有氧糖代谢专业知识专家讲座

AerobicOxidationofGlucose第三节糖有氧氧化有氧糖代谢专业知识专家讲座第1页

葡萄糖在有氧条件下，彻底氧化成水和CO2反应过程称为有氧氧化。这是糖氧化主要方式。有氧糖代谢专业知识专家讲座第2页一、有氧氧化反应过程分为三个阶段：有氧糖代谢专业知识专家讲座第3页有氧糖代谢专业知识专家讲座第4页（一）丙酮酸氧化脱羧经脱氢、脱羧、酰化生成乙酰CoA，这是不可逆反应。在线粒体内进行。有氧糖代谢专业知识专家讲座第5页丙酮酸脱氢酶复合体二氢硫辛酰胺转乙酰酶※由三种酶组成丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶※五种辅助因子：TPP（VB1）、NAD+（Vpp）、硫辛酸、FAD（VB2）、HSCoA（泛酸）有氧糖代谢专业知识专家讲座第6页HSCoANAD+丙酮酸脱氢酶复合体有氧糖代谢专业知识专家讲座第7页有氧糖代谢专业知识专家讲座第8页辅酶A结构有氧糖代谢专业知识专家讲座第9页有氧糖代谢专业知识专家讲座第10页由乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始，经重复脱氢、脱羧再生成草酰乙酸循环反应过程。又称柠檬酸循环和Krebs循环。部位：线粒体基质（二）三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle)有氧糖代谢专业知识专家讲座第11页线粒体膜第三个碳以CO2形式失去四碳二羧酸第二个碳以CO2形式失去三羧酸？

循环？五碳二羧酸每个分子含有4个碳草酰乙酸库（基质中）丙酮酸每个分子含有3个碳丙酮酸库（基质中）六碳三羧酸三种羧酸！草酰乙酸打循环！第一个碳以CO2形式失去重新加入到草酰乙酸库有氧糖代谢专业知识专家讲座第12页有氧糖代谢专业知识专家讲座第13页Citratecycle有氧糖代谢专业知识专家讲座第14页三羧酸循环小结：Reducingequivalents有氧糖代谢专业知识专家讲座第15页

在TAC中，1分子乙酰CoA经2次脱羧，生成2个CO2，这是体内CO2主要起源；4次脱氢，其中3次以NAD+为受氢体，1次以FAD为受氢体；1次底物水平磷酸化。总反应式：乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+3H++FADH2+GTP+HSCoA有氧糖代谢专业知识专家讲座第16页

+4NAD(P)+

+FAD+GDP+Pi+3H2O

3CO2+4NAD(P)H+4H+

+FADH2+GTP4NAD(P)H+4H+

10ATP4H2OFADH21.5ATP1H2O

ADPATP-3H2OGTPGDP1ATP1H2O—————————————————————————

12.5ATP2H2O氧化磷酸化作用O2有氧糖代谢专业知识专家讲座第17页Ⅲ.糖酵解+三羧酸循环效率糖酵解

1G→2ATP+2NADH+2H++2丙酮酸

=2+2×2.5=7ATP三羧酸循环

2丙酮酸→25ATP+6CO2+4H2O———————————————————————

32ATP储能效率=32×7.3/686=34.05%比世界上任何一部热机效率都高！提问：其余能量何处去？答案：以热量形式。一部分维持体温，一部分散失。有氧糖代谢专业知识专家讲座第18页有氧糖代谢专业知识专家讲座第19页有氧糖代谢专业知识专家讲座第20页有氧糖代谢专业知识专家讲座第21页有氧糖代谢专业知识专家讲座第22页有氧糖代谢专业知识专家讲座第23页有氧糖代谢专业知识专家讲座第24页有氧糖代谢专业知识专家讲座第25页有氧糖代谢专业知识专家讲座第26页有氧糖代谢专业知识专家讲座第27页三、有氧氧化调整

除对酵解路径三个关键酶调整外，还对丙酮酸脱氢酶复合体、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和

-酮戊二酸脱氢酶复合体四个关键酶存在调整。有氧糖代谢专业知识专家讲座第28页1.丙酮酸脱氢酶复合体变构调整：共价修饰调整：磷酸化失活；胰岛素和Ca2+促进其去磷酸化，使其活性增加。有氧糖代谢专业知识专家讲座第29页2.柠檬酸合酶变构激活剂：ADP变构抑制剂：NADH、琥珀酰CoA、柠檬酸、ATP3.异柠檬酸脱氢酶变构激活剂：ADP、Ca2+变构抑制剂：ATP有氧糖代谢专业知识专家讲座第30页4.

–酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸脱氢酶复合体相同。总体说，氧化磷酸化促进TAC。ATP/ADP↑，抑制TAC，氧化磷酸化↓；ATP/ADP↓，促进TAC，氧化磷酸化↑。有氧糖代谢专业知识专家讲座第31页Ⅳ.生物意义㈠三羧酸循环是各种好氧生物体内最主要产能路径！也是脂类、蛋白质彻底分解共同路径！三羧酸循环—焚烧炉㈡中间酸是合成其它化合物碳骨架—百宝库。比如草酰乙酸→天冬氨酸、天冬酰胺等等α-酮戊二酸→谷氨酸→其它氨基酸琥珀酰CoA→血红素既是“焚烧炉又是百宝库”有氧糖代谢专业知识专家讲座第32页乙醛酸循环（2）乙醛酸循环——三羧酸循环支路三羧酸循环在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径。（省了6步）异柠檬酸柠檬酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH①②有氧糖代谢专业知识专家讲座第33页由非糖前体生成糖时需要丙酮酸或者草酰乙酸作为合成前体。在动物体内，乙酰CoA不能作为净合成葡萄糖碳源。可是在植物、微生物和酵母中却存在着一个能够由2碳化合物生成糖生物合成路径－乙醛酸循环.在乙醛酸循环中乙酰CoA中碳原子并没有以CO2形式释放，而是净合成了一分子草酰乙酸，草酰乙酸正是合成葡萄糖前体。有氧糖代谢专业知识专家讲座第34页只有一些植物和微生物兼具有这么路径；异柠檬酸裂解酶异柠檬酸琥珀酸乙醛酸①②乙醛酸乙酰CoA苹果酸

苹果酸合成酶有氧糖代谢专业知识专家讲座第35页这种路径对于植物和微生物意义重大！只保留三羧酸循环中（10）脱氢（1NADH）产能，只相当于2.5个ATP，意义不在于产能，在于生存。Ⅰ.种子发芽有氧糖代谢专业知识专家讲座第36页有氧糖代谢专业知识专家讲座第37页糖异生油类植物种子中油脂代谢糖乙醛酸循环草酰乙酸乙酰CoA有氧糖代谢专业知识专家讲座第38页Ⅱ原始细菌生存乙酸菌以乙酸为主要食物细菌（物质循环中主要一环）乙酸NH3生存乙醛酸循环四碳、六碳化合物转化乙酸+ATP+CoASH→

乙酰CoA+H2O+AMP+PPi乙酰CoA合成酶有氧糖代谢专业知识专家讲座第39页3.磷酸戊糖路径（磷酸己糖支路）NADPH22CO磷酸戊糖路径细胞质中磷酸戊糖——磷酸戊糖为代表性中间产物。支路——糖酵解在磷酸己糖处罚生出新路径。有氧糖代谢专业知识专家讲座第40页A.过程5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖6-磷酸葡萄糖糖酵解6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖NADP+NADPH+H+CO27-磷酸景天酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖3-磷酸甘油醛

氧化阶段(脱碳产能)非氧化阶段(重组)2NADPH生物氧化O25ATP+2H2O6(6-磷酸葡萄糖)+6O2

6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+30ATP葡萄糖+O26CO2+6H2O+32ATP5(6-磷酸葡萄糖)有氧糖代谢专业知识专家讲座第41页B.生物意义提问：？Ⅰ.产能—不经过糖酵解；Ⅱ.产物—磷酸核糖用于DNA、RNA合成；

—木酮糖参加光合作用固定CO2；

—各种单糖用于合成各类多糖；NADPH用于脂肪酸合成有氧糖代谢专业知识专家讲座第42页糖酵解7步可逆步骤+

3特异反应3.3糖合成A.植物光合作用在植物叶绿体中，在光能驱动下CO2与H2O合成葡萄糖，放出氧气过程。B.动物糖异生异生——非糖物质(甘油、乳酸、丙酮酸）转变成糖原。部位：肝脏

a.过程有氧糖代谢专业知识专家讲座第43页第1步丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸提问：怎样进行？答案：提供更多活化能量。有氧糖代谢专业知识专家讲座第44页草酰乙酸丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2

ATP

ADP+PiGTP

GDPCO2

烯醇丙酮酸磷酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸提问：这里CO2作用是什么？能量载体合成草酰乙酸新－COOH中储存了ATP水解键能，脱碳时损失键能相对较少，总体自由能上升。有氧糖代谢专业知识专家讲座第45页磷酸烯醇式丙酮酸逆行至1，6-二磷酸果糖第2步提问：怎样进行？水解酶催化P6-磷酸果糖PP1，6-二磷酸果糖答案：在水解酶作用下水解。第3步有氧糖代谢专业知识专家讲座第46页有氧糖代谢专业知识专家讲座第47页糖原形成提问：丙酮酸经过糖异生形成一个G，消耗多少个ATP能量？答案：6（4（⑩2×2）+2（⑦1×2））有氧糖代谢专业知识专家讲座第48页提问：哪些物质能够经过糖异生路径形成糖元？答案：凡能转变成糖代谢中间产物物质。乳酸回炉再造－解毒、节能饥饿状态下氨基酸、甘油维持血糖浓度有氧糖代谢专业知识专家讲座第49页纤维素有机酸微生物发酵糖异生葡萄糖、糖原