二节糖的分解代谢学习教案

1、会计学1二节糖的分解代谢二节糖的分解代谢第一页，共106页。D-葡萄糖 2D-果糖222C-HO第1页/共105页第二页，共106页。第2页/共105页第三页，共106页。第3页/共105页第四页，共106页。D-葡萄糖 2D-果糖222第4页/共105页第五页，共106页。麦芽糖：蔗糖(zhtng)： HOHOHHHOHCH2OHH132456OHHOHOHHHCH2OHH132456O还原糖 非还原糖OHHOHOHHHOHCH2OHH132456OHHOHHOHCH2OH23456CH2OH第5页/共105页第六页，共106页。（还原端）OHHOHOHHHOHCH2OHH146HOHOHH

2、HCH2OHH1456OOHHOHOHHHOHCH2OHH146HOHOHHHCH2OHH1456OO（非还原端）直链淀粉(dinfn)第6页/共105页第七页，共106页。支链淀粉(dinfn)OHOHOHHHCH2H1456HOHOHHHOCH2OHH146HOHOHHHCH2OHH145OHOHOHHHCH2OHH14OHOHOHHHOCH2OHH146HOHOHHHCH2OHH1456OHOHOHHHCH2OHH146OOO.-1，6糖苷键第7页/共105页第八页，共106页。支支淀淀粉粉(d第8页/共105页第九页，共106页。直链淀粉的螺旋状空间结构示意图.第9页/共105页第十页

3、，共106页。几种粮食淀粉粒的显微图A 玉米 B 小麦 C 籼米 D 马铃薯 E 蚕豆ABCDE第10页/共105页第十一页，共106页。淀粉(dinfn)-碘复合物的颜色 链长（D-葡萄糖残基数）螺旋圈数颜色122无色12152棕203035红354067紫45以上9以上蓝第11页/共105页第十二页，共106页。第12页/共105页第十三页，共106页。少量麦芽糖 很少分解 葡萄糖 血液 肝脏 (肝葡萄糖 肝糖原) 血液(血糖) 分解 肌肉 (肌葡萄糖 肌糖原) 食物 口腔 胃 十二指肠 肠血糖正常范围：3.96.1mmol/L 第13页/共105页第十四页，共106页。第14页/共105

4、页第十五页，共106页。第15页/共105页第十六页，共106页。血糖(xutng)食物(shw)糖葡萄糖消 化吸收肝脏葡萄糖肝糖原合成分解乳酸糖异生血液肌糖原葡萄糖CO2+H2O+ATP有氧氧化糖酵解乳酸+ATP血乳酸肌肉转变为其他物质(大量)(少量)合 成第16页/共105页第十七页，共106页。第17页/共105页第十八页，共106页。2ATP3638ATP有氧降解：能将糖彻底(chd)氧化成CO2和H2O；电子最终受体是分子氧；释能多。第18页/共105页第十九页，共106页。第19页/共105页第二十页，共106页。2第20页/共105页第二十一页，共106页。前5步为准备阶段：1个

5、6C 糖2个3C 糖G1,6二磷酸果糖2个3磷酸甘油醛后5步为产生ATP的贮能阶段： 2个3磷酸甘油醛2个丙酮酸2ATP4ATP第21页/共105页第二十二页，共106页。 激酶：催化ATP分子的磷酸基（-磷酰基）转移到底物上的酶称激酶。 已糖激酶(肌肉(jru)Km为是同工酶)和葡萄糖激酶(肝Km为10mmol/L，专一性强，与底物亲合力低) ，它是一个诱导酶，由胰岛素促使合成。+ ADPOCH2OHHOOHOHOH+ ATP 已糖激酶（Glucokintase）OCH2OHOOHOHOHP葡萄糖(G)葡糖-6-磷酸(G-6-P)G0=-4.0Kcal/molMg2+或Mn2+第22页/共1

6、05页第二十三页，共106页。v己糖激酶（hexokinase）存在于所有细胞，通常(tngchng)可以磷酸化葡萄糖，也可以磷酸化果糖、甘露糖等。在肝细胞中，同时存在另一种己糖激酶葡萄糖激酶（glucokinase），对葡萄糖有特异活性。两者的酶动力学和调节特性不同，与生理功能相关。第23页/共105页第二十四页，共106页。OCH2OHOOHOHOHP 己糖磷酸异构酶（Glucose phosphate isomerase）OCH2OHOCH2POHOH果糖-6-磷酸 (F-6-P)G0=0.4 Kcal/mol（3）果糖-1,6-二磷酸的生成OCH2OHOCH2POHOH+ ATP 果糖

