第八章糖代謝123

1、會計學1第八章糖代謝第八章糖代謝123第1頁/共139頁本章主要介紹生物體內(nèi)糖的新陳本章主要介紹生物體內(nèi)糖的新陳代謝代謝分解代謝和合成代謝，分解代謝和合成代謝，伴隨物質(zhì)代謝進行能量代謝。伴隨物質(zhì)代謝進行能量代謝。重重點掌握糖的主要分解代謝途徑點掌握糖的主要分解代謝途徑糖酵解、三羧酸循環(huán)、葡糖異糖酵解、三羧酸循環(huán)、葡糖異生作用；糖原的降解與生物合成生作用；糖原的降解與生物合成；糖代謝中的調(diào)節(jié)酶。；糖代謝中的調(diào)節(jié)酶。理解戊糖磷酸途徑、乙醛酸循環(huán)理解戊糖磷酸途徑、乙醛酸循環(huán)。第2頁/共139頁三、葡聚糖（糖原、三、葡聚糖（糖原、淀粉）的代謝淀粉）的代謝（1）糖原的降解糖原的降解（2）糖原的生物合成糖

2、原的生物合成（3）淀粉的水解淀粉的水解（4）淀粉的生）淀粉的生物合成物合成 第3頁/共139頁 新陳代謝的概念新陳代謝的概念: :生物體與外界環(huán)境進行生物體與外界環(huán)境進行物物質(zhì)交換質(zhì)交換和和能量交換能量交換的全過程的全過程. .新陳代謝新陳代謝 合成代謝合成代謝（同化作用）（同化作用） 分解代謝分解代謝（異化作用）（異化作用）生物小分子合成為生物小分子合成為生物大分子生物大分子需要能量需要能量釋放能量釋放能量生物大分子分解為生物大分子分解為生物小分子生物小分子能量代能量代謝謝物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝第4頁/共139頁一、糖代謝總論一、糖代謝總論l糖代謝包括糖代謝包括分解代謝分解代謝和和合成代謝合成代謝

3、。l動物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖動物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖的分解代謝提供的。另方面，糖分解的中間產(chǎn)的分解代謝提供的。另方面，糖分解的中間產(chǎn)物，又為生物體合成其它類型的生物分子，如物，又為生物體合成其它類型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳鏈氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳鏈骨架骨架l植物和某些藻類能夠利用太陽能，將二氧化碳植物和某些藻類能夠利用太陽能，將二氧化碳和水合成糖類化合物，即和水合成糖類化合物，即光合作用光合作用。光合作用。光合作用將太陽能轉(zhuǎn)變成化學能（主要是糖類化合物）將太陽能轉(zhuǎn)變成化學能（主要是糖類化合物），是自然界規(guī)模最大的一種能

4、量轉(zhuǎn)換過程，是自然界規(guī)模最大的一種能量轉(zhuǎn)換過程第5頁/共139頁糖酵解作用糖酵解作用無氧降解無氧降解.糖酵解概念與反應(yīng)過程糖酵解概念與反應(yīng)過程.糖酵解作用的調(diào)控糖酵解作用的調(diào)控.EMP的能量計算與的能量計算與意義意義二、糖的二、糖的分解代謝分解代謝糖代謝為生物體提供重要的糖代謝為生物體提供重要的碳源碳源和和能源，能源，糖糖的分解代謝是生物體的的分解代謝是生物體的取能方式取能方式，實質(zhì)上是，實質(zhì)上是糖的糖的氧化作用氧化作用第6頁/共139頁葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)（有氧或無氧）（有氧或無氧）丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 Co

5、A糖酵解途徑糖酵解途徑檸檬酸檸檬酸/三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)（有氧或無氧）（有氧或無氧）（有氧）（有氧）（無氧）（無氧）胞液胞液線粒體線粒體CO2H2OATP第7頁/共139頁.糖酵解糖酵解作用作用(glycolysis)（Embden Meyerhof Parnas EMP）概念與反應(yīng)過程概念與反應(yīng)過程（一）概念：在（一）概念：在無氧無氧的條件下，葡萄糖或的條件下，葡萄糖或糖原分解成糖原分解成丙酮酸丙酮酸，并釋放少量能量的，并釋放少量能量的過程稱為糖的無氧分解。這一過程與酵過程稱為糖的無氧分解。這一過程與酵母菌使糖發(fā)酵的過程相似，又稱為糖酵母菌使糖發(fā)酵的過程相似，又稱為糖酵解，簡稱解，簡稱EMP

6、途徑。途徑。 （二）反應(yīng)部位：（二）反應(yīng)部位：細胞液（胞漿）細胞液（胞漿）（三）（三）EMP途徑的生化歷程途徑的生化歷程2個階段個階段第8頁/共139頁 EMPEMP途徑的途徑的2 2個階段個階段丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖耗能階段耗能階段產(chǎn)能階段產(chǎn)能階段己糖己糖激酶激酶第9頁/共139頁 葡萄糖葡萄糖G 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸G-6-PATPATPATPADPADPP P1. 己糖磷酸酯的生成（己糖磷酸酯的生成（G F-1,6-2P ）2. 磷酸丙糖的生成（磷酸丙糖的生成（F-1,6-2P 2GAP）耗能階段耗能階段1. 己糖磷酸酯的生成（己糖磷酸酯的生成（G F-1,6-2P ）己糖激酶己

7、糖激酶是是EMP途徑中途徑中第一個調(diào)節(jié)酶第一個調(diào)節(jié)酶，催化，催化第一個第一個ATP磷酸化磷酸化反應(yīng)基本上是反應(yīng)基本上是不可逆不可逆的的；這就保證了進入細胞內(nèi)的；這就保證了進入細胞內(nèi)的G可立即被轉(zhuǎn)化為磷酸化形式；不但活化了可立即被轉(zhuǎn)化為磷酸化形式；不但活化了G分子，還保分子，還保證了證了G分子一旦進入細胞就有效地被捕獲，不會再透出胞外。分子一旦進入細胞就有效地被捕獲，不會再透出胞外。第10頁/共139頁 The conformation of hexokinase changes markedly on binding glucose (shown in red). The two lobes

8、of the enzyme come together and surround the substrate. p69第11頁/共139頁OC H2O HO HO HO HO HHHHHMgOC H2O PO3H2O HO HO HO HHHHH己糖磷酸激酶葡萄糖6磷酸葡萄糖HO H磷酸己糖異構(gòu)酶6-磷酸果糖H2O3POHO HO HC H2O HC H2OH2O3POHO HO HC H2O PO3H2C H2OO HHHO HO HC H2O HC H2OH OO HH磷酸果糖激酶己糖激酶ATPADPMgATPADPATPADPMg果糖1,6-二磷酸果糖己糖磷酸異構(gòu)酶（磷酸葡萄糖異構(gòu)酶）己

