生化2012-2013第九章糖代谢

1、第二篇 物质代谢及其调节第八章 生物氧化与氧化磷酸化第九章 糖代谢第十章 脂类与脂类代谢第十一章 蛋白质降解及氨基酸代谢第十二章 核酸的降解与核苷酸代谢第十三章 核酸和蛋白质的生物合成第十四章 物质代谢的联系与调节第一节 双糖和多糖的酶促降解一、双糖的水解二、淀粉（糖原）的降解 第二节 糖无氧分解（糖酵解）一、糖酵解的概述二、糖酵解过程三、糖酵解中产生的能量四、糖酵解的意义五、糖酵解的调控六、丙酮酸的去路一、三羧酸循环的概念二、三羧酸循环的过程三、三羧酸循环的回补反应四、三羧酸循环的生物学意义五、三羧酸循环的调控第三节 糖有氧分解（三羧酸循环） 一、概 念 二、过 程 三、小 结 四、生理意义

2、 五、调 节 第四节 磷酸戊糖途径(单磷酸己糖支路, HMP) 蔗糖 + H2O 葡萄糖 + 果糖 转化酶蔗糖酶第一节 双糖和多糖的酶促降解1.转化酶2.蔗糖合成酶 催化蔗糖与UDP反应生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖 蔗糖+UDP UDPG+果糖一、双糖的水解（一）蔗糖的水解112-D-葡萄糖苷-（12）-D-果糖（二）麦芽糖的水解麦芽糖+H2O麦芽糖酶2葡萄糖（三）乳糖的水解乳糖+H2O葡萄糖半乳糖 +乳糖酶-半乳糖苷酶-D-葡萄糖苷-（14）-D-葡萄糖14-D-半乳糖苷-（14）-a-D-葡萄糖14OOCH2OHHOHHOHHHOHHOCH2OHHHOHHHOHHOH二、淀粉（糖原）的降解1

3、.淀粉的水解2.淀粉的磷酸解-淀粉酶-淀粉酶R-酶(脱支酶）麦芽糖酶磷酸化酶转移酶脱支酶*淀粉的分子结构 是淀粉内切酶，作用于淀粉分子内部的任意的-1，4 糖苷键。 极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。 -极限糊精是指含-1，6糖苷键由3个以上葡萄糖基构成的极限糊精。（一）淀粉的水解1、-淀粉酶直链淀粉 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚糖的混合物支链淀粉 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ -极限糊精2、-淀粉酶 是淀粉外切酶，水解-1，4糖苷键，从淀粉分子外即非还原端开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。直链淀粉 麦芽糖支链淀粉 麦芽糖+-极限糊精 -极限糊精是指-淀粉酶作

4、用到离分支点2-3个葡萄糖基为止的剩余部分。两种淀粉酶降解的终产物主要是麦芽糖-淀粉酶及-淀粉酶水解支链淀粉的示意图 -淀粉酶-淀粉酶两种淀粉酶性质的比较 -淀粉酶不耐酸，pH3时失活耐高温，70C时15分钟仍保持活性广泛分布于动植物和微生物中。 -淀粉酶耐酸，pH3时仍保持活性不耐高温，70C15分钟失活主要存在植物体中3、R-酶(脱支酶） 水解-1，6糖苷键，将及-淀粉酶作用支链淀粉最后留下的极限糊精的分支点水解，产生短的只含-1，4-糖苷键的糊精，使之可进一步被淀粉酶降解。 不能直接水解支链淀粉内部的-1，6糖苷键。 4、麦芽糖酶 催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最后一步。淀粉的彻底

5、水解需要上述水解酶的共同作用，其最终产物是葡萄糖（二）淀粉的磷酸解1、磷酸化酶 催化淀粉非还原末端的葡萄糖残基转移给P，生成G-1-P,同时产生一个新的非还原末端，重复上述过程。 直链淀粉 G-1-P支链淀粉 G-1-P + 磷酸化酶极限糊精 磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解，只能降解到距分支点4个葡萄糖残基为止，留下一个大而有分支的多糖链，称为磷酸化酶极限糊精。* 淀粉（或糖原）降解 1. 到分枝前4个G时，淀粉磷酸化酶停止降解2.由转移酶切下前3个G，转移到另一个链上3.脱支酶水解-1，6糖苷键形成直链淀粉。脱下的Z是一个游离葡萄糖4.最后由磷酸化酶降解形成G-1-PG1P脱支酶磷酸化酶 （