7、磷酸激酶（ PFK-1 ）OCH2OOCH2POHOHP果糖-1,6-二磷酸 (F-1,6-2P)+ ADPG0= -3.4 Kcal/mol此酶为限速酶第24页/共105页第二十五页，共106页。CH2OC=OCH2OHP磷酸二羟丙酮 (DHAP)+CHOCHOHCH2O P甘油醛-3-磷酸 (GAP)456123OCH2OOCH2POHOHP 醛缩酶（Aldolase）G0= +5.73 Kcal/molDHAP 丙糖磷酸异构酶（Triosephosphate isomerase）CHOCHOHCH2O P3215、G0= +1.8 Kcal/mol甘油醛-3-磷酸 (GAP)第25页/共

8、105页第二十六页，共106页。CH2OC=OCH2OHP磷酸二羟丙酮 (DHAP)+CHOCHOHCH2O P甘油醛-3-磷酸 (GAP)456123OCH2OOCH2POHOHP 醛缩酶（Aldolase）G0= +5.73 Kcal/molDHAP 丙糖磷酸异构酶（Triosephosphate isomerase）CHOCHOHCH2O P321G0= +1.8 Kcal/mol甘油醛-3-磷酸 (GAP)第26页/共105页第二十七页，共106页。此反应既是氧化反应，又是磷酸化反应。重金属离子和碘乙酸(y sun)可与酶的-SH结合，抑制此酶活性， 砷酸盐能与磷酸底物竞争，使氧化作用

9、与磷酸化作用解偶联。 甘油醛-3-磷酸脱氢酶( Glyceraldehyde-phosphate dehydrogenase)COCHOHCH2OPPO+ NADH+H+甘油酸-1-3二磷酸CHOCHOHCH2OP+NAD+ + Pi甘油醛-3-磷酸G0= +1.5 Kcal/mol第27页/共105页第二十八页，共106页。第一次底物(d w)水平磷酸化，第一次产生ATP的反应。COCHOHCH2OPPO+ADPCOHCHOHCH2OPO+ ATP 甘油酸磷酸激酶(Phosphoglyceric kinase)甘油酸-3-磷酸G0= -4.50 Kcal/mol（8）甘油酸-2-磷酸的生成

10、甘油酸磷酸变位酶(Phosphoglyceromutase)甘油酸-2-磷酸中间产物是：2,3-二磷酸甘油酸(BPG)G0= +1.1 Kcal/molPCOOHHCOCH2OHCOHCHOHCH2OPO第28页/共105页第二十九页，共106页。+ H2OPCOOHHCOCH2OH烯醇化酶(Enolase)COOH COCH2P烯醇丙酮酸-2-磷酸(ln sun)(PEP)G0= +0.4 Kcal/mol第29页/共105页第三十页，共106页。（10）丙酮酸的生成(shn chn)+ADPCOOH COCH2P丙酮酸激酶 (Pyr kinase)COOH COHCH2烯醇丙酮酸+ ATP

11、G0= -7.5 Kcal/mol第二次底物水平(shupng)磷酸化反应COOH C=OCH3丙酮酸C1和C6形成(xngchng)丙酮酸中的C3第30页/共105页第三十一页，共106页。第31页/共105页第三十二页，共106页。磷酸果糖激酶2果糖二磷酸酶2双功能酶：一条单一多肽链上的两个结构域各催化不同的反应，具有两种酶的功能。磷酸化后果糖二磷酸酶有活性，而磷酸果糖激酶无活性。协同控制(kngzh)作用：第32页/共105页第三十三页，共106页。第33页/共105页第三十四页，共106页。糖酵解生物学意义在无氧情况下，产生(chnshng)ATP的最有效的方式。在有些组织中，无氧下，

12、必须靠糖酵解进行能量的产生(chnshng)。如：成熟红细胞无线粒体，不能进行有氧氧化。只能通过酵解提供能量。C6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O第34页/共105页第三十五页，共106页。各种( zhn)已糖进入酵解的途径丙酮酸88页第35页/共105页第三十六页，共106页。H2O，第36页/共105页第三十七页，共106页。2ATP2H2O总反应式：葡萄糖2Pi2ADP2乳酸(r sun)2ATP2H2O2.乳酸发酵(f jio)与乙醇发酵(f jio)第37页/共105页第三十八页，共10

