糖代谢有氧分解学习教案

1、会计学1糖代谢糖代谢(dixi)有氧分解有氧分解第一页，共58页。第一阶段：糖酵解途径第一阶段：糖酵解途径(tjng) (tjng) 第二阶段：丙酮酸的氧化第二阶段：丙酮酸的氧化(ynghu)(ynghu)脱羧脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G（Gn） 第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TCA循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 第2页/共58页第二页，共58页。COOHC=OCH3 NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体乙酰乙

2、酰CoA丙酮酸丙酮酸COOHC=OCH3SCoA（pyruvate dehydrogenase complex）第3页/共58页第三页，共58页。2.2. 丙酮酸脱氢酶复合体的组成丙酮酸脱氢酶复合体的组成(z (z chn)chn) 酶酶 辅助因子辅助因子E1：丙酮酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶 TPPE2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶 硫辛酸硫辛酸 HSCoAE3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶 FAD, NAD+HSCoA NAD+ 第4页/共58页第四页，共58页。Vitamin B1(Thiamine,硫胺素硫胺素)的活性形式的活性形式(xngsh)：焦磷酸硫胺素（焦磷酸

3、硫胺素（TPP）,是酮酸氧化脱羧酶和转酮醇是酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶的辅基酶的辅基3. 丙酮酸脱氢酶复合体的辅助因子介绍丙酮酸脱氢酶复合体的辅助因子介绍(jisho)：第5页/共58页第五页，共58页。硫辛酸氧化型和还原型结构以及硫辛酸氧化型和还原型结构以及E2分子上的赖氨酸残基结合。分子上的赖氨酸残基结合。硫辛酸起转移酰基和传递硫辛酸起转移酰基和传递(chund)氢的作用氢的作用硫辛酸（硫辛酸（lipoic acid）第6页/共58页第六页，共58页。4-磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺除了参与除了参与(cny)HSCoA外，外，还是酰基载体蛋白（还是酰基载体蛋白（ACP）的组成部分。）的组

4、成部分。 HSCoA和和 ACP都是都是酰基转移酶的辅酶，酰基转移酶的辅酶，参与参与(cny)酰基转移酰基转移作用。作用。泛酸泛酸(fn sun) - -巯基乙胺巯基乙胺4-磷酸磷酸(ln sun)泛酰巯基乙泛酰巯基乙胺胺辅酶辅酶A （Coenzyme A ，CoA, HSCoA)组成组成第7页/共58页第七页，共58页。Vitamin B2 两种辅基形式：黄素单核苷酸（两种辅基形式：黄素单核苷酸（FMN）,黄黄素腺嘌呤二核苷酸（素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。它们）。它们(t men)构成一类黄构成一类黄素酶的辅基，起递氢作用。素酶的辅基，起递氢作用。异咯异咯嗪嗪核醇核醇第8页/共58页第八页，

5、共58页。CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的的生成生成(shn chn)1. -羟乙基羟乙基-TPP的生成的生成(shn chn) 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成(shn chn) 3.乙酰乙酰CoA的的生成生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 4 4、反应过程、反应过程第9页/共58页第九页，共58页。第10页/共58页第十页，共58页。第11页/共58页第十一页，共58页。CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头顺乌头(w tu)

6、酸酶酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀琥珀(h p)酰酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4、反应、反应(fnyng)过过程程第12页/共58页第十二页，共58页。第13页/共58页第十三页，共58页。第14页/共58页第十四页，共58页。第15页/共58页第十五页，共58页。第16页/共58页第十六页，共58页。第17页/共58页第十七页，共58页。第18页/共58页第十八页，共58页。第19页/共58页第十九页，共58页。第20页/共58页第二

7、十页，共58页。第21页/共58页第二十一页，共58页。檬酸脱氢檬酸脱氢(tu qn)酶酶n整个循环反应为不可逆反应整个循环反应为不可逆反应第22页/共58页第二十二页，共58页。第23页/共58页第二十三页，共58页。1、糖有氧氧化生成的、糖有氧氧化生成的ATP 的途径：的途径： H+ + e 进入呼吸链彻底进入呼吸链彻底(chd)氧化生成氧化生成H2O 的同时的同时ADP偶联磷酸化生成偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O 氧化氧化(ynghu)磷磷酸化酸化氧化磷酸化氧化磷酸化第24页/共58页第二十四页，共58页。2、葡萄糖有氧分解生

8、成、葡萄糖有氧分解生成(shn chn)的的ATP计算计算 反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+ 2 3或或2 2* 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 3 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 3 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 3

9、 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 2 2苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ 2 3 净生成净生成38(或或36)ATP NAD+ NAD+ NAD+ 第25页/共58页第二十五页，共58页。C6H12O6+ 6O26CO2 + 6H2O + 能（能（2840kJ/mol）C6H12O6 + 38ADP + 38Pi + 6O238ATP + 6CO2 + 44H2O38ATP= 30.5 38 = 1159kJ/mol产能效率产能效率= 40%第26页/共58页第二十六页，共58页。关关键键(gunjin)酶酶 酵解途径：酵

10、解途径： 6-磷酸果糖磷酸果糖(gutng)激酶激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：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第27页/共58页第二十七页，共58页。1. 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 别构调节别构调节别构抑制别构抑制(yzh)剂：乙酰剂：乙酰CoA; NADH; ATP别构激活剂：别构激活剂：AMP; ADP; NAD+乙酰乙酰CoA/HSCoA或或 NADH/NAD+时，时，其活性受到抑制其活性受到抑制(yz

