第六章_糖代谢-2.ppt

1、糖的有氧氧化,葡萄糖 彻底氧化分解生成CO2和H2O的过程。,糖的有氧氧化是指：,体内组织在有氧条件下，,有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。,糖有氧氧化概况,葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA,CO2+H2O+ATP,三羧酸循环,线粒体内,胞浆,糖的有氧氧化与糖酵解,葡萄糖丙酮酸乳酸,葡萄糖丙酮酸,(糖酵解),柠檬酸循环（Citric Acid Cycle) 三羧酸循环 （Tricarboxylic Acid Cycle ） Krebs循环 在好氧真核生物线粒体基质或好氧原核生物细胞质中，酵解产物丙酮酸脱羧、脱氢，彻底氧化为CO2、H2O并产生ATP的过程。,一、丙

2、酮酸氧化脱羧形成乙酰-CoAPyruvate Is Oxidized to Acetyl-CoA and CO2,丙酮酸脱氢酶系,丙酮酸脱氢酶复合体催化反应 的图解,羟乙基TPP,高能键,提问：有哪些物质可以调节该酶复合物的活性？ 答案：产物（NAD(P)H、FADH2、GTP、ATP、乙酰CoA ） 抑制 反应物（NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸）激活 Ca2+、胰岛素激活,二、柠檬酸循环概貌 Citric Acid Cycle,TCA概貌,TCA概貌,TCA概貌,(4)(5)(7)(8)(10),o,A,C,H,2,C,H,2,C,O,O,H,G,D,P,+,P,i,G,T,P,C

3、,o,A,S,H,C,H,2,C,O,O,H,C,H,2,C,O,O,H,F,A,D,H,2,F,A,D,C,H,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,H,O,C,C,O,O,H,C,H,2,C,O,O,H,H,+,N,A,D,+,C,O,2,+,+,C,o,A,S,H,H 2 O,C,o,A,S,H,C,O,2,丙酮酸,乙酰 CoA,(2),(1),(7),(8),(9),(10),(5),(6),(3),(4),柠檬酸,异柠檬酸,草酰琥珀酸,-酮戊二酸,琥珀酰 CoA,琥珀酸,延胡索酸,L-苹果酸,草酰乙酸,H O,2,(1) 丙酮酸脱氢酶复合体 (2) 柠檬酸合成酶 (3) 顺乌头酸酶

4、 (4)(5)异柠檬酸脱氢酶 (6) -酮戊二酸脱氢酶复合体 (7) 琥珀酰CoA合成酶 (8) 琥珀酸脱氢酶 (9) 延胡索酸酶 (10)L-苹果酸脱氢酶,三羧酸循环,产能步骤 3NAD(P)H 1FADH2 1GTP,(1)(6)-产能脱碳 3NADH + 2 CO2,(5)-脱碳-1CO2, 3步不可逆反应,四、柠檬酸循环的化学计量,2 丙酮酸 2 acetyl-CoA 2 NADH 5 2 异柠檬酸 2-酮戊二酸 2 NADH 5 2-酮戊二酸 2 琥珀酰-CoA 2 NADH 5 2 琥珀酰-CoA 2琥珀酸2 A/GTP 2 2琥珀酸 2 延胡素酸 2 FADH2 3 2苹果酸 2

5、 草酰乙酸 2 NADH 5 Total 25 ATP,底物磷酸化,4、糖酵解+三羧酸循环的效率,糖酵解 1G 2ATP+2NADH+2H+2丙酮酸 =2+22.5=7ATP 三羧酸循环 2丙酮酸 25ATP+6CO2+4H2O 32ATP 储能效率=32 30.5 / 2870 = 34% 提问：其余能量何处去？ 答案：以热量形式。一部分维持体温，一部分散失。,1、丙酮酸羧化,乙酰CoA激活,须补充三羧酸循环的中间物质(回补反应),2、PEP羧化（大脑和心脏）,3、Asp和Glu脱氨 Asp 草酰乙酸 Glu 酮戊二酸,PEP羧激酶,五、柠檬酸循环的调控,速率受细胞能量状态、生物合成需求调节

6、 分为两方面的调控 1. 柠檬酸循环本身所具有的内部相互制约系统的调节 2. ADP、ATP和Ca2+对柠檬酸循环的调节。 总的来说都是对酶的调控。,限速酶： 1.柠檬酸合酶 变构抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA 竞争性抑制剂：柠檬酸 AMP可解除抑制 2.异柠檬酸脱氢酶 变构抑制剂：ATP、NADH 变构激活剂： ADP 3.酮戊二酸脱氢酶系 抑制剂：ATP、 NADH、琥珀酰CoA 激活剂：AMP 、 ADP、Ca2+,六、柠檬酸循环的生物意义,（ 1） 是好氧生物体内最主要的产能途径！ （2） 是脂类、蛋白质彻底分解的共同途径！ （3） 提供合成其他化合物的碳骨架 如： 草酰乙酸

