第八章糖代謝

1、 建立起物質(zhì)代謝和能量代謝的整體建立起物質(zhì)代謝和能量代謝的整體概念，進(jìn)而討論糖的分解與合成，重點(diǎn)概念，進(jìn)而討論糖的分解與合成，重點(diǎn)掌握以葡萄糖為代表的單糖的分解與合掌握以葡萄糖為代表的單糖的分解與合成的主要途徑。成的主要途徑。第一節(jié)糖的消化吸收 體內(nèi)糖的來(lái)源 糖的消化 糖的吸收 糖吸收后的去向 內(nèi)源性：內(nèi)源性： 量少，不能滿足機(jī)體對(duì)能量的需要量少，不能滿足機(jī)體對(duì)能量的需要 外源性：外源性： 主要來(lái)自主要來(lái)自植物植物 從動(dòng)物性食物中攝入的糖量很少?gòu)膭?dòng)物性食物中攝入的糖量很少 嬰兒，嬰兒，乳汁中的乳糖乳汁中的乳糖是主要來(lái)源是主要來(lái)源一、體內(nèi)糖的來(lái)源一、體內(nèi)糖的來(lái)源1、口腔消化 次要 淀粉淀粉 麥芽

2、糖麥芽糖 + + 麥芽三糖麥芽三糖 + + 少量含有少量含有4-94-9個(gè)葡萄糖基的寡糖個(gè)葡萄糖基的寡糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶二、糖的消化二、糖的消化2、小腸內(nèi)消化、小腸內(nèi)消化 主要主要淀粉淀粉 麥芽糖麥芽糖+麥芽寡糖麥芽寡糖(65%) +異麥芽糖異麥芽糖 +-極限糊精極限糊精(35%)胰淀粉酶胰淀粉酶 小腸粘膜刷狀小腸粘膜刷狀緣各種水解酶緣各種水解酶各種單糖各種單糖1.1.部位部位： 小腸上部小腸上部三三、糖的吸收、糖的吸收糖類物質(zhì)糖類物質(zhì) 單糖單糖口腔、小腸口腔、小腸消化消化門靜脈門靜脈肝臟肝臟單糖單糖在肝臟中在肝臟中進(jìn)行代謝進(jìn)行代謝肝靜脈肝靜脈血液循環(huán)血液循環(huán)單糖單糖在肝外組織在肝外組織進(jìn)

3、行代謝進(jìn)行代謝四四、糖吸收后的去向、糖吸收后的去向淀粉淀粉 麥芽糖麥芽糖 + + 麥芽三糖麥芽三糖 （40%40%） （25%25%）-臨界糊精臨界糊精 + + 異麥芽糖異麥芽糖 （30%30%） （5%5%）葡萄糖葡萄糖 唾液唾液-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -臨界糊精酶臨界糊精酶 腸粘膜腸粘膜上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞刷狀緣刷狀緣 胃胃 口腔口腔 腸腔腸腔 胰液胰液-淀粉酶淀粉酶 腸黏膜細(xì)胞腸黏膜細(xì)胞腸壁毛細(xì)血管腸壁毛細(xì)血管門靜脈門靜脈血液血液組織、細(xì)胞組織、細(xì)胞糖的消化吸收糖的消化吸收五、糖代謝的概況五、糖代謝的概況丙酮酸葡葡萄萄糖糖“糖酵解”不需氧“磷酸戊糖途徑”需氧有氧情況缺氧情況好

4、氧生物厭氧生物“三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)” COCO2 2 + H+ H2 2O O“乳酸發(fā)酵”乳酸“乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇 COCO2 2 + H+ H2 2O O重點(diǎn)重點(diǎn)第二節(jié)糖的分解代謝總論 機(jī)體的生存需要能量，機(jī)體內(nèi)主要提供機(jī)體的生存需要能量，機(jī)體內(nèi)主要提供能量的物質(zhì)是能量的物質(zhì)是ATPATP。ATPATP的形成主要通過(guò)兩條途徑：的形成主要通過(guò)兩條途徑： 一條是由葡萄糖徹底氧化為一條是由葡萄糖徹底氧化為COCO2 2和水，從和水，從中釋放出大量的自由能形成大量的中釋放出大量的自由能形成大量的ATPATP。 另外一條是在沒(méi)有氧分子參加的條件下，另外一條是在沒(méi)有氧分子參加的條件

5、下，即無(wú)氧條件下，由葡萄糖降解為丙酮酸，并即無(wú)氧條件下，由葡萄糖降解為丙酮酸，并在此過(guò)程中產(chǎn)生在此過(guò)程中產(chǎn)生2 2分子分子ATPATP。 糖無(wú)氧分解糖無(wú)氧分解（糖酵解）（糖酵解）1、糖酵解的概念、糖酵解的概念 糖酵解作用糖酵解作用：在無(wú)氧條件下，葡萄糖進(jìn)行分在無(wú)氧條件下，葡萄糖進(jìn)行分解形成解形成2分子的丙酮酸并提供能量。是一切有機(jī)體中分子的丙酮酸并提供能量。是一切有機(jī)體中普遍存在的普遍存在的葡萄糖降解途徑，也是葡萄糖分解代謝葡萄糖降解途徑，也是葡萄糖分解代謝所經(jīng)歷的共同途徑。也稱為所經(jīng)歷的共同途徑。也稱為EMP途徑。途徑。糖酵解是糖酵解是第一階段第一階段： 磷酸已糖的生成磷酸已糖的生成( (活

