7糖的分解代谢-1

7糖的分解代谢,“燃料”物质共同的代谢过程,第阶段，有机物酶解为组成物质单体。第阶段，小的燃料分子分解为几种常见的中间物，主要是丙酮酸和乙酰-CoA，可放出少量能量。第阶段，一条共同代谢途径，即Krebs循环。中间物被完全氧化成CO2，生成的电子传递给NAD+等电子载体，释放少量能量，生成的中间物可用作生物合成的前体。第阶段，电子传递和氧化磷酸化，电子传递给O2，生成H2O，释放的能量用于ATP生成。,糖的消化吸收,淀粉(starch)等口腔，-amylase，局部降解胃，非酶促水解小肠，胰-amylase，主要的消化场所麦芽糖、糊精食物中的蔗糖、乳糖等麦芽糖酶，糊精酶，蔗糖酶，乳糖酶等葡萄糖、半乳糖、果糖等肠黏膜细胞肠壁毛细血管门静脉血液组织、细胞（代谢）,呼吸作用,光合作用,7.1糖酵解7.2磷酸戊糖途径7.3柠檬酸循环（三羧酸循环）,Majorpathwaysofglucoseutilization.,糖原、淀粉、蔗糖,5-磷酸核糖,丙酮酸,糖酵解,磷酸戊糖途径,葡萄糖,7.1糖酵解（EMP途径）,1935年阐明了糖酵解过程,糖酵解是在无氧条件下，葡萄糖进行分解，形成2分子丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应。,糖酵解在细胞质中进行，分为两个阶段共10个反应,葡萄糖(6C)磷酸丙糖(3C)甘油醛-3-磷酸丙酮酸,一、糖酵解的反应顺序,（一）葡萄糖(6C)2磷酸丙糖(3C),己糖激酶Mg2,1、葡萄糖的磷酸化,激酶(kinase)：能够催化磷酸基从ATP转移到某受体分子的酶。,本反应生理条件下不可逆,磷酸酯带电荷且是疏水性的，不能通过细胞膜,Justasawaterpumpmustbe“primed”withwatertogetmorewaterout,theglycolyticpathwayisprimedwithATPinsteps1and3inordertoachievenetproductionofATPinthesecondphaseofthepathway.,葡(萄)糖胺-6-磷酸,葡糖醛酸,糖原,磷酸戊糖途径,碳水化合物的合成,6-磷酸葡萄糖是多个代谢途径的分支点Glucose-6-phosphateisthebranchpointforseveralmetabolicpathways,葡萄糖,6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,糖酵解,1-磷酸葡萄糖,肝脏和肌肉中能量贮存,己糖激酶,Inactiveconformation,Activeconformation,2、6-磷酸葡萄糖的生成（可逆反应）,磷酸葡萄糖异构酶,为第二次磷酸化作好准备:G-6-P中的C-1位的羰基或半缩醛羟基不像F-6-P中的醇羟基易于磷酸化,磷酸葡萄糖异构酶的作用机制,3、果糖-1,6-二磷酸的生成（不可逆）,磷酸果糖激酶,(PFK),磷酸果糖激酶（变构酶）是限速酶，是糖酵解途径的主要调节酶四个亚基组成的四聚体；AMP是激活剂，ATP和柠檬酸是抑制剂,4、甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮的生成（可逆）,磷酸二羟丙酮,甘油醛-3-磷酸（G-3-P）,果糖-1,6-二磷酸（FBP）,醛缩酶,在一个连续的反应顺序中，热力学上不利的反应可被热力学上有利的反应所推动,裂解,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,5,4,醛缩酶的作用机制,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,磷酸丙糖异构酶,5、磷酸丙糖的同分异构化（可逆）,磷酸丙糖异构酶的活性部位是以Glu残基的游离羧基与底物相结合,（二）甘油醛-3-磷酸丙酮酸,6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3二磷酸甘油酸（可逆）,3-磷酸甘油醛脱氢酶,3-磷酸甘油醛,1,3二磷酸甘油酸,高能键,1,3二磷酸甘油酸是高能磷酸酯,脱氢（非常有利的放能反应）磷酸化（不利的吸能反应）,3-磷酸甘油醛脱氢酶,3-磷酸甘油醛脱氢酶活性部位含有一个带游离巯基的Cys,催化机制涉及3-磷酸甘油醛和半胱氨酸残基的巯基反应生成巯基半缩醛。,-SH攻击底物的醛分子中带正电性的羰基碳原子,一个氢负离子从氧化的醛基转移到NAD+，形成NADH和酰基硫酯中间物。