南京农业大学考研生物化学复习课件糖酵解教学资料

1、 一一. 糖酵解的概念糖酵解的概念 指指葡萄糖葡萄糖通过一系列步骤降解成通过一系列步骤降解成三碳三碳 化合物化合物（丙酮酸）的过程。（丙酮酸）的过程。 糖酵解途径又称糖酵解途径又称EMP途径途径。 (Embden-Meyerhof-Parnas 途径途径) 部位：部位：细胞质细胞质 EMP彻底氧化彻底氧化 O2不足不足 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 EMPEMP的两个阶段的两个阶段 第一阶段第一阶段 五步反应五步反应 磷酸丙糖生成阶段磷酸丙糖生成阶段 耗能阶段耗能阶段 第二阶段第二阶段 五步反应五步反应 丙酮酸生成阶段丙酮酸生成阶段 产能阶段产能阶段 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 G

2、G6P F6P FBP G3P DHAP 1,3-BPG 3PG 2PG PEP Pyr EMPEMP途径代号式途径代号式 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第一阶段 第二阶段 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第一步：葡萄糖的磷酸化第一步：葡萄糖的磷酸化 激酶激酶：催化将：催化将ATPATP上的磷酸基团转移到受体上的酶。上的磷酸基团转移到受体上的酶。 激酶都需要激酶都需要MgMg2+ 2+作为辅助因子。 作为辅助因子。 ATP AD P 己糖激酶己糖激酶 HC OH CH CHO HC OH HO H2COH HC OH HC OH 葡萄糖葡萄糖 HC OH CH CHO HC OH HO

3、H2COPO32- HC OH HC OH 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第二步：第二步：6-6-磷酸果糖的生成磷酸果糖的生成 磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶 HC OH CH CHO HC OH HO H2COPO32- HC OH HC OH 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 C O H2COPO32- HC OH HC OH H2COH HO CH 6-磷酸果糖磷酸果糖 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第三步：第三步：1,6-1,6-二磷酸果糖的生成二磷酸果糖的生成 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(PFK)是是EMPEMP途径的途径的关键酶关键酶，其活性，其活性 大小

4、控制着整个途径的进程。大小控制着整个途径的进程。 C O H2CO-PO32- HC OH HC OH H2COH HO CH 6-磷酸果糖磷酸果糖 C O H2CO-PO32- HC OH HC OH H2COPO32- HO CH 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 ATP ADP 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 碳链不变，但两头接上了磷碳链不变，但两头接上了磷 酸基团，为断裂作好准备。酸基团，为断裂作好准备。 消耗两个消耗两个ATPATP。 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第四步：第四步：1,6-1,6-二磷酸果糖的裂解二磷酸果糖的裂解 1 1个己糖分裂成个己糖分

5、裂成2 2个丙糖个丙糖 丙酮糖丙酮糖和和丙醛糖。丙醛糖。 C O H2COPO32- HC OH HC OH H2COPO32- HO CH 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 醛缩酶 C O H2COPO32- CHO HC OH H2COPO32- HO CH2 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第五步：磷酸丙糖的同分异构化第五步：磷酸丙糖的同分异构化 1分子二磷酸已糖裂解成分子二磷酸已糖裂解成2分子分子 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛。 HO CH2 C O H2COPO32- H2COPO32- CHO HC OH 磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶

6、二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第六步：第六步：3-3-磷酸甘油醛氧化磷酸甘油醛氧化 糖酵解过程中第一次产生糖酵解过程中第一次产生高能磷酸键高能磷酸键，并且产，并且产 生了还原剂生了还原剂 NADHNADH。 催化此反应的酶是巯基酶，所以它可被催化此反应的酶是巯基酶，所以它可被碘乙酸碘乙酸 ( (ICHICH2 2COOH)COOH)不可逆地抑制。不可逆地抑制。故碘乙酸能抑制糖酵解故碘乙酸能抑制糖酵解。 砷酸盐砷酸盐(AsO(AsO4 43- 3-) )是这步反应的解偶联剂。 是这步反应的解偶联剂。 H2COPO32- COOPO32- HC OH NAD+NADH+H+ Pi 3-3-磷酸

7、甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶 H2COPO32- CHO HC OH 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第七步：第七步：3-3-磷酸甘油酸和磷酸甘油酸和ATPATP的生成的生成 H2COPO32- COOPO32- HC OH 1 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 H2COPO32- COOH HC OH 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 底物水平磷酸化：底物水平磷酸化：高能化学底物直接将磷酸基团高能化学底物直接将磷酸基团ADP,ADP, 使使ADPADP磷酸化形成磷酸化形成ATPATP的过程。的过程。 糖酵解过程中第一次产生糖酵解过程中第一次产生