6、化活化) )四四 個(gè)個(gè) 階階 段段第二階段第二階段： 磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成( (裂解裂解) )第三階段第三階段： 3-3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视腿┺D(zhuǎn)變?yōu)?-2-磷酸磷酸 甘油酸甘油酸 第四階段第四階段： 由由2-2-磷酸甘油酸生成丙酮酸磷酸甘油酸生成丙酮酸二、糖酵解過(guò)程二、糖酵解過(guò)程 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸磷酸甘油甘油醛醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮

7、酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖第一階段第一階段第一階段第一階段第一階段第一階段第一階段第一階段 (G)HCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHHOH 已糖激酶已糖激酶ATPADPMg2+糖酵解過(guò)程的第一個(gè)糖酵解過(guò)程的第一個(gè)限速酶限速酶(G-6-P）HCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHHOHOHO-OHOP 葡萄糖葡萄糖磷酸化生成磷酸化生成 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程1已糖激酶(hexokinase) 激酶：能夠在ATP和任何一種底物之間起催化作用，轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的一類酶。 已糖激酶：是催化從ATP轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)至各種六碳糖（G、F）上去的酶。 激酶都需離子要Mg2+作為輔助因子

8、1、催化不可逆反應(yīng)特點(diǎn)2、催化效率低3、受激素或代謝物的調(diào)節(jié) 4、常是在整條途徑中催化初 始反應(yīng)的酶5、活性的改變可影響整個(gè) 反應(yīng)體系的速度和方向限速酶 / 關(guān)鍵酶 (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程1 磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸葡萄糖異構(gòu)酶(G-6-P）HCCCCCCH2OOHOHOHHHOHHOHPOOHOH糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程1(F-1,6-2P）O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-POOHOH 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 （PFKPFK）ATPADPMg2+糖酵解過(guò)程的第二個(gè)糖酵解過(guò)程的第二個(gè)限速酶限速酶 (F

9、-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH 磷酸果糖激酶是一種變構(gòu)酶是糖酵解三個(gè)限速酶中催化效率最低的酶,因此被認(rèn)為是糖酵解作用最重要的限速酶。變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：AMPAMP、ADPADP、1,6-1,6-二磷酸果二磷酸果 糖、糖、2,6-2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATPATP、檸檬酸、檸檬酸、 長(zhǎng)鏈脂肪酸長(zhǎng)鏈脂肪酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮OHCH2COCH2OPOOHOH3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH (F-1,6-2P）CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH 醛縮酶醛縮

10、酶+ +糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程2糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程2磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetone phosphate)OHCH2COCH2OPOOHOHOHHOCCHCH2OPOOHOH3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate)磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 2 2 3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 上述的上述的5步反應(yīng)完成了糖酵解的準(zhǔn)備階步反應(yīng)完成了糖酵解的準(zhǔn)備階段。酵解的準(zhǔn)備階段包括段。酵解的準(zhǔn)備階段包括兩個(gè)磷酸化步驟兩個(gè)磷酸化步驟由六碳糖裂解為兩分子三碳糖，由六碳糖裂解為兩分子三碳糖，最后都轉(zhuǎn)最后都轉(zhuǎn)

11、變?yōu)樽優(yōu)?-磷酸甘油醛磷酸甘油醛。 在準(zhǔn)備階段中，并沒(méi)有從中獲得任何能在準(zhǔn)備階段中，并沒(méi)有從中獲得任何能量，與此相反，卻量，與此相反，卻消耗了兩個(gè)消耗了兩個(gè)ATP分子分子。 以下的以下的5步反應(yīng)包括氧化步反應(yīng)包括氧化還原反應(yīng)、還原反應(yīng)、磷酸化反應(yīng)。這些反應(yīng)正是磷酸化反應(yīng)。這些反應(yīng)正是從從3-磷酸甘油磷酸甘油醛提取能量形成醛提取能量形成ATP分子分子。OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程33-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛( (glyceraldehydeglyceraldehyde 3-pho

12、sphate) 3-phosphate)OHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶糖酵解糖酵解中唯一的中唯一的脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng)+ NADH+H+NAD+HPO4 2-OPO 3 2-糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程33-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)這是糖酵解這是糖酵解中第一次中第一次底物水平底物水平磷酸化反應(yīng)磷酸化反應(yīng)OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)OPO 3 2-ADPATPMg2

13、+底物磷酸化底物磷酸化：這種直接利用代謝中間物這種直接利用代謝中間物氧化釋放的能量產(chǎn)生氧化釋放的能量產(chǎn)生ATPATP的磷酸化類型稱為的磷酸化類型稱為底物磷酸化。底物磷酸化。 其中其中ATPATP的形成直接與一個(gè)的形成直接與一個(gè)代謝中間物代謝中間物（1,3-1,3-二磷酸甘油酸）上的磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移二磷酸甘油酸）上的磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移相偶聯(lián)相偶聯(lián) 這一步反應(yīng)是糖酵解過(guò)程的第這一步反應(yīng)是糖酵解過(guò)程的第7 7步反應(yīng)，也步反應(yīng)，也是糖酵解過(guò)程是糖酵解過(guò)程開(kāi)始收獲開(kāi)始收獲的階段。在此過(guò)程中的階段。在此過(guò)程中產(chǎn)生了產(chǎn)生了第一個(gè)第一個(gè)ATPATP。3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate

14、)HOHOOCCHCH2OPOOHOH糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程3磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)OHHO-OOCCHCH2O-POOHOH 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸（PEP）O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2POOHOH糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程4烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O氟化物能與Mg2+絡(luò)合而抑制此酶活性ADPATPMg2+, K+磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK ) 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮

15、酸COOHOHCH2C糖酵解過(guò)程的第三個(gè)限速酶也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程4糖酵解過(guò)程糖酵解過(guò)程4ATPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸ADPADP丙酮酸激丙酮酸激酶酶烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)OHCH2CCOOH自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行 丙酮酸丙酮酸(pyruvate)CH3OCCOOHP3 3PPOOHOHCH2CH2OO1 12 25 54 46 6CH2OCOH2COHP磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮1 12 23 3+ +OOHOHCH2CH2OHOPP異構(gòu)異構(gòu)6-磷酸果糖磷酸果糖HCOHCOHH2COP

16、5 56 64 4磷酸甘油醛磷酸甘油醛PPCOHCOHH2COO1，3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸PCOH2CCOO HOHH2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COCH2COO HP磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸COCH3OOHC丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OOHCH2OPPGG葡萄糖葡萄糖活化活化裂解裂解脫氫脫氫異構(gòu)異構(gòu)PPOOHOHCH2CH2OOP1，6-二磷二磷酸果糖酸果糖活化活化產(chǎn)能產(chǎn)能脫水脫水異構(gòu)異構(gòu)產(chǎn)能產(chǎn)能HHHOH糖酵解的代謝途徑糖酵解的代謝途徑2 1葡葡 萄萄 糖糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 - 6 - 磷酸果糖磷酸果

17、糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3- 3-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 -1 反反 應(yīng)應(yīng) ATP -1-12 1 葡萄糖葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O三、三、糖酵解中產(chǎn)生的能量糖酵解中產(chǎn)生的能量四、糖酵解意義四、糖酵解意義1、主要主要在于它可在無(wú)氧條件下迅速提供少量的在于它可在無(wú)氧條件下迅速提供少量的能量以應(yīng)急能量以應(yīng)急.如如:肌肉收縮、人到高原。肌肉收縮、人到高原。2、是某些細(xì)胞在不缺氧條件下的能量來(lái)源。、是某些細(xì)胞在不缺氧條件下的能量

18、來(lái)源。3、是糖的、是糖的有氧氧化的前過(guò)程有氧氧化的前過(guò)程，亦是，亦是糖異生作用糖異生作用大部分逆過(guò)程大部分逆過(guò)程.非糖物質(zhì)可以逆著糖酵解的途徑非糖物質(zhì)可以逆著糖酵解的途徑異生成糖異生成糖,但必需繞過(guò)不可逆反應(yīng)。但必需繞過(guò)不可逆反應(yīng)。5、糖酵解也是、糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代謝糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的相聯(lián)系的途徑途徑.其中間產(chǎn)物是許多重要物質(zhì)合成的原料。其中間產(chǎn)物是許多重要物質(zhì)合成的原料。6、若糖酵解過(guò)度，可因乳酸生成過(guò)多而導(dǎo)致乳、若糖酵解過(guò)度，可因乳酸生成過(guò)多而導(dǎo)致乳酸中毒。酸中毒。肌肉收縮與糖酵解供能肌肉收縮與糖酵解供能肌肉內(nèi)ATP含量很低； 肌肉中磷酸肌酸儲(chǔ)存的能量可 供肌肉收縮所急

19、需的化學(xué)能; 即使氧不缺乏，葡萄糖進(jìn)行有氧氧化的過(guò)程 比糖酵解長(zhǎng)得多,來(lái)不及滿足需要;肌肉局部血流不足，處于相對(duì)缺氧狀態(tài)。結(jié)論：結(jié)論： 糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量 u細(xì)胞對(duì)酵解速度的調(diào)控是為了滿足細(xì)胞細(xì)胞對(duì)酵解速度的調(diào)控是為了滿足細(xì)胞對(duì)能量及碳骨架的需求。對(duì)能量及碳骨架的需求。u在代謝途徑中，催化在代謝途徑中，催化不可逆反應(yīng)的酶不可逆反應(yīng)的酶所所處的部位是控制代謝反應(yīng)的有力部位。處的部位是控制代謝反應(yīng)的有力部位。u糖酵解中有三步反應(yīng)不可逆，分別由糖酵解中有三步反應(yīng)不可逆，分別由己己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化，催化，因此這三種酶對(duì)酵解速度起調(diào)節(jié)作用。因

20、此這三種酶對(duì)酵解速度起調(diào)節(jié)作用。五、糖酵解的調(diào)控五、糖酵解的調(diào)控影響酵解的影響酵解的調(diào)控位點(diǎn)調(diào)控位點(diǎn)及及相應(yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)物調(diào)節(jié)物 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸磷酸甘油甘油醛醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖a ab bc c 調(diào)控位點(diǎn)調(diào)控位點(diǎn) 激活劑激活劑 抑制劑抑制劑a a 己己糖激酶糖激酶 ATP G-6-PATP G-6-P ADP ADPb b

