第8章糖代謝2

1、 8.3.2.8.3.2. 葡萄糖的有氧分解葡萄糖的有氧分解胞液胞液線粒體線粒體GG-6-PPAPA乙酰乙酰CoAO2O2O2H+eO2H2OCO2糖的有氧氧化（aerobic oxidation） 反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)過(guò)程：8.3.2.1 糖有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程分三個(gè)階段： 糖酵解途徑：葡萄糖 丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA 三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化（1）丙酮酸氧化脫羧形成乙酰）丙酮酸氧化脫羧形成乙酰-CoAPyruvate Is Oxidized to Acetyl-CoA and CO2丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)原核細(xì)胞在胞液中原核細(xì)胞在胞液中三種酶三種酶六

2、種輔助因子六種輔助因子E1-E1-丙酮酸脫氫羧酶（組分）丙酮酸脫氫羧酶（組分）E2-E2-二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；付淞蛐刘＾D(zhuǎn)乙?；窫3-E3-二氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶TPPTPP、硫辛酸、硫辛酸、CoA-SHCoA-SH、FADFAD、NADNAD+ +、MgMg2+2+丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E2E3E1三種酶三種酶60條肽鏈形成條肽鏈形成的復(fù)合體的復(fù)合體乙酰CoAAMPAMP泛酸泛酸-巰基乙胺巰基乙胺222O2CH223OOH CH3-2OH-OCOCHCHNH CO CH C CHPOPOCHNHCHSCCH3CHOOOOONNNNNHOP

3、OO硫辛酸硫辛酸：SH2CCH2CHS(CH2)4COOH硫辛酰胺輔基硫辛酰胺輔基硫辛酰賴氨酰臂硫辛酰賴氨酰臂砷化物共價(jià)結(jié)合砷化物共價(jià)結(jié)合- -毒害作用毒害作用羥乙基羥乙基TPPTPP高能鍵高能鍵CH3CTPPOHH+CO2CHCH3 3C C COOHCOOHO O+ + TPPTPPE1分步反應(yīng)羥乙基羥乙基TPPE1：丙酮酸脫氫酶：丙酮酸脫氫酶CH3COSLHS+ TPP+SLSCH3CTPPOHHE2硫辛酸硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸E2：轉(zhuǎn)乙酰酶：轉(zhuǎn)乙酰酶硫辛酸硫辛酸：SH2CCH2CHS(CH2)4COOHCH3COSLHS+HSCoACH3CSCoAO+HSLHSHSLHS+ FAD

4、SLS+FADH2FADH2+ NAD+FAD+ NADH+H+E2E3E3E3：二氫硫辛酸脫氫酶：二氫硫辛酸脫氫酶（2）三羧酸（檸檬酸）循環(huán)）三羧酸（檸檬酸）循環(huán) Citric Acid Cycle檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)（Citric Acid Cycle)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) （Tricarboxylic Acid Cycle ） Krebs循環(huán)循環(huán) 在好氧真核生物在好氧真核生物線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)或好氧原核生或好氧原核生物物細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中，酵解產(chǎn)物中，酵解產(chǎn)物丙酮酸丙酮酸脫羧、脫氫，脫羧、脫氫，徹底氧化為徹底氧化為CO2、H2O并產(chǎn)生并產(chǎn)生ATP的過(guò)程。的過(guò)程。細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 檸檬酸循環(huán)概貌

5、檸檬酸循環(huán)概貌 Citric Acid CycleTCATCA概貌概貌TCATCA概貌概貌 檸檬酸循環(huán)歷程檸檬酸循環(huán)歷程 Reactions of the Citric Acid Cycle 草酰乙酸與乙酰草酰乙酸與乙酰CoA縮合成檸檬酸縮合成檸檬酸 Formation of Citrate 檸檬酸合酶是變構(gòu)酶檸檬酸合酶是變構(gòu)酶經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸 Formation o f Isocitrate via cis-Aconitate 烏頭酸酶烏頭酸酶異檸檬酸氧化形成異檸檬酸氧化形成酮戊二酸酮戊二酸Oxidation of Isocitrate to -Ketogluta