6、三）糖原的降解肝脏肌肉G+Pi（葡萄糖-6-磷酸酶）进入糖酵解糖原磷酸化酶：从非还原端催化1-4糖苷键的磷酸解。磷酸葡萄糖变位酶G-6-PG-1-P糖原 +Pi 糖原 + G-1-P（ n残基） （n-1残基） 糖原降解主要有糖原磷酸化酶和糖原脱支酶催化进行。三、糖代谢的概况第二节 酵 解一、酵解与发酵1、酵解葡萄糖经酶催化降解，生成丙酮酸，并产ATP的代谢过程。是生物体内葡萄糖分解产能的共同代谢途径。2、发酵生化中的发酵概念：指微生物的进行无氧代谢并积累还原产物的过程。发酵工业中的发酵概念：泛指通过微生物的工业培养，利用其新陈代谢实现积累发酵产品的过程（包括有氧和无氧过程）。二、糖酵解途径（

7、EMP途径）(glycolytic pathway) Glc EMP途径Pyr共包括10步反应。根据底物分子的变化情况可分三个阶段1) 葡萄糖分子活化阶段（反应13）2) 己糖降解阶段（反应45）3) 氧化产能阶段（反应610）+ ADP（一）葡萄糖分子的活化阶段 葡萄糖的磷酸化己糖激酶该反应消耗1分子ATP，为放能反应，不可逆。反应由己糖激酶催化，该酶需要Mg2+ 或Mn2+ 作为辅助因子。激酶凡是催化ATP分子的磷酸基团向代 谢物分子转移的酶。己糖激酶是糖酵解途径的第一个调节酶，可通过变构作用调节其活性，G-6-P和ATP是该酶的变构抑制剂。糖酵解途径的第一步不仅没有ATP生成，还消耗了一

8、分子ATP。若从糖原开始降解，在糖原磷酸化酶的作用下生成的G-1-P经磷酸葡萄糖变位酶的作用生成G-6-P而进入EMP途径，该反应不需要消耗ATP。（1）专一性不强 (mannose/fructose)（2）受葡萄糖-6-磷酸和ATP抑制（变构抑制剂）葡萄糖激酶（肝脏）：（1）只作用于葡萄糖（2）对葡萄糖的Km较大（与己糖激酶相比）（3）不受产物葡萄糖-6-磷酸的抑制己糖激酶：G G6P意义：活化葡萄糖； 磷酸化后葡萄糖无法出细胞， 是细胞的保糖机制。6-磷酸葡萄糖的异构化是一步同分异构化反应，该反应可逆。意义：使羰基从1位C上转移到2位C上，1位C上-OH游离 为第二次磷酸化打基础 6-磷酸

9、果糖的磷酸化6-磷酸果糖(F-6-P) 1,6-二磷酸果糖(F-1,6-2P)该反应消耗1分子ATP，为放能反应，不可逆。催化该反应的磷酸果糖激酶（PFK）是糖酵解途径中的第二个调节酶，也是糖酵解中最重要的限速酶。 ATP是变构抑制剂，柠檬酸、脂肪酸可增强抑制；ADP、AMP、无机磷酸是变构激活剂。调节磷酸果糖激酶-1（1）ATP抑制 ATP既是底物又是变构抑制剂 怎么实现？结合部位不同（2） AMP去除ATP抑制作用 实际上， AMP/ATP 比值调节酶活性（3） H+过高抑制酶活性避免酸中毒1，6-二磷酸果糖的裂解（二）己糖降解阶段醛缩酶1,6-二磷酸果糖 (F-1,6-2P) 磷酸二羟丙

10、酮 3-磷酸甘油醛反应可逆，由1，6-二磷酸果糖醛缩酶（简称醛缩酶）催化，一个己糖分子裂解生成两个丙糖分子。磷酸丙糖的异构化磷酸丙糖异构酶生理状况下：磷酸甘油醛不断被消耗磷酸二羟丙酮不断地被异构化至此，一分子葡萄糖转化为两分子3-磷酸甘油醛，并消耗了2分子ATP。3-磷酸甘油醛氧化（三）氧化产能阶段3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸反应由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化，NAD为辅酶，一个无机Pi而不是ATP上的Pi基团转移到产物分子上，产物1，3-二磷酸甘油酸属于高能化合物。 3-磷酸甘油醛脱氢酶活性中心的Cys-SH是酶活性中心的必需基团，烷化剂(如碘乙酸)和重金属对该酶有不可逆抑制作用。 EMP