21、磷酸果糖磷酸果糖 ADP ATPADP ATP 激酶激酶 AMP AMP 檸檬酸檸檬酸（限速酶）（限速酶） 果糖果糖-2,6-2,6-二磷酸二磷酸 NADHNADHc c 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 果糖果糖-1,6-1,6-二磷酸二磷酸 ATPATP Ala Ala 規(guī)律：規(guī)律：主要通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)途徑中幾種酶的主要通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)途徑中幾種酶的活性來(lái)控制整個(gè)途徑的速度，被調(diào)節(jié)的酶多數(shù)活性來(lái)控制整個(gè)途徑的速度，被調(diào)節(jié)的酶多數(shù)為催化反應(yīng)歷程中不可逆反應(yīng)的酶，通過(guò)酶的為催化反應(yīng)歷程中不可逆反應(yīng)的酶，通過(guò)酶的變構(gòu)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)活性的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)物多為本途的變構(gòu)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)活性的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)物多為本途的中間物中間物或與本途徑有

22、關(guān)的代謝產(chǎn)物。中間物中間物或與本途徑有關(guān)的代謝產(chǎn)物。1 1、酵母在無(wú)氧條件下將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和、酵母在無(wú)氧條件下將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和COCO2 2。( (l)l)丙酮酸脫羧丙酮酸脫羧六、丙酮酸的去路六、丙酮酸的去路葡萄糖進(jìn)行乙醇發(fā)酵的總反應(yīng)式為：葡萄糖進(jìn)行乙醇發(fā)酵的總反應(yīng)式為：葡萄糖葡萄糖 + 2Pi + 2ADP 2乙醇乙醇 + 2CO2 + 2ATPCH3COCOOH CH3CHO + CO2丙酮酸丙酮酸 乙醛乙醛丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶TPPCH3CHO + NADH + H+ 乙醛乙醛 CH3CH2OH + NAD+ 乙醇乙醇 乙醇脫氫酶乙醇脫氫酶Zn+(2)乙醛被還原為乙醇乙醛被還

23、原為乙醇丙酮酸丙酮酸(pyruvate)OCH3COOHC3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶Pi 乳酸乳酸(lactate)HHOCH3COOHC乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶NADH+H+NAD +OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸OPO 3 23 3、在有氧條件下，丙酮酸進(jìn)入線粒體生成乙酰CoA，參加TCA循環(huán)（檸檬酸循環(huán)），被徹底氧化成C C2 2O O和和H H2 2O O。丙酮酸丙酮酸+ +NAD+ +NAD+ +CoACoA 乙酰乙酰CoA+COCoA+CO2 2+NADH+H+NADH

24、+H+4、轉(zhuǎn)化為脂肪酸或酮體。當(dāng)細(xì)胞ATP水平較高時(shí)，檸檬酸循環(huán)的速率下降，乙酰CoA開(kāi)始積累，可用作脂肪的合成或酮體的合成。1 1 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)的概念的概念 概念：在概念：在有氧有氧的情況下，葡萄糖酵的情況下，葡萄糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸氧化脫羧形成乙酰解產(chǎn)生的丙酮酸氧化脫羧形成乙酰CoA。乙酰乙酰CoA經(jīng)一系列氧化、脫經(jīng)一系列氧化、脫羧，最終生成羧，最終生成C2O和和H2O并產(chǎn)生能量并產(chǎn)生能量的過(guò)程的過(guò)程. 因?yàn)樵谘h(huán)的一系列反應(yīng)中因?yàn)樵谘h(huán)的一系列反應(yīng)中,關(guān)鍵關(guān)鍵的化合物是檸檬酸的化合物是檸檬酸,所以稱為所以稱為檸檬酸檸檬酸循環(huán)循環(huán),又因?yàn)樗腥齻€(gè)羧基又因?yàn)樗腥齻€(gè)羧基,所以亦稱所以亦

25、稱為為三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán), 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱TCA循環(huán)循環(huán)。由于。由于它是由它是由H.A.Krebs（德國(guó)德國(guó)）正式提出）正式提出的，所以又稱的，所以又稱Krebs循環(huán)。循環(huán)。C C6 6H H1212O O6 6 + 6O O2 2 6 COCO2 2 + 6 H H2 2O O + 36/38 ATP 三羧酸循環(huán)在三羧酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的中進(jìn)行的。丙酮酸通過(guò)丙酮酸通過(guò)檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)進(jìn)行脫羧和脫氫反進(jìn)行脫羧和脫氫反應(yīng)應(yīng); ;羧基羧基形成形成COCO2 2, ,氫原子氫原子則隨著載體則隨著載體( (NADNAD+ +、FADFAD）進(jìn)入電子傳遞鏈經(jīng)過(guò)氧化磷酸化作用，進(jìn)入電子傳遞

26、鏈經(jīng)過(guò)氧化磷酸化作用，形成形成水分子水分子并將釋放出的能量合成并將釋放出的能量合成ATPATP。 有氧氧化是糖氧化的有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)組主要方式，絕大多數(shù)組織細(xì)胞都通過(guò)有氧氧化織細(xì)胞都通過(guò)有氧氧化獲得能量。獲得能量。 糖的有氧氧化代謝途糖的有氧氧化代謝途徑可分為：徑可分為：葡萄糖酵解葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脫羧丙酮酸氧化脫羧和和三羧三羧酸循環(huán)酸循環(huán)三個(gè)階段。三個(gè)階段。TAC循環(huán)循環(huán) G（Gn） 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP 胞液胞液 線粒體線粒體 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2+H2O