9、糖磷酸異構(gòu)酶（磷酸葡萄糖異構(gòu)酶）有絕對的底物專一性和立體專一性。有絕對的底物專一性和立體專一性。第12頁/共139頁PATPATPADPP果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶PFK是是EMP中中第二個調(diào)節(jié)酶第二個調(diào)節(jié)酶,并且是并且是最最關(guān)鍵關(guān)鍵的的限速酶限速酶，糖酵解，糖酵解速度速度決定于決定于此酶的活性；此酶的活性；催化催化此途徑中的此途徑中的第二個第二個ATP磷酸化反應(yīng)磷酸化反應(yīng)；反應(yīng)不可逆反應(yīng)不可逆；第13頁/共139頁PFK是一種別是一種別/變構(gòu)酶變構(gòu)酶，ATP結(jié)合到此酶的調(diào)控部位結(jié)合到此酶的調(diào)控部位，降低該酶對，降低該酶對F-6-P的親和力，的親和力，ATP對該酶的變構(gòu)抑對該酶的變構(gòu)抑制效應(yīng)可被

10、制效應(yīng)可被AMP解除解除，因此，因此，ATP/AMP的比例關(guān)的比例關(guān)系對此酶有明顯的調(diào)節(jié)作用系對此酶有明顯的調(diào)節(jié)作用PFK活性受活性受H+的影響的影響，當，當pH下降時下降時H+對該酶有抑對該酶有抑制作用，可以阻止整個糖酵解途徑的繼續(xù)進行，從制作用，可以阻止整個糖酵解途徑的繼續(xù)進行，從而防止乳酸的繼續(xù)形成，可防止血液而防止乳酸的繼續(xù)形成，可防止血液pH的下降，有的下降，有利于避免酸中毒。利于避免酸中毒。第14頁/共139頁磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶己糖激酶己糖激酶磷酸己糖異磷酸己糖異 構(gòu)構(gòu) 酶酶葡葡萄萄糖糖果糖果糖6 磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖6磷酸磷酸果糖果糖 1,6二磷酸二磷酸ATPADPATP磷

11、酸化酶磷酸化酶糖糖 原原葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸磷酸果糖磷酸果糖變變 位位 酶酶ADP己糖激酶己糖激酶果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶ATPATP第15頁/共139頁CHOCH2O PCCHCH2OCOHOPHOHH果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛. 磷酸丙糖的生成。（磷酸丙糖的生成。（F-1,6-2P 2GAP）DHAPGAP第16頁/共139頁相當于果糖相當于果糖-1,6-二磷酸裂解二磷酸裂解為為兩分子兩分子的甘油醛的甘油醛-3-磷酸。磷酸。第17頁/共139頁第18頁/共139頁GAP的氧化的氧化是是EMP中中唯一一次唯一一次遇到的遇到的氧化作用氧

12、化作用，GAP的醛基氧化為羧基時，同時進行的醛基氧化為羧基時，同時進行脫氫脫氫和和磷酸化磷酸化作用，并作用，并引起分子內(nèi)部能量重新分配，生成高能磷酸化合物引起分子內(nèi)部能量重新分配，生成高能磷酸化合物1,3-BPG ，脫下的氫為脫下的氫為NAD+ 接受。接受。甘油醛甘油醛-3-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶的作用是負協(xié)同效應(yīng)的作用是負協(xié)同效應(yīng)CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOOPP+NAD+Pi+NADH+H+H H3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸產(chǎn)產(chǎn)能能階階段段1,3-BPGGAP. 丙酮酸的生成。（丙酮酸的生成。（2GAP 2Pyr）第19頁/共139頁甘油醛甘油醛-

13、3-3-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶GAPDHGAPDH具有具有4 4個亞基可以和個亞基可以和4 4個個NADNAD+ + 結(jié)合，但結(jié)合常數(shù)不一樣，結(jié)合結(jié)合，但結(jié)合常數(shù)不一樣，結(jié)合NADNAD+ +后會引起酶構(gòu)象變后會引起酶構(gòu)象變化，酶結(jié)合了化，酶結(jié)合了2 2個個NADNAD+ +后再要結(jié)合第后再要結(jié)合第3 3、4 4個個NADNAD+ +就不容就不容易了，實驗發(fā)現(xiàn)此酶只能結(jié)合易了，實驗發(fā)現(xiàn)此酶只能結(jié)合2 2個個NADNAD+ +，即此酶只有，即此酶只有一一半位點能與半位點能與NADNAD+ +結(jié)合并起反應(yīng)結(jié)合并起反應(yīng)半位反應(yīng)性半位反應(yīng)性。第20頁/共139頁砷酸鹽砷酸鹽破壞甘油醛破壞甘油醛-3-3-

14、磷酸脫氫酶催化產(chǎn)物磷酸脫氫酶催化產(chǎn)物 1 1，3-3-二磷酸甘油酸的形成，砷酸鹽代替磷酸與二磷酸甘油酸的形成，砷酸鹽代替磷酸與GAPGAP結(jié)合并氧化，所得結(jié)合并氧化，所得1-1-砷酸砷酸-3-3-磷酸甘油酸化磷酸甘油酸化合物不穩(wěn)定合物不穩(wěn)定，迅速水解生成，迅速水解生成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸在砷酸鹽存在下，雖然酵解過程照樣進行，但在砷酸鹽存在下，雖然酵解過程照樣進行，但是卻是卻沒有形成高能磷酸鍵沒有形成高能磷酸鍵，由甘油醛，由甘油醛-3-3-磷酸磷酸氧化釋放的能量未能與磷酸化偶聯(lián)，因此，氧化釋放的能量未能與磷酸化偶聯(lián)，因此，砷砷酸鹽起著解偶聯(lián)的作用，即解除了氧化和磷酸酸鹽起著解偶聯(lián)的作用，