11、中唯一一步氧化脱氢步骤。高能磷酸基转移反应1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶催化这步反应。这是一步底物水平的磷酸化反应，超高能化合物1，3-二磷酸甘油酸将其高能磷酸基团转移到ADP上生成ATP。这是酵解过程中第一步产生ATP的反应，1分子Glc在此产生2分子ATP。磷酸甘油酸变位反应3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2,3-二磷酸甘油酸cofactor烯醇化反应2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)烯醇化酶反应由烯醇化酶催化，可逆，但分子内能重新分布变化很大，产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）是高能化合物。烯醇化酶在与底物结合之前先与Mg2 +结合形成复合盐而被激活。氟化物（F）是该酶的

12、不可逆抑制剂。丙酮酸生成 磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)烯醇式丙酮酸 丙酮酸pyruvate kinase反应由丙酮酸激酶催化，是不可逆反应，同时是一步底物水平磷酸化反应，PEP将其高能磷酸基团转移到ADP合成ATP。丙酮酸激酶-糖酵解途径中的第三个调节酶。是有四个亚基的变构酶。长链脂肪酸、乙酰CoA、ATP和丙氨酸是其变构抑制剂，1，6-二磷酸果糖激活此酶。P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮123+P异构6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖活化裂解脱氢

13、异构PP1，6-二磷酸果糖活化产能脱水异构产能HHOH糖酵解中间产物都是磷酸化合物意义：（1）带有极性，不易随便出入细胞（2）被酶识别，与酶结合（3）传递能量Glc酵解的总反应式为：Glc 2Pi 2ADP 2NAD 2Pyr 2ATP 2NADH 2H 2H2O 1分子Glc无氧条件经酵解产生2分子ATP； 1分子Glc在有氧条件下经酵解可产生8分子ATP。三，酮酸的去路和NAD的再生在不同条件下和不同生物体中： 丙酮酸的去路和NAD实现再生的方式各不相同。有氧情况缺氧情况“三羧酸循环”“乙醛酸循环” CO2 + H2O“乳酸发酵”、“乙醇发酵”乳酸或乙醇丙酮酸（一）有氧条件下有氧条件下，P

14、yr进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶作用下生成乙酰CoA，后者进入TCA循环完全氧化。NADH则经电子传递和氧化磷酸化作用将电子传到氧，生成ATP，同时NAD得到再生。（二）无氧条件下无氧条件下，不同的生物由于酶系不同，去路也不同。NADH将某种代谢产物还原而实现NAD的再生，同时积累还原产物，此过程称为发酵。如：1 酵母菌的酒精发酵2 甘油发酵3 乳酸菌的同型乳酸发酵1、酵母菌的酒精发酵丙酮酸脱羧酶TPP乙醇脱氢酶乙醇发酵2、乳酸菌的同型乳酸发酵乳酸脱氢酶厌氧乳酸菌以Pyr为电子受体来实现NAD的再生，同时生成乳酸。总反应式为：Glc2ADP2Pi 2乳酸2ATP2H2O 厌氧下，这种利用EMP途

15、径发酵生产乳酸的方式称为同型乳酸发酵特点: 乳酸产率高(1molGlc产生1.8mol以上乳酸); 另有少量乙醇、乙酸、CO2等生成。哺乳动物和人体内也存在乳酸脱氢酶。 3、甘油发酵 酵母菌厌氧下进行酒精发酵时，若设法移去乙醛，NADH就须寻找其它电子受体，以实现NAD的再生，这个电子受体可以是磷酸二羟丙酮。-磷酸甘油脱氢酶H+ Glc生成甘油的途径可表示为： 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油 甘油GlcF2P 3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 Pyr 乙醛 （除去） 甘油发酵时，1分子Glc最多只能生成1分子甘油，且没有净的ATP生成，不能满足酵母生长需要。因此在甘油发酵时酵母须生成少量的乙醇，

