生物化学课件：第八章_生物氧化

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1、生物氧化生物氧化第八章第八章Biological oxidation一般将一般将G 大于大于ATP（包括（包括ATP），），或或G 大于大于21 kJ/mol的磷酸化合物称为的磷酸化合物称为高能磷酸化合物。高能磷酸化合物。用符号用符号P表示高能磷酸键。表示高能磷酸键。高能磷酸化合物的磷酰基水解时释放出大量自由能高能磷酸化合物的磷酰基水解时释放出大量自由能高能磷酸化合物高能磷酸化合物:一些生物学重要的有机磷酸化合物水解时释放的标准自由能一些生物学重要的有机磷酸化合物水解时释放的标准自由能化合物化合物G kJ/mol（kcal/mol）磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸-61.9(-14.8)氨基甲

2、酰磷酸氨基甲酰磷酸-51.4(-12.3)1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸-49.3(-11.8)磷酸肌酸磷酸肌酸-43.1(-10.3)ATPADP+Pi-30.5(-7.3)ADPAMP+Pi-27.6(-6.6)焦磷酸焦磷酸-27.6(-6.6)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-20.9(-5.0)6-磷酸果糖磷酸果糖-15.9(-3.8)AMP-14.2(-3.4)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-13.8(-3.3)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛-9.2(-2.2)ATP是最重要的高能磷酸化合物是最重要的高能磷酸化合物 体内许多代谢物的体内许多代谢物的“活化活化”反应（吸能）反应（吸能）大多直接或间接地与

3、大多直接或间接地与ATP酸酐键的水解放能酸酐键的水解放能反应相偶联，使反应相偶联，使“活化活化”反应能顺利进行。反应能顺利进行。OCH2HOHOHOHHOHHOHHH葡萄糖葡萄糖ATPADPMg2+己糖激酶己糖激酶(hexokinase)OHOHOHHOHHOHHOCH2H6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PPATP是生物能转换、储存和利用的核心是生物能转换、储存和利用的核心 ATP+AMP 2ADP腺苷激酶腺苷激酶ATP+UDPADP+UTP ATP+CDPADP+CTP ATP+GDPADP+GTP核苷二磷酸激酶催化核苷二磷酸激酶催化UTP、CTP、GTP生成生成磷酸肌酸作为肌和脑中能量的一种储

4、存形式磷酸肌酸作为肌和脑中能量的一种储存形式氧化磷酸化氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)是指是指在呼吸链电子传递过程中偶联在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸磷酸化，生成化，生成ATP，又称为，又称为偶联磷酸化偶联磷酸化。底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)是底物分子内部能量重是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的过程。的过程。ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 机械能机械能(肌肉收缩肌肉

5、收缩)渗透能渗透能(物质主动转运物质主动转运)化学能化学能(合成代谢合成代谢)电能电能(生物电生物电)热能热能(维持体温维持体温)生物体内能量的储存和利用都以生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心为中心细胞细胞线粒体线粒体如何评价线粒体氧化还原功能（一）线粒体呼吸功能（一）线粒体呼吸功能（二）内膜电位水平（二）内膜电位水平（三）（三）ATP合酶亚基的表达合酶亚基的表达w 在一定条件下，加入线粒体后，依次定量加入在一定条件下，加入线粒体后，依次定量加入反应底物反应底物(苹果酸钠苹果酸钠/L谷氨酸钠谷氨酸钠)、ADP，用，用Clark氧电极法等记录氧耗曲线，观察线粒体呼氧电极法等记录氧耗曲线，观

6、察线粒体呼吸态的变化。吸态的变化。w 3态呼吸（态呼吸（ST3）：）：ADP加入后相应氧耗速率。加入后相应氧耗速率。w 4态呼吸（态呼吸（ST4）：）：ADP耗尽后相应氧耗速率。耗尽后相应氧耗速率。w 呼吸控制率呼吸控制率(respiratory control rate,RCR)：线粒体呼吸活性以单位线粒体蛋白耗氧表示线粒体呼吸活性以单位线粒体蛋白耗氧表示(nmol/min mg)，其，其3、4态耗氧之比态耗氧之比(ST3/ST4)表示表示RCR。线粒体呼吸功能测定线粒体呼吸功能测定1.ST3：显示有呼吸底物时：显示有呼吸底物时ADP对氧化磷酸化刺对氧化磷酸化刺激效应，与电子传递链、激效应，

7、与电子传递链、ATP合酶活性相关。合酶活性相关。2.ST4：四态呼吸时，无：四态呼吸时，无ATP的合成，显示质子的合成，显示质子漏状况。漏状况。3.RCR反映氧化和磷酸化偶联程度。反映氧化和磷酸化偶联程度。*ST3、ST4和和RCR的意义的意义 测定方法及原理：测定方法及原理：正常的亲脂性的阳离子化合物能结合正常的亲脂性的阳离子化合物能结合到线粒体内膜。到线粒体内膜。1.罗丹明罗丹明123(Rhodamine123)：可被活细胞线粒体特异摄取，可被活细胞线粒体特异摄取，且摄取率与膜电位成正比。且摄取率与膜电位成正比。2.染色剂染色剂JC-1：内膜电位依赖性荧光染料特性，当内膜电位内膜电位依赖性

8、荧光染料特性，当内膜电位小于小于100 mV时，时，JC-1以单体存在，以单体存在，490nm激发光下形成绿色激发光下形成绿色荧光；内膜电位升高时，荧光；内膜电位升高时，JC-1在内膜聚集形成橙色荧光。在内膜聚集形成橙色荧光。内膜电位水平与线粒体正常功能内膜电位水平与线粒体正常功能跨内膜电位（质子电化学梯度）跨内膜电位（质子电化学梯度）是反映线粒体呼吸链是反映线粒体呼吸链及合成及合成ATP功能的重要指标，被广泛应用。功能的重要指标，被广泛应用。蛋白复合物活性反映呼吸链电子传递功能蛋白复合物活性反映呼吸链电子传递功能基本方法：基本方法：反应体系中含有待测复合体相应底物、反应体系中含有待测复合体相