15、即解除了氧化和磷酸化的偶聯(lián)作用化的偶聯(lián)作用第21頁/共139頁+ ADP+ ATPATP高能磷酸化合物高能磷酸化合物1，3-BPG在在磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶作用作用下，通過下，通過底物水平磷酸化底物水平磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳TP；因為每；因為每1mol己糖己糖代謝后生成代謝后生成2mol丙糖丙糖，所以在這個反應(yīng)及隨，所以在這個反應(yīng)及隨后的放能反應(yīng)中有后的放能反應(yīng)中有2倍倍ATP產(chǎn)生產(chǎn)生1,3-BPG3-PG第22頁/共139頁3-PG2-PG第23頁/共139頁PEP2-PG烯醇化酶烯醇化酶催化催化2-PG在第二和第三碳原子上在第二和第三碳原子上脫下一脫下一分子水分子水；在脫水的化學反應(yīng)中

16、，；在脫水的化學反應(yīng)中，2-PG分子內(nèi)部的分子內(nèi)部的能量重新分配，能量重新分配，產(chǎn)生了產(chǎn)生了高能磷酸化合物高能磷酸化合物烯醇丙烯醇丙酮酸磷酸（酮酸磷酸（PEP）第24頁/共139頁烯醇化酶在與底物結(jié)合前，要先與烯醇化酶在與底物結(jié)合前，要先與2 2價陽離價陽離子如子如MgMg2+2+或或MnMn2+2+結(jié)合形成一個復合物，才有活結(jié)合形成一個復合物，才有活性。性。氟化物氟化物是此酶的強烈抑制劑，因為氟與是此酶的強烈抑制劑，因為氟與鎂和無機磷酸形成復合物，取代天然情況下鎂和無機磷酸形成復合物，取代天然情況下酶分子上鎂離子的位置，從而使酶失活。酶分子上鎂離子的位置，從而使酶失活。第25頁/共139頁A

17、DPATPATP在在丙酮酸激酶丙酮酸激酶催化下，將催化下，將PEP的的C2上的磷酰基團轉(zhuǎn)移到上的磷?；鶊F轉(zhuǎn)移到ADP上形成上形成ATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化；且此反應(yīng)是；且此反應(yīng)是不可不可逆反應(yīng)逆反應(yīng)，丙酮酸激酶丙酮酸激酶是是EMP途徑中的途徑中的第三個調(diào)節(jié)酶第三個調(diào)節(jié)酶。第26頁/共139頁丙酮酸激酶的催化活性需要丙酮酸激酶的催化活性需要2 2價陽離子價陽離子參與，如鎂離子、錳離子等。參與，如鎂離子、錳離子等。ATPATP、長、長鏈脂肪酸、乙酰鏈脂肪酸、乙酰-CoA-CoA等都對該酶有抑制等都對該酶有抑制作用；而果糖作用；而果糖-1-1，6-6-二磷酸和磷酸烯醇二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸

18、對該酶有激活作用。式丙酮酸對該酶有激活作用。第27頁/共139頁烯醇丙酮酸極不穩(wěn)定烯醇丙酮酸極不穩(wěn)定,很容易很容易自動自動變?yōu)樽優(yōu)楸容^穩(wěn)定的丙酮酸比較穩(wěn)定的丙酮酸,且且不需酶催化不需酶催化.Pyr第28頁/共139頁第29頁/共139頁第30頁/共139頁2ATP2ATP3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙丙酮酮酸酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶2ADP烯醇化酶烯醇化酶磷酸甘油磷酸甘油酸變位酶酸變位酶磷酸甘油磷酸甘油酸酸 激激 酶酶磷酸甘油磷酸甘油酸脫氫酸脫氫

19、 酶酶NAD+PiNADH+H+2ATP2ADP2ATP第31頁/共139頁第32頁/共139頁第33頁/共139頁總反應(yīng)式總反應(yīng)式: G+2NAD+2ADP+2Pi 2丙酮酸丙酮酸+2NADH+2H+2ATP +2H2O整個過程無氧參加；三個調(diào)速酶；一次脫氫，輔整個過程無氧參加；三個調(diào)速酶；一次脫氫，輔酶為酶為NAD，生成，生成NADHH從葡萄糖開始凈生成從葡萄糖開始凈生成2分子分子ATP從糖原開始凈生成從糖原開始凈生成3分子分子ATPEMP途徑中能量計途徑中能量計算：見算：見p80表表22-11mol葡萄糖葡萄糖/糖原糖原經(jīng)經(jīng)無氧酵解無氧酵解成成2mol丙酮酸，產(chǎn)生丙酮酸，產(chǎn)生？molAT

20、P第34頁/共139頁糖酵解途徑的意義糖酵解途徑的意義. . 糖酵解生成的糖酵解生成的PyrPyr在氧供應(yīng)不足在氧供應(yīng)不足時主要轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗釙r主要轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗嵊扇樗崦摎涿赣扇樗崦摎涿? (同工酶同工酶) )催化催化, ,有時可轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖加袝r可轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖? . 糖酵解途徑最主要生理意義在于糖酵解途徑最主要生理意義在于迅速提供能量迅速提供能量, ,對高原環(huán)境、肌肉收對高原環(huán)境、肌肉收縮更為重要縮更為重要第35頁/共139頁、肌肉內(nèi)ATP含量很低； 結(jié)論：結(jié)論： 糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量、肌肉中磷酸肌酸儲存的能量可 供肌肉收縮所急需的化學能; ; 、即使氧不缺乏，葡萄糖進

21、行有氧氧化的過程比糖 酵解長得多,來不及滿足需要;背景：背景：劇烈運動時：劇烈運動時：、肌肉局部血流不足，處于相對缺氧狀態(tài)。第36頁/共139頁人初到高原，高原大氣人初到高原，高原大氣壓低，易缺氧壓低，易缺氧機體加強糖酵解以適機體加強糖酵解以適應(yīng)高原缺氧環(huán)境應(yīng)高原缺氧環(huán)境海拔海拔 5000米米背景：背景：結(jié)論：結(jié)論：第37頁/共139頁 代謝極為活躍，即使不缺氧,也常由糖酵解提供部分能量。成熟紅細胞：視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白細胞、骨髓、腫瘤細胞等: 無線粒體，無法通過氧化磷酸化獲得能量，只能通過糖酵解獲得能量。第38頁/共139頁某些病理情況下某些病理情況下機體主要通過糖機體主要通過糖酵解獲得能量酵解

22、獲得能量嚴重貧血嚴重貧血大量失血大量失血呼吸障礙呼吸障礙肺及心血管肺及心血管等疾病等疾病第39頁/共139頁葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)（有氧或無氧）（有氧或無氧）丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA糖酵解途徑糖酵解途徑檸檬酸檸檬酸/三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)（有氧或無氧）（有氧或無氧）（有氧）（有氧）（無氧）（無氧）胞液胞液線粒體線粒體CO2H2OATP第40頁/共139頁COOH C=OCH3生成乳酸生成乳酸+ NADH + H+ 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶COOH CHOHCH3+ NAD+PyrLac在前面反應(yīng)的在前面反應(yīng)的甘油醛

