CoQH-细胞色素c氧化还原酶复合体
        • Cytaa,→O,(细胞色素c氧化酶复合体）
      • 氧化磷酸化偶联机制——化学渗透假说
        • 呼吸链中的电子传递，引起H+从线粒体内膜基质侧→膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H+电化学梯度
        • 内膜上的电子传递复合体相当于质子泵，复合物1、II、IV都有质子泵的功能，1对电子经过复合物I、III、IV分别产生4个、4个、2个H+梯度，1对电子经过复合物II时无H+泵出
        • H+电化学梯度转变为质子驱动力，驱使H+返回线粒体基质，线粒体内膜对H+不具有通透性，H+只能通过ATP合酶质子通道FO返回，此时质子跨膜浓度中蕴含的能量，推动ADP和Pi生成ATP
      • 线粒体外NADH+H+的氧化磷酸化
        • a-甘油磷酸穿梭途径
        • 苹果酸-天冬氨酸穿梭途径
      • 氧化磷酸化解偶联
        • 不影响氧化反应，仅抑制磷酸化作用
        • 解偶联作用的生理意义
          • UCP在线粒体内膜上形成质子通道
      • 氧化磷酸化的抑制剂
        • 二环己基碳二亚胺（DCCD）
        • 寡霉素