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2020年西医综合考研复习已经开始,新东方在线在此整理了2020考研西医综合备考:【生物化学】生物氧化(2),希望能帮助大家!
生物化学知识:生物氧化
三、生物氧化中二氧化碳的生成
生物氧化中CO2的生成是代谢中有机酸的脱羧反应所致。有直接脱羧和氧化脱羧两种类型。按脱羧基的位置又有α-脱羧和β-脱羧之分。请判断以下脱羧反应的类型?
四、生物氧化中水的生成
(一)呼吸链的概念和类型
代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后,经过一系列的传递体,最后与激活的氧结合生成水的全部体系,此过程与细胞呼吸有关,所以将此传递链称为呼吸链(respiratory chain)或电子传递链(electron transfer chain)。
在呼吸链中,酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上。其中传递氢的酶或辅酶称为递氢体,传递电子的酶或辅酶称为电子传递体。递氢体和电子传递体都起着传递电子的作用(2H→2H++2e)。
生物体内的呼吸链有多种型式。人体细胞线粒体内最重要的有两条,即NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。它们的初始受氢体、生成ATP的数量及应用有差别。NADH氧化呼吸链应用最广,糖、脂、蛋白质三大物质分解代谢中的脱氢氧化反应,绝大多数是通过该呼吸链来完成的。琥珀酸氧化呼吸链在Q处与上述NADH氧化呼吸链途径交汇。其脱氢黄酶只能催化某些代谢物脱氢,不能催化NADH或NADPH脱氢。
(二)呼吸链的组成
组成呼吸链的成分已发现20余种,分为5大类。
1.辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ
辅酶Ⅰ(NAD+或CoⅠ)为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。辅酶Ⅱ(NADP+或CoⅡ)为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它们是不需氧脱氢酶的辅酶,分子中的烟酰胺部分,即维生素PP能可逆地加氢还原或脱氢氧化,是递氢体。以NAD+作为辅酶的脱氢酶占多数。
2.黄素酶
黄素酶的种类很多,辅基有2种,即FMN和FAD。FMN是NADH脱氢酶的辅基,FAD是琥珀酸脱氢酶的辅基,都是以核黄素为中心构成的,其异咯嗪环上的第1位及第5位两个氮原子能可逆地进行加氢和脱氢反应,为递氢体。
3.铁硫蛋白
分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫,因而常简写为FeS形式。在线粒体内膜上,常与其他递氢体或递电子体构成复合物,复合物中的铁硫蛋白是传递电子的反应中心,亦称铁硫中心,与蛋白质的结合是通过Fe与4个半胱氨酸的S相连接。
4.泛醌(又名辅酶Q)
一类广泛分布于生物界的脂溶性醌类化合物。分子中的苯醌为接受和传递氢的核心,其C-6上带有异戊二烯为单位构成的侧链,在哺乳动物,这个长链为10个单位,故常以Q10表示。
5.细胞色素类
细胞色素(cytochrome, Cyt)是一类以铁卟啉为辅基的结合蛋白质,存在于生物细胞内,因有颜色而得名。已发现的有30多种,按吸收光谱分a、b、c三类,每类又有好多种。
Cyta和a3 结合紧,迄今尚未分开,故写成aa3,位于呼吸链的终末部位,其辅基为血红素A,传递电子的机制是以辅基中铁价的变化Fe3+ →Fe2+,a3还含有铜离子,把电子直接交给分子氧Cu+ →Cu2+,所以a3又称细胞色素氧化酶。a3中的铁原子可以与氧结合,也可以与氰化物离子(CN—)、CO等结合,这种结合一旦发生,a3便失去使氧还原的能力,电子传递中止,呼吸链阻断,导致机体不能利用氧而窒息死亡。
(三)呼吸链中传递体的顺序
呼吸链中氢和电子的传递有着严格的顺序和方向。根据氧化还原原理,氧化-还原电势E是物质对电子亲和力的量度,电极电位的高低反映电子得失的倾向,E O'值愈低的氧还对(A/AH2)释放电子的倾向愈大,愈容易成为还原剂而排在呼吸链的前面。所以NADH还原能力最强,氧分子的氧化能力最强。电子的自发流向是从电极电位低的物质(还原态)到电位高的氧化态,目前一致认可的是按标准氧还电位递增值依次排列。
电子由NADH的传递到氧分子通过3个大的蛋白质复合体,即 NADH脱氢酶、细胞色素bc1复合体和细胞色素氧化酶到氧(又称复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ)。电子从FADH2的传递是通过琥珀酸-辅酶Q还原酶(复合体Ⅱ)经Q、复合体Ⅲ、Ⅳ到氧(琥珀酸-辅酶Q还原酶催化的反应的自由能变化太小)。
本文关键字: 2020考研西医综合
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