9、应底物、电子受体和下游复合体抑制剂，加定量线粒体蛋电子受体和下游复合体抑制剂，加定量线粒体蛋白温育。加底物启动反应后，在线性范围内以特白温育。加底物启动反应后，在线性范围内以特定波长，检测底物定波长，检测底物/产物的氧化产物的氧化/还原水平改变。还原水平改变。（一）呼吸链蛋白复合体活性检测显示电子（一）呼吸链蛋白复合体活性检测显示电子 传递速率传递速率（二）蛋白印渍技术测定呼吸链复合体蛋白（二）蛋白印渍技术测定呼吸链复合体蛋白 表达表达氧化磷酸化氧化磷酸化 F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+1/2O2+2H+H2O ADP+Pi ATP 4H

10、+2H+4H+胞液侧胞液侧 基质侧基质侧+-线粒体基质线粒体基质 线粒体膜线粒体膜+-H+O2 H2O H+e-ADP+Pi ATP 化学渗透假说化学渗透假说化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响泛指在生物体内发生的任何氧化还原反应，也包括营养物和生物分子在生物体（细胞）内进行的氧化还原作用。营养物和生物分子经历氧化还原反应被彻底分解，产生H2O、CO2，并伴有ATP的生成，或转化为其它分子,此过程需耗氧、排出CO2，又在活细胞内进行，故又称细胞呼吸(cellular respiration)。*生物氧化生物氧化（biological oxid

11、ation）糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP热能热能*生物氧化的一般过程生物氧化的一般过程*生物氧化特点：生物分子在体内的反应条件温和，逐步反应，逐步释能，常伴有分解释能反应与需能反应偶联，或能量形式的转换。氧化还原酶类促进的氧化反应，包括失电氧化还原酶类促进的氧化反应，包括失电子、脱氢和加氧不同反应方式，参与产生子、脱氢和加氧不同反应方式，参与产生能量或催化物质代谢变化。能量或催化物质代谢变化。加水脱氢是重要的脱氢反应，酶催化向底加水脱氢是重要的脱氢反应，酶催化向底物加入水分子同时脱去一对氢，相当于底物加入水分子同时脱去一对氢，相当于底物加入一个

12、氧原子。物加入一个氧原子。*生物体内的氧化还原反应类型生物体内的氧化还原反应类型生物氧化特点生物氧化特点 Biological Oxidationburningtemperature37highconditionneutraldrycatalystenzymenoVelocity of energy releaseslowfastForm of energy releaseATPheatheatWay producing CO2and H2Oorganic acid decarboxylation produce CO2wide addition of water and dehydrogen

13、ation the hydrogen combine with oxygen at an indirect way.Oxygen directly combine with carbon(hydrogen),produce CO2(H2O).Amino acidsFattyacidsGlucose Acetyl-CoAGlycolysisPyruvatePyruvate dehydogenase complexCO2CO2CO2 NADH FADH2(reduced e-carriers)e-e-e-e-e-e-e-e-Citricacid cycle Respiratory chainADP

14、+PiATP2H+1/2O2H2Oe-Stage 1Acetyl-CoA productionStage 2Acetyl-CoA oxidationStage 3Electron transferand oxidative phosphorylation生物氧化的过程生物氧化的过程氧化 失电子 脱氢 加氧还原 得电子 加氢 脱氧OR+e+H-H-e+O氧化还原氧化还原+Oe.g.NADH-NAD+,and FADH2-FADe.g.NAD+2H+2e-NADH+H+举例：电子从化合物举例：电子从化合物A A流到化合物流到化合物B B第一节第一节氧化呼吸链（氧化呼吸链（oxidative res

15、piratory chain）是由具有电）是由具有电子传递功能的复合体组成子传递功能的复合体组成电子传递电子传递呼吸链的定义在线粒体内膜中，由一系列具有氢和/或电子传递功能的酶复合体按一定顺序排列，组成的氧化还原体系称为呼吸链（respiratory chain）。因为传递氢相当于传递质子和电子（2H 2H+2e-），所以呼吸链又称电子传递链(electron transport chain)。组成电子传递体 电子传递体：电子传递体：就是组成呼吸链的几种酶复合体的就是组成呼吸链的几种酶复合体的辅酶或辅基，有的直接传递氢，有的传递电子。由辅酶或辅基，有的直接传递氢，有的传递电子。由于辅酶于辅酶/

16、辅基分子不同，受不同蛋白质内部环境影辅基分子不同，受不同蛋白质内部环境影响不同，电子传递体具有不同的氧化还原电位响不同，电子传递体具有不同的氧化还原电位（redox potential），决定了它们在呼吸链中的排），决定了它们在呼吸链中的排列次序。列次序。1.某些电子传递体直接传递氢某些电子传递体直接传递氢 包括包括NAD+、FMN、FAD和泛醌。和泛醌。2.铁硫蛋白和细胞色素传递电子铁硫蛋白和细胞色素传递电子 Fe2+Fe3+e-和R=H:NAD+，;R=H2PO3:NADP+OOCH3OCH3CH3O(CH2CHCCH2)nHCH3coenzyme Q isoprene H2CCCCH2C

17、H3H泛醌（Coenzyme Q,CoQ,Q）由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应时可生成中间产物半醌型泛醌。泛醌的加氢和脱氢反应 铁硫蛋白(iron-sulfur protein)无机硫无机硫半胱氨酸硫半胱氨酸硫铁硫蛋白中辅基铁硫中心(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子，其中一个铁原子可进行Fe2+Fe3+e-反应传递电子。属于单电子传递体。表示无机硫表示无机硫 细 胞 色 素（Cytochrome，Cyt）细胞色素是一类以细胞色素是一类以血红素血红素（heme）为辅基的为辅基的电子传递蛋白，根据它们吸收光谱不同而分类。电子传递蛋白，根据它们吸收光谱不同而分类。各