,另一分子的NAD+取代NADH；无机磷攻击硫酯中间物形成超高能量的酰基磷酸。,产物释放,7、3磷酸甘油酸和ATP的生成,磷酸甘油酸激酶(PGK),1,3二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,底物水平磷酸化：在底物氧化的基础上释放出的能量推动ADP磷酸化合成ATP的反应。,砷酸盐（）破坏1,3-二磷酸甘油的形成，1-砷酸-3-磷酸甘油醛起解偶联的作用，即解除了氧化和磷酸化的偶联作用。,砷酸盐,砷酸阻断ATP的净生成但并不抑制糖酵解,砷中毒,砷中毒，常称砒霜（三氧化二砷）中毒，多因误服或药用过量中毒。一般由于应用含砷药物剂量过大所致，也可由于误食含砷的毒鼠、灭螺、杀虫药，以及被此类杀虫药刚喷洒过的瓜果和蔬菜，毒死的禽、畜肉类等。中毒机制1、砷酸替代磷酸，ATP生成减少2、砷酸竞争酶上的磷酸结合位点，形成不稳定的砷酸酯。亚砷酸盐与结合硫辛酸的酶形成稳定复合物，抑制酶活性，这些酶包括丙酮酸脱氢酶，-酮戊二酸脱氢酶等。诊断慢性砷中毒：检测受害者头发或指甲中的砷含量。正常人头发中的砷含量约为0.5mg/kg慢性砷中毒者头发中砷含量是正常水平的100倍,8、3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶,3-磷酸甘油酸,2磷酸甘油酸,3,1,2,3,1,2,作用机制p282,变位酶：催化分子内化学基团移位的酶。,麦芽,9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成,烯醇化酶,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),超高能量的磷酸基,10、丙酮酸和ATP的生成(第二次底物水平磷酸化),丙酮酸激酶(PK),磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,烯醇式丙酮酸,Amechanismforthepyruvatekinasereaction,awaterontheMg2+ioncoordinatedtoADPisreplacedbythephosphorylgroupofPEP;(b)Mg2+dissociatesfromthea-PofADP;(c)thephosphorylgroupistransferred;(d)theenolateofpyruvateisprotonated.,二、糖酵解的化学计量,C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H+2H2O,第一阶段：需能（消耗2ATP）第二阶段：产能（产生4ATP和2NADH）,三、丙酮酸的去路,乳酸,乙酰CoA,乙醛,乙醇,丙酮酸,乳酸脱氢酶,丙酮酸脱羧酶TPP,乙醛脱氢酶（肝细胞）,无氧,有氧,无氧,乳酸脱氢酶,丙酮酸,乳酸,丙酮酸脱羧酶TPP,醇脱氢酶,丙酮酸,乙醛,乙醇,己糖激酶,磷酸果糖激酶（PFK-1）,丙酮酸激酶,磷酸烯醇式丙酮酸,6磷酸葡萄糖,1,6二磷酸果糖,6磷酸果糖,2,6二磷酸果糖,柠檬酸,丙酮酸,葡萄糖,四、糖酵解的调控,丙氨酸,乙酰CoA脂肪酸,ADP、,肝脏中，共价修饰,调控决定于：1、细胞中的能量状态（ATP和AMP）2、细胞内环境（H+）3、其他可利用的能源，如脂肪酸、酮体（柠檬酸）4、血液中胰岛素/胰高血糖素的比例,磷酸果糖激酶/6-磷酸果糖-1-激酶(PFK-1),AMP、ADP别构激活剂ATP别构抑制剂受柠檬酸、脂肪酸别构抑制受果糖-2,6-二磷酸调节,R(有活性构象),T(无活性构象),许多组织优先利用脂肪酸和酮体替代葡萄糖氧化供能。这有利于节省葡萄糖供脑组织等完全依赖于葡萄糖的组织利用。脂肪酸和酮体氧化都能使细胞溶胶中柠檬酸水平升高，而柠檬酸可抑制酶，减少对葡萄糖的利用。,柠檬酸对磷酸果糖激酶的调控,变构调节物,两个ATP结合部位：底物部位和别构部位,F-2,6-BP激活磷酸果糖激酶,增加酶对F6P的亲和力，恢复酶活性对底物的双曲线。,F-2,6-BP减少ATP对磷酸果糖激酶造成的抑制,丙酮酸激酶,果糖,甘露糖,半乳糖,D-甘油醛,醛缩酶,五、糖酵解的其他底物,半乳糖,乳糖,甘露糖,海藻糖,半乳糖,Lactoseintolerance乳糖不耐症,乳糖不耐症，又称乳糖消化不良或乳糖吸收不良(一种隐性的遗传缺陷，基因位在人类第二对染色体上）,是指