生物化學(xué)糖酵解課件

生物化學(xué)糖酵解課件一、糖酵解(glycolysis)概念也稱EMP(Embden－Meyerhof途徑),指葡萄糖在無氧條件下分解生成2分子丙酮酸并釋放出能量得過程?？偡磻?yīng)式:Glc+2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸＋2ATP+2NADH+H++2H2O她就是氧化磷酸化和三羧酸循環(huán)得前奏。就是動(dòng)物、植物、微生物細(xì)胞中葡萄糖分解產(chǎn)生能量得共同代謝途徑。二、糖酵解途徑得實(shí)驗(yàn)依據(jù)酵母抽提液得發(fā)酵速度比完整酵母慢,且逐漸緩慢直至停頓如果加入無機(jī)磷酸鹽,可以恢復(fù)發(fā)酵速度,但不久又會(huì)再次緩慢,同時(shí)加入得磷酸鹽濃度逐漸下降。上述現(xiàn)象說明在發(fā)酵過程中需要磷酸,可能磷酸與葡萄糖代謝中間產(chǎn)物生成了糖磷酸酯。完整細(xì)胞可通過ATP水解提供磷酸。將酵母液透析后就會(huì)失去發(fā)酵能力將酵母液加熱到50℃也會(huì)失去發(fā)酵能力將經(jīng)過透析失活得酵母液混合在一起后又恢復(fù)發(fā)酵能力由此推斷發(fā)酵需要兩類物質(zhì):一就是熱不穩(wěn)定得,不可透析得組分即酶;二就是熱穩(wěn)定得可透析得組分,如輔酶、ATP、金屬離子等。碘乙酸對(duì)酵母生長(zhǎng)有抑制作用將葡萄糖、酵母抽提液及碘乙酸一起保溫,可以分離出少量得磷酸丙糖(主要就是3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮得平衡混合物)因此推斷磷酸己糖可能裂解為兩分子三碳糖,而碘乙酸對(duì)三碳糖進(jìn)一步分解得酶有抑制作用。氟化鈉對(duì)酵母生長(zhǎng)也有抑制作用將1,6-二磷酸果糖或磷酸丙糖、酵母抽提液以及氟化鈉一起保溫有磷酸甘油酸積累(3-和2-磷酸甘油酸得平衡混合物)由此推斷3-磷酸甘油酸就是3-磷酸甘油醛得氧化產(chǎn)物,2-磷酸甘油酸又就是前者變位后得產(chǎn)物,氟化鈉對(duì)2-磷酸甘油酸進(jìn)一步反應(yīng)得酶有抑制作用三、糖酵解途徑場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)(胞液)中氧氣:不需要糖酵解過程b1糖酵解可分為兩個(gè)階段:1分子葡萄糖分解為2分子丙酮酸需經(jīng)10步反應(yīng),前5步反應(yīng)為準(zhǔn)備階段,1Glc轉(zhuǎn)變?yōu)?三碳物:磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛,消耗2ATP。 第二階段就是能量獲得階段(payoffphase),3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸?生成4ATP和2NADH+H+。 葡萄糖得碳架分解產(chǎn)生丙酮酸、磷酸化ADP產(chǎn)生ATP、產(chǎn)生得氫轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADH。10大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流(一)葡萄糖得磷酸化第一階段得反應(yīng)

催化這一反應(yīng)得酶有己糖激酶和葡萄糖激酶。己糖激酶專一性弱,Km值小,存在所有得細(xì)胞內(nèi);別構(gòu)調(diào)節(jié)酶,受ADP和葡萄糖6-磷酸得變構(gòu)抑制。葡萄糖激酶專一行強(qiáng),Km值高,在肝臟中,當(dāng)肝糖濃度較高時(shí),催化葡萄糖6-磷酸得合成,維持血糖得穩(wěn)定、

糖酵解過程中得中間產(chǎn)物都帶有磷酸基團(tuán),她們得意義在于:1、磷酸化導(dǎo)致負(fù)離子,使分子產(chǎn)生極性,使產(chǎn)物不致流失到膜外;2、磷酸基團(tuán)起一種信號(hào)作用,易于被酶識(shí)別;3、磷酸基團(tuán)最終形成ATP,保存了能量。該酶有絕對(duì)得底物專一性和立體專一性。6PG,E4P和S7P等就是該酶得競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。(三)果糖－6-磷酸生成果糖－1,6－二磷酸

這就是一個(gè)不可逆反應(yīng)。催化該反應(yīng)得就是一種變構(gòu)調(diào)節(jié)酶,也就是酵解過程中最重要得限速酶。ATP有抑制作用,AMP可消除這種抑制作用。H+對(duì)該酶也有一種抑制作用,這可防止乳酸中毒。

