生物氧化
一、生物氧化的概念和特點(diǎn):
物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解并釋放出能量的過程稱為生物氧化。與體外燃燒一樣,生物氧化也是一個消耗O2,生成CO2和H2O,并釋放出大量能量的過程。但與體外燃燒不同的是,生物氧化過程是在37℃,近于中性的含水環(huán)境中,由酶催化進(jìn)行的;反應(yīng)逐步釋放出能量,相當(dāng)一部分能量以高能磷酸酯鍵的形式儲存起來。
二、線粒體氧化呼吸鏈:
在線粒體中,由若干遞氫體或遞電子體按一定順序排列組成的,與細(xì)胞呼吸過程有關(guān)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體系稱為呼吸鏈。這些遞氫體或遞電子體往往以復(fù)合體的形式存在于線粒體內(nèi)膜上。主要的復(fù)合體有:
1. 復(fù)合體Ⅰ(NADH-泛醌還原酶):由一分子NADH還原酶(FMN),兩分子鐵硫蛋白(Fe-S)和一分子CoQ組成,其作用是將(NADH+H+)傳遞給CoQ。
鐵硫蛋白分子中含有非血紅素鐵和對酸不穩(wěn)定的硫。其分子中的鐵離子與硫原子構(gòu)成一種特殊的正四面體結(jié)構(gòu),稱為鐵硫中心或鐵硫簇,鐵硫蛋白是單電子傳遞體。泛醌(CoQ)是存在于線粒體內(nèi)膜上的一種脂溶性醌類化合物。分子中含對苯醌結(jié)構(gòu),可接受二個氫原子而轉(zhuǎn)變成對苯二酚結(jié)構(gòu),是一種雙遞氫體。
2. 復(fù)合體Ⅱ(琥珀酸-泛醌還原酶):由一分子琥珀酸脫氫酶(FAD),兩分子鐵硫蛋白和兩分子Cytb560組成,其作用是將FADH2傳遞給CoQ。
細(xì)胞色素類:這是一類以鐵卟啉為輔基的蛋白質(zhì),為單電子傳遞體。細(xì)胞色素可存在于線粒體內(nèi)膜,也可存在于微粒體。存在于線粒體內(nèi)膜的細(xì)胞色素有 Cytaa3,Cytb(b560,b562,b566),Cytc,Cytc1;而存在于微粒體的細(xì)胞色素有CytP450和Cytb5。
3. 復(fù)合體Ⅲ(泛醌-細(xì)胞色素c還原酶):由兩分子Cytb(分別為Cytb562和Cytb566),一分子Cytc1和一分子鐵硫蛋白組成,其作用是將電子由泛醌傳遞給Cytc。
4. 復(fù)合體Ⅳ(細(xì)胞色素c氧化酶):由一分子Cyta和一分子Cyta3組成,含兩個銅離子,可直接將電子傳遞給氧,故Cytaa3又稱為細(xì)胞色素c氧化酶,其作用是將電子由Cytc傳遞給氧。
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