生物化学第二十二章糖酵解

生物化学第二十二章糖酵解第一页，共四十八页，2022年，8月28日

糖代谢有关糖的概念和分类1糖:多羟基醛或是酮及其缩聚物.2分类:单糖、寡糖、多糖第二页，共四十八页，2022年，8月28日一单糖:最简单的糖，不能被水解为更小的糖单位。自然界的单糖以两种结构：开链形式、半缩醛重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖第三页，共四十八页，2022年，8月28日-D-吡喃甘露糖-D-呋喃果糖第四页，共四十八页，2022年，8月28日二、寡糖:20个一下单糖缩合成的聚合物蔗糖葡萄糖-，（12）果糖苷第五页，共四十八页，2022年，8月28日乳糖葡萄糖-（14）半乳糖苷第六页，共四十八页，2022年，8月28日三.多糖：多个单糖以糖苷键相连而形成的高聚物。常见多糖有：淀粉、糖原、纤维素等糖原示意图第七页，共四十八页，2022年，8月28日糖原结构图第八页，共四十八页，2022年，8月28日

糖代谢途径√√√√第九页，共四十八页，2022年，8月28日一、糖酵解概述二、糖酵解的全部反应三、NADH和丙酮酸的命运在有氧状态下NADH和丙酮酸的命运在缺氧或无氧状态下NADH和丙酮酸的命运四、其他物质进入糖酵解五、糖酵解的生理功能六、糖酵解的调节葡萄糖的可得性己糖激酶和葡糖激酶的调节PFK-1的调节丙酮酸激酶的调节提纲第二十二章糖酵解第十页，共四十八页，2022年，8月28日糖酵解概述发生在所有的活细胞位于细胞质基质共有十步反应组成——在所有的细胞都相同，但速率不同。两个阶段：第一个阶段——投资阶段或引发阶段:葡萄糖→F-1,6-2P→2G-3-P第二个阶段——获利阶段：产生2丙酮酸+2ATP丙酮酸的三种命运第十一页，共四十八页，2022年，8月28日糖酵解的两阶段反应第十二页，共四十八页，2022年，8月28日能量投资阶段葡萄糖(6C)

3-磷酸甘油醛(2-3C)(G3P或GAP)2ATP-消化0ATP-产生0NADH-产生2ATP2ADP+PC-C-C-C-C-CC-C-CC-C-C第十三页，共四十八页，2022年，8月28日能量收获阶段

甘油醛-3-磷酸

(2-3C)(G3P或GAP)

丙酮酸

(2-3C)

(PYR)0ATP-消耗4ATP-产生2NADH-产生4ATP4ADP+PC-C-CC-C-CC-C-CC-C-CGAPGAP

(PYR)(PYR)第十四页，共四十八页，2022年，8月28日糖酵解的全部反应第十五页，共四十八页，2022年，8月28日休要惊慌!你所要记忆的是总反应、三步限速步骤、两步底物磷酸化反应和一步脱氢氧化。第十六页，共四十八页，2022年，8月28日葡萄糖的磷酸化激酶：能够催化磷酸基从ATP转移到某受体分子的酶，需要两价的金属离子（Mg2+）。不可逆反应，消耗ATP反应1：葡萄糖的磷酸化第十七页，共四十八页，2022年，8月28日第一步不可逆反应由己糖激酶或葡萄糖激酶催化引发反应——ATP被消耗，以便后面得到更多的ATPATP的消耗使葡萄糖的磷酸化能够自发地进行己糖激酶和葡萄糖激酶的比较第十八页，共四十八页，2022年，8月28日④葡萄糖被磷酸化的意义第十九页，共四十八页，2022年，8月28日磷酸葡糖的异构化反应2:磷酸葡糖的异构化6-磷酸葡糖-转变成6-磷酸果糖由磷酸己糖异构酶催化2-脱氧6-磷酸葡糖也能够与此酶的活性中心结合，所以无法完成反应，反而因为它占据活性中心而抑制酶的活性。第二十页，共四十八页，2022年，8月28日磷酸果糖的磷酸化酶，PFK-1不可逆，限速步骤消耗ATP反应3:磷酸果糖的磷酸化第二十一页，共四十八页，2022年，8月28日是糖酵解的限速步骤!