27、+ATP三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)胞漿胞漿細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞胞漿胞漿線粒體線粒體葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸( (糖酵解糖酵解) )葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸CO2+H2O+ATP( (糖的有氧氧化）糖的有氧氧化）丙酮酸丙酮酸第一階段：第一階段：丙酮酸的生成（胞漿）丙酮酸的生成（胞漿）第二階段：第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoACoA（線粒體）線粒體）第三階段：第三階段：乙酰乙酰CoACoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)進(jìn)入三羧酸循環(huán) 徹底氧化（線粒體）徹底氧化（線粒體）三三 個(gè)個(gè) 階階 段段二二. . 三羧酸循環(huán)的過(guò)程三羧

28、酸循環(huán)的過(guò)程 OCH3-C-SCoACoASHNADH +CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP 草酰乙酸草酰乙酸 再生階段再生階段 檸檬酸的檸檬酸的生成階段生成階段 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酸草酰乙酸酸NAD+NAD+FADNAD+葡萄糖葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP +2Pi 2（丙酮酸丙酮酸+ ATP + NADH+ H+ ）2丙酮酸丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化2(2(NADH+ HNADH+ H+ + ) )2H2O +

29、 6/8 ATP線粒體內(nèi)膜上特異載體線粒體內(nèi)膜上特異載體穿梭系統(tǒng)穿梭系統(tǒng)氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈NAD+ NADH+H+ OCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸CH3COSCoA乙酰乙酰CoACoA+ CoA-SH輔酶輔酶A A+ C O2丙酮酸脫氫酶系丙酮酸丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰乙酰CoA + C O2 + NADH+H+ 多酶復(fù)合體：多酶復(fù)合體：是催化功能上有聯(lián)系的幾種酶通過(guò)是催化功能上有聯(lián)系的幾種酶通過(guò)非非共價(jià)鍵共價(jià)鍵連接彼此嵌合形成的復(fù)合體。其中每一個(gè)酶都連接彼此嵌合形成的復(fù)合體。其中每一個(gè)酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的輔酶。有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的

30、輔酶。3 3 種種 酶：酶： 丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶( (TPPTPP、MgMg2+2+) ) 催化催化丙酮酸氧化脫羧丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)反應(yīng) 二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶( (硫辛酸硫辛酸、輔酶輔酶A A) ) 催化催化將乙?；D(zhuǎn)移到將乙?；D(zhuǎn)移到CoACoA反應(yīng)反應(yīng) 二氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶( (FADFAD、NADNAD+ +) ) 催化催化將還原型硫辛酰胺轉(zhuǎn)變成為氧化型將還原型硫辛酰胺轉(zhuǎn)變成為氧化型反應(yīng)反應(yīng)6 6種輔助因子：種輔助因子： TPPTPP、 Mg Mg2+2+、硫辛酸、硫辛酸、 輔酶輔酶A A、FADFAD、NADNAD+ + FADFADH2OCH3C

31、COOHTPPCO2SSLHOHCH3CTPPHSCoALSHSHCH3COSCoALSCOCH3SHNAD+NADH+H+丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶MgMg2+2+硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸二氫硫辛酸脫氫酶脫氫酶丙酮酸丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰乙酰CoA + C O2 + NADH+H+ CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的生成的生成1. -羥乙基羥乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)過(guò)程 反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)特點(diǎn) 意意 義義TCA循環(huán)循

32、環(huán)檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰輔酶乙酰輔酶A ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH檸檬酸檸檬酸( (citrate)citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸 檸檬酸 + CoA-SH關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶H2O異檸檬酸異檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O檸檬酸檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH順烏頭酸順烏頭酸COOHCOOHCH2CCOOHCH檸檬酸檸檬酸 異檸檬酸異檸檬酸TCA循環(huán)循環(huán)順烏頭酸酶順烏頭酸酶CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC異檸檬酸異檸檬酸-酮戊二酸酮戊二酸O

33、COOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸異檸檬酸+NAD+ -酮戊二酸酮戊二酸 +CO2+NADH+H+關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶TCA循環(huán)循環(huán)CO2 -酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系HSCoANAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAOCOOHCH2CH2COOHC-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸 + CoA-SH+ NAD+ 琥珀酰琥珀酰CoA + C O2 + NADH+H+ 關(guān)鍵酶TCA循環(huán)循環(huán)琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰

34、CoAATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸GDP+PiGTPHSCoA琥珀酰琥珀酰CoA + GDP + Pi 琥珀酸琥珀酸+ GTP + CoA-SHTCA循環(huán)循環(huán)TCA循環(huán)循環(huán)HOOCCHCHCOOH延胡索酸延胡索酸(fumarate)琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶FADFADH2琥珀酸琥珀酸 + FAD 延延胡索酸胡索酸 +FADH2HHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸(succinate)TCA循環(huán)循環(huán)延胡索酸延胡索酸(fumarate)HOOCCHCHCOOHOHCOOHCH2CH COOH蘋果酸蘋果酸(malate)延胡索酸酶延胡索酸酶H2O延延胡索酸胡索酸 + H

35、2O 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 草酰乙酸草酰乙酸(oxaloacetate)OCOOHCH2CCOOHNAD+NADH+H+蘋果酸蘋果酸 + + NADNAD+ + 草酰乙酸草酰乙酸 + + NADH+HNADH+H+ + TCA循環(huán)循環(huán)HOHCOOHCH2CCOOH蘋果酸蘋果酸(malate)乙酰草酰成檸檬，檸檬又成乙酰草酰成檸檬，檸檬又成-酮酮琥酰琥酸延胡索，蘋果落在草叢中琥酰琥酸延胡索，蘋果落在草叢中 PO CCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA (乙酰乙酰輔酶輔酶A)OHCHCOOHCH2COOH蘋果酸蘋果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2

