导图社区 生物氧化
生化：定义化学物质在生物体内的氧化分解过程；主要为线粒体内生物氧化，产物为CO2和H2O，需消耗氧并伴随能量生成，用于生成ATP。
生理人体最重要的调节系统，由中枢神经系统（脑、脊髓）和周围神经系统（脑、脊髓之外）两部分构成，欢迎一起学习生理知识。
生理机体最重要的排泄器官，通过尿的生成和排出，肾脏能够排出机体代谢终产物、进入机体过剩的物质和异物，调节水、电解质和酸碱平衡，调节动脉血压等，从而维持机体内环境的稳态，欢迎一起学习生理知识。
微生物广义上指各类原核细胞型微生物，包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克氏体、螺旋体，有兴趣的可以看看哟。
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英语词性
生物必修一
生物氧化
概括
定义 化学物质在生物体内的氧化分解过程
特点 需要有酶催化，分阶段、逐步完成
主要为线粒体内生物氧化，产物为CO2和H2O，需消耗氧并伴随能量生成，用于生成ATP
微粒体、内质网等发生的氧化反应主要是对底物氧化修饰，无ATP生成
线粒体氧化体系与呼吸链
线粒体氧化体系传递氢和电子
烟酰胺腺嘌呤核苷酸
NAD+
接受1个H+和2个电子
黄素核苷酸衍生物
FMN、FAD
接受双、单电子和H+
有机化合物泛醌
泛醌/辅酶Q
铁硫蛋白和细胞色素蛋白
Fe-S、Cyt
单电子传递体
呼吸链
定义
NADH、FADH2在线粒体中通过逐步、连续的酶促反应被氧化，并逐步释放能量，除了产生热能外，释放的能量主要被ADP捕获用于生成ATP，催化此连续反应的酶是由多个含辅因子的蛋白质复合体组成，按一定顺序排列在线粒体内膜中，形成一个连续传递电子/氢的反应链，氧分子最终接受电子和H+生成水
组成
复合体Ⅰ NADH脱氢酶
将NADH的电子传递给泛醌
NADH--FMN--Fe-S--Q
质子泵：4个H+从线粒体基质侧泵到膜间隙侧
复合体Ⅱ 琥珀酸-泛醌还原酶
将电子从琥珀酸传递到泛醌
琥珀酸--FAD--Fe-S--Q
无质子泵功能，作为琥珀酸脱氢酶参与三羧酸循环
复合体Ⅲ 泛醌-细胞色素c还原酶
将电子从还原型泛醌传递到细胞色素c
QH2--Cyt b--Fe-S--Cytc1--Cytc
质子泵：每传递两个电子向膜间隙释放四个H+
Cyt c是呼吸链中唯一的水溶性球状蛋白，与线粒体内膜的外表面疏松结合，不包含在复合体
复合体Ⅳ 细胞色素c氧化酶
将电子从细胞色素c传递给氧
Cyt c--CuA--Cyt a--Cyt a3--CuB--O2
质子泵：每传递两个电子将两个H+泵至膜间隙侧
电子供体
NADH、FADH2
FMN和FAD作为黄素蛋白的辅基参与电子传递
由NADH、FADH2供氢，通过四个蛋白质复合体、Q、Cyt c共同完成电子传递
NADH呼吸链：NADH-复合体Ⅰ-Q-复合体Ⅲ-Cyt c-复合体Ⅳ-O2
FADH2呼吸链：琥珀酸-复合体Ⅱ-Q-复合体Ⅲ-Cyt c-复合体Ⅳ-O2
各组分排列顺序的确定
标准氧化还原电位（电位低-电位高）
利用特异的抑制剂阻断（前还原态，后氧化态）
吸收光谱（缓慢给氧，对照观察各组分被氧化顺序）
体外拆分重组
氧化磷酸化与ATP合成
ATP合成方式
底物水平磷酸化、氧化磷酸化（主要）
氧化磷酸化
NADH与FADH2的氧化过程与ADP的磷酸化相偶联，驱动ADP磷酸化生成ATP
偶联部位
在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内
P/O值