該反應(yīng)對(duì)下一步得裂解做好了準(zhǔn)備。(四)果糖-1,6-二磷酸轉(zhuǎn)變成三碳化合物該反應(yīng)得標(biāo)準(zhǔn)自由能表明該反應(yīng)就是趨向與縮合,但在細(xì)胞中由于底物濃度得驅(qū)動(dòng),反應(yīng)趨向于裂解。兩個(gè)三碳糖相同得原子序號(hào)其來源不同。(五)二羥丙酮轉(zhuǎn)變成甘油醛—3-磷酸該反應(yīng)盡管平衡點(diǎn)處二羥丙酮得濃度要高,但由于后續(xù)反應(yīng)對(duì)甘油醛得消耗,導(dǎo)致反應(yīng)趨向甘油醛方向。丙糖磷酸異構(gòu)酶第二階段得反應(yīng)

該反應(yīng)中產(chǎn)生第一個(gè)還原型得輔酶I(NADH＋H+),同時(shí)吸收1分子無機(jī)磷酸。碘乙酸就是一種不可逆抑制劑,她與-SH結(jié)合。砷酸使得其氧化作用與磷酸化作用解偶聯(lián),即反應(yīng)仍進(jìn)行,但未形成高能磷酸鍵。砷酸得結(jié)構(gòu)和磷酸類似,故就是該酶得競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。但產(chǎn)物為1砷酸,3-磷酸甘油酸,后者易水解成3-磷酸甘油酸。高能鍵(二)由1,3-二磷酸甘油酸生成3－磷酸甘油酸這就是酵解過程第一個(gè)產(chǎn)生ATP得部位。(三)3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成2-磷酸甘油酸

該反應(yīng)通過一個(gè)中間產(chǎn)物:2,3-二磷酸甘油酸。當(dāng)3-磷酸甘油酸與酶結(jié)合后,酶分子上得磷酸轉(zhuǎn)移到2位,生成2,3-二磷酸甘油酸,使酶分子得活性部位再結(jié)合1分子得磷酸,同時(shí)產(chǎn)生游離得2-磷酸甘油酸。(四)2-磷酸甘油酸脫水生成烯醇式丙酮酸

這一步反應(yīng)得作用就是為下一步將其高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變成ATP作準(zhǔn)備。氟化物就是酶得強(qiáng)抑制劑。氟與鎂、磷酸形成復(fù)合物,取代酶分子上鎂得位置使酶失活。Mg2+高能磷酸化合物(五)磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸并產(chǎn)生ATP這就是第二個(gè)產(chǎn)生ATP得部位,生成得丙酮酸就是共同途徑得終產(chǎn)物,無氧發(fā)酵和有氧呼吸在此之后開始分支。丙酮酸激酶就是一個(gè)變構(gòu)調(diào)節(jié)酶,ATP、長(zhǎng)鏈脂肪酸、乙酰CoA、丙氨酸為負(fù)調(diào)節(jié)物;果糖-1,6-二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸為正調(diào)節(jié)物。Mg2+四、酵解過程中能量得產(chǎn)生

以葡萄糖為起點(diǎn)

無氧情況下:

G→G-6-P -1ATP

F-6-P→F-1,6-dip -1ATP

2×1,3-二磷酸甘油酸→2×甘油酸-3-磷酸+2ATP

2PEP→2Py+2ATP

除2分子ATP外,還生成2分子NADH

凈增2ATP葡萄糖＋2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸＋2ATP+2NADH+2H++2H2O

五、丙酮酸得去路丙酮酸

無氧或相對(duì)缺氧

有氧:

酒精發(fā)酵

乳酸發(fā)酵乳酸脫氫酶丙酮酸乳酸

丙酮酸

丙酮酸脫羧酶乙醛乙醇乙醇脫氫酶丙酮酸

CO2+H2O

氧化脫羧CH3COSCoATCAcycle肌肉中：

酵母菌中：

五、丙酮酸得去路

六、NADH+H+得命運(yùn)無氧條件下:通過乙醇發(fā)酵受氫,解決重氧化通過乳酸發(fā)酵受氫,解決重氧化有氧條件下:通過呼吸鏈遞氫,最終生成H2O,并生成ATP乳酸生成(發(fā)酵)動(dòng)物包括人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)或供氧不足時(shí):丙酮酸

丙酮酸脫羧酶乙醛乙醇乙醇脫氫酶酒精發(fā)酵

酵母在無氧條件下,進(jìn)行乙醇發(fā)酵。CO2NADHNAD＋七、糖酵解作用得調(diào)節(jié)糖酵解代謝途徑有三個(gè)關(guān)鍵酶:己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶三種酶催化得反應(yīng)均為不可逆得,因此,都具有調(diào)節(jié)糖酵解得作用。其中,磷酸果糖激酶所催化得反應(yīng)就是糖酵解得限速步驟。1、磷酸果糖激酶(PFK)得調(diào)節(jié)①ATP:高濃度得ATP使酶與底物F-6-P得親和力降