16、以合成ATP。NADHH NADH2O PiNAD NADHH四、糖酵解的生理意义(1) 单糖分解代谢的一条最重要的途径；(2) 细胞在缺氧条件下得到能量的主要途径；(3) 在有氧条件下，糖酵解是单糖完全分解成 CO2 和H2O的必要准备阶段。其他发酵第三节 糖有氧分解（三羧酸循环）一.三羧酸循环的概念二.三羧酸循环的过程三.三羧酸循环的回补反应四.三羧酸循环的生物学意义五.三羧酸循环的调控六.发酵生产柠檬酸的生化机理一. 三羧酸循环(Citrate acid cycle)的概念 概念：在有氧的情况下，葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA。乙酰CoA经一系列氧化、脱羧，最终生成C2O和

17、H2O并产生能量的过程. 因为在循环的一系列反应中,关键的化合物是柠檬酸,所以称为柠檬酸循环,又因为它有三个羧基,所以亦称为三羧酸循环, 简称TCA循环。由于它是由H.A.Krebs（德国）正式提出的，所以又称Krebs循环。C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP 三羧酸循环在线粒体基质中进行的。丙酮酸通过柠檬酸循环进行脱羧和脱氢反应;羧基形成CO2,氢原子则随着载体(NAD+、FAD）进入电子传递链经过氧化磷酸化作用，形成水分子并将释放出的能量合成ATP。 有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。有氧氧化的反应过程 糖的有氧氧化代

18、谢途径可分为：葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脱羧和三羧酸循环三个阶段。TAC循环 G（Glc） 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP 胞液 线粒体 糖有氧氧化概况葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循环糖的有氧氧化乳酸糖酵解线粒体内胞浆细胞质糖的有氧氧化与糖酵解细胞胞浆线粒体葡萄糖丙酮酸乳酸(糖酵解)葡萄糖丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸第一阶段：丙酮酸的生成（胞质）第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoA（线粒体）第三阶段：乙酰CoA进入三羧酸循环 彻底氧化（线粒体）三 个 阶 段二. 三羧酸循环的过程(一) 丙酮酸的

19、生成（胞质）葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP +2Pi 2（丙酮酸+ ATP + NADH+ H+ ）2丙酮酸进入线粒体进一步氧化2(NADH+ H+ )2H2O + 6 ATP线粒体内膜上特异载体穿梭系统氧化呼吸链(二) 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A NAD+ NADH+H+ 丙酮酸乙酰CoA+ CoA-SH辅酶A+ CO2丙酮酸脱氢酶系 多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过非共价键连接彼此嵌合形成的复合体。其中每一个酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。丙酮酸脱氢酶系3 种 酶： 丙酮酸脱羧酶(TPP、Mg2+) 催化丙酮酸氧化脱羧反应 二氢硫辛酸乙酰转移酶(硫辛酸、

20、辅酶A) 催化将乙酰基转移到CoA反应 二氢硫辛酸脱氢酶(FAD、NAD+) 催化将还原型硫辛酰胺转变成为氧化型反应6 种辅助因子： TPP、 Mg2+、硫辛酸、 辅酶A、FAD、NAD+ FADFADH2TPPCO2TPPHSCoACH3COSCoANAD+NADH+H+E1: 丙酮酸脱羧酶(Mg2+)E2: 二氢硫辛酸乙酰转移酶E3: 二氢硫辛酸脱氢酶硫辛酸乙酰转移酶丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰CoA + CO2 + NADH+H+ 丙酮酸氧化脱羧反应Hydroethyl TPP(HETPP)乙酰二氢硫辛酰胺羟乙基TPP二氢硫辛酰胺E1E2E3乙酰CoA生成的调节产物抑制和共价

21、修饰高浓度的乙酰CoA和NADH激酶(有活性的丙酮酸脱氢酶转化为无活性的酶)NAD+(三) 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化（线粒体） 反应过程 反应特点 意 义 乙酰CoA与草酰乙酸 缩合形成柠檬酸TCA循环柠檬酸合成酶草酰乙酸CH3COSCoA乙酰辅酶A柠檬酸(citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸 柠檬酸 + CoA-SH关键酶H2O1st Rate-limited E 柠檬酸异构化生成异柠檬酸TCA循环异柠檬酸H2O柠檬酸顺乌头酸柠檬酸 异柠檬酸顺乌头酸酶123 异柠檬酸氧化脱羧 生成-酮戊二酸CO2NAD+异柠檬酸-酮戊二酸草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸+NA