23、甘油醛-3-3-磷酸脫氫時磷酸脫氫時,NAD,NAD+ +被還原成被還原成NADH+HNADH+H+ +；在此反應(yīng)中，；在此反應(yīng)中，NADH+HNADH+H+ +重新被氧化重新被氧化，以保，以保證輔酶的周轉(zhuǎn)；即在證輔酶的周轉(zhuǎn)；即在無氧無氧條件下，條件下，NADNAD+ +的再生的再生是由是由乳酸脫氫酶催化丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸的反應(yīng)乳酸脫氫酶催化丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸的反應(yīng)來完成的來完成的第41頁/共139頁糖的無氧降解及厭氧糖的無氧降解及厭氧發(fā)酵總圖發(fā)酵總圖第42頁/共139頁生成乙醇生成乙醇COOH C=OCH3丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶CHOCH3+ CO2CH2OHCH3+ NADH + H+ 乙醇

24、脫氫酶乙醇脫氫酶CHOCH3+ NAD+第43頁/共139頁細胞呼吸最早釋放的細胞呼吸最早釋放的COCO2 2第44頁/共139頁丙酮酸脫氫酶復合體包括丙酮酸脫氫酶復合體包括3種酶和種酶和6種種輔因子輔因子E.coli丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系/復合體：復合體： 分子量：分子量：4.5106，直徑，直徑45nm，比核糖體稍大。，比核糖體稍大。 酶酶 輔酶輔酶 每個復合物亞基數(shù)每個復合物亞基數(shù) 丙酮酸脫氫酶（丙酮酸脫氫酶（E1） TPP 24 二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶（二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶（E2） 硫辛酸、硫辛酸、CoA 24 二氫硫辛酸脫氫酶（二氫硫辛酸脫氫酶（E3） FAD、NAD+ 12 此

25、外，還需要此外，還需要Mg2+作為輔因子作為輔因子第45頁/共139頁丙酮酸脫氫丙酮酸脫氫酶酶二氫硫辛酸二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫二氫硫辛酸脫氫酶氫酶第46頁/共139頁丙酮酸脫氫酶復合物的活性調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復合物的活性調(diào)節(jié) （1）產(chǎn)物抑制：）產(chǎn)物抑制：丙酮酸氧化脫丙酮酸氧化脫羧的二個產(chǎn)物羧的二個產(chǎn)物乙酰乙酰CoA（抑制（抑制E2）和和NADH（抑制（抑制E3）都作為底都作為底物的競爭性抑制劑，競爭抑制丙物的競爭性抑制劑，競爭抑制丙酮酸脫氫酶復合物的活性。酮酸脫氫酶復合物的活性。 第47頁/共139頁 （2 2）核苷酸的反饋調(diào)節(jié)：）核苷酸的反饋調(diào)節(jié)：丙酮酸脫氫酶復丙酮酸脫氫酶

26、復合物的活性受細胞的能量負荷（能荷）控制合物的活性受細胞的能量負荷（能荷）控制 一般來說一般來說高的能荷抑制產(chǎn)生高的能荷抑制產(chǎn)生ATP的途徑的途徑，ATP水平高水平高時丙酮酸脫氫酶復合物活性時丙酮酸脫氫酶復合物活性，丙酮酸氧化脫羧減慢，特別是丙酮酸氧化脫羧減慢，特別是E1（丙酮酸脫（丙酮酸脫氫酶）受氫酶）受GTP抑制，被抑制，被AMP活化活化 第48頁/共139頁（3 3）可逆磷酸化作用的共價調(diào)節(jié)）可逆磷酸化作用的共價調(diào)節(jié) 細胞內(nèi)細胞內(nèi) 、 、 的比值增高時，激活了激酶，丙的比值增高時，激活了激酶，丙酮酸脫氫酶活性酮酸脫氫酶活性，丙酮酸氧化脫羧，丙酮酸氧化脫羧。而丙酮酸抑制了激酶，使丙酮酸脫氫

27、酶活性而丙酮酸抑制了激酶，使丙酮酸脫氫酶活性，丙酮酸氧化脫羧，丙酮酸氧化脫羧。 Ca2+激活磷酸酶使丙酮酸脫氫酶脫磷酸而活化激活磷酸酶使丙酮酸脫氫酶脫磷酸而活化 。CoACoA乙乙酰酰ADPATP NADNADH丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶3ATP3ATP 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶- -3P3P3ADP3ADP 磷酸酶磷酸酶 （有活性有活性） （無活性無活性） 激酶激酶第49頁/共139頁糖的無氧氧化與有氧氧化的關(guān)系糖的無氧氧化與有氧氧化的關(guān)系 葡萄糖葡萄糖（或糖原、淀粉）（或糖原、淀粉）丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙酰輔酶乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)CO2+H2O線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)線粒體基

28、質(zhì)細胞液細胞液檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)有氧氧化有氧氧化.TCA.TCA概念與反應(yīng)過程概念與反應(yīng)過程.TCA.TCA作用特點、意義與調(diào)控作用特點、意義與調(diào)控.TCA.TCA作用的能量計算作用的能量計算第50頁/共139頁檸檬酸檸檬酸/三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán):反應(yīng)從反應(yīng)從乙酰乙酰輔酶輔酶A與草酰乙酸縮合成含有與草酰乙酸縮合成含有三三個羧基個羧基的的檸檬酸檸檬酸開始，所以開始，所以稱為稱為檸檬酸循環(huán)，又稱為檸檬酸循環(huán)，又稱為TCA循環(huán)或循環(huán)或Krebs循環(huán)循環(huán)第51頁/共139頁 OCH3-C-SCoACoASHNADH +CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP 草酰乙酸草酰乙酸 再生階段再

29、生階段 檸檬酸的生成檸檬酸的生成階段階段 氧化脫氧化脫 羧階段羧階段檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+ 檸檬酸檸檬酸/ /三三羧酸循環(huán)羧酸循環(huán)TCATCA第52頁/共139頁H2O草酰乙酸草酰乙酸 OCH3-C-SCoACoASHH2O檸檬酸合酶檸檬酸合酶烏頭酸酶烏頭酸酶第53頁/共139頁CH3OOCCOOHCH2COOH檸檬酸檸檬酸合成酶合成酶HOCCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2O檸檬酸檸檬酸合酶合酶乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸檸檬