11、h)。(2) (2) 共价共价(n ji)(n ji)修饰修饰 被丙酮酸脱氢酶激酶磷酸化而失去活性；丙酮被丙酮酸脱氢酶激酶磷酸化而失去活性；丙酮酸脱氢酶磷酸酶去磷酸化而恢复活性酸脱氢酶磷酸酶去磷酸化而恢复活性第28页/共58页第二十八页，共58页。丙酮酸脱氢酶复合体调节丙酮酸脱氢酶复合体调节(tioji)第29页/共58页第二十九页，共58页。乙酰乙酰CoA 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA - -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸 苹果酸苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶 - -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶

12、复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响的影响(yngxing) 产物产物(chnw)堆积引堆积引起抑制起抑制 循环中后续反应中间循环中后续反应中间(zhngjin)产物别位反产物别位反馈抑制前面反应中的酶馈抑制前面反应中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激活许多酶2. 三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节第30页/共58页第三十页，共58页。2ADP ATP+AMP 腺苷酸激酶腺苷酸激酶 第31页/共58页第三十一页，共58页。第32页/共58页第三十二页，共58页。

13、* 概念概念(ginin)磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成(shn chn)磷酸戊糖及磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步，前者再进一步转变成转变成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。磷酸果糖的反应过程。第33页/共58页第三十三页，共58页。 第一阶段：氧化第一阶段：氧化(ynghu)反应反应 生成磷酸戊糖，生成磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2一、磷酸戊糖途径一、磷酸戊糖途径(tjng)的反应过程的反应过程* * 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非氧化反应 包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。

14、 第34页/共58页第三十四页，共58页。CCCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸磷酸(ln sun)葡葡萄糖脱氢酶萄糖脱氢酶 6-磷酸磷酸(ln sun)葡萄糖酸葡萄糖酸脱氢酶脱氢酶 CH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P1. 磷酸磷酸(ln sun)

15、戊糖生成戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖 同分异构酶同分异构酶内酯酶内酯酶 第35页/共58页第三十五页，共58页。2. 2. 基团转移基团转移(zhuny)(zhuny)反应（非氧化反应阶段）反应（非氧化反应阶段） 第36页/共58页第三十六页，共58页。5-磷酸磷酸(ln sun)核酮糖核酮糖(C5) 3 5-磷酸磷酸(ln sun)核糖核糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C3基团基团(j t

16、un)转转移反应移反应第37页/共58页第三十七页，共58页。转酮醇酶转酮醇酶5-磷酸磷酸(ln sun)木酮糖木酮糖 5-磷酸磷酸(ln sun)核糖核糖 3-磷酸磷酸(ln sun)甘油醛甘油醛 7-磷酸磷酸(ln sun)景天糖景天糖第38页/共58页第三十八页，共58页。 transaldolase7-7-磷酸景天磷酸景天(jn(jn tin) tin)糖糖 3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 4- 4-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 6- 6-磷酸果糖磷酸果糖转醛醇酶转醛醇酶第39页/共58页第三十九页，共58页。转酮醇酶转酮醇酶5-5-磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)木酮糖木酮糖 4-

17、4-磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)赤藓糖赤藓糖 3- 3-磷磷酸酸(ln sun)(ln sun)甘油醛甘油醛 6- 6-磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)果糖果糖第40页/共58页第四十页，共58页。磷酸磷酸(ln sun)戊糖途戊糖途径小结径小结第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖

18、酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CO2第41页/共58页第四十一页，共58页。* * 6- 6-磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶 此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定低决定(judng)6-(judng)6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。的流量。此酶活性

19、主要受此酶活性主要受NADPH/NADP+比值比值的影的影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。另外响，比值升高则被抑制，降低则被激活。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。对该酶有强烈抑制作用。第42页/共58页第四十二页，共58页。（一）为核苷酸的生成提供核糖（一）为核苷酸的生成提供核糖（二）提供（二）提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反作为供氢体参与多种代谢反应应 NADPH是体内许多合成代谢的供氢体是体内许多合成代谢的供氢体NADPH参与体内的羟化反应，与生物合成或生参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关物转化有关(yugun)NADPH可维持可维持GSH的还原性的还原性2G-SH

20、 G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 第43页/共58页第四十三页，共58页。第44页/共58页第四十四页，共58页。第45页/共58页第四十五页，共58页。第46页/共58页第四十六页，共58页。第47页/共58页第四十七页，共58页。+ U D PG引物引物糖原糖原(tn yun)合成合成酶酶糖原分支酶糖原分支酶 葡萄糖葡萄糖 6 6磷酸果糖磷酸果糖G-1-PUDP葡萄糖葡萄糖大分子葡萄糖聚合物大分子葡萄糖聚合物糖原糖原引物引物ATP UTPP.PUDPATPADP第48页/共58页第四十八页，共58页。第49页/共58页第四十九页，共58页。第50页/共58页第五十页，共58页。 活性活性 2ATP 2ATP 蛋白激酶蛋白激酶 2ADP 2ADP 无活性无活性糖原合成酶糖原合成酶a a 糖原合成酶糖原合成酶b(b(磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)化化) ) Pi Pi 磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)蛋白磷酸蛋白磷酸(ln sun)(ln sun)酶酶 H2O H2O H2O H2O 磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)化酶磷酸化酶