指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2molO2所需磷酸的mol数，即所能合成ATP的mol数
NADH:2.5 FADH2:1.5
自由能变化
偶联机制
产生跨线粒体内膜的质子浓度（化学渗透假说）
利用电子传递时释放的能量，将氢离子通过质子泵从线粒体基质转运到内膜的胞质侧
形成跨线粒体内膜的质子电化学梯度，储存电子传递释放的能量
质子驱动力促使质子从膜间隙侧顺浓度回流至基质，释放势能，合成ATP
合成ATP
ATP合酶为复合体Ⅴ
F0、F1组装成可旋转的蘑菇样的结构
F0：疏水 跨内膜质子通道 质子回流
F1：亲水 催化ATP合成
跨内膜形成的电化学梯度是ATP合酶转动的驱动力
ATP合成的结合变构机制
β亚基有3种构象
开放型-O-无活性，与ATP亲和力低
疏松型-L-无活性，可与ADP和Pi底物疏松结合
紧密型-T-有催化ATP合成的活性，可紧密结合ATP
ATP合酶转子循环一周生成3分子ATP
合成1分子ATP需要四个H+
转动消耗三个氢离子
另一个氢离子用于转运ADP、Pi、ATP
NADH:泵出10氢离子，2.5ATP
FADH2:泵出6氢离子，1.5ATP
ATP在能量代谢中起核心作用
能量代谢特点
依序进行、能力逐步得失
生物体不直接利用营养物质的化学能，需要使之转变为细胞可以利用的化学形式，如ATP化学能
高能磷酸化合物是指那些水解释放较大自由能的含有磷酸基的化合物
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
能量货币
ATP通过转移自身基团提供能量
磷酸肌酸（CP）也是储存能量的高能化合物
氧化磷酸化的影响因素
体内能量状态
ADP是调节机体氧化磷酸化速率的主要因素
ADP浓度越高、ATP/ADP比值越低，速率越快
抑制剂
呼吸链抑制剂（阻断ATP生成）
鱼藤酮，粉蝶霉素，异戊巴比妥抑制复合体Ⅰ
萎绣灵抑制复合体Ⅱ
抗霉素抑制复合体Ⅲ
氰离子，三氮离子紧密结合复合体Ⅳ中氧化型Cyt a3，阻断电子传递
CO与还原型Cyt a3结合，阻断电子传递
解偶联剂
使氧化与磷酸化的偶联分离，电子可沿呼吸链正常传递，但质子电化学梯度被破坏，不能驱动ATP合酶来合成ATP
解偶联蛋白1（存在于新生儿、哺乳类动物的棕色脂肪组织）
二硝基苯酚
ATP合酶抑制剂（寡霉素、二环乙基碳二亚基）
抑制电子传递
抑制ADP磷酸化
甲状腺激素
使ATP加速分解为ADP和Pi
诱导解偶联剂蛋白基因表达，使氧化释能和产热比率增加，ATP合成减少，导致机体耗氧量和产能同时增加
线粒体DNA突变
mtDNA突变可直接影响电子传递过程或ADP磷酸化，使ATP生成减少而致代谢混乱
线粒体内膜的选择性转运
DADH的穿梭机制
a-磷酸甘油穿梭
存在部位：脑、骨骼肌
生成ATP:进入FADH2氧化呼吸链，1.5ATP
苹果酸-天冬氨酸穿梭
存在部位：肝、心和肾
生成ATP：进入NADH氧化链，2.5ATP
ATP-ADP转位酶
维持线粒体内外腺苷酸水平基本平衡
其他氧化与抗氧化体系
微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化
P450混合功能氧化酶
线粒体呼吸链也可产生活性氧
反应活性氧类：超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基
抗氧化体系有清除反应活性氧的功能（过氧化氢酶体系）
超氧化物歧化酶SOD
过氧化氢酶（含有四个血红素辅基）
氧化碘离子，使络氨酸碘化生成甲状腺激素
杀死入侵细胞
谷胱甘肽过氧化物酶GPX
其他小分子
VE/VC/β-胡萝卜素
