第六章

生物氧化與氧化磷酸化最新生物化學第六章生物氧化一、生物氧化概述二、電子傳遞鏈三、氧化磷酸化四、其他末端氧化酶系統最新生物化學第六章生物氧化一、生物氧化概念

生物細胞將糖、脂、蛋白質等燃料分子氧化分解，最終生成co2和H2o并釋放出能量的作用稱為生物氧化。生物氧化包含了細胞呼吸作用中的一系列氧化還原反應，所以又稱為細胞氧化或細胞呼吸。第一節生物氧化概述熱能CO2和H2O糖脂肪蛋白質O2能量ADP+PiATP最新生物化學第六章生物氧化2、生物氧化的特點生物氧化是在生物細胞內進行的酶促氧化過程，反應條件溫和（水溶液，中性pH和常溫）。氧化進行過程中，必然伴隨生物還原反應的發生。水是許多生物氧化反應的氧供體。通過加水脫氫作用直接參予了氧化反應。在生物氧化中，碳的氧化和氫的氧化是非同步進行的。氧化過程中脫下來的氫質子和電子，通常由各種載體，如NADH等傳遞到氧并生成水。最新生物化學第六章生物氧化生物氧化是一個分步進行的過程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反應的產物都可以分離出來。這種逐步進行的反應模式有利于在溫和的條件下釋放能量，提高能量利用率。生物氧化釋放的能量，通過與ATP合成相偶聯，轉換成生物體能夠直接利用的生物能ATP。最新生物化學第六章生物氧化*生物氧化與體外氧化之相同點生物氧化中物質的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應的一般規律。物質在體內外氧化時所消耗的氧量、最終產物（CO2，H2O）和釋放能量均相同。最新生物化學第六章生物氧化是在細胞內溫和的環境中（體溫，pH接近中性），在一系列酶促反應逐步進行，能量逐步釋放有利于機體捕獲能量，提高ATP生成的效率。進行廣泛的加水脫氫反應使物質能間接獲得氧，并增加脫氫的機會；脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。*生物氧化與體外氧化之不同點生物氧化體外氧化能量是突然釋放的。產生的CO2、H2O由物質中的碳和氫直接與氧結合生成。最新生物化學第六章生物氧化CO2的生成

方式：糖、脂、蛋白質等有機物轉變成含羧基的中間化合物，然后在酶催化下脫羧而生成CO2。

類型：α-脫羧和β-脫羧氧化脫羧和單純脫羧CH3COSCoA+CO2CH3-C-COOHO丙酮酸脫氫酶系NAD+NADH+H+CoASH例：+CO2H2N-CH-COOHR氨基酸脫羧酶CH2-NH2R3、生物氧化中CO2和H2O的生成最新生物化學第六章生物氧化H2O的生成

代謝物在脫氫酶催化下脫下的氫由相應的氫載體（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通過一系列遞氫體或遞電子體傳遞給氧而生成H2O。CH3CH2OHCH3CHONAD+

NADH+H+乙醇脫氫酶例：1\2O2NAD+電子傳遞鏈

H2O2eO=2H+最新生物化學第六章生物氧化脂肪葡萄糖、其它單糖三羧酸循環電子傳遞（氧化）蛋白質脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中間產物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中間物進入三羧酸循環,氧化脫下的氫由電子傳遞鏈傳遞生成H2O，釋放出大量能量，其中一部分通過磷酸化儲存在ATP中。大分子降解成基本結構單位4生物氧化的三個階段最新生物化學第六章生物氧化1.自由能（freeenergy）的概念

