糖的氧化分解

1、糖的氧化分解糖的氧化分解2014级中药学二班级中药学二班李聪李聪 2014216016徐琳徐琳 2014216100张转阳张转阳2014216033 糖无氧氧化(EMP)糖分解代谢途径 糖有氧氧化 磷酸戊糖途径(HMP) 第一节无氧分解本节要点掌握糖酵解的过程、部位、关键酶和意义生物化学糖代生物化学糖代谢谢一、糖酵解反应过程v1.在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖酵解。 v第一阶段v由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解途径(glycolytic pathway)。v 第二阶段v由丙酮酸转变成乳酸。关键酶：已糖激酶 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶第一阶段：第

2、一阶段： 葡萄糖生成丙酮酸过程葡萄糖生成丙酮酸过程(1)6-(1)6-磷酸葡萄糖的生成磷酸葡萄糖的生成 生物化学糖代生物化学糖代谢谢（2）6-磷酸果糖的生成 OOHHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO HOO HO HHHHO HHC H2OHH OP O3H2磷 酸 己 糖 异 构 酶(G-6-P)6磷 酸 葡 萄 糖(F-6-P)6磷 酸糖果OOHHHH2O3POCH2CH2OHOHHOHOOHOHHHHOHHCH2OHHOPO3H2磷酸己糖异构酶(G-6-P)6 磷酸葡萄 糖(F-6-P)6 磷酸糖果生物化学糖代生物化学糖代谢谢（3）1,6-二磷酸果糖的生成 ATP+OO

3、HHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO H果酶磷 酸 糖 激+ADPOOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H(F-6-P)6磷 酸 糖果(FBP)二1,6磷 酸 糖果ATP+OOHHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO H果 酶磷 酸糖 激+ADPOOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H(F-6-P)6 磷 酸 糖果(FBP)二1,6磷 酸 糖果ATP+OOHHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO H果 酶磷 酸 糖 激+ ADPOOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2

4、O HHO H(F-6-P)6磷 酸 糖果(FBP)二1,6 磷 酸 糖果生物化学糖代生物化学糖代谢谢v特点:v通过磷酸化使糖活化，消耗ATP。v由1mol葡萄糖转化为1mol1,6二磷酸果糖共消耗2molATP；v若由淀粉或糖原的1mol葡萄糖单位生成1mol1,6二磷酸果糖，消耗1molATP。生物化学糖代生物化学糖代谢谢 （4）1,6-二磷酸果糖经醛缩酶催化 OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛缩 酶CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6磷 酸 糖果二磷 酸 二 羟 丙 酮 3磷 酸

5、 甘 油 醛OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛缩 酶CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6磷 酸糖果二磷 酸 二 羟 丙 酮 3磷 酸 甘 油 醛OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛缩 酶CC H2O HC H2O P O3H2O C HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6 磷 酸 糖果二磷 酸 二 羟 丙 酮 3 磷 酸 甘 油 醛OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛缩 酶CC H2O H

6、C H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6 磷 酸 糖果二磷 酸 二 羟 丙 酮 3磷 酸 甘 油 醛生物化学糖代生物化学糖代谢谢（5）3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮互相转变 CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H磷 酸 二 羟 丙3磷 酸 甘 油 醛磷 酸 丙 糖 异 构 酶酮 CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H磷 酸 二 羟 丙3 磷 酸 甘 油 醛磷 酸 丙 糖 异 构 酶酮 这是糖的实质性降解的过程,由六碳糖转化为三碳糖。生物化学糖代生物

7、化学糖代谢谢（6）3-磷酸甘油醛脱氢氧化生成1,3-二磷酸甘油酸 这是糖酵解过程中唯一的氧化反应，此反应脱下的氢在无氧的情况下可用于丙酮酸的加氢还原（发酵）。生物化学糖代生物化学糖代谢谢（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸 C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3 酸酸油3 磷 酸 甘二1，酸磷 酸 甘 油 激 酶OP O3H2C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADP ATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘油3酸 酸油3磷 酸甘二1，酸磷酸甘油激酶O P O3H2C

8、 HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3 酸酸油3 磷 酸 甘二1，酸磷 酸 甘 油 激 酶OP O3H2C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3酸酸油3磷 酸 甘二1， 酸磷 酸 甘 油 激 酶O P O3H2C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3 酸酸油3 磷 酸 甘二1， 酸磷 酸 甘 油 激 酶OP O3H2这是糖无氧分解过程中第一次通过底物水

