非线粒体氧化体系

第三节　非线粒体氧化体系

除线粒体外，细胞的微粒体和过氧化物酶体及细胞液也能进行生物氧化，但是在其氧化过程中不伴有偶联磷酸化，不能生成ATP，主要与体内代谢物、药物和毒物的生物转化有关。

一、微粒体加单氧酶系

加单氧酶（monooxygenase）可催化一个氧原子加到底物分子上（羟化），另一个氧原子被氢（来自NADPH＋H^＋）还原成水，故其又称为混合功能氧化酶或羟化酶。

此酶在肝和肾上腺的微粒体中含量最多，参与类固醇激素、胆汁酸及胆色素等的生成，以及药物、毒物的生物转化过程。

二、超氧化物歧化酶

体内还存在一种含硒的谷胱甘肽过氧化物酶，可使H₂O₂或过氧化物（ROOH）与还原型谷胱甘肽（G—SH）反应，生成氧化型谷胱甘肽，再由NADPH供氢使氧化型谷胱甘肽重新被还原。此类酶具有保护生物膜及血红蛋白免遭损伤的作用。

三、过氧化物酶体氧化体系

H₂O₂有一定生理作用，如粒细胞和吞噬细胞中的H₂O₂可以氧化杀死入侵的细菌；甲状腺细胞中产生的H₂O₂可使2I^－氧化为I₂，进而使酪氨酸碘化生成甲状腺激素。但若H₂O₂过多，可氧化含硫的蛋白质，还可对生物膜造成损伤，因此须将H₂O₂及时清除。

1．过氧化氢酶

过氧化氢酶（catalase）辅基含有4个血红素，催化反应如下。

2．过氧化物酶

过氧化物酶（peroxidase）也是以血红素为辅基，它催化H₂O₂直接氧化酚类或胺类化合物，催化反应如下。

临床上判断粪便中有无隐血时，就是利用白细胞中含有过氧化物酶的活性，将联苯胺氧化成蓝色化合物。

本章小结

物质在生物体体内的氧化称为生物氧化，主要是指糖类、脂肪、蛋白质等在体内氧化分解生成H₂O和CO₂，并逐步释放能量的过程。

ATP是生物普遍的主要供能形式，磷酸肌酸是主要的储能物质，主要分布于脑组织和肌肉中。ATP可经底物水平磷酸化和氧化磷酸化生成，但以后者为主。物质中储存能量的释放是通过代谢物脱下2H，经呼吸链中一系列酶和辅酶的传递，最终生成H₂O和CO₂，并经氧化磷酸化生成ATP。

呼吸链（电子传递链）是由递氢体和电子传递体按一定顺序排列在线粒体内膜上的连锁反应体系。组成呼吸链的四种酶复合体有NADH－泛醌还原酶（复合体Ⅰ）、琥珀酸－泛醌还原酶（复合体Ⅱ）、泛醌－细胞色素还原酶（复合体Ⅲ）及细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）。

根据传递顺序不同可分为两条呼吸链：NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。通过测定不同底物经呼吸链氧化的P/O比值等可确定氧化磷酸化偶联部位（即ATP生成部位）。2H经NADH氧化呼吸链有3个偶联部位（即生成2．5分子ATP），经琥珀酸氧化呼吸链存在2个偶联部位（即生成1．5分子ATP）。ADP/ATP比值、呼吸链抑制剂、解偶联剂及甲状腺激素等可调控氧化磷酸化的速度，使体内能量供求一致。

细胞液中生成的NADH不能直接进入线粒体，而必须经α－磷酸甘油穿梭或苹果酸－天冬氨酸穿梭进入线粒体后才能进行氧化。

除线粒体的氧化体系外，在微粒体、过氧化物酶体以及细胞其他部位还存在其他氧化体系，参与呼吸链以外的氧化过程，其特点是不伴有偶联磷酸化，不能生成ATP，主要与体内代谢物、药物和毒物的生物转化有关。