8、 ATPATP。 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第二阶段 醛氧化称羧酸醛氧化称羧酸 NAD+还原成还原成NADH 糖酵解中第一次产生糖酵解中第一次产生ATP 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第八步：第八步：3-3-磷酸甘油酸异构磷酸甘油酸异构 H2COPO32- COOH HC OH 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 H2COH COOH HC OPO32- 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 3- 3-磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第九步：第九步：PEPPEP的生成的生成 这一步其实是分子内的氧化还原，使分子中的能量重这一步其实是分子内的氧化还原，使分子中的

9、能量重 新分布，使能量集中，第二次产生了新分布，使能量集中，第二次产生了高能磷酸键高能磷酸键。 H2C COOH C OPO32- 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 H2COH COOH HC OPO32- 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 烯醇化酶 H2O 二二. 糖酵解的过程糖酵解的过程 第十步：丙酮酸的生成第十步：丙酮酸的生成 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 糖酵解过程中第二次产生糖酵解过程中第二次产生 ATPATP。 丙酮酸丙酮酸 CH3 COOH C O 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ADP ATP CH2 COOH C OPO32- 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 二二. 糖酵解的过程糖酵解的

10、过程 通过分子内结构的调整：通过分子内结构的调整： 生成了枢纽物质丙酮酸；生成了枢纽物质丙酮酸； 第二次产生了第二次产生了ATP。 P210 三三. 糖酵解的化学计量糖酵解的化学计量 三三. 糖酵解的调控糖酵解的调控 在代谢途径中，发生不可逆反应的地方常常是整在代谢途径中，发生不可逆反应的地方常常是整 个途径的调控部位，而催化这些反应的酶常常要受到个途径的调控部位，而催化这些反应的酶常常要受到 调控，从而影响这些地方的反应速度，进而影响整个调控，从而影响这些地方的反应速度，进而影响整个 途径的进程。这些酶称该途径的途径的进程。这些酶称该途径的关键酶关键酶。 在糖酵解中，有三种酶催化的在糖酵解中

11、，有三种酶催化的不可逆反应不可逆反应 己糖激酶己糖激酶、PFKPFK、丙酮酸激酶丙酮酸激酶。所以它们是关键酶。所以它们是关键酶。 这三种酶都是这三种酶都是变构酶变构酶。 三三. 糖酵解的调控糖酵解的调控 1. 1. 己糖激酶己糖激酶 该酶受该酶受G6PG6P的抑制。的抑制。 三三. 糖酵解的调控糖酵解的调控 2. 2. 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 ATP/AMPATP/AMP值影响酶的活力：比值大时，酶活力减小；值影响酶的活力：比值大时，酶活力减小； 比值小时，酶活力增大。比值小时，酶活力增大。 该酶有一个负变构剂该酶有一个负变构剂 ATPATP。 生物学意义：生物学意义：糖酵解的一个重要功能就

12、是提供能量糖酵解的一个重要功能就是提供能量 ( (ATP)ATP)。当细胞内当细胞内ATPATP很多时，通过抑制很多时，通过抑制PFKPFK，使糖酵解使糖酵解 受到抑制，也就不再产生能量受到抑制，也就不再产生能量( (ATP)ATP)。 三三. 糖酵解的调控糖酵解的调控 细胞内柠檬酸的浓度大时，酶活力减小；细胞内柠檬酸的浓度大时，酶活力减小； 浓度小时，酶活力增大。浓度小时，酶活力增大。 柠檬酸可加强柠檬酸可加强ATPATP对对PFKPFK的抑制作用。的抑制作用。 生物学意义：生物学意义：柠檬酸是糖酵解进入三羧酸循环的一个柠檬酸是糖酵解进入三羧酸循环的一个 早期中间物，而三羧酸循环是重要的产能

13、途径。所以早期中间物，而三羧酸循环是重要的产能途径。所以 柠檬酸在细胞内的量大表示细胞内有充足的能量，而柠檬酸在细胞内的量大表示细胞内有充足的能量，而 不再需要降解葡萄糖了。所以柠檬酸通过抑制不再需要降解葡萄糖了。所以柠檬酸通过抑制PFKPFK来来 抑制糖酵解。抑制糖酵解。 2. 2. 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 三三. 糖酵解的调控糖酵解的调控 柠檬酸可加强柠檬酸可加强ATPATP对对PFKPFK的抑制作用。的抑制作用。 2. 2. 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 2 2，6-6-二磷酸果糖是二磷酸果糖是PFKPFK的激活剂。的激活剂。 三三. 糖酵解的调控糖酵解的调控 3. 3. 丙酮酸激酶丙酮酸