18、种还原型细胞色素的主要光吸收峰各种还原型细胞色素的主要光吸收峰细胞色素细胞色素波长（波长（nm）a600439b562532429 c550521415 c1554524418血红素中的铁原子可进行血红素中的铁原子可进行Fe2+Fe3+e-反应反应传递电子传递电子,属单电子传递体。属单电子传递体。人线粒体呼吸链酶复合体人线粒体呼吸链酶复合体酶复酶复合体合体酶名称酶名称质量质量(kD)多肽多肽链数链数功能辅基功能辅基含结合位点含结合位点复合复合体体NADH-泛醌泛醌氧化还原酶氧化还原酶85043FMN、Fe-SNADH(基质侧基质侧)CoQ(脂质核心）脂质核心）复合复合体体琥珀酸琥珀酸-泛醌泛醌

19、还原酶还原酶1404FAD、Fe-S琥珀酸琥珀酸(基质侧基质侧)CoQ(脂质核心脂质核心)复合复合体体泛醌泛醌-细胞色细胞色素素c氧化还原氧化还原酶酶25011血红素血红素bL、bH、c1、Fe-SCyt c(膜间隙侧膜间隙侧)Qo(膜间隙侧膜间隙侧)Qi(基质侧基质侧)复合复合体体细胞色素细胞色素c氧氧化酶化酶16013血红素血红素a、a3、CuA、CuBCyt c(膜间隙侧膜间隙侧)注注 细胞色素细胞色素c c不参与酶复合体组成，而是作为可不参与酶复合体组成，而是作为可溶性蛋白在复合体溶性蛋白在复合体和和之间自由移动。之间自由移动。Cytcox NADH+H+NAD+1/2O2+2H+H2

20、O Intermembranespace (P side)Matrix N-sideInner membrane QH2 Q fumaratesuccinateQH2 Q Cytcox Cytcred Cytcred 氧化呼吸链 F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+1/2O2+2H+H2O+-Intermembranespace (P side)Matrix N-sidefumaratesuccinatesecond entry pointFirst entry point电子传递1.NADH氧化呼吸链氧化呼吸链NADH 复合体复合体Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O22

21、.琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸琥珀酸 复合体复合体 Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2氧化呼吸链可分为两条途径氧化呼吸链可分为两条途径:NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链 呼吸链组分的顺序是根据呼吸链各组分的标准氧化还原电位（E0）、由低到高排列的，即电子总是从低电位组分向高电位组分传递。标准氧化还原电位标准氧化还原电位拆开和重组拆开和重组特异抑制剂阻断特异抑制剂阻断还原状态呼吸链缓慢给氧还原状态呼吸链缓慢给氧 由以下实验确定由以下实验确定呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位氧化还原对氧化还原对E0(V

22、)氧化还原对氧化还原对E0(V)NAD+/NADN+H+0.32Cyt c1 Fe3+/Fe2+0.22FMN/FMNH20.219Cyt c Fe3+/Fe2+0.254FAD/FADH20.219Cyt a Fe3+/Fe2+0.29Cyt bL(bH)Fe3+/Fe2+0.05(0.10)Cyt a3 Fe3+/Fe2+0.35Q10/Q10H20.061/2O2/H2O0.816电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置 Cytcox NADH+H+NAD+1/2O2+2H+H2O Intermembranespace (P side)Matrix N

23、-sideInner membrane QH2 Q fumaratesuccinateQH2 Q Cytcox Cytcred Cytcred F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+1/2O2+2H+H2O ADP+Pi ATP 4H+2H+4H+胞液侧胞液侧 基质侧基质侧+-电子传递过程复合体(4H+)、(4 H+)和(2H+)有质子泵功能复合体 I4H+1.复合体将NADH+H+中的两个质子/电子传递给泛醌（ubiquinone）复合体复合体又称又称NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶复合体复合体电子传递：电子传递：NADHFMNFe-S CoQ

24、Fe-S CoQ 每传递每传递2个电子可将个电子可将4个个H+从内膜基质侧泵到从内膜基质侧泵到胞浆侧，胞浆侧，复合体复合体有质子泵功能有质子泵功能NADH FMN N1a（N3,N1b,N4）N2 QP-N Q（Fe2S2）（Fe4S4）（）（Fe2S2）（Fe4S4）（）（Fe4S4）目前推测复合体目前推测复合体中电子传递顺序如下：中电子传递顺序如下：复合体复合体的功能的功能 NADH+H+NAD+FMN FMNH2还原型还原型Fe-S 氧化型氧化型Fe-S QQH2复合体 II 复合体复合体是三羧酸循环中的是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶，又称又称琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶

25、,4个亚基组成，以个亚基组成，以FAD、Fe-S和血红素和血红素b（heme b566）为辅基）为辅基 电子传递：电子传递：琥珀酸琥珀酸FAD几种几种Fe-S CoQ 复合体复合体没有没有H+泵的功能泵的功能2.复合体复合体将质子将质子/电子从琥珀酸传递到泛醌。电子从琥珀酸传递到泛醌。复合体 III3.复合体将电子从泛醌传递给细胞色素c泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C C 还原酶同二聚体结构还原酶同二聚体结构 复合体复合体又叫又叫泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶，细胞，细胞色素色素b-c1复合体，含有细胞色素复合体，含有细胞色素b(b562,b566)、细胞色素细胞色素c1和一种可移动的铁

26、硫蛋白和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)泛醌泛醌从复合体从复合体、募集还原当量和电子并募集还原当量和电子并穿梭传递到复合体穿梭传递到复合体电子传递过程：电子传递过程：CoQH2(Cyt bLCyt bH)Fe-S Cytc1Cytc 复合体QH2 Cyt c b562;b566;Fe-S;c1 复合体复合体的电子传递通的电子传递通过过“Q循环循环”实现。实现。复合体复合体每传递每传递2个电个电子向内膜胞浆侧释放子向内膜胞浆侧释放4个个H+，复合体复合体也有也有质子泵作用质子泵作用。Cyt c是是呼吸链唯一水呼吸链唯一水溶性球状蛋白溶性球状蛋白，不包含，不包含在复合体中。将获