概念：在恒溫恒壓下，體系可以用來對環境作功的那一部分能量叫作自由能

定義式：ΔＧ=ΔH-TΔS

△G代表體內自由能的變化；△H為體系的焓變化；T為熱力學溫度；△S代表體系墑（體系的散亂無序程度）變化。二、生物能學簡介最新生物化學第六章生物氧化物理意義：－ΔＧ＝Ｗ*(體系中能對環境作功的能量)自由能的變化能預示某一過程能否自發進行，即：ΔG<0，反應能自發進行ΔG>0，反應不能自發進行ΔG=0，反應處于平衡狀態。注意：反應的△G僅決定于反應物(初始狀態)的自由能與產物(最終狀態)的自由能，而與反應途徑和反應機制無關。其次，△G是判斷一個化學反應能否向某個方向進行的根據，而與反應速度無關。負的△G表明反應可以自發進行，但并不表明反應以多大的速度進行。最新生物化學第六章生物氧化2.化學反應自由能的計算

a.利用化學反應平衡常數計算基本公式：ΔG′=ΔG°′+RTlnQc

(Qc-濃度商)

ΔG°′=-RTlnKeq

例：計算磷酸葡萄糖異構酶反應的自由能變化

b.利用標準氧化還原電位（E°）計算（限于氧化還原反應）

基本公式：ΔG°′=－nFΔE°′(ΔE°′=E+°′-E-°′)

例：計算NADH氧化反應的ΔG°′最新生物化學第六章生物氧化計算磷酸葡萄糖異構酶反應的自由能變化

達平衡時=Keq=19解：ΔG°′=-RTlnKeq=-2.3038.314311lg19=-7.6KJ.mol-1ΔG′=ΔG°′+RTlnQc(Qc-濃度商)=-7.6+2.3038.314311lg0.1=-13.6KJ.mol-1未達平衡時=Qc=0.1反應G-1-PG-6-P在380C達到平衡時，G-1-P占5%，G-6-P占95%，求G0。如果反應未達到平衡，設[G-1-P]=0.01mol.L，[G-6-P]=0.001mol.L，求反應的G是多少？例題：最新生物化學第六章生物氧化例題：計算下反應式ΔG°′

NADH+H++1/2O2====NAD++H2O

正極反應：1/2O2+2H++2e

H2O

E+°′

0.82負極反應：NAD++H++2eNADH

E-°′-0.32ΔG°′-nFΔE°′

-2×96.485×[0.82-(-0.32)]

-220KJ·mol-1

最新生物化學第六章生物氧化生物系統中的能流最新生物化學第六章生物氧化三、高能化合物

生化反應中，在水解時或基團轉移反應中可釋放出大量自由能（>21千焦/摩爾）的化合物稱為高能化合物。生物化學中的高能鍵與普通化學中的高能鍵含義不同：

普通化學中的高能鍵指形成或打斷一個鍵要釋放或消耗較多的能量，這里的高能鍵通常表示穩定的鍵；

生物化學中的高能鍵是指具有高的磷酸基團轉移勢能或水解時釋放較多自由能的磷酸酐鍵或硫酯鍵，此處高能鍵是不穩定的鍵。最新生物化學第六章生物氧化高能化合物類型最新生物化學第六章生物氧化根據生物體內高能化合物鍵的特性可以把他們分成以下幾種類型：磷氧鍵型酰基磷酸化合物3-磷酸甘油酸磷酸乙酰磷酸10.1千卡/摩爾11.8千卡/摩爾最新生物化學第六章生物氧化氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸最新生物化學第六章生物氧化焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸7.3千卡/摩爾最新生物化學第六章生物氧化烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡/摩爾最新生物化學第六章生物氧化氮磷鍵型磷酸肌酸磷酸精氨酸10.3千卡/摩爾7.7千卡/摩爾這兩種高能化合物在生物體內起儲存能量的作用。最新生物化學第六章生物氧化硫酯鍵型3‘-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸酰基輔酶A最新生物化學第六章生物氧化甲硫鍵型S-腺苷甲硫氨酸最新生物化學第六章生物氧化ATP的特點

在pH=7環境中，ATP分子中的三個磷酸基團完全解離成帶4個負電荷的離子形式（ATP4-），具有較大勢能，加之水解產物穩定，因而水解自由能很大（ΔG°′=-30.5千焦/摩爾）。腺嘌呤—核糖—O—P—O—P—O—P—O-OOOO-O-O-+++Mg2+ATP4-+H2O＝ADP3-+Pi2-+H+G＝-30.5kJ?MOL-1ATP3-+H2O＝AMP2-+Pi3-+H+G＝-33.1kJ?MOL-1★