30、酸HSCoA（1）縮）縮 合合 反反 應(yīng)應(yīng)H2O檸檬酸合酶檸檬酸合酶是是TCA的的第一個調(diào)節(jié)酶第一個調(diào)節(jié)酶。其活性受。其活性受ATP、NADH、琥珀酰、琥珀酰CoA的抑制；草酰乙酸和乙酰的抑制；草酰乙酸和乙酰CoA的濃度的濃度較高時，可激活該酶的活性。較高時，可激活該酶的活性。氟乙酸氟乙酸氟乙酰氟乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸氟檸檬酸氟檸檬酸殺蟲劑殺蟲劑乙酰乙酰CoA和和草酰乙酸草酰乙酸縮合縮合然后再然后再水解水解成一分子成一分子檸檬酸檸檬酸第54頁/共139頁HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O烏頭酸

31、酶烏頭酸酶烏頭酸酶烏頭酸酶HOHH2OHOHH2O檸檬酸檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸異檸檬酸異檸檬酸 第55頁/共139頁CO2GDPPiGTPNAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+CoASH異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶CO2 酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶脫氫酶琥珀酸琥珀酸硫激酶硫激酶第56頁/共139頁HOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO異檸檬酸異檸檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶CO2CO2草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶是是第二個調(diào)節(jié)酶第二

32、個調(diào)節(jié)酶,這是三羧酸循環(huán)這是三羧酸循環(huán)的的第一次氧化脫羧第一次氧化脫羧反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生NADH和和CO2。此次此次反應(yīng)是反應(yīng)是TCA的一的一分界點分界點，在此之前都是三羧酸的，在此之前都是三羧酸的轉(zhuǎn)化，在此之后則是二羧酸的轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化，在此之后則是二羧酸的轉(zhuǎn)化。異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶HH第57頁/共139頁CH2CCOOHCH2COOHO-酮戊二酸酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACOSCoA琥珀酰琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸脫氫酶復合體酮戊二酸脫氫酶復合體-酮戊二酸脫氫酶復合體酮戊二酸脫氫酶復合體COOCO2H HHH第58頁/

33、共139頁-酮戊二酸酮戊二酸脫羧酶脫羧酶二氫硫辛酸轉(zhuǎn)琥珀?；付淞蛐了徂D(zhuǎn)琥珀?；付淞蛐了崦摎涿付淞蛐了崦摎涿篙o酶輔酶A A、FADFAD、NADNAD+ +、鎂離子、硫辛酸、鎂離子、硫辛酸、TPPTPP三個酶三個酶六個輔助因子六個輔助因子第59頁/共139頁- -酮戊二酸脫氫酶（復合體）系酮戊二酸脫氫酶（復合體）系是是TCATCA途徑中的途徑中的第三個調(diào)節(jié)酶第三個調(diào)節(jié)酶，需，需TPPTPP、硫辛、硫辛酸、酸、FADFAD、MgMg2+2+參加，與丙酮酸脫氫酶系參加，與丙酮酸脫氫酶系相似；相似；此反應(yīng)此反應(yīng)不可逆不可逆，氧化釋放的能量既可驅(qū)，氧化釋放的能量既可驅(qū)使使NAD+還原，又可產(chǎn)生

34、還原，又可產(chǎn)生高能化合物琥高能化合物琥珀酰輔酶珀酰輔酶A，是，是TCA途徑中的途徑中的第二次氧第二次氧化脫羧化脫羧，又產(chǎn)生，又產(chǎn)生NADH和和CO2；- -酮戊二酸酮戊二酸的的前后前后各脫下一分子各脫下一分子COCO2 2。第60頁/共139頁CH2CH2COOHCOSCoA琥珀酰琥珀酰CoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶GTP + ADPATPGTP琥珀酰琥珀酰CoA在琥珀酰在琥珀酰CoA合成酶催化下，轉(zhuǎn)移其合成酶催化下，轉(zhuǎn)移其硫酯硫酯鍵鍵至至GDP生成生成GTP，需，需Mg2+；所以此反應(yīng)是；所以此反應(yīng)是TCA途徑途徑中

35、中唯一直接產(chǎn)生唯一直接產(chǎn)生ATP的反應(yīng)的反應(yīng)底物水平磷酸化。底物水平磷酸化。哺哺乳動物生成乳動物生成GTP而植物微生物直接生成而植物微生物直接生成ATP第61頁/共139頁FAD FADH2H2ONAD+NADH+H+草酰乙酸草酰乙酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶第62頁/共139頁HHCHCOOHCHCOOH琥珀酸琥珀酸+ FADCHCOOHCHCOOHHHHH+ FADH2H2延胡索酸延胡索酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶是是TCA途徑中的途徑中的第三次氧化第三次氧化，產(chǎn)生，產(chǎn)生FADH2。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的強抑制劑。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的強抑制劑。第6

36、3頁/共139頁HOHH2OCHCOOHCHCOOH延胡索酸延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸蘋果酸+這是一個加水反應(yīng)，該酶具有嚴格這是一個加水反應(yīng)，該酶具有嚴格的立體專一性，只產(chǎn)生的立體專一性，只產(chǎn)生L蘋果酸蘋果酸第64頁/共139頁CHCOOHCCOOH蘋果酸蘋果酸OCCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶HOHH H此反應(yīng)是此反應(yīng)是TCA途徑中的途徑中的第四次氧化第四次氧化，產(chǎn)生，產(chǎn)生NADH和和H+至此，又重新生成至此，又重新生成了了草酰乙酸草酰乙酸；因此，；因此，TCA循環(huán)完成循環(huán)完成一周。一周

37、。第65頁/共139頁檸檬檸檬 酸酸草酰乙酸草酰乙酸 乙酰CoACoAH2O琥珀酰琥珀酰CoA 異檸檬酸異檸檬酸 NAD+NADH+H+CO2延胡索酸延胡索酸 蘋果酸蘋果酸 FADFADH2H2OCO2NAD+NADH+H+三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)琥珀酸琥珀酸 GDPGTPATPNADH+H+NAD+-酮戊二酮戊二 酸酸CO2CO2H HH HH2H HATP第66頁/共139頁TCA的總反應(yīng)式：的總反應(yīng)式：CH3COSCoA + 2H2O + 3NAD+ + FAD + ADP + Pi2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + CoASH + ATPTCATCA的特點：的特點：T