是第二步不可逆反应由磷酸果糖激酶-1（PFK-1）催化糖酵解第二次引发反应有大的自由能降低，受到高度的调控第二十二页，共四十八页，2022年，8月28日1,6-二磷酸果糖的裂解反应4:1,6-二磷酸果糖的裂解第二十三页，共四十八页，2022年，8月28日C6

被切成2C3

由醛缩酶催化有两类醛缩酶，第一类来源于动物，为共价催化，在反应中，底物与活性中心的赖氨酸残基形成共价的Schiff碱中间物；第二类主要来源于其它生物，其活性中心含有二价的Zn2＋，为金属催化。第二十四页，共四十八页，2022年，8月28日第一类醛缩酶第二类醛缩酶醛缩酶的催化机制第二十五页，共四十八页，2022年，8月28日磷酸丙糖异构酶催化的反应及其作用机理反应5:磷酸丙糖的异构化磷酸二羟丙酮转变成3-磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶（TIM）活性中心的Glu充当广义碱催化剂第二十六页，共四十八页，2022年，8月28日糖酵解第二个阶段的反应产生4ATP

导致糖酵解净产生2ATP涉及两个高能磷酸化合物1,3BPGPEP第二十七页，共四十八页，2022年，8月28日3-磷酸甘油醛被氧化成1,3-二磷酸甘油酸这是整个糖酵解途径唯一的一步氧化还原反应由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化产生1,3-BPG和NADH为巯基酶，使用共价催化，碘代乙酸和有机汞能够抑制此酶活性。砷酸在化学结构和化学性质与Pi极为相似，因此可以代替无机磷酸参加反应，形成1-砷酸-3-磷酸甘油酸，但这样的产物很容易自发地水解成为3-磷酸甘油酸并产生热，无法进入下一步底物水平磷酸化反应。第二十八页，共四十八页，2022年，8月28日3-磷酸甘油醛脱氢酶催化的反应及其作用机理半缩硫醛反应6:3-磷酸甘油醛的脱氢第二十九页，共四十八页，2022年，8月28日碘代乙酸和甲基汞抑制3-磷酸甘油醛脱氢酶的机理第三十页，共四十八页，2022年，8月28日第一步底物水平的磷酸化反应7:第一步底物水平的磷酸化第三十一页，共四十八页，2022年，8月28日从高能磷酸化合物合成ATP由磷酸甘油酸激酶催化红细胞内存在生成2,3-BPG的支路第三十二页，共四十八页，2022年，8月28日磷酸甘油酸变位酶催化的反应及其作用机理反应8:磷酸甘油酸的变位第三十三页，共四十八页，2022年，8月28日磷酸基团从C-3转移到C-2

由磷酸甘油酸变位酶催化不同来源的变位酶具有不同的催化机制，一类需要2,3-BPG作为辅助因子，并需要活性中心的一个His残基；另一类则不需要2,3-BPG，其变位实际上是3-磷酸甘油酸分子内的磷酸基团的转移。第三十四页，共四十八页，2022年，8月28日PEP的合成氟合物能够与Mg2＋和磷酸基团形成络化物，而干扰2-磷酸甘油酸与烯醇化的结合从而抑制该酶的活性。反应9:PEP的形成第三十五页，共四十八页，2022年，8月28日第二次底物水平的磷酸化反应10:第二步底物水平的磷酸化第三十六页，共四十八页，2022年，8月28日PEP转化成丙酮酸，同时产生ATP

是第三步不可逆反应由丙酮酸激酶催化产生两个ATP，可被视为糖酵解途径最后的能量回报。ΔG为大的负值——受到调控!第三十七页，共四十八页，2022年，8月28日化学反应总结一步脱氢反应产生2×NADH二次底物磷酸化共产生4ATP，另消耗2ATP，净得2ATP三步不可逆过程和限速步骤：G→G6P，F6P→F1,6P,磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。糖酵解反应化学计算葡萄糖+2ATP+2NAD++4ADP+2Pi→2丙酮酸+2ADP+2NADH+2H++4ATP+2H2O第三十八页，共四十八页，2022年，8月28日NADH和丙酮酸的去向取决于细胞有氧还是无氧？？

在有氧状态下NADH和丙酮酸的命运NADH的命运：NADH在呼吸链被彻底氧化成H2O并产生更多的ATP。丙酮酸的命运：丙酮酸经过线粒体内膜上丙酮酸运输体与质子一起进入线粒体基质，被基质内的丙酮酸脱氢酶系氧化成乙酰-CoA

在缺氧状态或无氧状态下NADH和丙酮酸的命运乳酸发酵酒精发酵第三十九页，共四十八页，2022年，8月28日丙酮酸的代谢去向第四十页，共四十八页，2022年，8月28日丙酮酸的代谢去向丙酮酸脱羧酶乙醇脱氢酶第四十一页，共四十八页，2022年，8月28日线粒体内膜上的3-甘油磷酸穿梭系统

第四十二页，共四十八页，2022年，8月28日苹果酸-天冬氨酸穿梭系统第四十三页，共四十八页，2022年，8月28日丙酮酸转变成乙酰-CoA的四步反应丙酮酸脱氢酶系第四十四页，共四十八