ATP之所以能充當“能量貨幣”與其結構特點有直接的關系。最新生物化學第六章生物氧化ATP的特殊作用

★

ATP是細胞內的“能量通貨”★

ATP是細胞內磷酸基團轉移的中間載體

～P～P～P～PATP～P02108641214磷酸基團轉移能磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油酸磷酸磷酸肌酸（磷酸基團儲備物）

6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油以高能磷酸形式貯能的物質統稱磷酸原，包括磷酸肌酸、磷酸精氨酸等。最新生物化學第六章生物氧化第二節線粒體電子傳遞體系

一、線粒體結構特點二、電子傳遞呼吸鏈的概念三、呼吸鏈的組成四、機體內兩條主要的呼吸鏈及其能量變化五、電子傳遞抑制劑最新生物化學第六章生物氧化一、線粒體結構最新生物化學第六章生物氧化二、線粒體呼吸鏈

線粒體基質是呼吸底物氧化的場所，底物在這里氧化所產生的NADH和FADH2將質子和電子轉移到內膜的載體上，經過一系列氫載體和電子載體的傳遞，最后傳遞給O2生成H2O。

這種由一系列電子載體按對電子親和力逐漸升高的順序組成的電子傳遞系統稱電子傳遞鏈（eclctrontransferchain),因為其功能和呼吸作用直接相關，亦稱為呼吸鏈。最新生物化學第六章生物氧化三、呼吸鏈的組成1.黃素蛋白酶類（flavoproteins,FP）2.鐵-硫蛋白類（iron—sulfurproteins)3.輔酶Ｑ（ubiquinone,亦寫作CoQ）4.細胞色素類（cytochromes）NADH輔酶Q（CoQ）Fe-SCytc1O2CytbCytcCytaa3琥珀酸等黃素蛋白（FAD）黃素蛋白（FMN）細胞色素類鐵硫蛋白（Fe-S）鐵硫蛋白（Fe-S）最新生物化學第六章生物氧化電子傳遞鏈中各中間體的順序NADHFMNCoQFe-SCytc1O2CytbCytcCytaa3Fe-SFMNFe-S琥珀酸等復合物II復合物IV復合物I復合物IIINADH脫氫酶輔酶Q-細胞色素還原酶細胞色素C氧化酶琥珀酸-輔酶Q脫氫酶最新生物化學第六章生物氧化ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液側基質側線粒體內膜e-e-e-e-e-呼吸鏈各復合體在線粒體內膜中的位置最新生物化學第六章生物氧化1.煙酰胺核苷酸NAD+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NicotinamideAdenineDinucleotide)

，又叫CoⅠ，主要作為呼吸鏈的一個組分，起遞氫體作用；NADP+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotin-amideAdenineDinucleotidePhosphate)，又叫CoⅡ，主要在還原性生物合成中作為供氫體。二者的遞氫部位是煙酰胺部分，為VitPP。最新生物化學第六章生物氧化R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+

NAD+和NADP+的結構最新生物化學第六章生物氧化NAD+（NADP+）的遞氫機制（氧化型）（還原型）氧化還原反應時變化發生在五價氮和三價氮之間。最新生物化學第六章生物氧化2.黃素輔基FMN：黃素單核苷酸(Flavin

Mononucleotide)FAD：黃素腺嘌呤二核苷酸(FlavinAdenineDinucleotide)FMN和FAD中異咯嗪環起遞氫體作用。異咯嗪及核醇部分為VitB2（核黃素）。最新生物化學第六章生物氧化FMN結構異咯嗪核醇最新生物化學第六章生物氧化