36、COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮酮戊二酸戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C異檸檬酸異檸檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸2HO C COOHCH2COOH2HNAD+NAD+FADNAD+ 循環(huán)反應(yīng)在循環(huán)反應(yīng)在線粒體線粒體(mitochondrion)中進(jìn)中進(jìn)行，為行，為不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)。 三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是檸檬酸合酶檸檬酸合酶、異異檸檬酸脫氫酶檸檬酸脫氫酶和和 -酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系。 循環(huán)的中間產(chǎn)物

37、既循環(huán)的中間產(chǎn)物既不能通過(guò)此循環(huán)反應(yīng)不能通過(guò)此循環(huán)反應(yīng)生成生成，也不被此循環(huán)反應(yīng)所消耗。，也不被此循環(huán)反應(yīng)所消耗。 三羧酸循環(huán)中有三羧酸循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)兩次脫羧反應(yīng)，生成兩，生成兩分子分子CO2。 循環(huán)中有循環(huán)中有四次脫氫反應(yīng)四次脫氫反應(yīng)，生成三分子，生成三分子NADH和一分子和一分子FADH2。 循環(huán)中有循環(huán)中有一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化，生成一，生成一分子分子GTP。 每完成一次循環(huán)，氧化分解掉一分子每完成一次循環(huán)，氧化分解掉一分子乙乙?；；?，可生成，可生成12分子分子ATP。 TCA運(yùn)轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化運(yùn)轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰分子乙酰CoA，草酰乙酸僅起載體作用

38、，反應(yīng)前后無(wú)草酰乙酸僅起載體作用，反應(yīng)前后無(wú)改變。改變。乙酰輔酶乙酰輔酶A+3NAD+ +FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(NADH+H+ )+FADH2+ HSCoA+GTPTCATCA中的一些反應(yīng)在生理?xiàng)l件下是不可逆的，中的一些反應(yīng)在生理?xiàng)l件下是不可逆的，所以整個(gè)三羧酸循環(huán)是一個(gè)不可逆的系統(tǒng)所以整個(gè)三羧酸循環(huán)是一個(gè)不可逆的系統(tǒng)TCATCA的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，故需不的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，故需不 斷補(bǔ)充斷補(bǔ)充 乙醛酸循乙醛酸循環(huán)在異檸環(huán)在異檸檬酸與蘋檬酸與蘋果酸間搭果酸間搭了一條捷了一條捷徑。徑。異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰

39、乙酰CoA乙乙醛醛酸酸乙酰乙酰CoACoASH 只有一些只有一些植物和微生物植物和微生物兼具兼具這兩種這兩種代謝途徑。代謝途徑。異檸檬酸異檸檬酸 琥珀酸琥珀酸 乙醛酸乙醛酸CH2COOHCHCOOHCHCOOHOHCH2COOHCH2COOHCHOCOOH+CHCOOHCH2COOHOHCHOCOOH+CH3COSCoA+CoASH乙醛酸乙醛酸 乙酰乙酰CoA 蘋果酸蘋果酸 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)表面上看來(lái)，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙表面上看來(lái)，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利用。酸在三羧酸循環(huán)中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利用。但是，但是，例如：例如： 草酰乙酸

40、草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 檸檬酸檸檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，的，TCA中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。 三三.三羧酸循環(huán)的回補(bǔ)反應(yīng)三羧酸循環(huán)的回補(bǔ)反應(yīng) 機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起TCA運(yùn)轉(zhuǎn)障運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這時(shí)礙，這時(shí)蘋果酸、草酰乙酸蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙酰丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙

41、酰CoA進(jìn)入進(jìn)入TCA氧化分解。氧化分解。 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸脫羧酶草酰乙酸脫羧酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸酶蘋果酸酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ NAD+ - -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 其來(lái)源如下：其來(lái)源如下： GDPGTP 三羧酸循環(huán)中的任何一種中間產(chǎn)三羧酸循環(huán)中的任何一種中間產(chǎn)物被抽走物被抽走,都會(huì)影響三羧酸循環(huán)的正都會(huì)影響三羧酸循環(huán)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)常運(yùn)轉(zhuǎn),如果缺少草酰乙酸如果缺少草酰乙酸,乙酰乙酰CoA就不能形成檸檬酸而進(jìn)入就不能形成檸檬酸而進(jìn)入三羧酸循三羧酸循環(huán)環(huán),所以草酰乙酸必須不斷地得以補(bǔ)

42、所以草酰乙酸必須不斷地得以補(bǔ)充充.這種補(bǔ)充反應(yīng)就稱為這種補(bǔ)充反應(yīng)就稱為回補(bǔ)反應(yīng)回補(bǔ)反應(yīng).回補(bǔ)反應(yīng)回補(bǔ)反應(yīng)高水平的乙酰高水平的乙酰CoA激活激活在線粒體內(nèi)進(jìn)行草酰乙酸或草酰乙酸或循環(huán)中任何循環(huán)中任何一種中間產(chǎn)一種中間產(chǎn)物不足物不足TCA循環(huán)循環(huán)速度降低速度降低乙酰乙酰-CoA濃度增加濃度增加丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶產(chǎn)生更多的草酰乙酸產(chǎn)生更多的草酰乙酸四四.TCA中中ATP的形成及其生物學(xué)意義的形成及其生物學(xué)意義v1分子乙酰輔酶分子乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)可生成經(jīng)三羧酸循環(huán)可生成1分子分子 GTP(可轉(zhuǎn)變成可轉(zhuǎn)變成ATP)，共有共有4次脫氫，次脫氫，生成生成3分子分子 NADH和和1分子分子 FAD