6、rate and CO2 氧化脫羧氧化脫羧G0= -20.9 kJ/mol酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰-CoA-CoA Oxidation of -Ketoglutarate to Succinyl-CoA酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體G0 = -33.5 kJ/mol高能硫酯化物高能硫酯化物琥珀酰琥珀酰-CoA-CoA轉(zhuǎn)化為琥珀酸轉(zhuǎn)化為琥珀酸 Conversion of Succinyl-CoA to Succinate 琥珀酰琥珀酰-CoA-CoA合成酶合成酶（琥珀酰硫激酶）（琥珀酰硫激酶）（唯一）直接產(chǎn)生高能磷酸鍵（唯一）直接產(chǎn)生高能磷酸鍵底物磷酸化底物

7、磷酸化 GTP+ADP GDP+ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶琥珀酸脫氫形成延胡索酸琥珀酸脫氫形成延胡索酸 Oxidation of Succinate to Fumarate FADFAD與酶共價(jià)連接與酶共價(jià)連接丙二酸丙二酸為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑抑制細(xì)胞呼吸抑制細(xì)胞呼吸 （KrebsKrebs）琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜具有立體專一性具有立體專一性延胡索酸水合生成延胡索酸水合生成 L-蘋果酸蘋果酸 Hydration of Fumarate to Produce Malate L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸蘋果酸脫氫形成草酰乙酸 Oxidation of M

8、alate to Oxaloacetate 1、CO2來(lái)自草酰乙酸而不是乙酰來(lái)自草酰乙酸而不是乙酰CoA但凈結(jié)果是氧化了但凈結(jié)果是氧化了1分子乙酰分子乙酰CoA8.3.2.2 檸檬酸循環(huán)的特點(diǎn)檸檬酸循環(huán)的特點(diǎn) 2、丙酮酸只有、丙酮酸只有4個(gè)氫，個(gè)氫，但徹底氧化所放出的氫？但徹底氧化所放出的氫？加水加氫加水加氫8.3.2.3 檸檬酸循環(huán)的調(diào)控檸檬酸循環(huán)的調(diào)控速率受細(xì)胞能量狀態(tài)、生物合成需求調(diào)節(jié)速率受細(xì)胞能量狀態(tài)、生物合成需求調(diào)節(jié)限速酶：限速酶：1.檸檬酸合酶檸檬酸合酶 變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、琥珀酰、琥珀酰CoA AMP可解除抑制可解除抑制2.異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 變構(gòu)

9、抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH 變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑： ADP3.酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系 抑制劑：抑制劑：ATP、 NADH、琥珀酰、琥珀酰CoA 激活劑：激活劑：AMP 、 ADP、Ca2+ 最關(guān)鍵的是：最關(guān)鍵的是：丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系決定丙酮酸的命運(yùn)決定丙酮酸的命運(yùn)受受ATP的抑制的抑制8.2.2.4 檸檬酸循環(huán)的化學(xué)計(jì)量檸檬酸循環(huán)的化學(xué)計(jì)量2 丙酮酸丙酮酸 2 acetyl-CoA 2 NADH 5 2 異檸檬酸異檸檬酸 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 NADH 52-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰-CoA 2 NADH 52 琥珀酰琥珀酰-CoA 2琥珀酸琥珀酸

10、2 A/GTP 22琥珀酸琥珀酸 2 延胡素酸延胡素酸 2 FADH2 3 2蘋果酸蘋果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸 2 NADH 5 Total 25 ATP底物磷酸化底物磷酸化+ +的效率的效率糖酵解糖酵解 2ATP+2NADH+2H+ ATP 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) ATP 30 或或 32 ATP 儲(chǔ)能效率儲(chǔ)能效率=30 7.3/686= 32%其余能量以熱量形式：其余能量以熱量形式：一部分維持體溫，一部分散失。一部分維持體溫，一部分散失?？偡磻?yīng)式8.2.3.5 檸檬酸循環(huán)的生物意義檸檬酸循環(huán)的生物意義（ 1） 是是好氧生物體好氧生物體內(nèi)最主要的內(nèi)最主要的產(chǎn)能途徑產(chǎn)能途徑！ （2） 是是脂類

11、、蛋白質(zhì)脂類、蛋白質(zhì)徹底分解的共同途徑！徹底分解的共同途徑！ （3） 提供合成其他化合物的碳骨架提供合成其他化合物的碳骨架如：如： 草酰乙酸草酰乙酸 Asp、Asn -酮戊二酸酮戊二酸 Glu 其他氨基酸其他氨基酸 琥珀酰琥珀酰CoA 血紅素血紅素兩用性兩用性乙酰CoA的主要來(lái)源和去路糖原糖原G三脂酰甘油三脂酰甘油FA、甘油蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)膽固醇、膽固醇、FA酮體酮體乙酰乙酰CoA異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