27、得的在复合体中。将获得的电子传递到复合体电子传递到复合体。复合体 IV4.复合体将电子从细胞色素c传递给氧 复合体复合体又称又称细胞色素细胞色素c氧化酶氧化酶(cytochrome c oxidase)电子传递：电子传递：Cyt cCuACyt aCyt a3CuBO2 Cyt a3CuB形成活性双核中心，将电子传递给形成活性双核中心，将电子传递给O2。每。每2个电子传递过程使个电子传递过程使2个个H+跨内膜向胞浆跨内膜向胞浆侧转移侧转移 细胞色素细胞色素C氧化酶氧化酶CuA中心中心 细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶a3-CuB中心中心 复复合合体体的的电电子子传传递递过过程程细胞色素细胞色素c氧

28、化酶氧化酶CuB-Cyta3中心使中心使O2还原成水的还原成水的过程，有强氧化性中间物始终和双核中心紧密结合，过程，有强氧化性中间物始终和双核中心紧密结合，不会引起细胞损伤。不会引起细胞损伤。Cytcox NADH+H+NAD+1/2O2+2H+H2O Intermembranespace (P side)Matrix N-sideInner membrane QH2 Q fumaratesuccinateQH2 Q 4H+4H+Cytcox Cytcred Cytcred 2H+第二节 氧化磷酸化oxidative phosphorylation 真核细胞真核细胞ATP的生成主要发生在线粒体

29、中。的生成主要发生在线粒体中。营养物质经营养物质经脱氢酶脱氢酶催化脱下的成对氢原子催化脱下的成对氢原子（NADH+H+，FADH2），再通过位于线粒体），再通过位于线粒体内膜上多种酶和辅酶催化的氧化还原连锁反内膜上多种酶和辅酶催化的氧化还原连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水。氧化反应逐步传递，最终与氧结合生成水。氧化反应逐步释放的能量可同时驱动质子跨膜转移应逐步释放的能量可同时驱动质子跨膜转移到内膜外侧，形成跨线粒体内膜的质子梯度，到内膜外侧，形成跨线粒体内膜的质子梯度，该梯度势能再促进该梯度势能再促进ATP的生成。的生成。营养物氧化、电子传递、质子泵流和营养物氧化、电子传递、质子泵流和AT

30、P合合成等过程结合偶联成一个整体成等过程结合偶联成一个整体,高效完成线高效完成线粒体的呼吸作用。粒体的呼吸作用。F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+H+1/2O2+2H+H2O ADP+Pi ATP 4H+2H+4H+-Intermembranespace (P side)Matrix N-sidefumaratesuccinate氧化磷酸化复合体复合体、和和在电子传递中有质子泵作用在电子传递中有质子泵作用 采用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，经硫酸采用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，经硫酸铵分级分离，可纯化出呼吸链成分，得到铵分级分离，可纯化出呼吸链成分，得到4种酶复种酶复合体（合

31、体（complex）。）。复合体复合体、和和完全镶嵌在线粒体内膜中，在完全镶嵌在线粒体内膜中，在参与电子传递过程，同时驱动产生跨线粒体内膜的参与电子传递过程，同时驱动产生跨线粒体内膜的质子梯度。质子梯度。复合体复合体镶嵌在内膜的内侧，只参与电子传递。镶嵌在内膜的内侧，只参与电子传递。（一）复合体、和是氧化磷酸化偶联部位1.根据根据P/O比值推测氧化磷酸化偶联部位比值推测氧化磷酸化偶联部位底底 物物呼呼吸吸链链的的组组成成P/O比比值值可可能能生生成成的的 ATP数数 -羟羟丁丁酸酸NAD+复复合合体体CoQ复复合合体体2.5 2.5Cyt c复复合合体体O2琥琥珀珀酸酸复复合合体体CoQ复复合

32、合体体1.5 1.5Cyt c复复合合体体O2抗抗坏坏血血酸酸Cyt c复复合合体体O20.88 1细细胞胞色色素素c(Fe2+)复复合合体体O20.610.68 12.2.根据电子传递时自由能变化确定偶联部位根据电子传递时自由能变化确定偶联部位G=-nFE电子传递链自由能变化区段区段电位变化电位变化(E)自由能变化自由能变化G=-nFE能否生成能否生成ATP(G是否大于是否大于30.5KJ)Cyt aa3O2 0.53V 102.3KJ/mol 能能NAD+CoQ0.36V 69.5KJ/mol 能能CoQCyt c 0.21V 40.5KJ/mol 能能ATPATP ATP 氧化磷酸化偶联

33、部位氧化磷酸化偶联部位（二）氧化磷酸化偶联的机制是跨线粒体内膜质子梯偶联ATP生成化学渗透假说化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis)电子经呼吸链传递时，驱动质子（电子经呼吸链传递时，驱动质子（H+）从）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，从而产线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，从而产生膜内外质子电化学梯度储存能量生膜内外质子电化学梯度储存能量,当质子顺当质子顺浓度梯度回流时驱动浓度梯度回流时驱动ADP与与Pi生成生成ATP。1.呼吸链氧化驱动产生跨线粒体内膜的质子梯度for his contribution to the understanding of biologi

34、cal energy transfer through the formulation of the chemiosmotic theoryThe Nobel Prize in Chemistry 1978线粒体基质线粒体基质 线粒体膜线粒体膜+-H+O2 H2O H+e-ADP+Pi ATP 化学渗透假说简单示意图化学渗透假说简单示意图 氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜；氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜；线粒体内膜对线粒体内膜对H+、OH、K、Cl离子是不通离子是不通透的；透的；电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定的跨内膜电化学梯度；的