43、H2。v當(dāng)經(jīng)呼吸鏈氧化生成當(dāng)經(jīng)呼吸鏈氧化生成H2O時(shí)，前者每對(duì)電子可生成時(shí)，前者每對(duì)電子可生成 3分子分子ATP，3對(duì)電子共生成對(duì)電子共生成9分子分子ATP；后者則生后者則生 成成2分子分子ATP。v因此，每分子乙酰輔酶因此，每分子乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)可產(chǎn)生經(jīng)三羧酸循環(huán)可產(chǎn)生12分分 子子ATP。若從丙酮酸開(kāi)始計(jì)算，則若從丙酮酸開(kāi)始計(jì)算，則1分子丙酮酸可分子丙酮酸可 產(chǎn)生產(chǎn)生15分子分子ATP。v1分子葡萄糖可以產(chǎn)生分子葡萄糖可以產(chǎn)生2分子丙酮酸，因此，原核細(xì)分子丙酮酸，因此，原核細(xì) 胞每分子葡萄糖經(jīng)糖酵解、三羧酸循環(huán)及氧化磷胞每分子葡萄糖經(jīng)糖酵解、三羧酸循環(huán)及氧化磷 酸化三個(gè)階段共產(chǎn)生酸化

44、三個(gè)階段共產(chǎn)生821538個(gè)個(gè)ATP分子。分子。 TCA生物學(xué)意義生物學(xué)意義 糖的有氧分解代謝產(chǎn)生的能量最多，是糖的有氧分解代謝產(chǎn)生的能量最多，是機(jī)體利用糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的機(jī)體利用糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最最有效方式有效方式。 三羧酸循環(huán)之所以重要在于它不僅為生三羧酸循環(huán)之所以重要在于它不僅為生命活動(dòng)提供能量，而且還是命活動(dòng)提供能量，而且還是聯(lián)系糖、脂、蛋聯(lián)系糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的紐帶。白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的紐帶。 三羧酸循環(huán)所產(chǎn)生的多種中間產(chǎn)物是生三羧酸循環(huán)所產(chǎn)生的多種中間產(chǎn)物是生物體內(nèi)許多物體內(nèi)許多重要物質(zhì)生物合成的原料重要物質(zhì)生物合成的原料。在細(xì)。在細(xì)胞迅速生長(zhǎng)時(shí)期，三羧

45、酸循環(huán)可提供多種化胞迅速生長(zhǎng)時(shí)期，三羧酸循環(huán)可提供多種化合物的碳架，以供細(xì)胞生物合成使用。合物的碳架，以供細(xì)胞生物合成使用。 植物體內(nèi)三羧酸循環(huán)所形成的植物體內(nèi)三羧酸循環(huán)所形成的有機(jī)酸有機(jī)酸，既是生物氧化的基質(zhì)，又是一定器官的既是生物氧化的基質(zhì)，又是一定器官的積累物質(zhì)，積累物質(zhì)， 發(fā)酵工業(yè)上利用微生物三羧酸循環(huán)發(fā)酵工業(yè)上利用微生物三羧酸循環(huán)生生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物. .（一）（一）TCATCA是各種好氧生物體內(nèi)是各種好氧生物體內(nèi)最主要的產(chǎn)能途徑最主要的產(chǎn)能途徑！ 也是脂也是脂類、蛋白質(zhì)徹底分解的共同途徑類、蛋白質(zhì)徹底分解的共同途徑！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

46、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CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)焚燒爐焚燒爐（二）（二）中間酸是合成其他化合物的碳骨架中間酸是合成其他化合物的碳骨架百寶庫(kù)百寶庫(kù)。例如例如 草酰乙酸草酰乙酸

47、 天冬氨酸、天冬酰胺等等天冬氨酸、天冬酰胺等等 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 其他氨基酸其他氨基酸 琥珀酰琥珀酰CoA CoA 血紅素血紅素既是既是“焚燒爐又是百寶庫(kù)焚燒爐又是百寶庫(kù)”生物意義生物意義五、有氧氧化的調(diào)節(jié)五、有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 酵解途徑：酵解途徑：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶檸檬酸合酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶- -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系Pyruvate dehydrogenase c

48、omplex乙酰乙酰CoA、ATPNADH+H+-+AMP、ADPNAD+ * 乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+ 時(shí)，其活時(shí)，其活性也受到抑制。性也受到抑制。1 1、 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 乙酰CoA 檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 異檸檬酸 蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸異檸檬酸 脫氫酶脫氫酶檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體脫氫酶復(fù)合體 ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸檸檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH ATP、ADP的影響的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制產(chǎn)物堆積引起抑制

