6章 生物氧化

这是一个关于6章 生物氧化的思维导图，化学物质在体内的氧化分解过程，生物氧化特点有有酶催化、分阶段、逐步进行。

6章 生物氧化

• 概述
  • 生物氧化概念
    • 化学物质在体内的氧化分解过程
  • 生物氧化特点
    • 有酶催化
    • 分阶段
    • 逐步进行
  • 生物氧化部位
    • 细胞质
    • 线粒体
      • 消耗氧伴随能量的产生，能量主要用于生成ATP
    • 微粒体
      • 对底物进行氧化修饰和转化，无ATP的生成
    • 内质网
      • 对底物进行氧化修饰和转化，无ATP的生成
• 线粒体氧化体系与呼吸链
  • 线粒体氧化体系包括多种传递氢和电子的组分
    • 递电子体/递氢体：能够传递氢或电子的物质，如金属离子、小分子化合物、某些蛋白质。
  • 烟酰胺腺嘌呤核苷酸传递氢和电子
    • 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD+
    • 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP+
  • 黄素核苷酸衍生物传递氢和电子
    • 黄素单核苷酸FMN
    • 黄素腺嘌呤二核苷酸FAD
  • 有机化合物泛醌/辅酶Q,Q或CoQ
    • 可进行单双电子的传递
    • 脂溶性物质，其疏水特性使其在线粒体内膜自由扩散
  • 铁硫蛋白
    • 单电子传递体
    • 巯基 Fe2+
  • 细胞色素Cyt
    • 单电子传递体
    • 辅基血红素的铁离子
• 具有传递电子能力的蛋白质复合体组成呼吸链
  • 复合体I（NADH-泛醌还原酶）（NADH还原酶）
    • 功能辅基：FMN,Fe-S
    • 结合位点：NADH（基质侧）Q（脂质核心）
    • 功能：接受来自NADH的电子并转移给Q、质子泵（4个H+从线粒体的基质侧泵到膜间隙侧）
    • 组成：黄素蛋白、铁硫蛋白
    • 传递电子的过程：NADH--FMN--Fe-S--Q
  • 复合体II(琥珀酸-泛醌还原酶）（琥珀酸脱氢酶）
    • 功能辅基：FAD,Fe-S
    • 结合位点：琥珀酸（基质侧）Q（脂质核心）
    • 功能：将电子从琥珀酸转移给Q
    • 传递电子的过程：琥珀酸--FAD--Fe-S--Q
  • 复合体III（泛醌-细胞色素C还原酶）
    • 功能辅基：血红素,Fe-S
    • 结合位点：Cytc（膜间隙侧）
    • 组成：Cutb(b562,b566),Cytc1和铁硫蛋白
    • 功能：接受QH2的电子并传递给Cytc,质子泵（向膜间隙释放4H+）
    • 电子传递的过程：QH2--Cytb--Fe-S--Cytc1--Cytc
  • 复合体IV(细胞色素c氧化酶)
    • 功能辅基：血红素,CuA,CuB
    • 结合位点：Cytc(膜间隙侧）
    • 功能：接受还原型Vytc的电子并传递给O2生成H2O,质子泵（将2个H+泵至膜间隙侧）
    • 电子传递过程：Cytc--CuA--Cyta--Cyta3-CuB--O2
  • NADH和FADH2事呼吸链的电子供体
    • NADH呼吸链电子传递顺序：NADH--复合体I--Q--复合体III--Cytc--复合体IV--O2
    • FADH2呼吸链（琥珀酸氧化呼吸链）电子传递顺序：琥珀酸--复合体II--Q--复合体III--Cytx--复合体IV--O2
• 氧化磷酸化与ATP的生成
  • 氧化磷酸化：代谢物脱下的氢经呼吸链传递逐步释放能量的氧化过程与ADP磷酸化相偶联，从而产生ATP，是体内生成ATP的做主要方式，在线粒体中进行。
    • 偶联部位：复合体I,III,IV内
    • 偶联机制：产生跨线粒体内膜的质子梯度
    • P/O比值：氧化磷酸化过程中，每消耗1/2molO2所需磷酸的摩尔数，即能合成ATP的摩尔数（或一对电子通过呼吸链传递给氧所生成ATP的分子数）
    • 自由能变化
  • 底物水平磷酸化：直接将代谢物分子中的能量转移至ADP(GDP)，生成ATP(GTP)的过程，在胞质或线粒体内进行。
  • 质子逆浓度梯度回流释放能量用于合成ATP
  • ATP在能量代谢中起核心作用
    • 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
    • ATP通过转移自身基团提供能量
    • 磷酸肌酸也是储存能量的高能化合物
• 氧化磷酸化的影响因素
  • 体内能量状态调节氧化磷酸化速率
  • 抑制剂阻断氧化磷酸化过程
    • 呼吸链抑制剂阻断电子传递过程
    • 解偶联剂阻断ADP的磷酸化过程
    • ATP核合酶抑制剂同时阻断电子传递和ATP的生成
  • 甲状腺激素促进氧化磷酸化和产热
  • 线粒体DNA突变影响氧化磷酸化功能
  • 线粒体内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物
    • 细胞质中的NADH通过穿梭机制进入线粒体呼吸链
      • α-磷酸甘油穿梭
      • 苹果酸-天冬氨酸穿梭
    • ATP-ADP转位酶协调转运ATP和ADP出入线粒体