9、平磷酸化生成ATP。生物化学糖代生物化学糖代谢谢（8）3-磷酸甘油酸形成2-磷酸甘油酸 C HC H2O P O3H2C O O HO HH C OC H2O HC O O HP O3H2磷甘 油酸 酸2磷甘 油3 酸 酸磷甘 油酸酸 变 位 酶CHCH2OPO3H2COOHOHHCOCH2OHCOOHPO3H2磷甘油酸酸2磷甘油3酸酸磷 甘 油酸酸变 位酶C HC H2O P O3H2C O O HO HH C OC H2O HC O O HP O3H2磷 甘 油酸酸2磷 甘 油3酸 酸磷甘 油酸 酸 变 位 酶生物化学糖代生物化学糖代谢谢（9）2-磷酸甘油酸生成磷酸烯醇式丙酮酸 H烯醇化

10、酶Mg+H C OC H2O HC O O HP O3H2磷甘 油酸 酸2+2OC H2C O O HP O3H2(PEP)CO磷酸烯 醇 式 丙 酮酸H烯醇化 酶Mg+H C OC H2O HC O O HP O3H2磷 甘 油酸酸2+2OC H2C O O HP O3H2(PEP)C O磷酸烯 醇 式 丙 酮酸H烯醇化 酶Mg+H C OC H2O HC O O HP O3H2磷甘 油酸 酸2+2OC H2C O O HP O3H2(PEP)CO磷酸烯 醇 式 丙 酮酸引起分子内能量重新分配，生成含有高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。 生物化学糖代生物化学糖代谢谢（10）磷酸烯醇式丙酮酸生成丙

11、酮酸 C H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷 酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O

12、、磷 酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮C生物化学糖代生物化学糖代谢谢+NAD乳酸脱氢酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH 这是糖无氧分解过程中第二次底物水平磷酸化生成ATP。此反应不可逆，这是糖酵解中的第三个限速反应步骤。烯醇式丙酮酸不稳定，可经分子重排转变为丙酮酸。生物化学糖代生物化学糖代谢谢糖在无氧条件下，分解为丙酮酸，丙酮酸再被还原为乳酸。+NAD乳酸脱氢酶C

13、H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脱氢酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脱氢酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脱氢酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脱氢酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+NADH+ H+C O HH生物化学糖代生物化学糖代谢谢糖酵解小结糖酵解小结 反应部位：胞浆

14、反应部位：胞浆 糖酵解是一个不需氧的产能过程糖酵解是一个不需氧的产能过程 反应全过程中有三步不可逆的反应反应全过程中有三步不可逆的反应G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 产能的方式和数量产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化方式：底物水平磷酸化净生成净生成ATP数量：数量：从从G开始开始 22-2= 2ATP从从Gn开始开始 22-1= 3ATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。释放入血，进入肝脏再进一步代谢。v3.

15、糖的无氧代谢的生理意义糖的无氧代谢的生理意义v糖酵解是机体在缺氧情况下迅速获得能量以供急需的有效方式。v氧供应充足的条件下，有少数组织细胞，所需能量仍由糖无氧分解过程中底物水平磷酸化产生的ATP提供。v糖的无氧氧化是糖氧化的必经途径。在有氧的情况下，丙酮酸可进一步氧化成二氧化碳和水。 v提供少量还原态氢。1mol葡萄糖经酵解过程产生的2mol氢可用于其他物质的合成。生物化学糖代生物化学糖代谢谢第二节糖的有氧分解代谢生物化学糖代生物化学糖代谢谢本节要点 掌握糖有氧氧化的过程、部位、关键酶和意义糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在有氧条件下，有氧条件下，葡萄糖彻底

16、氧化成葡萄糖彻底氧化成H2O和和CO2，并释放出并释放出能量能量的过程。是机体主要供能方的过程。是机体主要供能方式。式。* * 部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 一、有氧氧化的反应过程一、有氧氧化的反应过程 第一阶段：糖酵解途径第一阶段：糖酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 胞液胞液 线粒体线粒体 （一）丙酮酸的氧化脱羧（一）丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸进入线粒体，丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H

17、+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 总反应式总反应式: （1）柠檬酸生成）柠檬酸生成C H3COSCoACO O HC+H2O+CoASH+柠檬酸酰 辅 酶 A乙柠檬酸 合 酶O=CO O HC H2C CO O HH OC H2CO O HC H2CO O H草 酰 乙 酸生物化学糖代生物化学糖代谢谢（2）柠檬酸转变为异柠檬酸）柠檬酸转变为异柠檬酸柠檬酸CHCOOHCCOOHCH2COOHCHCOOHCHCOOHCH2COOH异 柠檬酸顺 乌头 酸H2OH2OCHCOOHCH2COOHCOOHCHOHHO生物化学糖代生物化学糖代谢谢（3）异柠檬酸氧化脱羧生成）异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊

18、二酮戊二酸酸 CCOOHCHCOOHCH2COOHO草酰琥 珀 酸COCOOHCH2CH2COOHNAD异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶+CO2+NADH+HCHCOOHCHCOOHCH2COOHOH 酮 戊 二 酸 异柠檬酸生物化学糖代生物化学糖代谢谢（4） -酮戊二酸酮戊二酸 氧化脱羧生成琥珀酰氧化脱羧生成琥珀酰CoA +CoA-SHNAD+CH2COOHCH2COSCoA+ CO2+NADH H+琥 珀 酰 CoA+COCOOHCH2CH2COOH - 酮 戊 二酸脱氢酶系 -酮 戊 二酸生物化学糖代生物化学糖代谢谢（5）琥珀酰）琥珀酰CoA转变成琥珀转变成琥珀酸酸 +GDP H3PO4Co

19、ASHGTP琥 珀 酸CH2COOHCH2COSCoA琥 珀 酰 CoACH2COOHCH2COOH琥 珀 酸激酶硫生物化学糖代生物化学糖代谢谢（6 6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸）琥珀酸脱氢生成延胡索酸 CHCOOHCHCOOH+FADFADH2+琥 珀 酸 脱氢 酶琥 珀 酸CH2COOHCH2COOH延 胡 索 酸生物化学糖代生物化学糖代谢谢（7）延胡索酸水化生成苹果酸）延胡索酸水化生成苹果酸 CHCOOHCHCOOH+H2OCHCOOHCH2COOHOH延 胡 索 酸 酶苹 果 酸延 胡 索 酸生物化学糖代生物化学糖代谢谢（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸）苹果酸脱氢生成草酰乙酸 + NADNA

20、DHCCOOHCH2COOHO+CHCOOHCH2COOHOH+果 酸脱苹氢酶苹果酸草酰乙酸H+生物化学糖代生物化学糖代谢谢 葡 萄 糖丙 酮 酸顺乌 头 酸草酰琥珀 酸 a-酮 戊 二酸 琥珀 酰辅 琥珀酸NADH+H2OCO2CO2GDP+PiGTP+CoASHFADFADH2H2OEMPCO2三 羧 酸 循 环延胡索酸苹果酸草酰 乙 酸酰辅 酶A乙柠 檬 酸异柠檬酸（TCA Cycle）H+NAD+NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+三羧酸循环图三羧酸循环图生物化学糖代生物化学糖代谢谢有氧氧化的生理意义有氧氧化的生理意义 v糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机

21、体产能最主要的途径产能最主要的途径。它不。它不仅仅产能效率高产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成释放，相当一部分形成ATP，所以，所以能量的利用率能量的利用率也高也高。简言之，即“供能”糖的有氧氧化小结：糖的有氧氧化小结： 三羧酸循环的概念三羧酸循环的概念：乙酰乙酰CoA的氧化分解从的氧化分解从乙酰乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸开始，经一系列反应又转变成草酰乙柠檬酸开始，经一系列反应又转变成草酰乙酸的循环过程，称为三羧酸循环。酸的循环过程，称为三羧酸循环。 TAC过程的反应部位过程的反应部位是线粒体

22、。是线粒体。 三羧酸循环的要点三羧酸循环的要点 1.经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环， 消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA， 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。 生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子 CO2， 1分子分子GTP。2.关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 整个循环反应为不可逆反应整个循环反应为不可逆反应二、有氧氧化生成的二、有氧氧化生成的ATP生物化学糖代生物化学糖代谢谢葡萄糖有氧氧化产生ATP统计反应过程生成ATP数

23、备注葡萄糖+ATP6-磷酸葡萄糖+ADP-16-磷酸果糖+ATP1,6-二磷酸果糖+ADP-13-磷酸甘油醛NADPi1,3-二磷酸甘油酸NADHH+2.52（或1.52）每分子葡萄糖生成2分子磷酸丙糖，故乘21,3-二磷酸甘油酸ADP3-磷酸甘油酸ATP12磷酸烯醇式丙酮酸ADP烯醇式丙酮酸ATP12丙酮酸NAD乙酰辅酶ANADHH+CO222.5异柠檬酸NAD-酮戊二酸NADHH+CO222.5-酮戊二酸NAD琥珀酰辅酶ANADHH+CO222.5琥珀酰辅酶AGDPPi琥珀酸GTP12琥珀酸FAD延胡索酸FADH221.5苹果酸NAD草酰乙酸NADHH+22.5总计32或30生物化学糖代生物化学糖代谢谢第三节第三节磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径本节要点掌握磷酸戊糖途径的意义* 概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖及糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。的反应过程。* * 细胞定位：细胞定位：胞胞 液液 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成磷酸戊糖，生成磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2一、磷酸戊糖途径的反应过程一、磷酸戊糖途径的反应过程* * 反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段 第二阶段则是非氧化反应第二阶段则是