13、6页。第38页/共105页第三十九页，共106页。2ATP2H2O2第39页/共105页第四十页，共106页。葡萄糖2 丙酮酸 丙酮酸乙酰CoA3.乙酰CoA 进入(jnr)三羧酸循环(柠檬酸循环)4. 氧化磷酸化：NADHH和FAD2H经呼吸链传递糖酵解途径第40页/共105页第四十一页，共106页。丙酮酸脱氢酶复合体2丙酮酸CoASH2乙酰CoA2NADHH2CO2CHOCHOHCH2O P456CHOCHOHCH2O P321甘油醛-3-磷酸 (GAP)OCH2OOCH2POHOHP 醛缩酶（Aldolase）第41页/共105页第四十二页，共106页。E1E2E3E1E2E3E2E3E

14、2E3碱性 pH尿素+第42页/共105页第四十三页，共106页。第43页/共105页第四十四页，共106页。反应(fnyng)过程丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酸转乙酰基酶二氢硫辛酸脱氢酶抑制抑制E1E2E3砷化物抑制(yzh)第44页/共105页第四十五页，共106页。第45页/共105页第四十六页，共106页。1.产物抑制(yzh)；2.能量控制；3.第46页/共105页第四十七页，共106页。乙酰CoA 3NADH + FADH2 + 2CO2 + ATP第47页/共105页第四十八页，共106页。CO2CO2反应(fnyng)过程第48页/共105页第四十九页，共106页。柠檬酸合酶第49页/

15、共105页第五十页，共106页。顺乌头酸酶：这种酶与底物以特殊方式结合（只选择两种顺反异构或旋光异构中的一种(y zhn)结合方式）进行的反应称为不对称反应。90%柠檬酸、4%顺乌头酸、6%异柠檬酸组成平衡混合物，顺乌头(w tu)酸酶顺乌头酸酶第50页/共105页第五十一页，共106页。 异柠檬酸脱氢酶 Mg2+（Mn2+ ）第51页/共105页第五十二页，共106页。 - 酮戊二酸脱氢酶系为多酶复合体，与丙酮酸脱氢酶系相似(xin s)（先脱羧，后脱氢） - 酮戊二酸脱氢酶系第52页/共105页第五十三页，共106页。在高等植物和细菌中，硫酯键水解释放出的自由能，可直接(zhji)合成AT

16、P。在哺乳动物中，先合成GTP，然后在核苷二磷酸激酶的作用下，GTP转化成ATP。 琥珀(h p)酰CoA合成酶底物水平磷酸化第53页/共105页第五十四页，共106页。琥珀酸脱氢酶是TCA循环中唯一嵌入线粒体内膜的酶。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，可阻断(z dun)三羧酸循环。 琥珀酸脱氢酶第54页/共105页第五十五页，共106页。延胡索酸酶具有立体(lt)异构特性，OH只加入延胡索酸双键的一侧，因此只形成L-型苹果酸 延胡索酸酶第55页/共105页第五十六页，共106页。平衡有利于逆反应，但生理条件下，反应产物(chnw)草酰乙酸不断合成柠檬酸，其在细胞中浓度极低，少于10-6m

17、ol/L，使反应向右进行。 苹果酸脱氢酶第56页/共105页第五十七页，共106页。C2C6C4C5CO2图10-3 三羧酸循环示意图CO2第57页/共105页第五十八页，共106页。三羧酸(su sun)循环途径的添补反应 保持三羧酸循环顺利进行，要有充足的草酰乙酸、苹果酸、琥珀酸等C4有机物 。第58页/共105页第五十九页，共106页。丙酮酸羧化酶磷酸(ln sun)烯醇式丙酮酸羧化酶天冬氨酸草酰乙酸谷氨酸 酮戊二酸异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸琥珀(h p)酰CoA高浓度乙酰CoA是此酶的激动剂其生理(shngl)意义？第59页/共105页第六十页，共106页。第60页/共105页

18、第六十一页，共106页。 代谢途径中的酶调节通常为变构效应剂调节和共价修饰调节两种。图中红色代表变构抑制(yzh)，绿色代表变构激活。第61页/共105页第六十二页，共106页。121丙酮酸羧化酶第62页/共105页第六十三页，共106页。6NADH , 2FADH2 , 2GTP(ATP)18ATP4ATP2ATPC6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+ + 2ATP2乙酰CoA 6NADH + 2FADH2 + 4CO2 + ATP每分子葡萄糖有氧降解(jin ji)成CO2和H2O所生成的ATP2丙酮酸2CoASH2乙酰C