7、Asp、Asn -酮戊二酸 Glu 其他氨基酸 琥珀酰CoA 血红素,两用性,柠檬酸循环焚烧炉和百宝库,6、三羧酸循环的调节,细胞内的能量状态：ATP/AMP或ATP/ADP比值和NADH/NAD+比值直接调节三羧酸循环的速率。 1.柠檬酸合酶 变构抑制剂：ATP AMP可解除抑制 2.异柠檬酸脱氢酶 ATP抑制酶活性 ADP是变构激活剂,3.酮戊二酸脱氢酶系 抑制剂：ATP， NADH 激活剂： AMP 、 ADP、Ca2+,记忆方法乙酰草酰成柠檬，柠檬又成-酮,琥酰琥酸延胡索，苹果落在草丛中。,二、乙醛酸循环三羧酸循环支路,乙醛酸循环在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径。（省了6步）,异柠檬酸

8、,柠檬酸,琥珀酸,苹果酸,草酰乙酸,CoASH,三羧酸循环,乙酰CoA,只有一些植物和微生物兼具有这样的途径；,异柠檬酸裂解酶,苹果酸合成酶,这种途径对于植物和微生物意义重大！,只保留三羧酸循环中的最后一步脱氢（1NADH）产能，只相当于产生3个ATP，意义不在于产能，在于生存。 1.种子发芽,糖异生,油类植物种子中的油,脂代谢,糖,乙醛酸循环,草酰乙酸,乙酰CoA,2.原始细菌生存,乙酸菌 以乙酸为主要食物的细菌 （物质循环中的重要一环）,生存,四碳、六碳化合物,转化,三、磷酸戊糖途径（磷酸己糖支路- HMS）,细胞质中,磷酸戊糖磷酸戊糖为代表性中间产物。 支路糖酵解在磷酸己糖处分生出的新途

9、径。,氧化阶段（G-6-P脱氢脱羧成5磷酸核 糖:两次脱氢产生2NADPH） 非氧化阶段（磷酸戊糖分子重排，产生不 同碳链长度的磷酸单糖，进入糖酵解途 径）,1.过程,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,6-磷酸-葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸-内酯,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸-核酮糖,6,6,6,6,5-磷酸-核糖,2,5-磷酸-木酮糖,5-磷酸-木酮糖,2,2,7-磷酸-景天庚酮糖,3-磷酸-甘油醛,2,2,6-磷酸-果糖,4-磷酸-赤藓糖,2,2,+,+,+,+,6-磷酸-果糖,2,3-磷酸-甘油醛,+,2,6-磷酸-葡萄糖,4,6-磷酸 葡萄糖,氧化阶段,1,NADPH,NADPH,6,6,CO2

10、,6,Pi,1,H+,6,H+,6,+,+,非氧化阶段,HO2,6,2.生物意义,（1）NADPH为许多物质的合成提供还原力； （2）与糖的有氧、无氧代谢相联系； （3）与光合作用有密切关系； （4）中间产物是某些生物合成的原料。,第五节 糖的合成,糖原（淀粉）生成作用以葡萄糖或其他单糖为原料合成糖原（淀粉）。 糖异生作用非糖（乳酸、甘油、丙酮酸、草酰乙酸、生糖氨基酸） 物质合成葡萄糖。,一、动物的糖异生 部位：肝脏 1.过程,糖酵解7步可逆步骤 + 3特异反应,第1步 丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸,提问：如何进行？,答案：提供更多的活化能量。,草酰乙酸,丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,人和动物的丙酮酸

11、羧化酶存在线粒体中，胞液中丙酮酸首先进入线粒体羧化草酰乙酸，再逸出线粒体，但草酰乙酸本身不能通过线粒体内膜：两种机制 1.草酰乙酸 天冬氨酸（穿膜） 草酰乙酸 谷草转氨酶（线粒体） 谷草转氨酶（胞液） 2.草酰乙酸 苹果酸（穿膜） 草酰乙酸 苹果酸脱氢酶（线粒体） 苹果酸脱氢酶（胞液）,磷酸烯醇式丙酮酸逆行至1，6-二磷酸果糖 第2步,提问：如何进行？,6-磷酸葡萄糖酯酶,答案：在二磷酸果糖酯酶作用下水解。 第3步,二、糖原（淀粉）的形成,提问：丙酮酸通过糖异生形成一个G，消耗多少个ATP能量？ 答案：6（4（22）+2（1 2）,糖异生的生理意义,1. 饥饿状态下维持血糖浓度恒定。 2. 回

12、收乳酸能量，补充肝糖原。 3. 调节酸碱平衡。,提问：哪些物质可以通过糖异生途径形成糖元？,答案：凡能转变成糖代谢中间产物的物质。,乳酸回炉再造解毒、节能,饥饿状态下氨基酸、甘油维持血糖浓度,纤维素,有机酸,微生物发酵,糖异生,葡萄糖、糖原,提问：其他多糖是如何产生的？,答案：由磷酸戊糖途径提供各种单糖，由类似糖元合成途径合成。,糖代谢总图,戊糖磷酸途径,储存性糖类 （糖原、淀粉等）,葡糖-6-磷酸,甘露糖,葡萄糖,果糖,磷酸丙糖,丙酮酸,乳酸、乙醇,乙酰辅酶A,ATP CO2+H2O,三羧酸循环 乙醛酸循环,戊糖磷酸,核糖,CO2+H2O,酵解,发酵,糖异生,重点,1. 下列哪一项是血糖最主

