糖的分解代谢专业知识讲座

细胞呼吸糖的分解代谢专业知识讲座第1页糖的分解代谢专业知识讲座第2页一、丙酮酸氧化为乙酰CoA糖的分解代谢专业知识讲座第3页糖的分解代谢专业知识讲座第4页丙酮酸脱氢酶复合物（PDC）（E1+E2+E3）丙酮酸乙酰CoA硫辛酸丙酮酸+CoA+NAD+

乙酰CoA+CO2+NADH+H+

丙酮酸氧化糖的分解代谢专业知识讲座第5页TPP(焦磷酸硫胺素)硫辛酸辅酶A（CoA）NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）五种辅酶丙酮酸脱氢酶复合物三种酶丙酮酸脱氢酶（E1）二氢硫辛酰转乙酰基酶（E2）二氢硫辛酰脱氢酶（E3）糖的分解代谢专业知识讲座第6页噻唑环与E1结合，使丙酮酸脱羧，产生羟乙基-TPP糖的分解代谢专业知识讲座第7页羟乙基糖的分解代谢专业知识讲座第8页丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶转酮醇酶乙酰乳酸合成酶乙醇发酵乙酰CoA合成TCA光合作用C固定缬氨酸、亮氨酸生物合成糖的分解代谢专业知识讲座第9页CoenzymeA(CoA)酶E2底物，从硫辛酰胺上接收乙酰基泛酸2-巯基乙胺糖的分解代谢专业知识讲座第10页硫辛酰胺是硫辛酸与酶蛋白一个Lys残基ε-氨基共价连接硫辛酸还原性二氢硫辛酰胺-E2乙酰型乙酰-二氢硫辛酰胺-E2糖的分解代谢专业知识讲座第11页糖的分解代谢专业知识讲座第12页(c)E2consistsofthreetypesofdomainslinkedbyshortpolypeptidelinkers:acatalyticacyltransferasedomain;abindingdomain,involvedinthebindingofE2toE1andE3;andoneormore(dependingonthespecies)lipoyldomains.糖的分解代谢专业知识讲座第13页二氢硫辛酰转乙酰基酶丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰脱氢酶细菌丙酮酸脱氢酶系结构糖的分解代谢专业知识讲座第14页E1丙酮酸脱氢酶E2二氢硫辛酰转乙酰基酶E3二氢硫辛酰脱氢酶丙酮酸脱氢酶系糖的分解代谢专业知识讲座第15页乙酰-二氢硫辛酰胺丙酮酸羟乙基-TPP乙酰CoA硫辛酰胺二氢硫辛酰脱氢酶丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰转乙酰基酶二氢硫辛酰胺丙酮酸脱氢酶复合物催化反应E1E2E3糖的分解代谢专业知识讲座第16页(c)Themechanisticdetailsofthefirstthreestepsofthepyruvatedehydrogenasecomplexreaction.ADeeperLookStericPreferencesinNAD+-DependentDehydrogenases,theenzymesthatrequirenicotinamidecoenzymesarestereospecificandtransferhydridetoeitherthepro-Rorthepro-Spositionsselectively.Thetable(facingpage)liststhepreferencesofseveraldehydrogenases.糖的分解代谢专业知识讲座第17页丙酮酸氧化脱羧反应过程调控p320共价调整别构调整ATP抑制E1(丙酮酸脱氢酶)乙酰CoA抑制E2(二氢硫辛酰转乙酰基酶)NADH抑制E3(二氢硫辛酰脱氢酶)丙酮酸脱氢酶激酶丙酮酸脱氢酶磷酸酶糖的分解代谢专业知识讲座第18页二、柠檬酸循环（TCA循环、三羧酸循环、Krebs循环）柠檬酸α-酮戊二酸草酰乙酸乙酰CoA异柠檬酸琥珀酰-CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸柠檬酸循环是乙酰基二碳单位深入氧化降解产生CO2和还原型辅酶代谢路径。糖的分解代谢专业知识讲座第19页糖的分解代谢专业知识讲座第20页C4+C2