19、oA2NADHH2CO2第63页/共105页第六十四页，共106页。第64页/共105页第六十五页，共106页。TCA第一轮释放：是草酰乙酸中的两个(lin )羧基碳TCA第二轮释放： C2或C5（乙酰CoA的羰基碳100%）和草酰乙酸中的1个羧基碳TCA第三轮后释放：C1或C6（乙酰CoA的甲基碳：*CH3C=O-CoA，每循环一轮释放50%） 第65页/共105页第六十六页，共106页。乌头(w tu)酸酶第66页/共105页第六十七页，共106页。E1-Ser-PiE1-Serinactive formactive formATP/ADP,乙酰CoA/CoA,NADH/NAD+比值(bz

20、h)高+pytuvateInsulin,Ca2+第67页/共105页第六十八页，共106页。第68页/共105页第六十九页，共106页。NADPHCO2葡萄糖6磷酸(ln sun)脱氢酶缺乏症（蚕豆病）第69页/共105页第七十页，共106页。5磷酸(ln sun)木酮糖5磷酸(ln sun)核糖2磷酸戊糖异构酶22/31/3第70页/共105页第七十一页，共106页。6磷酸(ln sun)果糖3磷酸甘油醛转酮酶有转酮酶所要求(yoqi)的结构(C3型）TPP为辅酶第71页/共105页第七十二页，共106页。转醛酶第72页/共105页第七十三页，共106页。转酮酶第73页/共105页第七十四页

21、，共106页。1、通过此途径，可将G-6-P 彻底氧化2、转酮酶（TPP）、转醛酶催化的反应是可逆的。3、磷酸戊糖途径的中间产物，主要是6-磷酸果糖(gutng)和3-磷酸甘油醛可进入糖酵解途径。4、 碳的释放(CO2)：磷酸戊糖途径释放C1第74页/共105页第七十五页，共106页。第75页/共105页第七十六页，共106页。第76页/共105页第七十七页，共106页。6-磷酸葡萄糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的限速酶，催化不可逆反应。其活性主要受NADP+/NADPH比例的调节。机体内，NAD+/NADH为700，而NADP+/NADPH仅为，这就使NADPH可以进行有效地反馈抑制，调节6-磷酸葡

22、萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。只有NADPH被生物合成消耗后，才能解除抑制。非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物的浓度。5-磷酸核糖过多时可以转化(zhunhu)为6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛进行酵解。第77页/共105页第七十八页，共106页。HSCoA苹果酸脱氢酶（四）乙醛酸循环(xnhun)（动物体内不存在）与三羧酸循环(xnhun)不同的两个酶第78页/共105页第七十九页，共106页。第79页/共105页第八十页，共106页。UTPUDP葡萄糖在肝脏中糖醛酸基供体D葡萄糖醛酸第80页/共105页第八十一页，共106页。糖醛酸还原酶产生L抗坏血酸人体、灵长类因因缺乏L古洛糖酸

23、内酯氧化酶，不能合成。NADNADH + H+第81页/共105页第八十二页，共106页。-1,4糖苷键-1,6糖苷键还原端非还原端非还原端还原端（二）低聚糖的降解(jin ji)：在各自相应的酶作用下进行-极限糊精第82页/共105页第八十三页，共106页。非还原端寡聚-（1,41,4)葡萄糖转移酶-1,4-糖苷键+GH2O糖原脱支酶糖原磷酸化酶Pi限糊精 极G-1-P+590%10%H2O葡萄糖-6-磷酸(ln sun)变位酶 6-磷酸(ln sun)G磷酸化酶G-1-P磷酸解方式(fngsh)？：切- 1,4糖苷键水解方式(fngsh)切：- 1,6糖苷键第83页/共105页第八十四页，

24、共106页。CO2H2O（植物）（CH2O）非糖物质非糖物质葡萄糖糖异生作用糖异生作用淀粉糖原（动物）营养物质纤维素蔗糖图106糖的合成示意图第84页/共105页第八十五页，共106页。光反应阶段(jidun)：暗反应阶段(jidun)：第85页/共105页第八十六页，共106页。件下肾脏也可以进行糖异生。件下肾脏也可以进行糖异生。第86页/共105页第八十七页，共106页。第87页/共105页第八十八页，共106页。酵解途径(tjng)逆向糖异生作用(zuyng)第88页/共105页第八十九页，共106页。酵解丙酮酸激酶ADPATP丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2,6丙酮酸羧化酶（别构酶）磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶（激素调节）糖异生ADP第89页/共105页第九十页，共106页。磷酸烯醇式丙酮酸磷酸果糖激酶酵解糖异生果糖二磷酸酶(异构酶）已糖激酶葡萄糖-6-磷酸酶此酶存