35、跨内膜电化学梯度；增加线粒体内膜外侧酸性可导致增加线粒体内膜外侧酸性可导致ATP合成，而线合成，而线粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯度，结果电子虽可以传递，但度，结果电子虽可以传递，但ATP生成减少。生成减少。n化学渗透假说已经得到广泛的实验支持化学渗透假说已经得到广泛的实验支持化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响cisternaeF1：亲水部分：亲水部分（动物：（动物：33亚基复合体亚基复合体，OSCP、IF1 亚基），线粒体内膜的基质侧颗粒亚基），线粒体内膜的基质侧颗粒状突起，状突起，催

36、化催化ATP合成合成。F0：疏水部分：疏水部分（ab2c912亚基，动物还有其亚基，动物还有其他辅助亚基），镶嵌在线粒体内膜中，形成他辅助亚基），镶嵌在线粒体内膜中，形成跨内跨内膜质子通道膜质子通道。nATP合酶结构组成合酶结构组成ATP合酶利用质子顺梯度回流释能合成合酶利用质子顺梯度回流释能合成ATP F1：33F0：ab2c9-12Catalytic sitesProton channelH+质子通过质子通过ATP合酶合酶Fo顺浓度梯度回流使顺浓度梯度回流使F1亚基旋转亚基旋转 通过通过C环的旋转，质子从内膜胞浆侧进入胞浆半通道，通过基环的旋转，质子从内膜胞浆侧进入胞浆半通道，通过基质半通

37、道释放进入线粒体基质。质半通道释放进入线粒体基质。c环与环与 亚基紧密相连，当亚基紧密相连，当 c环旋转时会带动环旋转时会带动 亚基旋转。亚基旋转。当当H+顺浓度递度经顺浓度递度经Fo中中a亚基和亚基和c亚基之间回流亚基之间回流时，时，亚基发生旋转，亚基发生旋转，3个个亚基的构象发生改变。亚基的构象发生改变。ATP合酶的工作机制合酶的工作机制 亚基旋转使亚基旋转使亚基构象改变导致亚基构象改变导致ATP合成和释放合成和释放 loose state (L)tight state (T)open state (O)F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+H+1/2O2+2H+H2O ADP

38、+Pi ATP 4H+2H+4H+-Intermembranespace (P side)Matrix N-sidefumaratesuccinateMitochondrial MatrixMitochondrial Inner MembraneIntermembrane spacematrixInner-membrane+-H+O2 H2O H+e-ADP+Pi ATP Outer-membraneInter-membrane spaceOxidation phosphorylation Proton gradientcoupledOxidative phosphorylationThe P

39、/O RatiouThe P/O ratio refers to the number of molecules of ATP formed in oxidative phosphorylation for every two electrons flowing through a defined segment of the electron transport chain.uIsolated mitochondria are incubated in an oxygraph apparatus(oxygen electrode)in an medium containing substra

40、te and phosphate,then addition of ADP causes a sudden burst of oxygen uptake as the ADP is converted into ATP.The oxygen atoms consumed can be calculated and The addition Of injected ADP is known.uP:O=ATP formed:oxygen consumed,injected ADP=ATP formedThe oxidation of NADH 2.5(3)ATP FADH2 1.5(2)ATPOn

41、e such estimate is as follows:u10H+are transported out of the matrix for every two electrons that pass from NADH to O2 u4 H+are transported into the matrix for every ATP synthesized uP/O=(1 ATP/4H+)*(10H+/NADH)*(1 NADH/2e)=2.5 ATP/2e线粒体内膜选择性地转运代谢物线粒体基质与胞浆之间有线粒体内、外膜线粒体基质与胞浆之间有线粒体内、外膜相隔，外膜对物质通透的选择性不强，

42、内膜依相隔，外膜对物质通透的选择性不强，内膜依赖各种跨膜转运蛋白赖各种跨膜转运蛋白(transporter)对各种物质对各种物质的转运。的转运。线粒体内膜中的一些转运蛋白对代谢物转运线粒体内膜中的一些转运蛋白对代谢物转运胞胞 浆浆线粒体基质线粒体基质磷酸盐转运蛋白磷酸盐转运蛋白H2PO4H+H2PO4H+酸性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸转运蛋白酮戊二酸转运蛋白苹果酸苹果酸-酮戊二酸酮戊二酸腺苷酸转运蛋白腺苷酸转运蛋白ADPATP 丙酮酸转运蛋白丙酮酸转运蛋白丙酮酸丙酮酸OH-三羧酸转运蛋白三羧酸转运蛋白苹果酸苹果酸柠檬酸柠檬酸碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基

43、酸转运蛋白鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸肉碱转运蛋白肉碱转运蛋白脂酰肉碱脂酰肉碱肉肉碱碱胞胞 浆浆线粒体基质线粒体基质磷酸盐转运蛋白磷酸盐转运蛋白H2PO4H+H2PO4H+磷酸盐转运蛋白磷酸盐转运蛋白H2PO4H+H2PO4H+酸性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸酸性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸转运蛋白酮戊二酸转运蛋白苹果酸苹果酸-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸转运蛋白酮戊二酸转运蛋白苹果酸苹果酸-酮戊二酸酮戊二酸腺苷酸转运蛋白腺苷酸转运蛋白ADPATP 腺苷酸转运蛋白腺苷酸转运蛋白ADPATP 丙酮酸转运蛋白丙酮酸转运蛋白丙酮酸丙

44、酮酸OH-丙酮酸转运蛋白丙酮酸转运蛋白丙酮酸丙酮酸OH-三羧酸转运蛋白三羧酸转运蛋白苹果酸苹果酸柠檬酸柠檬酸三羧酸转运蛋白三羧酸转运蛋白苹果酸苹果酸柠檬酸柠檬酸碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸肉碱转运蛋白肉碱转运蛋白脂酰肉碱脂酰肉碱肉肉碱碱肉碱转运蛋白肉碱转运蛋白脂酰肉碱脂酰肉碱肉肉碱碱转运蛋白转运蛋白功功 能能胞质中NADH通过两个穿梭机制进入线粒体转运机制主要有两条转运机制主要有两条:-磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭(-glycerophosphate shuttle)苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭(