FAD結構最新生物化學第六章生物氧化FMN和FAD遞氫機制

（氧化型）（還原型）最新生物化學第六章生物氧化3.鐵硫蛋白(Iron-sulfurprotein,

Fe-S)又叫鐵硫中心或鐵硫簇。含有等量鐵原子和硫原子。鐵除與硫連接外，還與肽鏈中Cys殘基的巰基連接。鐵原子可進行Fe2+

Fe3++e反應傳遞電子，為單電子傳遞體。最新生物化學第六章生物氧化鐵原子可進行Fe2+

Fe3++e反應傳遞電子。最新生物化學第六章生物氧化最新生物化學第六章生物氧化4.泛醌(ubiquinone,UQ)即輔酶Q（CoenzymeQ，

CoQ），屬于脂溶性醌類化合物，帶有多個異戊二烯側鏈。因其為脂溶性，游動性大，極易從線粒體內膜中分離出來，因此不包含在四種復合體中。分子中的苯醌結構能可逆地結合2個H，為遞氫體。最新生物化學第六章生物氧化

異戊二烯最新生物化學第六章生物氧化

最新生物化學第六章生物氧化5.細胞色素類（Cytochrome,Cyt）是一類以鐵卟啉為輔基的電子傳遞蛋白。呼吸鏈中主要有a、b、c、三類。差別在于鐵卟啉的側鏈以及鐵卟啉與蛋白部分連接的方式不同。Cytb、c的鐵卟啉與血紅素相同；Cyta的鐵卟啉為血紅素A。分子中的鐵通過氧化還原而傳遞電子，為單電子傳遞體。傳遞電子機理：Fe3+Fe2+-e+e最新生物化學第六章生物氧化最新生物化學第六章生物氧化最新生物化學第六章生物氧化復合體Ⅰ:NADH-泛醌脫氫酶功能:

將電子從NADH傳遞給泛醌

(ubiquinone)

復合體ⅠNADH→→CoQFMN;Fe-SN-1a,b;

Fe-SN-4;

Fe-SN-3;Fe-SN-2最新生物化學第六章生物氧化復合體Ⅰ的功能NADH+H+

NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH2最新生物化學第六章生物氧化復合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌脫氫酶功能:

將電子從琥珀酸傳遞給泛醌

復合體Ⅱ琥珀酸→→CoQFe-S1;

b560;

FAD;

Fe-S2;

Fe-S3最新生物化學第六章生物氧化最新生物化學第六章生物氧化復合體Ⅲ:泛醌-細胞色素c還原酶功能：將電子從泛醌傳遞給細胞色素c

復合體ⅢQH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c1最新生物化學第六章生物氧化最新生物化學第六章生物氧化復合體Ⅳ:細胞色素c氧化酶功能：將電子從細胞色素c傳遞給氧

復合體Ⅳ還原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB其中Cyta3和CuB形成的活性部位將電子交給O2。最新生物化學第六章生物氧化最新生物化學第六章生物氧化由以下實驗確定①標準氧化還原電位②拆開和重組③特異抑制劑阻斷④還原狀態呼吸鏈緩慢給氧（二）呼吸鏈成分的排列順序最新生物化學第六章生物氧化1.NADH氧化呼吸鏈NADH→復合體Ⅰ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O22.琥珀酸氧化呼吸鏈

琥珀酸→復合體Ⅱ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O2機體內兩條主要的呼吸鏈及其能量變化最新生物化學第六章生物氧化NADH呼吸鏈H2O12O2O2-MH2還原型代謝底物FMNFMNH2CoQH2CoQNAD+NADH+H+2Fe2+2Fe3+細胞色素b-c-c1-aa3FeS2H+M氧化型代謝底物FADH2呼吸鏈FADFADH2琥珀酸FeS2Fe2+2Fe3+細胞色素b-c

-c1-aa3CoQH2CoQ12O2O2-2H+H2O延胡索酸最新生物化學第六章生物氧化NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈最新生物化學第六章生物氧化最新生物化學第六章生物氧化呼吸鏈中電子傳遞時自由能的下降FADH22e-NADH最新生物化學第六章生物氧化☆NADH呼吸鏈電子傳遞過程中自由能變化總反應:NADH+H++1/2O2→NAD++H2O