14、激酶 该酶受该酶受ATPATP的抑制。的抑制。 四四. 糖酵解的化学计量糖酵解的化学计量 1葡萄糖葡萄糖2丙酮酸丙酮酸 2ADP+2Pi2ATP+2H2O 2NAD+2NADH.H+ 五五. 糖酵解的生物学意义糖酵解的生物学意义 1. 1. 为生物体提供能量为生物体提供能量； 2. 2. 糖酵解的中间物为生物合成提供原料；糖酵解的中间物为生物合成提供原料； 如丙酮酸可转变为氨基酸，如丙酮酸可转变为氨基酸， 磷酸二羟丙酮可合成甘油。磷酸二羟丙酮可合成甘油。 3. 3. 为糖异生作用提供了基本途径。为糖异生作用提供了基本途径。 六六. 糖酵解产物的去路糖酵解产物的去路 1. 丙酮酸的去路 (1)(

15、1)在无氧或相对缺氧时在无氧或相对缺氧时 发酵发酵 酒精发酵酒精发酵：由葡萄糖：由葡萄糖 乙醇的过程乙醇的过程 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶需要需要TPPTPP作为辅酶。作为辅酶。 丙酮酸丙酮酸 COOH C O CH3 乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶 HCOH CH3 HC O CH3 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶 六六. 糖酵解产物的去路糖酵解产物的去路 1. 丙酮酸的去路 2ADP+2Pi2ATP+2H2O 1葡萄糖葡萄糖 2-乙醇乙醇+2CO2 葡萄糖葡萄糖+2ADP+2Pi2乙醇乙醇+2CO2+2ATP+2H2O (1)(1)在无氧或相对缺氧时在无氧或相对缺氧时 发酵发酵 酒精发酵酒精发酵 六六. 糖

16、酵解产物的去路糖酵解产物的去路 1. 丙酮酸的去路 乳酸发酵乳酸发酵：由葡萄糖：由葡萄糖 乳酸的过程乳酸的过程 CH2 COOH CH CH3 HO L-L-乳酸乳酸 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 丙酮酸丙酮酸 CH2 COOH C O CH3 (1)(1)在无氧或相对缺氧时在无氧或相对缺氧时 发酵发酵 六六. 糖酵解产物的去路糖酵解产物的去路 1. 丙酮酸的去路 乳酸发酵乳酸发酵 2ADP+2Pi2ATP+2H20 1葡萄糖葡萄糖 2-乳酸乳酸 葡萄糖葡萄糖+2ADP+2Pi2乳酸乳酸+2ATP+2H2O (1)(1)在无氧或相对缺氧时在无氧或相对缺氧时 发酵发酵 六六. 糖酵解产物的去路糖酵解产物

17、的去路 1. 丙酮酸的去路 (2)(2)在有氧条件下在有氧条件下 丙酮酸有氧氧化丙酮酸有氧氧化 这一过程在这一过程在线粒体线粒体中进行。中进行。 通过此过程可以使葡萄糖彻底降解、氧化成通过此过程可以使葡萄糖彻底降解、氧化成COCO2 2。 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoACoACO2 氧化脱羧氧化脱羧三羧酸循环三羧酸循环 六六. 糖酵解产物的去路糖酵解产物的去路 2. NADH的去路 (1)(1)在无氧或相对缺氧时在无氧或相对缺氧时 酒精发酵中：作为酒精发酵中：作为 乙醛乙醛 乙醇乙醇 的供氢体的供氢体 乳酸发酵中：作为乳酸发酵中：作为 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 的供氢体的供氢体 1 1分子葡萄糖通

18、过无氧酵解，分子葡萄糖通过无氧酵解， 只能生成只能生成 2 2 个个ATPATP 六六. 糖酵解产物的去路糖酵解产物的去路 2. NADH的去路 (2)(2)在有氧条件下在有氧条件下 原核生物原核生物中：中：1 1分子的分子的NADHNADH通过呼吸链可产生通过呼吸链可产生2.52.5个个ATPATP。 真核生物真核生物中：在植物细胞或动物的肌细胞中，中：在植物细胞或动物的肌细胞中，1 1分子的分子的 NADHNADH通过呼吸链可产生通过呼吸链可产生1.51.5个个ATPATP。 1 1分子葡萄糖通过有氧酵解，分子葡萄糖通过有氧酵解， 可生成可生成 2 + 1.5 2 + 1.52 = 2 = 5 5 个个ATPATP 1 1分子葡萄糖通过有氧酵解，可分子葡萄糖通过有氧酵解，可 生成生成 2 + 2.5 2 + 2.52 = 2 = 7 7 个个ATPATP 1. 全过程：两个阶段，10步反应，需10种酶，总反应式 2. 三个不可逆反应！三个关键酶！ 都是变构酶，一个最关键的酶 3. 调节位点：已糖激酶 G-6-P； 磷酸果糖激酶 ATP、柠檬酸； ADP、AMP； 丙酮酸激酶 乙酰CoA、ATP； ADP、AMP 3-磷酸甘油醛脱