38、CATCA一周，一周，消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoACoA（2C2C化合物）化合物）；其中的三羧酸，二羧酸并不因參加循環(huán)而有所增其中的三羧酸，二羧酸并不因參加循環(huán)而有所增減；因此，在理論上，這些羧酸只要微量，就可減；因此，在理論上，這些羧酸只要微量，就可不息地循環(huán)，促使乙酰不息地循環(huán)，促使乙酰CoACoA氧化；氧化；但實際上需要但實際上需要不斷補充不斷補充第67頁/共139頁：TCA的多個反應(yīng)是可逆的，但由于的多個反應(yīng)是可逆的，但由于檸檬酸的合成檸檬酸的合成及及- -酮戊二酸的氧化脫羧酮戊二酸的氧化脫羧是是不可逆不可逆的，故此循環(huán)是的，故此循環(huán)是單方向進行單方向進行的，在細胞的的，在細胞的

39、線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)進行；進行；TCATCA中有中有1 1次底物磷酸化次底物磷酸化產(chǎn)生產(chǎn)生ATPATP。TCATCA的的雙重作用雙重作用（分解代謝和合成代謝）（分解代謝和合成代謝）p110p110。丙酮酸丙酮酸所含的所含的3 3個個C C被被氧化氧化成成3CO3CO2 2：第一個第一個COCO2 2是在是在形成乙酰形成乙酰CoACoA時產(chǎn)生的；時產(chǎn)生的；第第2 2個個COCO2 2是在是在生成生成- -酮戊二酸酮戊二酸時產(chǎn)生的；時產(chǎn)生的；第第3 3個個COCO2 2是在生成是在生成琥珀酰琥珀酰CoACoA時產(chǎn)生的；但時產(chǎn)生的；但第第2 2及第及第3 3個個COCO2 2的碳原子來自于草酰乙酸而不是

40、乙酰的碳原子來自于草酰乙酸而不是乙酰CoACoA。丙酮酸氧化脫羧丙酮酸氧化脫羧形成乙酰形成乙酰CoA時產(chǎn)生時產(chǎn)生1次次NADH和和H+ +；TCATCA中中產(chǎn)生產(chǎn)生3 3次次NADHNADH和和H H+ +和和1次次FADH2；它們分別經(jīng)；它們分別經(jīng)呼吸鏈呼吸鏈交給交給氧氧而生成而生成水水同時同時產(chǎn)生產(chǎn)生ATP；第68頁/共139頁三羧酸循環(huán)的生理意義三羧酸循環(huán)的生理意義 （1 1）氧化供能）氧化供能( (線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)/ /外外NADHNADH、FADHFADH2 2) ) （2 2）為生物合成提供了中間物）為生物合成提供了中間物, ,是三大營養(yǎng)是三大營養(yǎng)素相互轉(zhuǎn)變的聯(lián)系素相互轉(zhuǎn)變的聯(lián)系樞

41、紐樞紐TCATCA不僅是糖代謝的重要途徑，而且也是不僅是糖代謝的重要途徑，而且也是脂類化合物和蛋白質(zhì)最終氧化成脂類化合物和蛋白質(zhì)最終氧化成COCO2 2和和H H2 2O O重重要途徑要途徑, ,是三大營養(yǎng)素分解的是三大營養(yǎng)素分解的最終代謝通路最終代謝通路（3 3）TCA TCA 也是也是COCO2 2的重要來源之一的重要來源之一 第69頁/共139頁酶酶 的的 名名 稱稱檸檬酸合酶檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶- -酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑乙酰乙酰CoACoAADPADPAMPAMP變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑ATPATPNADH NADH ATPATP、NADH

42、NADH、琥珀酰琥珀酰CoACoA第70頁/共139頁 -酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸檸檬酸檸檬酸琥珀酰琥珀酰CoATyrGlnHisProGluIleMetSerThrValPheTyr 葡萄糖葡萄糖磷酸烯醇型丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸 丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoAAsnAsp脂肪酸脂肪酸酮體酮體三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)糖類、蛋白質(zhì)、脂類通過糖類、蛋白質(zhì)、脂類通過TCA的聯(lián)系示意的聯(lián)系示意圖圖第71頁/共139頁檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸(順烏頭酸順烏頭酸) -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoAH2OSHCoAH2OH2O

43、NADH + H+CO2GDP + PiGTP琥珀酸琥珀酸NADH + H+CO2SHCoASHCoAFADH2H2ONADH+ H+三羧酸循環(huán)第72頁/共139頁v 一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化v 二次脫羧二次脫羧v 三個調(diào)節(jié)限速酶三個調(diào)節(jié)限速酶/ /不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)v 四次氧化脫氫四次氧化脫氫12341234v 1 mol1 mol乙酰乙酰CoACoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹經(jīng)三羧酸循環(huán)徹 底氧化凈生成底氧化凈生成10 molATP10 molATP。 第73頁/共139頁能量能量“現(xiàn)金現(xiàn)金” : 1 GTP 能量能量“支票支票”: 3 NADH 1 FADH2兌換率兌換率 1：2.57

44、.5ATP兌換率兌換率 1：1.51.5ATP1ATP10ATP三羧酸循環(huán)的能量計量三羧酸循環(huán)的能量計量第74頁/共139頁葡萄糖徹底氧化生成葡萄糖徹底氧化生成ATP的數(shù)目的數(shù)目-p142表表24-5葡萄糖的有氧氧化包括葡萄糖的有氧氧化包括四個四個階段：階段： 糖酵解產(chǎn)生丙酮酸糖酵解產(chǎn)生丙酮酸（2丙酮酸、丙酮酸、 2ATP、2NADH） 丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA、NADH 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)（CO2、H2O、GTP、NADH、FADH2） 呼吸鏈氧化磷酸化呼吸鏈氧化磷酸化（NADH、FADH2-ATP） 原核生物：原核生物：階段在胞質(zhì)中階段在胞質(zhì)中 真核生物：在胞質(zhì)

45、中，真核生物：在胞質(zhì)中，在線粒體中在線粒體中第75頁/共139頁酵解階段：酵解階段： 2 ATP 2 1 NADH兌換率兌換率 1：2.5 /1.52 ATP2 (2.5/1.5ATP )三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)：2 1 GTP 2 3 NADH 2 1 FADH22 1 ATP2 7.5ATP2 1.5ATP兌換率兌換率 1：2.5兌換率兌換率 1：1.5丙酮酸氧化：丙酮酸氧化：2 1NADH兌換率兌換率 1：2.52 2.5ATP總計：總計：32ATP 或或 30ATP第76頁/共139頁糖有氧分解的能量變化：糖有氧分解的能量變化：C6H12O6 + 6H2O + 10NAD+ + 2FAD

