生化第4章第2节课糖代谢课件

1、小 结1.糖的概念、分类、生物学功能；3.糖无氧氧化的概念、部位；4.糖无氧氧化的反应过程；5.糖无氧氧化的关键酶及其调节；6.糖无氧氧化的生理意义；2.糖的消化和吸收（形式、部位、过程）；7.名词：糖酵解、乳酸发酵、底物水平磷酸化还原当量1.NAD+,氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NADH,还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，又称为还原型辅酶；3.FAD,氧化型的黄素腺嘌呤二核苷酸，FADH2, 还原型的黄素腺嘌呤二核苷酸;FMN,氧化型的黄素腺嘌呤单核苷酸。2.NADP+,氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸，NADH,还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸，又称还原型辅酶；1. 第一阶段2.第二阶段(在无氧或缺

2、氧条件下) 糖酵解分为两个阶段由丙酮酸还原成乳酸。 由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解 。 那么在氧供充足条件下，丙酮酸、葡萄糖将会如何变化呢？糖无氧氧化的过程糖的有氧氧化是指在氧供充足条件下，葡萄糖或糖原彻底氧化成CO2和H2O,并释放出大量能量的过程，是机体主要的供能方式。器官定位：大多数组织细胞定位：胞液、线粒体 一、概念二、反应场所糖的有氧氧化 ( Aerobic Oxidation )三、糖有氧氧化的反应过程 第一阶段：糖酵解第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 G（Gn） 第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H

3、2O O ATP ADP TAC循环 胞液 线粒体 糖酵解产物的去路G2丙酮酸+2NADH+2H+2NADH+2H+2丙酮酸2FADH2 磷酸甘油穿梭2NADH+H+苹果酸穿梭丙酮酸的氧化脱羧氧化磷酸化(能量相差2ATP)足氧乳酸缺氧（二）丙酮酸的氧化脱羧（第一次脱羧） 丙酮酸 乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体 COOHC=OCH3CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的生成1. 羟乙基-TPP的生成 2.乙酰硫辛酰胺的生成 4. 硫辛酰胺的生成 3.乙酰CoA的生成 丙酮酸+HSCoA +NAD+ CH3COSCo

4、A +NADH+H+ +CO2作为糖有氧氧化的第二个阶段 -丙酮酸氧化脱羧* 反应式* 反应不可逆,丙酮酸脱氢酶复合体为关键酶（三羧酸循环）（氧化磷酸化） 由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含有三个羧基的柠檬酸开始，反复的脱氢、脱羧，又生成草酰乙酸，再反复循环的过程，这一循环反应过程称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA循环)或柠檬酸循环。TCA循环是由H.A.Krebs提出的，故又称为Krebs循环。多数组织细胞；线粒体（三）三羧酸循环1.概念2.反应部位 3.反应过程 乙酰CoA与草酰乙酸 缩合形成柠檬酸TCA循环柠檬酸合酶草酰乙酸H3CCOSCoA乙酰辅酶

5、A柠檬酸(citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸 柠檬酸 + CoA-SH第一个关键酶H2O不可逆反应异柠檬酸H2O 柠檬酸异构化生成异柠檬酸柠檬酸顺乌头酸柠檬酸 异柠檬酸TCA循环脱水反应水合反应顺乌头酸酶CO2 -酮戊二酸氧化脱羧 生成琥珀酰辅酶A -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+ TCA循环不可逆反应第二次氧化脱羧第二次脱氢反应第三个关键酶 琥珀酰CoA转变为琥珀酸琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoA琥珀酸GDP+PiGTPHSCoA琥珀酰CoA + GDP +

6、 Pi 琥珀酸+ GTP + CoA-SHTCA循环TCA中唯一底物水平磷酸化反应可逆反应ATPADP核苷二磷酸 激酶 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环延胡索酸(fumarate)琥珀酸脱氢酶FADFADH2琥珀酸 + FAD 延胡索酸 +FADH2琥珀酸(succinate)（结合线粒体内膜）第三次脱氢反应 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 苹果酸脱氢酶 草酰乙酸(oxaloacetate)NAD+NADH+H+苹果酸 + NAD+ 草酰乙酸 + NADH+H+ TCA循

7、环苹果酸(malate)第四次脱氢反应CoASHNAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶NADH+H+4.三羧酸循环的生理意义 是糖、脂肪、蛋白质氧化分解的最终代谢通路；是糖、脂肪、蛋白质代谢联系的枢纽；为氧化磷酸化提供还原当量（NADH+H+ 、FADH2）；为其它物质代谢提供小分子前体。一次底物水平磷酸化反应 1ATP四次脱氢反应 1 FADH2

8、 1.5 ATP1 3 NADH+H 2.5 ATP3+三羧酸循环一周生成能量10ATP四、葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反应辅酶ATP 第一阶段葡萄糖6-磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸NAD+ 21.5或2 2.5* 21,3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸2 1 第二阶段2 丙酮酸2 乙酰CoA2 2.5 第三阶段2异柠檬酸2 -酮戊二酸22.5 2-酮戊二酸2 琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰CoA 2 琥珀酸2 1 2琥珀酸2 延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸2 草酰乙酸NAD+ 2 2.5

9、 净生成30(或32)ATP NAD+ NAD+ NAD+ 葡萄糖氧化成CO2和H2O时G-2840kJ/mol葡萄糖生成32molATP，储存的能量为30.532976kJ/mol储能效率为34五、糖有氧氧化的生理意义 糖的有氧氧化是机体获取能量的主要方式。 1个分子葡萄糖经无氧酵解仅净生成2个分子ATP，而有氧氧化可净生成30或32个ATP。在一般生理条件下，许多组织细胞均从糖的有氧氧化获得能量。简言之，即“供能”六、有氧氧化的调节关键酶 糖酵解：己糖激酶 丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：柠檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶目的是为了

10、适应机体对能量的需求调节方式 变构调节、共价修饰调节 别构调节别构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP 别构激活剂：AMP; ADP; NAD+ * 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+时，其活性也受到抑制。（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节共价调节 -磷酸化与脱磷酸化修饰丙酮酸脱氢酶激酶使复合体Ser磷酸化失活丙酮酸脱氢酶磷酸酶使其脱磷酸化激活 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 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA

11、NADH Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响产物的抑制后续反应的产物反馈抑制前面反应中的酶其他，如Ca2+可激活许多酶（二）三羧酸循环的调节 -酮戊二酸脱氢酶复合体 +ADP ATP NADH酶 的 名 称柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系变构激活剂ADPADP,CaADP,Ca2+2+变构抑制剂ATP,NADH，琥珀酰CoA，柠檬酸ATP,NADH ATP,NADH,琥珀酰CoA2.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。 三羧酸循环与糖酵解互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则糖酵解相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，NADH、FADH2堆积，则后者速率也减慢。七、巴斯德效应* 概念* 机制 巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖无氧氧化的现象。意义 只