导图社区 生化:生物氧化
生物氧化,分享了线粒体氧化体系、氧化磷酸化、氧化磷酸化的影响因素、其他生物氧化体系的知识,可以下载做复习。
这是一篇关于新生儿黄疸的思维导图,主要内容包括:定义,新生儿胆红素代谢特点,分类。因胆红素在体内积聚引起的皮肤或其他器官黄染,是新生儿期最常见的临床问题。
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思维导图
生物氧化
线粒体氧化体系
传递氢和电子的组分
烟酰胺腺嘌呤核苷酸(NAD+)——传递氢和电子
许多脱氢酶的辅酶
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)
维生素B2和核苷酸组成
有机化合物泛醌(辅酶Q,Q)——传递氢和电子
一种脂溶性醌类化合物,结构中异戊二烯单位数量因物种而异(人是辅酶Q10)
铁硫蛋白和细胞色素蛋白——传递电子
铁硫蛋白
含有铁硫中心,单电子传递体
细胞色素蛋白(Cyt)
一类含血红素样辅基的蛋白质,分Cyt a、Cyt b、Cyt c三类,分别含有血红素a、b、c
通过辅基血红素中的Fe离子发挥单电子传递体的作用
呼吸链
概念
NADH、FADH2在线粒体内氧化为水和生成ATP的过程与细胞的呼吸有关,需要消耗氧,参与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋白酶复合体组成,形成一个连续的传递链,称呼吸链,也称电子传递链
组成
4种蛋白酶复合体
位置
线粒体内膜
结构
均由多种酶蛋白、金属离子、辅酶或辅基组成
分类
复合体I
NADH-泛醌还原酶
功能辅基:FMN,Fe-S
电子传递过程:NADH®FMN®Fe-S®Q
有质子泵的功能:传递一对电子同时将4个氢离子由基质侧传至膜间隙侧
复合体II
琥珀酸-泛醌还原酶
功能辅基:FAD,Fe-S
电子传递过程:琥珀酸®FAD®Fe-S®Q
无质子泵的功能
复合体III
泛醌-细胞色素c还原酶
功能辅基:血红素,Fe-S
电子传递过程:QH2®Cyt b®Fe-S®Cytc1®Cytc
有质子泵的功能:每传递2个电子向膜间隙释放4个氢离子
复合体IV
细胞色素c氧化酶
功能辅基:血红素,CuA,CuB
电子传递过程:Cyt c®CuA®Cyt a®Cyt a3®CuB®O2 依次传递4个电子,从线粒体基质中获得4个氢离子,将1分子氧气还原为两分子水
有质子泵的功能,每传递2个电子将2个氢离子泵至膜间隙侧
呼吸链的电子供体
NADH呼吸链
NADH®复合体I®Q®复合体II®Cyt c®复合体IV®O2
FADH2呼吸链(也称琥珀酸氧化呼吸链)
琥珀酸®复合体I®Q®复合体III®Cyt c®复合体IV®O2
氧化磷酸化
偶联部位
复合体I、III、IV内
确定方法
P/O比值
氧化磷酸化过程中,每消耗1/2mol O2所需磷酸的摩尔数
一对电子: NADH呼吸链传递,P/O比值为2.5 FADH2呼吸链传递,P/O比值为1.5
自由能变化
生成1molATP需要30.5kJ
一对电子经复合体I、III、IV传递分别向膜间隙侧泵出4个、4个、2个氢离子,共10个氢离子
偶联机制
化学渗透假说
1.电子经呼吸链传递时释放的能量通过复合体的质子泵功能,转运氢离子从线粒体基质侧到内膜的胞质侧
2.质子不能自由穿过线粒体内膜返回基质,从而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
3.质子的电化学梯度转变为质子驱动力,促使质子从膜间隙侧顺浓度回流到基质、释放储存的势能,用于驱动ADP与Pi结合生成ATP
ATP合成
ADP+Pi
ATP合成酶 能量
ATP
ATP合酶
多蛋白组成的蘑菇样结构
F1
亲水部分,由a3b3gde亚基复合体和寡霉素敏感蛋白(OSCP),用于催化ATP合成
F0
由疏水的a、b2、c9-12亚基组成,形成跨内膜质子通道
特点
1.质子顺浓度梯度经F0部分回流,驱动g亚基转动,使3个b亚基构象周期性改变
2.依次结合底物、生成、释放产物ATP
3.生成1个ATP,总共需要4个氢离子(3个回流入线粒体基质,1个用于转运ADP、Pi和ATP
4.ATP合酶转子循环一周生成3分子ATP
ATP作用
高能磷酸化合物:水解时释放的自由能大于25KJ/mol的含有磷酸基的化合物
1.能量捕获和释放利用的重要分子
2.能量转移和核苷酸相互转变的核心
3.通过转移自身基团提供能量
在许多酶促反应中,将ATP的Pi,Pii或AMP基团转移到底物或蛋白质分子上而形成中间产物,使其获得更多的自由能,经过化学转变后再将这些基团水解而形成终产物。
4.磷酸肌酸——也是储存能量的高能化合物
ATP充足时,转移~P给肌酸,生成磷酸肌酸,储存于心肌骨骼肌、脑组织中 ATP不足时,磷酸肌酸将~P转移给ADP,生成ATP
氧化磷酸化的影响因素
能够影响NADH、FADH2的产生、影响呼吸链组分和ATP合酶功能的因素,都会影响氧化磷酸化进而影响ATP的生成
子主题
其他生物氧化体系
ATP的生成方式
底物水平磷酸化
ATP生成与高能键水解反应偶联,直接将高能代谢物的能量转移至ADP,生成ATP的过程
NADH和FADH2的氧化过程与ADP的磷酸化过程相偶联,称为氧化磷酸化