46、 + 4ADP + 4Pi6CO2 + 10NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP1molG CO2 + H2O 產(chǎn)生產(chǎn)生？molATP32/30mol1molGn CO2 + H2O 產(chǎn)生產(chǎn)生？molATP33/31mol第77頁/共139頁戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑糖代謝的第糖代謝的第2條重要途徑條重要途徑.戊糖磷酸途徑的概念戊糖磷酸途徑的概念.戊糖磷酸途徑的反應(yīng)過程戊糖磷酸途徑的反應(yīng)過程.戊糖磷酸途徑特點與生物學意義戊糖磷酸途徑特點與生物學意義第78頁/共139頁戊糖磷酸途徑（戊糖磷酸途徑（PPP）/己糖單磷酸途徑己糖單磷酸途徑（HMP） 概念：從概念：從葡萄糖葡萄糖-6-

47、磷酸磷酸開始，不經(jīng)糖酵開始，不經(jīng)糖酵解和檸檬酸循環(huán)，直接將其脫氫脫羧分解和檸檬酸循環(huán)，直接將其脫氫脫羧分解為解為磷酸戊糖磷酸戊糖，磷酸戊糖分子再經(jīng)重排，磷酸戊糖分子再經(jīng)重排最終又生成最終又生成6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖的過程的過程(簡稱簡稱HMP途徑途徑)。由于此途徑是以葡糖。由于此途徑是以葡糖-6-磷磷酸酸（G-6-P）開始的，故又稱為開始的，故又稱為己糖磷己糖磷酸途徑酸途徑；作用部位在；作用部位在細胞質(zhì)細胞質(zhì)。第79頁/共139頁可分為兩個階段可分為兩個階段 第一階段第一階段 氧化階段氧化階段 ： 由由葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸直接直接脫氫脫氫 脫羧脫羧生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖;第二階段第二階

48、段 非氧化階段非氧化階段： 磷酸戊糖磷酸戊糖分子再經(jīng)重排最終分子再經(jīng)重排最終 又生成又生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸。戊糖磷酸途徑反應(yīng)過程戊糖磷酸途徑反應(yīng)過程第80頁/共139頁 2、非氧化分子重排階段非氧化分子重排階段 6 核酮糖核酮糖-5-P 5 果糖果糖-6-P 5 葡萄糖葡萄糖-6-P1、氧化脫羧階段氧化脫羧階段 6 G-6-P 6 葡萄糖酸葡萄糖酸-6-P 6 核酮糖核酮糖-P 6 NADP+ 6NADPH 6 NADP+ 6NADPH6CO26H2O6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O 5 G-6-P + 6CO2 + 1 2 N A D P H +12H+第81頁/共

49、139頁葡糖葡糖-6-磷酸磷酸葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶葡糖葡糖-6-磷酸內(nèi)酯磷酸內(nèi)酯內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶葡糖酸葡糖酸-6-磷酸磷酸葡糖酸葡糖酸-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶（脫羧氧化）（脫羧氧化）核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸氧氧化化階階段段核糖核糖-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸限速反應(yīng)，調(diào)速酶限速反應(yīng)，調(diào)速酶第82頁/共139頁戊糖磷酸途徑的調(diào)節(jié)戊糖磷酸途徑的調(diào)節(jié) 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶是是HMP限速酶限速酶，其活，其活性決定葡萄糖性決定葡萄糖-6-磷酸進入此途徑的流量，磷酸進入此途徑的流量，此酶活性主要受此酶活性主要受NADP+/NADPH比例比例的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)， NAD

50、P+濃度稍高于濃度稍高于NADPH即激活即激活此途徑此途徑，此酶尤其受，此酶尤其受NADPH 強烈抑制，強烈抑制，只有只有NADPH被生物合成消耗后，才能解除抑制被生物合成消耗后，才能解除抑制蠶豆病蠶豆病第83頁/共139頁第84頁/共139頁第85頁/共139頁差向異構(gòu)酶差向異構(gòu)酶異構(gòu)酶異構(gòu)酶5-磷酸木酮磷酸木酮糖糖5-磷酸核磷酸核糖糖5-磷酸核酮磷酸核酮糖糖第86頁/共139頁核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖木酮糖 核糖核糖木酮糖木酮糖木酮糖木酮糖木酮糖木酮糖 核糖核糖C3PC7PC2C4PC3C6PC2C3PC6PC3PC6PC7PC4PC6

51、PC2C3PC6PC2C3非氧化階段：非氧化階段：戊糖磷酸分子重排產(chǎn)生戊糖磷酸分子重排產(chǎn)生葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸和和甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸第87頁/共139頁H2O Pi1,6-二二 磷酸果糖磷酸果糖23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛6-磷酸果糖磷酸果糖醛縮酶醛縮酶二磷酸果糖酯酶二磷酸果糖酯酶異異構(gòu)構(gòu)酶酶G-6-P第88頁/共139頁第89頁/共139頁HMP的生物學意義：的生物學意義：HMP途徑的酶類已在許多動植物材料中發(fā)現(xiàn)，說明此途徑也是途徑的酶類已在許多動植物材料中發(fā)現(xiàn)，說明此途徑也是普遍存在普遍存在的糖的糖代謝方式，在不同的組織或器官中它所占的比重不同；代謝方式，在不同的組織或器官中它

52、所占的比重不同；：最重要的是：最重要的是HMP途徑進行糖分解生成途徑進行糖分解生成還原輔酶還原輔酶（NADPHNADPH），），可以供可以供給組織中給組織中合成代謝合成代謝的需要，如的需要，如脂肪酸長鏈脂肪酸長鏈的生物合成，固醇類化合物的生物合的生物合成，固醇類化合物的生物合成；成；： HMP途徑產(chǎn)生的途徑產(chǎn)生的核糖核糖-5-磷酸磷酸，是，是核酸生物合成核酸生物合成的必需原料，并且核酸中的必需原料，并且核酸中核核糖的分解代謝糖的分解代謝也可通過此途徑進行；也可通過此途徑進行；： HMP途徑產(chǎn)生的途徑產(chǎn)生的甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸是糖分解的三種途徑是糖分解的三種途徑（EMP、TCA、HMP）的