13、要的去路 A. 在体内转变为脂肪 B. 在体内转变为其他单糖 C. 在各组织中氧化供能 D. 在体内转变为生糖氨基酸 E. 在肝、肌肉、肾等组织中合成糖原 2.饥饿24小时后，血糖浓度的维持主要靠 A. 肝中糖异生作用 B. 肾中糖异生作用 C. 肌糖原分解 D. 脂肪动员 E. 肝糖原分解 3.关于糖酵解的叙述下列哪一项是正确的 A. 终产物是CO2和H2O B. 反应过程中均不消耗ATP C. 通过氧化磷酸化作用生成ATP D. 酵解中催化各反应的酶均在胞液中 E. 所有反应都是可逆的,4. 糖酵解途径中，第二步产能的是 A. 葡萄糖到 G-6-P B. F-6-P F-1,6-P C.

14、3-磷酸甘油醛 1，3-二磷酸甘油酸 D. 1，3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 E. 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 5.下列哪一种酶是糖酵解的限速酶 A. 己糖激酶 B. 6-磷酸果糖激酶-1 C. 3-磷酸甘油醛脱氢酶 D. 丙酮酸激酶 E. 葡萄糖6-磷酸酶 6.下列哪一种酶是有氧氧化的限速酶 A.己糖激酶 B. 6-磷酸果糖激酶-1 C.丙酮酸激酶 D. 柠檬酸合酶 E. 异柠檬酸脱氢酶,7. 参与丙酮酸脱氢酶复合体的维生素 A. 维生素B1, 维生素B2, 维生素B6,维生素PP,维生素B12 B. 维生素B1, 维生素B2, 维生素B6, 维生素B12，泛酸 C. 维生素B1, 维生素

15、B2, 硫辛酸, 维生素PP，泛酸 D. 维生素B1, 维生素B2, 生物素, 维生素PP，维生素E E. 维生素B1, 维生素B2, 生物素, 维生素PP，硫辛酸 8.三羧酸循环和有关的呼吸链反应中产生ATP最多的步骤是 A. 柠檬酸到异柠檬酸 B. 琥珀酸到延胡索酸 C.异柠檬酸 到-酮戊二酸 D. 琥珀酸到苹果酸 E. -酮戊二酸 到琥珀酸 9.1分子乙酰CoA进入TCA循环 A. 2CO2+2H2O +36 ATP B. 2CO2+2H2O +38ATP C. 2CO2+2H2O +10ATP D. 2CO2+4H2O +12ATP E. 2CO2+4H2O +2ATP,10.三羧酸循

16、环下列哪一反应属于底物水平磷酸化反应 A. 柠檬酸到异柠檬酸 B. 琥珀酰CoA到琥珀酸 C. 琥珀酸到延胡索酸 D.异柠檬酸 到-酮戊二酸 E. 苹果酸到草酰乙酸 11.下列那种化合物与生成ATP 有直接关系 A. 丙酮酸 B. 3-磷酸甘油醛 C. 1.3-二磷酸甘油酸 D. 3-磷酸甘油酸 E. 2-磷酸甘油酸 12. 关于糖原的合成，下列哪项是错误的 A. 糖原合成酶催化-1.4-糖苷键 B. 共价修饰是糖原合成调节方式之一 C. 分支酶催化 -1.6-糖苷键的生成 D. 葡萄糖供体是UDPG E. 从1-磷酸葡萄糖合成糖原不消耗高能磷酸键,13.从葡萄糖合成糖原，每加上一个葡萄糖残基

17、需消耗的 高能磷酸数目 A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 E. 5个 14.有关磷酸戊糖途径叙述正确的是 A. 是体内供能的主要途径 B. 可合成NADH C. 可合成FADH2 D.可合成NADPH,供合成代谢需要 E. 饥饿时葡萄糖经此途径代谢增加 15. 下列哪一项是6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化反应中直接的受氢体 A. FMN B. FAD C. NADP+ D. NAD+ E. CoQ,16.下列哪一种物质不是糖异生的原料 A. 甘油 B. 丙酮酸 C. 乳酸 D. 生糖氨基酸 E. 乙酰CoA 17. 磷酸甘油、乳酸和丙氨酸经糖异生作用转变为糖的枢纽物质 A. 磷酸二羟丙酮 B. 3-磷酸甘油醛 C. 丙酮酸 D.丙酮 E. 3-磷酸甘油酸 18.糖酵解、有氧氧化和磷酸戊糖途径通过下列哪种中间产物相互联系 A. 丙酮酸 B.乙酰CoA C. 磷酸核糖 D. 3-磷酸甘油醛 E. 乳酸,19. 糖酵解从糖原开始净生成多少摩尔的ATP A. 2 B. 3 C.