22、D+ -酮戊二酸 +CO2+NADH+H+关键酶TCA循环2nd rate-limited E -酮戊二酸氧化脱羧 生成琥珀酰辅酶ATCA循环CO2 -酮戊二酸脱氢酶系HSCoANAD+NADH+H+琥珀酰CoA-酮戊二酸-酮戊二酸 + CoA-SH+ NAD+ 琥珀酰CoA + CO2 + NADH+H+ 关键酶3rd rate-limited E 琥珀酰CoA转变为琥珀酸琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoAATPADP琥珀酸GDP+PiGTPHSCoA琥珀酰CoA + GDP + Pi 琥珀酸+ GTP + CoA-SHTCA循环 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环延胡索酸(fumarate)

23、琥珀酸脱氢酶FADFADH2琥珀酸 + FAD 延胡索酸 +FADH2琥珀酸(succinate) 延胡索酸水化生成苹果酸TCA循环延胡索酸(fumarate)苹果酸(malate)延胡索酸酶H2O延胡索酸 + H2O 苹果酸 苹果酸脱氢生成草酰乙酸TCA循环 苹果酸脱氢酶 草酰乙酸(oxaloacetate)NAD+NADH+H+苹果酸 + NAD+ 草酰乙酸 + NADH+H+ 苹果酸(malate)P草酰乙酸CH2COSoA (乙酰辅酶A)苹果酸琥珀酸琥珀酰CoA-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸2H2HNAD+NAD+FADNAD+三羧酸循环总图 循环反应在线粒

24、体(mitochondria)中进行，为不可逆反应。 三羧酸循环的关键酶是柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶系。 循环的中间产物既不能通过此循环反应生成，也不被此循环反应所消耗。 三羧酸循环特点 三羧酸循环中有两次脱羧反应，生成两分子CO2。 循环中有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。 循环中有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。 每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成12分子ATP。三羧酸循环小结 TCA运转一周的净结果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无改变。乙酰辅酶A+3NAD+ +FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(

25、NADH+H+ )+FADH2+ HSCoA+GTPTCA中的一些反应在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆的系统TCA的中间产物可转化为其他物质，故需不 断补充乙醛酸循环三羧酸循环支路CoASH乙醛酸循环柠檬酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸三羧酸循环乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH乙醛酸循环在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径。（省了6步）异柠檬酸异柠檬酸裂解酶苹果酸合成酶异柠檬酸裂解酶异柠檬酸 琥珀酸 乙醛酸乙醛酸 乙酰CoA 苹果酸 苹果酸合成酶只有一些植物和微生物兼具这两种代谢途径。表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。但是，例如

26、： 草酰乙酸 天冬氨酸 -酮戊二酸 谷氨酸 柠檬酸 脂肪酸 琥珀酰CoA 卟啉 机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，TCA中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。 三. 三羧酸循环的回补反应 三羧酸循环中的任何一种中间产物被抽走,都会影响三羧酸循环的正常运转,如果缺少草酰乙酸,乙酰CoA就不能形成柠檬酸而进入三羧酸循环,所以草酰乙酸必须不断地得以补充.这种补充反应就称为回补反应.回补反应 机体糖供不足时，可能引起TCA运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰CoA进入TCA氧化分解。 草酰乙酸 草酰乙酸脱羧酶 丙酮酸 CO2

27、 苹果酸 苹果酸酶 丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ * 所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。 草酰乙酸 柠檬酸 柠檬酸裂解酶 乙酰CoA 丙酮酸 丙酮酸羧化酶 CO2 苹果酸 苹果酸脱氢酶 NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸 谷草转氨酶 -酮戊二酸 谷氨酸 其来源如下： PEPPEP羧化酶GDPGTP高水平的乙酰CoA激活在线粒体内进行草酰乙酸或循环中任何一种中间产物不足TCA循环速度降低乙酰-CoA浓度增加丙酮酸羧化酶产生更多的草酰乙酸四. TCA中ATP的形成及其生物学意义1分子乙酰辅酶A经三羧酸循环可生成1分子 GTP(可转变成ATP)，共有4次脱氢，生成3分子 NADH和1