ΔG°′=-nFΔE°′

=-2×96.5×[0.82-(-0.32)]=-220.07千焦·mol-1總反應：FADH2+1/2O2→FAD+H2OΔG°′=-nFΔE°′=-2×96.5×[0.82-(-0.18)]=-193.0千焦·mol-1☆FADH2呼吸鏈電子傳遞過程中自由能變化最新生物化學第六章生物氧化（三）、電子傳遞抑制劑魚藤酮、安密妥、殺菌粉蝶素A抗菌素A氰化物、疊氮化物、一氧化碳和硫化氫最新生物化學第六章生物氧化NADFPQbcaa3NADFPQbcaa3氰化物、疊氮化物、CO、HS等的抑制部位呼吸鏈的比擬圖解最新生物化學第六章生物氧化第三節氧化磷酸化作用一、氧化磷酸化二、氧化磷酸化和磷氧比（P/O）三、氧化磷酸化的偶聯機理四、氧化磷酸化的解偶聯和抑制五、線粒體穿梭系統六、能荷

最新生物化學第六章生物氧化一、氧化磷酸化

代謝物在生物氧化過程中釋放出的自由能用于合成ATP（即ADP+Pi→ATP）,這種氧化放能和ATP生成（磷酸化）相偶聯的過程稱氧化磷酸化。類別：

底物水平磷酸化電子傳遞水平磷酸化ADP+PiATP+H2O生物氧化過程中釋放出的自由能最新生物化學第六章生物氧化1．底物水平磷酸化

在底物氧化過程中，形成了某些高能中間代謝物，再通過酶促磷酸基團轉移反應，直接偶聯ATP的形成，稱為底物水平磷酸化。

是底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程。例如：糖酵解中生成的1，3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、三羧酸循環中的琥珀酰CoA等。最新生物化學第六章生物氧化2．氧化磷酸化

電子從NADH或FADH2經電子傳遞鏈傳遞到分子氧形成水，同時偶聯ADP磷酸化生成ATP。稱為電子傳遞偶聯的磷酸化或氧化磷酸化，是需氧生物合成ATP的主要途徑。最新生物化學第六章生物氧化二、氧化磷酸化和磷氧比（P/O）1.電子傳遞過程的能量變化＊總反應:NADH+H++1/2O2→NAD++H2O

ΔG°′=-nFΔE°′

=-2×96.5×[0.82-(-0.32)]=-220.07千焦·mol-1＊總反應：FADH2+1/2O2→FAD+H2OΔG°′=-nFΔE°′=-2×96.5×[0.82-(-0.18)]=-193.0千焦·mol-1貯能效率=61/193.0×100%=31.6%最新生物化學第六章生物氧化2.磷氧比（P/O

）

呼吸過程中無機磷酸（Pi）消耗量和分子氧（O2）消耗量的比值稱為磷氧比。由于在氧化磷酸化過程中，每傳遞一對電子消耗一個氧原子，而每生成一分子ATP消耗一分子Pi，因此P/O的數值相當于一對電子經呼吸鏈傳遞至分子氧所產生的ATP分子數。NADHFADH2O212H2OH2O例實測得NADH呼吸鏈：P/O~3ADP+PiATP實測得FADH2呼吸鏈：P/O~2O2122e-2e-ADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATP最新生物化學第六章生物氧化1.ATP合酶由親水部分F1（α3β3γδε亞基）和疏水部分F0（a1b2c9～12亞基）組成。ATP合酶結構模式圖三、氧化磷酸化的偶聯機理最新生物化學第六章生物氧化ATP合酶結構示意圖定子旋轉催化理論認為質子流通過Fo引起亞基III寡聚體和及亞基一起轉動,這種旋轉配置/亞基之間的不對稱的相互作用,引起催化位點性質的轉變,亞基的中心-螺旋被認為是轉子,亞基I和II與亞基組合在一起組成定子,它壓住/異質六聚體.OSCPF1H+通道FO柄DCCD結合蛋白基質表面外表面最新生物化學第六章生物氧化2.化學滲透假說(chemiosmotichypothesis)