49、循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物反饋抑制前中間產(chǎn)物反饋抑制前面反應(yīng)中的酶面反應(yīng)中的酶2、檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)abc 調(diào)控位點(diǎn)調(diào)控位點(diǎn) 激活劑激活劑 抑制劑抑制劑a a 檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶 NADNAD+ + ATPATP （限速酶）限速酶） NADHNADH 琥珀酰琥珀酰CoACoA 脂酰脂酰CoACoAb b 異檸檬酸異檸檬酸 ADP ATPADP ATP 脫氫酶脫氫酶 NADNAD+ + NADHNADHc c -酮戊二酸酮戊二酸 ADP NADHADP NADH 脫氫酶脫氫酶 NADNAD+ + 琥珀酰琥珀酰CoACoA 關(guān)鍵因素：關(guān)鍵因素： NADH/NADNAD

50、H/NAD+ + ATP/ADP ATP/ADP 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。 ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。 氧化磷酸化速率氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。低，則后者速率也減慢。 三羧酸循環(huán)與酵解途徑三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰丙酮酸以生成乙酰CoA。 概概 念念 過(guò)過(guò)

51、程程 小小 結(jié)結(jié) 生理意義生理意義 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 第五節(jié)第五節(jié) 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑一、磷酸戊糖途徑的概念一、磷酸戊糖途徑的概念36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 2 6-磷酸果糖磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6(NADPH+H+ ) + 3CO2 第一階段：第一階段： 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 生成生成NADPHNADPH和和COCO2 2第二階段：第二階段： 非氧化反應(yīng)非氧化反應(yīng) 一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng) ( (生成生成3-3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-6-磷酸果糖磷酸果糖) )二、磷酸戊糖途徑的過(guò)程二、磷酸戊糖途徑的過(guò)程N(yùn)ADP+NADPH+H+CCCCCC

52、H2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖glucose 6-phosphateglucose 6-phosphateCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸- -內(nèi)酯內(nèi)酯6-phosphoglucono-lactone6-phosphoglucono-lactone6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶PPP途徑途徑限速酶，對(duì)NADP+有高度特異性CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸-內(nèi)酯內(nèi)酯6-phosphoglucono-lactone6-phosphoglucon

53、o-lactoneOHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateH H2 2O O內(nèi)酯酶PPP途徑途徑COCO2 2NADP+NADPH+H+OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateOHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮

54、糖ribuloseribulose 5-phosphate 5-phosphate6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶PPP途徑途徑OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖ribuloseribulose 5-phosphate 5-phosphateHOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖ribose 5-phosphateribose 5-phosphate異構(gòu)酶異構(gòu)酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖xylulosexylulose 5-phosphate 5-phosphate差向酶差向酶P

55、PP途徑途徑 許多細(xì)胞中合成代謝消耗的許多細(xì)胞中合成代謝消耗的NADPH遠(yuǎn)遠(yuǎn)比核糖需要量大，因此，葡萄糖經(jīng)此途比核糖需要量大，因此，葡萄糖經(jīng)此途徑生成了多余的核糖。徑生成了多余的核糖。 第二階段反應(yīng)的意義就在于第二階段反應(yīng)的意義就在于能通過(guò)一能通過(guò)一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸磷酸果糖和果糖和3-磷酸甘油醛而與糖酵解過(guò)程聯(lián)系磷酸甘油醛而與糖酵解過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，因此磷酸戊糖途徑亦稱為起來(lái)，因此磷酸戊糖途徑亦稱為磷酸已磷酸已糖旁路糖旁路。OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH

56、5-5-磷酸核糖磷酸核糖HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCO7-7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖OHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHPPP途徑途徑HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCO7-7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖sedoheptulose 7-phosphateOHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛glyceraldehyde 3-phosphate轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)醛酶OHCHOCCCH2

57、OPO3H2HOHH4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖erythrose 4-phosphateHOHOHCCCH2OPO3H2HHOHCH2OHCCO6-6-磷酸果糖磷酸果糖fructose 6-phosphatePPP途徑途徑HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCOOHCHOCCCH2OPO3H2HOHH4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖erythrose 4-phosphateOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖ribuloseribulose 5-phosphate 5-phosphateHOHOHCCCH2OPO3H2HHOHCH2

58、OHCCO6-6-磷酸果糖磷酸果糖Fructose 6-phosphateOHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛glyceraldehyde 3-phosphate轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶PPP途徑途徑HOHCH2OHCCOCH2OHCOh轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶( (transketolasetransketolase) )就就是催化含有一個(gè)酮基、一個(gè)醇是催化含有一個(gè)酮基、一個(gè)醇基的基的2 2碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的酶。其碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的酶。其接接受體是醛，輔酶是受體是醛，輔酶是TPPTPP。h轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)醛酶( (transaldolasetransaldolase) )是是催化含有一個(gè)酮基、二個(gè)醇催化含有一個(gè)

59、酮基、二個(gè)醇基的基的3 3碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的酶。其碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的酶。其接接受體是亦是醛受體是亦是醛，但不需要但不需要TPPTPP。6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 2 NADPNADP+ + 5-5-磷酸核糖磷酸核糖 + 2(+ 2(NADPH+HNADPH+H+ +) + CO) + CO2 2 35-磷酸核糖 26-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 2 6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛+6(NADPH+H+ ) + 3CO2 三、磷酸戊糖途徑的小結(jié)糖酵解途徑糖酵解途徑3 36-6-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷

60、酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤蘚糖赤蘚糖6-6-磷酸磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖3 36-6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯萄糖酸內(nèi)酯3NADPH3NADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3H3H2 2O O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3NADPH3NADPH3CO3CO2 2磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑第一階段第一階段 第第二二階階段段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 C46-磷酸果糖