能力检测

一、案例引导题

患者，女，40岁，近日表现心慌、心动过速、怕热、多汗、食欲亢进、消瘦、体重下降、疲乏无力，以及情绪易激动、性情急躁、失眠、思想不集中、手舌颤抖、月经失调等。

体格检查：甲状腺呈对称性肿大。

诊断：甲状腺功能亢进。

分析思考：

（1）甲状腺功能亢进患者出现上述临床症状的生物化学机制是什么？

（2）从生物化学角度分析甲状腺功能亢进患者的饮食辅助治疗。

（3）简要说明如何护理甲状腺功能亢进患者。

二、单项选择题

1．下列化合物哪个不是呼吸链的成分？（　　）

A．FAD　B．铁硫蛋白　C．CoQ　D．Cyt　E．CoA

2．人体各种活动能量的直接供给者是（　　）。

A．蛋白质　　B．脂类　　C．葡萄糖　　D．ATP　E．GTP

3．下列物质中含有高能磷酸键的是（　　）。

A．6－磷酸葡萄糖　　B．琥珀酰CoA　C．α－磷酸甘油

D．1，3－二磷酸甘油酸　　E．3－磷酸甘油酸

4．在电子传递链中起递氢作用的维生素是（　　）。

A．维生素A　B．维生素B₁C．维生素B₂

D．维生素B₆E．维生素B₁₂

5．在电子传递中将电子直接传给氧的是（　　）。

A．NAD^＋B．Fe－S　C．Cyt b　D．CoA　E．Cyt aa₃

6．电子在细胞色素间传递的顺序是（　　）。

A．Cyt c→b→c₁→aa₃→O₂B．b→c₁→c→aa₃→O₂

C．c₁→c→b→aa₃→O₂D．b→c→c₁→aa₃→O₂

E．aa₃→b→c₁→c→O₂

7．线粒体中代谢物脱下的氢以NAD^＋作为接受体时，每消耗0．5mol O₂生成ATP的摩尔数是（　　）mol。

A．1．5　　B．2．5　　C．3．5　　D．4．5　　E．5．5

8．线粒体氧化磷酸化解偶联意味着（　　）。

A．线粒体氧化作用停止　　　B．线粒体膜ATP酶被抑制

C．线粒体三羧酸循环停止　　D．线粒体能利用氧，但不能生成ATP

E．线粒体膜钝化变性

9．下列哪一个不是琥珀酸氧化呼吸链的成分？（　　）

A．FMN　B．铁硫蛋白　C．CoQ　D．Cyt c　E．Cyt c₁

10．粉蝶霉素A、鱼藤酮抑制呼吸链中的（　　）。

A．NADH→CoQ　B．Cyt c₁→Cyt c　C．CoQ→Cyt b

D．Cyt b→Cyt c₁　E．Cyt aa₃→O₂

11．氰化物和一氧化碳中毒的机制是抑制（　　）。

A．Cyt b　B．NADH脱氢酶　　C．泛醌

D．细胞色素　　C氧化酶　　E．琥珀酸脱氢酶

12．下列对二硝基苯酚的描述正确的是（　　）。

A．二硝基苯酚属于呼吸链阻断剂

B．二硝基苯酚是水溶性物质

C．二硝基苯酚可破坏线粒体内、外的H＋浓度

D．二硝基苯酚可抑制还原当量的转移

E．二硝基苯酚可抑制ATP合酶的活性

13．对于甲状腺功能亢进患者，甲状腺激素分泌增高，不会出现（　　）。

A．产热增多　　B．ATP分解加快　　C．耗氧量增多

D．呼吸加快　　E．氧化磷酸化反应受抑制

14．调节氧化磷酸化的重要激素是（　　）。

A．肾上腺素　　B．甲状腺激素　　C．肾皮质激素

D．胰岛素　　　E．生长素

15．可作需氧脱氢酶的辅酶的是（　　）。

A．NAD^＋　　B．NADP^＋　　C．FAD　　D．铁硫蛋白　　E．CoQ

三、拓展题

1．了解新生儿硬肿症的发病症状，阐述治疗的原则。

（林燕燕）