生物氧化思维导图

生物氧化思维导图，讲述了生物氧化概述、生物氧化的过程、呼吸链、氧化磷酸化与ATP的生成、细胞质NADH氧化、其他氧化与抗氧化体系等。

生物氧化

• 生物氧化概述
  • 生物氧化是指宏量营养素糖、脂肪、蛋白质在体内氧化分解，最终生成二氧化碳和水，释放能量推动合成高能化合物ATP，满足生命活动需要的过程
  • 部位：细胞胞质，线粒体，微粒体等
  • 生物氧化特点：
    • 在细胞内进行
    • 产能营养素在生物氧化过程中逐步释放能量，储存于高能化合物中
    • 发生脱羧反应，脱羧反应可以分为单纯脱羧的氧化脱羧
    • 生物氧化的产物水主要有产能营养素中氢原子间接与氧反应生成
• 生物氧化的过程
• 呼吸链
  • 呼吸链
    • 定义
      • 呼吸链是指一组氧化还原酶类和电子载体，按照电子传递顺序形成的代谢途径，其作用是接收产能营养素氧化释放的还原当量，并将其电子传递给氧生成水
    • 组成
      • 主要由线粒体内膜上的四种蛋白质复合体组成
      • 递氢体和电子传递体
      • 人线粒体呼吸链复合体
        • 复合体Ⅰ NADH-泛醌还原酶
          • 质子泵，每传递1对电子泵，出4个氢离子
        • 复合体Ⅱ 琥珀酸-泛醌还原酶
          • 不是质子泵，不泵出氢离子
        • 复合体Ⅲ 泛醌-细胞色素C还原酶
          • 质子泵，每传递1对电子泵出4个新离子
        • 复合体Ⅳ 细胞色素c氧化酶
          • 质子泵，每传递1对电子泵出2个氢离子
  • NADH和琥珀酸是线粒体呼吸链的电子供体，形成两条呼吸链
  • 呼吸链组成
    • 黄素辅基
    • 泛醌
      • 辅酶Q，属于脂溶性醌类化合物
      • 分子中的苯醌结构能可逆地结合2个H，为递氢体
      • 为单双电子传递体
    • 铁硫蛋白
      • 辅基：铁硫中心（Fe-S）或铁硫簇
      • 含有等量铁原子和硫原子
      • 铁原子可进行二价铁变三价铁的反应传递电子，只能传递电子，为单电子传递体
    • 细胞色素蛋白
• 氧化磷酸化与ATP的生成
  • 体内ATP生成的方式
    • 底物水平磷酸化
      • 由产能营养素通过分解代谢生成其他高能化物，通过高能基团转移合成ATP
    • 氧化磷酸化
      • 由产能营养素氧化分解释放能量推动ADP与磷酸缩合成ATP，氧化磷酸化在线粒体内进行
      • 氧化磷酸化的部位
        • ATP生成的部位，在复合体Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ内
        • P/O比值
          • 氧化磷酸化过程中，每消耗1摩尔氧原子（0.5摩尔氧分子），所合成ATP的摩尔数或消耗磷酸的摩尔数
      • 氧化磷酸化的偶联机制
        • 化学渗透学说
          • 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
          • 形成跨内膜的浓度和电位差（电化学梯度）
          • 复合体Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ均有质子泵的作用
        • 质子顺浓度梯度回流释放能量用于合成ATP
        • ATP合酶
          • 即复合酶Ⅴ。位于线粒体内膜的基质侧
          • 跨线粒体内膜的通道蛋白
          • 功能
            • 回流质子至基质时，结合ADP与Pi合成ATP
          • 结构组成
            • F1（亲水部分）
              • 功能
                • 催化ATP合成
            • Fo（疏水部分）
              • 功能
                • 质子回流至基质的通道
• 氧化磷酸化的影响因素
  • 抑制剂
    • 呼吸链抑制剂
      • 阻断呼吸链中某些部位电子传递
    • 解偶联剂
    • ATP合成酶抑制剂
      • 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用
      • 寡霉素
  • 甲状腺激素：钠钾离子ATP酶
  • 线粒体DNA突变，核基因突变
  • ADP
  • ATP合成酶抑制因子1
  • 解偶联蛋白
  • 腺苷酸转运蛋白抑制剂
    • 苍术苷、米酵菌酸
• 细胞质NADH氧化
  • 胞浆NADH的跨膜转运
    • 胞浆NADH必须转运到线粒体基质进行氧化
    • 转运机制
      • α-磷酸甘油穿梭
        • 存在部位：脑，骨骼肌
        • 胞液中的NADH通过穿梭将2H交给FDA，进入琥珀酸氧化呼吸链产生1.5分子ATP
      • 苹果酸-天冬氨酸穿梭
        • 存在部位：肝，心脏
        • 胞液NADH通过穿梭进入NADH氧化呼吸链产生2.5分子ATP
• 其他氧化与抗氧化体系
  • 微粒体细胞色素P450酶系
    • 功能
      • 使底物羟化
      • 参与类固醇激素，胆汁酸及胆色素的形成
  • 氢过氧化物酶
    • 过氧化氢酶：催化过氧化氢分解清除
    • 过氧化物酶：催化过氧化氢与醛醇酚的反应，参与生物转化
  • 超氧化物歧化酶
    • 催化超氧阴离子发生气歧化反应，生成过氧化氢和氧气，过氧化氢可被过氧化氢酶催化分解生成水和氧气