28、分子 FADH2。当经呼吸链氧化生成H2O时，前者每对电子可生成 3分子ATP，3对电子共生成9分子ATP；后者则生 成2分子ATP。因此，每分子乙酰辅酶A经三羧酸循环可产生12分 子ATP。若从丙酮酸开始计算，则1分子丙酮酸可 产生15分子ATP。1分子葡萄糖可以产生2分子丙酮酸，因此，原核细 胞每分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环及氧化磷 酸化三个阶段共产生821538个ATP分子。反 应ATP第一阶段两次耗能反应-2两次生成ATP的反应22一次脱氢(NADH+H+)23 第二阶段一次脱氢(NADH+H+)23第三阶段三次脱氢(NADH+H+)233一次脱氢(FADH2)22一次生成ATP的反

29、应21净生成38糖有氧氧化过程中ATP的生成 糖的有氧分解代谢产生的能量最多，是机体利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。 三羧酸循环之所以重要在于它不仅为生命活动提供能量，而且还是联系糖、脂、蛋白质三大物质代谢的纽带。 三羧酸循环所产生的多种中间产物是生物体内许多重要物质生物合成的原料。在细胞迅速生长时期，三羧酸循环可提供多种化合物的碳架，以供细胞生物合成使用。发酵工业上利用微生物三羧酸循环生产各种代谢产物.TCA生物学意义五、有氧氧化的调节关键酶 酵解途径：己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：柠檬酸合酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体

30、丙酮酸脱氢酶系Pyruvate dehydrogenase complex乙酰CoA、ATPNADH+H+-+AMP、ADPNAD+ * 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+时，其活性也受到抑制。1、 丙酮酸脱氢酶复合体 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 异柠檬酸 苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸 脱氢酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA NADH ATP、ADP的影响 产物堆积引起抑制 循环中后续反应中间产物反馈抑制前面反应中的酶2、柠檬酸循环的调节柠檬酸合酶

31、citrate synthaseATP柠檬酸、琥珀酰CoANADH+H+-+ADP异柠檬酸脱氢酶isocitrate dehydrogenaseATP-+AMP，ADP-酮戊二酸脱氢酶系-ketoglutarate dehydrogenase complex琥珀酰CoANADH+H+-3、有氧氧化的调节特点 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。 ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。 三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。

32、六、发酵生产柠檬酸的生化机理三羧酸循环的概念二.三羧酸循环的过程三.三羧酸循环的回补反应四.三羧酸循环的生物学意义五.三羧酸循环的调控六. 发酵生产柠檬酸的生化机理小结 概 念 过 程 小 结 生理意义 调 节 第四节 磷酸戊糖途径一、磷酸戊糖途径的概念1.概念：以6-磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成以磷酸戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途径，简称HMP途径。又称磷酸已糖旁路36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 2 6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛+6(NADPH+H+ ) + 3CO2 2.反应部位：胞浆第一阶段： 氧化反应 生成NADPH和

33、CO2第二阶段： 非氧化反应(分子内重排-异构,转酮,转醛) 一系列基团转移反应 (生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖)二、磷酸戊糖途径的过程(1)6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸葡萄糖酸内酯NADP+NADPH+H+6-磷酸葡萄糖glucose 6-phosphate6-磷酸葡萄糖酸-内酯6-phosphoglucono-lactone6-磷酸葡萄糖脱氢酶限速酶，对NADP+有高度特异性(2) 6-磷酸葡萄糖酸内酯 转变为6-磷酸葡萄糖酸6-磷酸葡萄糖酸-内酯6-phosphoglucono-lactone6-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconateH2O内酯酶(3) 6-磷酸葡萄糖酸

34、转变为5-磷酸核酮糖CO2NADP+NADPH+H+6-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate5-磷酸核酮糖ribulose 5-phosphate6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(4)三种五碳糖的互换5-磷酸核酮糖ribulose 5-phosphate5-磷酸核糖ribose 5-phosphate异构酶5-磷酸木酮糖xylulose 5-phosphate差向酶 许多细胞中合成代谢消耗的NADPH远比核糖需要量大，因此，葡萄糖经此途径生成了多余的核糖。 第二阶段反应的意义就在于能通过一系列基团转移反应，将核糖转变成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而与糖酵解过程联系起来，因此磷酸戊糖途径亦称为磷酸已糖旁路。(5)二分子五碳糖的基团转移反应5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛转酮酶(6)七碳糖与三碳糖的基团转移反应7-磷酸景天庚酮糖sedoheptulose 7-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde 3-phosphate转醛酶4-磷酸赤藓糖erythrose 4-phosphate6-磷酸果