45、malate-asparate shuttle)-磷酸甘油穿梭主要存在于骨骼肌和脑中磷酸甘油穿梭主要存在于骨骼肌和脑中苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭主要存在于心肌和肝中主要存在于心肌和肝中ATP-ADP转位酶促进ADP进入和ATP移出的偶联ATP-ADP转位酶（ATP-ADP translocase）又称腺苷酸移位酶（adenine nucleotide translocase）第三节呼吸链功能调节呼吸链功能调节Functional Regulation of Respiratory Chain呼吸链电子传递和呼吸链电子传递和ATP生成的偶联关系是相互生成的偶联关系是相互依赖的。依赖的

46、。一、一、ADP/ATP相互转换是调节氧化相互转换是调节氧化磷酸化速率的主要因素磷酸化速率的主要因素二、甲状腺素刺激机体耗氧量和产热二、甲状腺素刺激机体耗氧量和产热同时增加同时增加甲状腺激素诱导甲状腺激素诱导Na+,K+ATP酶和解偶联蛋白基酶和解偶联蛋白基因表达增加。因表达增加。（一）呼吸链抑制剂阻断呼吸链的电子传递 如：鱼藤酮（rotenone）（二）解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度 如：解偶联蛋白（uncoupling protein,UCP）（三）ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成 如：寡霉素（oligomycin）三、氧化磷酸化抑制剂 Inhibitor of

47、 complex INADHFMN(Fe-S)CoQRotenonebarbituratessuccinateFAD(Fe-S)CoQcarboxinInhibitor of complex CoQInhibitor of complex Cyt cantimycin ACoQCyt bCyt c1Cyt cCyt aa3O2N3-、CN-CO H2SInhibitor of complex 鱼藤酮鱼藤酮粉蝶霉素粉蝶霉素A A异戊巴比妥异戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A二巯基丙醇二巯基丙醇 CO、CN-、N3-及及H2S各种呼吸链抑制剂的阻断位点各种呼吸链抑制剂的阻断位点不同底物和抑制剂对线粒体氧

48、耗的影响解偶联剂Pentachlorophenol 解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）Cyt cQ胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 解偶联解偶联 蛋白蛋白热能热能 ADP+Pi ATP 寡霉素寡霉素(oligomycin)可阻止质子从可阻止质子从F0质质子通道回流，抑制子通道回流，抑制ATP生成。生成。寡霉素寡霉素ATP合酶结构模式图合酶结构模式图电子传递链及氧化 磷酸化系统概貌：H+跨膜质子电化跨膜质子电化学梯度学梯度H+m内膜基质侧内膜基质侧H+H+c 内膜胞液侧内膜胞液侧H+线粒体功能蛋白质由核基因组线粒体功能蛋白质由核基因组/线粒体基因组编线粒体

49、基因组编码码 线粒体线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）：约）：约17 kb,编码编码13种重要的呼吸链复合体亚单位、种重要的呼吸链复合体亚单位、22种种tRNA和和2种种rRNA。线粒体基因突变可导致线粒体病线粒体DNA缺陷能导致氧化磷酸化功能损伤和能量代谢障碍，引起细胞结构、功能的病理改变，发生线粒体病（mitochondrial diseases）。Professor Rolf Luft,19142007*mtDNA高突变致病原因：1）其基因不含内含子且常有部分区域重叠其基因不含内含子且常有部分区域重叠,各各种点突变都可能累及重要功能域；种点突变都可能累及重要功

50、能域；2）mtDNA缺乏组蛋白的保护；缺乏组蛋白的保护；3）DNA合成始终活跃，但合成始终活跃，但DNA聚合酶聚合酶不具校不具校读功能，及缺乏有效的损伤修复系统；读功能，及缺乏有效的损伤修复系统；4）线粒体内膜是活性氧产生主要部位）线粒体内膜是活性氧产生主要部位,mtDNA更容易受氧自由基攻击而发生突变更容易受氧自由基攻击而发生突变,使其突使其突变频率约为核基因的变频率约为核基因的1020倍。倍。*线粒体疾病有以下特点：mtDNA只来源于卵子只来源于卵子,原发性原发性mtDNA突变导突变导致的线粒体疾病呈现典型的母系遗传特征致的线粒体疾病呈现典型的母系遗传特征,也是线粒体疾病诊断的重要依据；也

51、是线粒体疾病诊断的重要依据；体细胞体细胞mtDNA突变数量会随着年龄增长而积突变数量会随着年龄增长而积累。只有当累。只有当mtDNA突变超过一定阈值突变超过一定阈值,野生野生型型mtDNA的数量不足维持呼吸链的正常功能的数量不足维持呼吸链的正常功能时时,组织或器官异常才可表现临床表型；组织或器官异常才可表现临床表型；能量需求高的组织如骨骼肌、脑、心、肾等能量需求高的组织如骨骼肌、脑、心、肾等更易受突变影响。更易受突变影响。*mtDNA突变类型 包括点突变、重排、缺失和重复。包括点突变、重排、缺失和重复。如如Leber 遗传性视神经病变（遗传性视神经病变（Lebers hereditary op

52、tic neuropathy，LHON）：）：存在存在mtDNA基因组的复合体基因组的复合体亚基亚基4（ND4）编码）编码区区G11778A突变与复合体突变与复合体组分细胞色素组分细胞色素b基基因的单碱基突变。因的单碱基突变。如如 MERRF病（病（myoclonic epilepsy and ragged-red fiber disease）：）：mtDNA编码赖氨酸编码赖氨酸tRNA基因的点突变。基因的点突变。核基因突变也能造成线粒体功能障碍 核基因编码核基因编码900多种线粒体功能必需的酶多种线粒体功能必需的酶和蛋白质，除部分呼吸链复合体蛋白，还和蛋白质，除部分呼吸链复合体蛋白，还包括聚