電子經呼吸鏈傳遞時，可將質子（H+）從線粒體內膜的基質側泵到內膜胞漿側，產生膜內外質子電化學梯度儲存能量。當質子順濃度梯度回流時驅動ADP與Pi生成ATP。最新生物化學第六章生物氧化化學滲透假說原理示意圖4H+2H+2H+4H+NADH+H+2H+2H+2H+ADP+PiATP高質子濃度H2O2e-+++++++++__________質子流線粒體內膜磷酸化

氧化

最新生物化學第六章生物氧化ⅢⅠⅡⅣF0F1CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATPH+H+H+胞液側

基質側

++++++++++---------化學滲透假說詳細示意圖最新生物化學第六章生物氧化線粒體電子傳遞和H+排出的數目和途徑H2O2H+CytcCytcCytcQFMNFeSFeSCytc1CytbKCytbrCytaFeSCyta32e-2e-NADH+H+NAD+O2+2H+H2O4H+2H+2H+復合物Ⅳ12最新生物化學第六章生物氧化

3.氧化磷酸化重建示意圖最新生物化學第六章生物氧化4.Boyer和Walker的工作

英國科學家Walker通過x光衍射獲得高分辯率的牛心線粒體ATP酶晶體的三維結構，證明在ATP酶合成ATP的催化循環中三個β亞基的確有不同構象，從而有力地支持了Boyer的假說。

Boyer和Walker共同獲得1997年諾貝爾化學獎。

美國科學家Boyer為解釋ATP酶作用機理,提出旋轉催化假說，認為ATP合成酶β亞基有三種不同的構象，一種構象(L)有利于ADP和Pi結合，一種構象(T)可使結合的ADP和Pi合成ATP，第三種構象(O)使合成的ATP容易被釋放出來。在ATP合成過程中，三個β亞基依次進行上述三種構象的交替變化，所需能量由跨膜H+提供。最新生物化學第六章生物氧化ATPase的旋轉催化模型IIIIVIII定子轉子

旋轉催化理論認為質子流通過Fo引起亞基III寡聚體和及亞基一起轉動,這種旋轉配置/亞基之間的不對稱的相互作用,引起催化位點性質的轉變,亞基的中心-螺旋被認為是轉子,亞基I和II與亞基組合在一起組成定子,它壓住/異質六聚體.最新生物化學第六章生物氧化當H+順濃度遞度經F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發生旋轉，3個β亞基的構象發生改變。ATP合酶的工作機制最新生物化學第六章生物氧化四、影響氧化磷酸化的因素1.呼吸鏈抑制劑

阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞。2.解偶聯劑使電子傳遞與ADP磷酸化兩個過程分離，它只抑制ATP的形成過程，而不抑制電子傳遞過程，使電子傳遞所產生的自由能以熱的形式耗散。如：解偶聯蛋白3.氧化磷酸化抑制劑直接干擾ATP的生成過程，即干擾由電子傳遞的高能狀態形成ATP的過程，結果也使電子傳遞不能進行。如：寡霉素4.離子載體抑制劑增大了線粒體內膜對一價陽離子的通透性，從而破壞了膜兩側的電位梯度．最終破壞了氧化磷酸化過程。如：纈氨霉素結合K+，短桿菌肽可使K+、Na+及其他一些一價陽離子穿過膜。最新生物化學第六章生物氧化魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥×抗霉素A二巰基丙醇×CO、CN-、N3-及H2S×各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點最新生物化學第六章生物氧化解偶聯蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側基質側解偶聯蛋白熱能H+H+ADP+PiATP最新生物化學第六章生物氧化2,4-二硝基苯酚的解偶聯作用NO2NO2O-NO2NO2OHNO2NO2O-NO2NO2OHH+H+線粒體內膜內外最新生物化學第六章生物氧化寡霉素(oligomycin)可阻止質子從F0質子通道回流，抑制ATP生成寡霉素ATP合酶結構模式圖最新生物化學第六章生物氧化

NADH+H+FADH2NAD+FAD線粒體內膜線粒體外膜膜間隙線粒體基質α-磷酸甘油脫氫酶呼吸鏈磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油1.