53、樞紐點的樞紐點；從甘油醛；從甘油醛-3-磷酸可進入不同的糖分解途徑，這種多樣性可以認為是從磷酸可進入不同的糖分解途徑，這種多樣性可以認為是從物質(zhì)代謝上表現(xiàn)生物對環(huán)境的適應(yīng)性。物質(zhì)代謝上表現(xiàn)生物對環(huán)境的適應(yīng)性。第90頁/共139頁（一）定義：由（一）定義：由非糖物質(zhì)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟瞧咸烟腔蛱窃蛱窃倪^程的過程, ,稱為稱為( (葡葡) )糖異生作用。糖異生作用。 （二）（二）( (葡葡) )糖異生的部位：主要在糖異生的部位：主要在肝臟肝臟，其次是腎臟，其次是腎臟, ,主要在肝、腎細胞的線主要在肝、腎細胞的線粒體及胞漿粒體及胞漿（三）葡糖異生的歷程：（三）葡糖異生的歷程：大部分大部分/

54、 /非全部非全部是是糖酵解糖酵解的逆過程。的逆過程。 (葡葡) 糖糖 異異 生生 作作 用用第91頁/共139頁 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1，6-二磷酸二磷酸甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮磷酸2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖果糖激酶激酶果糖果糖-1,6-二磷二磷酸酸(磷酸酯磷酸酯)酶酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸(磷酸酯磷酸酯)酶酶葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸2 草酰乙酸草酰乙酸PEP羧激酶羧激酶第92頁/共139頁PEP羧激

55、酶羧激酶 （胞液）（胞液）ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（輔酶生物素）（輔酶生物素）（線粒體基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)）P磷酸烯醇式丙酮磷酸烯醇式丙酮酸（酸（PEP）GTPGDP丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸CO2CO2第93頁/共139頁果糖果糖-1,6-二二磷酸酶磷酸酶+ H2O+ Pi果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH果糖果糖-6-磷酸磷酸POH2COHOOHHHH第94頁/共139頁+ H2O+Pi葡萄糖葡萄糖6-磷酸酶磷酸酶P葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸H葡萄糖葡萄糖腦和肌肉中不存在葡萄糖腦和肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，

56、磷酸酶，因此腦和肌肉細胞不能利用葡萄糖因此腦和肌肉細胞不能利用葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖。磷酸形成葡萄糖。第95頁/共139頁糖異生的生理意義糖異生的生理意義l肝、腸肝、腸和和腎細胞腎細胞由由葡萄糖葡萄糖-6-6-磷磷酸形成葡萄糖酸形成葡萄糖進入血液，對保證進入血液，對保證在饑餓狀態(tài)下大腦血糖濃度的相在饑餓狀態(tài)下大腦血糖濃度的相對恒定具有重要意義對恒定具有重要意義l是補充或恢復肝糖原儲備的重要是補充或恢復肝糖原儲備的重要途徑途徑第96頁/共139頁糖異生的調(diào)節(jié)糖異生的調(diào)節(jié)l糖異生和糖酵解這兩個途徑的糖異生和糖酵解這兩個途徑的調(diào)節(jié)酶，調(diào)節(jié)酶，如如胰高血糖素胰高血糖素和和胰島素，胰高血糖素胰島素，

57、胰高血糖素/ /胰胰島素比例高可誘導促進糖異生島素比例高可誘導促進糖異生l代謝物代謝物對糖異生的調(diào)節(jié)：對糖異生的調(diào)節(jié)：糖異生主要原糖異生主要原料料（甘油、乳酸、氨基酸甘油、乳酸、氨基酸）濃度增加促濃度增加促進糖異生；進糖異生；乙酰乙酰CoACoA決定決定PyrPyr的代謝方向的代謝方向，其濃度增加可加速，其濃度增加可加速PyrPyr進行糖異生進行糖異生第97頁/共139頁乙醛酸途徑乙醛酸途徑/循環(huán)（循環(huán)（GAC）TCA的支路的支路.乙醛酸途徑的概念乙醛酸途徑的概念.乙醛酸途徑的反應(yīng)過程乙醛酸途徑的反應(yīng)過程.乙醛酸途徑特點與生物學意義乙醛酸途徑特點與生物學意義第98頁/共139頁許多許多微生物微

58、生物與與植物植物能夠利用能夠利用乙酸（乙酸（乙酰乙酰CoACoA）作為唯一的碳源，并能利作為唯一的碳源，并能利用它建造自己的機體；此途徑以用它建造自己的機體；此途徑以乙乙醛酸醛酸為中間代謝物，故稱乙醛酸循為中間代謝物，故稱乙醛酸循環(huán)，并能和環(huán)，并能和TCATCA循環(huán)相聯(lián)系循環(huán)相聯(lián)系。乙醛酸途徑乙醛酸途徑/循環(huán)的概念循環(huán)的概念第99頁/共139頁CoASH檸檬酸合酶檸檬酸合酶烏頭酸烏頭酸酶酶NAD +NADH蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶草酰乙酸草酰乙酸 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOOCOO- -CH2CH2CH2CH2COOCOO- -琥珀酸琥珀酸異檸檬酸異檸檬酸裂解酶裂

59、解酶蘋果酸蘋果酸合酶合酶 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸NAD+草酰乙酸草酰乙酸第100頁/共139頁乙醛酸循環(huán)中的兩個特殊的酶：乙醛酸循環(huán)中的兩個特殊的酶：異檸檬酸裂解酶：異檸檬酸裂解酶：異檸檬酸異檸檬酸琥珀酸琥珀酸+乙醛酸乙醛酸蘋果酸合酶：蘋果酸合酶：乙醛酸乙醛酸+乙酰乙酰CoA+H2O蘋果酸蘋果酸+HS-CoA第101頁/共139頁 OCH3-C-SCoACoASH檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸 OCH3-C-SCoATCA循環(huán)循環(huán)乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)第102

60、頁/共139頁乙醛酸循環(huán)的生物學意義乙醛酸循環(huán)的生物學意義l植物種子萌發(fā)時將貯存的植物種子萌發(fā)時將貯存的三酰甘油三酰甘油/脂肪脂肪通通過過乙酰乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟瞧咸烟嵌┠?！而供能！?03頁/共139頁葡聚糖葡聚糖(淀粉和糖原淀粉和糖原)的代謝的代謝.糖原的降解糖原的降解.糖原的生物合成糖原的生物合成.淀粉的水解淀粉的水解.淀粉的生物合成淀粉的生物合成第104頁/共139頁糖糖 原原 的的 降降 解解l定義：糖原分解主要是指定義：糖原分解主要是指肝糖原肝糖原分分解為解為葡萄糖葡萄糖的過程的過程l反應(yīng)部位：胞漿和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面反應(yīng)部位：胞漿和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面l糖原降解過程需要糖原降解過程需