53、合酶、装配因子、转运蛋白、代谢包括聚合酶、装配因子、转运蛋白、代谢酶等酶等,需在胞质合成后转运到线粒体内。需在胞质合成后转运到线粒体内。目前已鉴定出导致线粒体疾病的致病核基目前已鉴定出导致线粒体疾病的致病核基因突变约因突变约40种。如线粒体基因和核基因突种。如线粒体基因和核基因突变引起复合体缺陷，都可引起变引起复合体缺陷，都可引起Leigh氏综合氏综合征。征。第四节第四节 细胞抗氧化体系和非线粒体细胞抗氧化体系和非线粒体氧化氧化-还原反应体系还原反应体系 Cellular Antioxidative System and Non-Mitochondrial Redox Reaction Sys

54、tem 氧化酶类是一大类酶的统称，泛指催化涉及氧化酶类是一大类酶的统称，泛指催化涉及氧分子（氧分子（O2）的反应。）的反应。分为分为4组：组：氧化酶（氧化酶（oxidases）需氧脱氢酶需氧脱氢酶(aerobic dehydrogenases)加氧酶加氧酶(oxygenases)氢过氧化物酶（氢过氧化物酶（hydroperoxidases）特点：分别存在于不同亚细胞结构中，多数特点：分别存在于不同亚细胞结构中，多数催化物质转化，与催化物质转化，与ATP的生成无关。的生成无关。（一）某些氧化酶辅基含铜或铁卟啉（一）某些氧化酶辅基含铜或铁卟啉 催化的反应可以催化的反应可以O2为直接受氢体，产物为为

55、直接受氢体，产物为H2O。其辅基主要成分是其辅基主要成分是Cu2+或铁卟啉，主要存在于线粒或铁卟啉，主要存在于线粒体。如细胞色素体。如细胞色素C氧化酶、抗坏血酸氧化酶。氧化酶、抗坏血酸氧化酶。（二）需氧脱氢酶直接还原氧生成过氧化氢（二）需氧脱氢酶直接还原氧生成过氧化氢 属于黄素酶属于黄素酶(flavoenzyme)，辅基成分为，辅基成分为FAD或或FMN，如醛脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、，如醛脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、L-氨基酸氧化氨基酸氧化酶等。它们催化的反应以酶等。它们催化的反应以O2为直接受氢体，产物为为直接受氢体，产物为H2 O2。黄嘌呤氧化酶。黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase)辅

56、基还含有辅基还含有钼（钼（Mo）和铁）和铁-硫蛋白。硫蛋白。各种加氧酶以及氢过氧化物酶各种加氧酶以及氢过氧化物酶包括过氧化氢包括过氧化氢酶酶(catalase)、过氧化物酶、过氧化物酶(peroxidase)主要存在于主要存在于微粒体，参与某些代谢物、药物、毒物的转化或微粒体，参与某些代谢物、药物、毒物的转化或清除。清除。（三）直接涉及氧反应的酶还有加氧酶和（三）直接涉及氧反应的酶还有加氧酶和过氧化酶过氧化酶不需氧脱氢酶不能直接以氧为受氢体不需氧脱氢酶不能直接以氧为受氢体 不需氧脱氢酶（不需氧脱氢酶（anaerobic dehydrogenases）：）：指能催化底物脱氢而又不以氧为直接受氢体

57、的酶。此类酶指能催化底物脱氢而又不以氧为直接受氢体的酶。此类酶不是将氢（不是将氢（H+e-）直接传递给）直接传递给O2，而是使，而是使H活化并由辅酶或活化并由辅酶或辅基接受，产生还原型辅酶或辅基。辅基接受，产生还原型辅酶或辅基。主要功能主要功能：（1）作为呼吸链作为呼吸链/电子传递链中氢或电子载体，间接将氢电子传递链中氢或电子载体，间接将氢或电子传递给或电子传递给O2，生成，生成H2O，与产生，与产生ATP相关。（相关。（2）催化不涉）催化不涉及呼吸链及呼吸链/电子传递链偶联的氧化还原反应，促进代谢物之间电子传递链偶联的氧化还原反应，促进代谢物之间氢的交换。（氢的交换。（3）通过催化可逆的反应

58、促进还原当量在细胞内）通过催化可逆的反应促进还原当量在细胞内的自由运转或穿梭。的自由运转或穿梭。NAD+和和NADP+的结构的结构R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+（一）很多不需氧脱氢酶以尼克酰胺腺嘌呤核（一）很多不需氧脱氢酶以尼克酰胺腺嘌呤核苷酸为受氢体苷酸为受氢体NAD+（NADP+）的加氢和脱氢反应氧化还原反应的变化发生在五价氮和三价氮之间。氧化还原反应的变化发生在五价氮和三价氮之间。（二）某些不需氧脱氢酶以黄素核苷酸为受氢体（二）某些不需氧脱氢酶以黄素核苷酸为受氢体琥珀酸脱氢酶、脂酰CoA脱氢酶、NADH-Q氧化还原酶和琥珀酸-Q还原酶等分别以黄素单核苷酸（flavin mo

59、nonucleotide，FMN）、黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide，FAD为辅酶。FMN的加氢和脱氢反应FMN结构中含核黄素，功能部位是异咯嗪环，氧结构中含核黄素，功能部位是异咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是化还原反应时不稳定中间产物是FMN。FAD CH2OOOHOHHHHCH2HOPOHONNNNNH2OPOHOCCHOHCHOHHOHCHHNHNNNOOH3CH3C1458910（三）某些氧化还原酶以血红素为电子载体（三）某些氧化还原酶以血红素为电子载体Q-细胞色素细胞色素c氧化还原酶以血红素氧化还原酶以血红素bH、bL及及c1为辅基，传