α-磷酸甘油穿梭機制五、線粒體穿梭系統最新生物化學第六章生物氧化2.蘋果酸-草酰乙酸穿梭作用細胞液線粒體內膜體天冬氨酸-酮戊二酸蘋果酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸蘋果酸谷氨酸NADH+H+NAD+草酰乙酸NAD+線粒體基質蘋果酸脫氫酶NADH+H+ⅣⅠⅡⅢ蘋果酸脫氫酶谷草轉氨酶谷草轉氨酶（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為膜上的轉運載體）呼吸鏈最新生物化學第六章生物氧化六、能荷：在總的腺苷酸系統中(即ATP、ADP和AMP濃度之和)所負荷的高能磷酸基數量。定義式：能荷=—————————

[ATP]+0.5[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP]

意義：能荷由ATP、ADP和AMP的相對數量決定，數值在0~1之間，反映細胞能量水平。能荷對代謝的調節可通過ATP、ADP和AMP作為代謝中某些酶分子的別構效應物進行變構調節來實現。能荷相對速率ATP的利用途徑

ATP的生成途徑能荷對ATP的生成途徑和ATP的利用途徑相對速率的影響最新生物化學第六章生物氧化第四節

其他末端氧化酶系統

除了細胞色素系統之外，還有一些氧化體系，又稱為非線粒體氧化體系，它們與ATP的生成無關，從底物脫氫到H2O的形成是經過其他末端氧化酶系完成的，但具有其它重要生理功能。最新生物化學第六章生物氧化1、多酚氧化酶系統多酚氧化酶系統存在于微粒體中，是含銅的末端氧化酶，也稱兒茶酚氧化酶。由脫氫酶、醌還原酶和酚氧化酶組成，催化多酚類(對苯二酚、鄰苯二酚、鄰苯三酚)的氧化。最新生物化學第六章生物氧化2.抗壞血酸氧化酶系統是一種含銅的氧化酶，在有氧的條件下，催化抗壞血酸的氧化。可以與其它氧化酶系統相偶聯，例如與谷胱甘肽氧化酶和NADPH脫氫酶偶聯，起到末端氧化酶的作用。可以防止含巰基蛋白質的氧化，延緩衰老進程。最新生物化學第六章生物氧化3.黃素蛋白氧化系統

存在于微體之中，其催化持點是不需經細胞色素或其它傳遞體，將脫下的氫直接交給O2生成H2O2：最新生物化學第六章生物氧化4.超氧物歧化酶和過氧化氫酶

在許多酶促反應或非酶反應中，或某些環境因素(如電離輻射、強光等)影響下，生物體內產生了更活潑的含氧物質，如H2O2、O2ˉ、脂質過氧化中間產物等，統稱活性氧。

超氧物歧化酶(SOD)是存在于動植物和微生物細胞中最重要的清除活性氧的酶之一。它主要有三種形式Cu、Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD.Cu、Zn-SOD主要分布于高等植物的葉綠體和細胞質中；Mn-SOD主要分布于真核生物線粒體中;Fe-SOD主要分布于細菌中.它們在清除活性氧(O2ˉ)時形成H2O2

過氧化氫酶(CAT)是含有血紅素輔基的酶，催化H2O2形成H20和02。最新生物化學第六章生物氧化5.植物抗氰氧化酶系統抗氰氧化酶是一種非血紅素鐵蛋白，它不受氰或氰化物的抑制，特別容易受氧肟酸類加：水楊酰氧肟酸、苯基氧肟酸等的抑制。在某些高等植物中，例如，玉米、豌豆、綠豆的種子和馬鈴薯的塊莖等都含有抗氰氧化酶。這些植物在用KCN、NaN3、CO處理時，呼吸作用并末被完全抑制，表現為仍有一定程度的氧吸收，這是因為電子傳遞不經過