60、递电子。为辅基，传递电子。NNNNCH3HCCH2CH3CHCH2CH2CH2COO CH3HCCH2CH2 OOCFeOHCH2CHCCH2CH33HONNNNCH3HCCH3SCH2CH3CHSCH2CH3CH2CH2COO CH3H3CCH2CH2 OOCproteinproteinFe血红素血红素 b血红素血红素 C线粒体呼吸链是体内线粒体呼吸链是体内ROSROS的最主要来源的最主要来源线粒体是线粒体是ROS产生的主要部位，又是自由基产生的主要部位，又是自由基的主要攻击靶点。的主要攻击靶点。线粒体内产生：线粒体内产生：（1）O2-主要在呼吸链酶复合体主要在呼吸链酶复合体（20）和复合）

61、和复合体体（80）中生成。）中生成。（2）O2-和和H+可能通过反应生成可能通过反应生成HO2。（3）线粒体膜间隙的氧还蛋白）线粒体膜间隙的氧还蛋白p66，外膜中的，外膜中的Cyt b5还原酶、单胺氧化酶、二氢乳清酸脱氢酶等也可还原酶、单胺氧化酶、二氢乳清酸脱氢酶等也可产生产生ROS。*线粒体外产生线粒体外产生（1）微粒体加单氧酶系中）微粒体加单氧酶系中Cyt P450还原酶可产生还原酶可产生O2-；（2）细胞过氧化酶体中，）细胞过氧化酶体中，FADH2将电子交给将电子交给O2生成生成H2O2和羟自由基和羟自由基OH；（3）质膜的）质膜的NADPH氧化酶、胞质需氧脱氢酶可氧化酶、胞质需氧脱氢酶

62、可催化生成催化生成O2-、H2O2；（4）巨噬细胞、中性粒细胞等受炎症刺激时可生）巨噬细胞、中性粒细胞等受炎症刺激时可生成成O2-和和H2O2，可杀死细菌；可杀死细菌；（5）外源因素也可导致细胞产生反应活性氧类。）外源因素也可导致细胞产生反应活性氧类。抗氧化体系具有清除反应活性氧功能抗氧化体系具有清除反应活性氧功能反应活性氧类反应活性氧类(reactive oxygen species，ROS)主要指主要指O2的单电子还原产物，是一类强氧化剂，的单电子还原产物，是一类强氧化剂，包括超包括超氧阴离子（氧阴离子（O2-）、羟自由基（羟自由基（OH）和和过氧化氢（过氧化氢（H2O2）及其衍生的及其衍

63、生的HO2和和单线态氧单线态氧（1O2）等。等。O2 O2-H2O2 OH H2Oe-e-+2H+e-+H+e-+H+H2O 自由基（自由基（free radical）是指任何带未成对电）是指任何带未成对电子的原子、分子或基团。子的原子、分子或基团。H2O2不是自由基，但在细胞内不是自由基，但在细胞内Fe2+或或Cu+的存的存在下可通过芬顿（在下可通过芬顿（Fenton）或哈伯）或哈伯-韦斯韦斯（Haber-Weiss）反应转变成羟自由基。）反应转变成羟自由基。Fe2+H2O2 Fe3+OH+OHFenton反应反应 Haber-Weiss反应反应O2 +H2O2H+O2+H2O+OH1.SO

64、D：超氧化物歧化酶：超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)2O2+2H+SODH2O2+O2 H2O+O2 过氧化氢酶过氧化氢酶(catalase)正常细胞内，正常细胞内，O2-水平：水平：10-1010-11 mol/L H2O2水平：水平：10-9 mol/L 机体抗氧化酶和抗氧化物体系清除活性氧类机体抗氧化酶和抗氧化物体系清除活性氧类2.过氧化氢酶过氧化氢酶(catalase)又称触酶，其辅基含又称触酶，其辅基含4 4个血红素个血红素3.过氧化物酶过氧化物酶(peroxidase)以血红素为辅基，催化以血红素为辅基，催化H2O2直接氧化酚类或直接氧化酚类或胺类化合物胺

65、类化合物 2H2O2 2H2O+O2 过氧化氢酶过氧化氢酶 R+H2O2 RO+H2O RH2+H2O2 R+2H2O 过氧化物酶过氧化物酶 过氧化物酶过氧化物酶 谷胱甘肽过氧化物酶 H2O2(ROOH)H2O(ROH+H2O)2G SH G S S G NADP+NADPH+H+谷胱甘肽谷胱甘肽还原酶还原酶 4.谷胱甘肽过氧化物酶（谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase），它可消除），它可消除H2O2和和R-OOH细胞微粒体中存在加氧酶类细胞微粒体中存在加氧酶类微粒体细胞色素微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟化单加氧酶催化底物分子羟化RH+NADPH+H+

66、O2 ROH+NADP+H2O 这类酶催化这类酶催化O2中的一个氧原子加入底物中的一个氧原子加入底物(RH)分分子，另一个氧原子被子，另一个氧原子被NADPH提供的氢还原成提供的氢还原成H2O，又称为混合功能氧化酶又称为混合功能氧化酶(mixed function oxidase)或羟或羟化酶化酶(hydroxylase)。辅酶辅酶 Cyt P450属于属于Cyt b类类，与，与CO结合后在波结合后在波长长450nm处出现最大吸收峰，还有处出现最大吸收峰，还有NADPH、黄素、黄素蛋白、铁氧还蛋白参与电子传递。蛋白、铁氧还蛋白参与电子传递。Fe()Fe(III)Fe(IV)Fe(III)Fe(III)Fe(III)e-B+H+H2O微粒体细胞色素P450基本反应机制Fe(III)AHAHAHAHAHAHA-OHFe()e-H+H2O22H+O2O2双加氧酶双加氧酶(Dioxygenase)催化向底物双键中催化向底物双键中加入两个氧原子加入两个氧原子ONH2NHNHOCOOHNH2CHO例例 如：如：(O2)色氨酸吡咯酶色氨酸吡咯酶