C6

C6

C6

C6

C5

C4

C4

C4

C4糖的分解代谢专业知识讲座第21页1.乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸柠檬酸草酰乙酸乙酰CoA柠檬酸合成酶限速酶糖的分解代谢专业知识讲座第22页柠檬酸合成酶单体柠檬酸乙酰CoA糖的分解代谢专业知识讲座第23页柠檬酸合成酶结构（二聚体）Structureofcitratesynthaseopenformoftheenzymealoneclosedformwithboundoxaloacetate(yellow)andastableanalogofacetyl-CoA(carboxymethyl-CoA;red)糖的分解代谢专业知识讲座第24页柠檬酸合成酶作用机制硫酯烯醇化物酸催化共轭碱糖的分解代谢专业知识讲座第25页柠檬酸合成酶作用机制烯醇化物羰基碳草酰乙酸酸催化糖的分解代谢专业知识讲座第26页柠檬酸合成酶作用机制柠檬酰-CoA糖的分解代谢专业知识讲座第27页柠檬酸合成酶作用机制硫酯糖的分解代谢专业知识讲座第28页2.柠檬酸异构化生成异柠檬酸异柠檬酸6顺乌头酸4柠檬酸90pro-Sarmpro-RarmRS顺乌头酸酶糖的分解代谢专业知识讲座第29页顺乌头酸酶（含[4Fe－4S]铁硫蛋白）异柠檬酸isocitrate铁硫簇iron-sulfurcluster半胱氨酸cysteines顺乌头酸酶活性中心Theactivesiteofaconitase.糖的分解代谢专业知识讲座第30页铁硫中心作用是底物结合和催化作用顺乌头酸酶是一个含[4Fe-4S]铁硫蛋白，Fe-S聚簇与柠檬酸结合，并参加底物脱水和再水合。

铁硫蛋白：与Fe-S聚簇结合着蛋白质称为铁硫蛋白，或非血红素铁蛋白。糖的分解代谢专业知识讲座第31页柠檬酸：分子结构对称，反应不对称Citrate:ASymmetricalMoleculeThatReactsAsymmetrically路径2实际并不出现α-酮戊二酸糖的分解代谢专业知识讲座第32页易受影响键柠檬酸：分子结构对称，反应不对称Citrate:ASymmetricalMoleculeThatReactsAsymmetrically糖的分解代谢专业知识讲座第33页3.异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸α-酮戊二酸异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶Mg2+、Mn2＋

脱去CO2来自最初草酰乙酸

哺乳动物中也存在依赖NADP+异柠檬酸脱氢酶糖的分解代谢专业知识讲座第34页异柠檬酸NADP+

Ca2+

异柠檬酸脱氢酶活性中心Theactivesiteofisocitratedehydrogenase糖的分解代谢专业知识讲座第35页4.α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA琥珀酰辅酶Aα-酮戊二酸α-酮戊二酸脱氢酶系

脱去CO2来自最初草酰乙酸高能硫酯键糖的分解代谢专业知识讲座第36页糖的分解代谢专业知识讲座第37页5.琥珀酸生成琥珀酸琥珀酰CoA琥珀酸硫激酶(琥珀酰CoA合成酶)底物水平磷酸化核苷二磷酸激酶哺乳动物：GTP植物和细菌：ATP糖的分解代谢专业知识讲座第38页磷酸基转移到GDP，生成GTPCoA被磷酸基取代磷酸基转移到酶活性部位His残基上释放琥珀酸琥珀酰CoA合成酶反应机制糖的分解代谢专业知识讲座第39页大肠杆菌琥珀酰CoA合成酶Succinyl-CoAsynthetaseofE.coli活性部位包含：α(蓝色)亚基β(褐色)亚基CoenzymeA磷酸糖的分解代谢专业知识讲座第40页6.延胡索酸生成延胡索酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶是TCA中唯一线粒体内膜结合蛋白，也是琥珀酸-CoQ氧化还原酶一部分，没有区分琥珀酸相同两端能力。糖的分解代谢专业知识讲座第41页FAD作为该酶辅基，共价结合在酶一个His残基上.(FADC-8＋酶N-3)TheFe2S2clusterofsuccinatedehydrogenase糖的分解代谢专业知识讲座第42页7.苹果酸生成苹果酸延胡索酸延胡索酸酶（延胡索酸水合酶）糖的分解代谢专业知识讲座第43页延胡索酸酶催化反应可能两种机制Twopossiblemechanismsforthefumarasereaction碳负离子糖的分解代谢专业知识讲座第44页8.草酰乙酸再生苹果酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶热力学上不利于草酰乙酸生成糖的分解代谢专业知识讲座第45页糖的分解代谢专业知识讲座第46页柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酰-CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸乙酰CoA苹果酸脱氢酶延胡索酸酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸硫激酶α-酮戊二酸脱氢酶系异柠檬酸脱氢酶顺乌头酸酶柠檬酸合成酶顺乌头酸酶糖的分解代谢专业知识讲座第47页三、柠檬酸循环总结1、总反应糖的分解代谢专业知识讲座第48页2、乙酰CoA碳原子去向糖的分解代谢专业知识讲座第49页TCA中乙酰CoA中C原子命运羰基碳在循环第二轮第3、4步分别脱去甲基碳在第1轮随机保留在琥珀酸中间两个C上，第2轮随机保留在琥珀酸4个C上，今后每轮循环消去50％糖的分解代谢专业知识讲座第50页TCA中乙酰CoA中C原子命运糖的分解代谢专业知识讲座第51页异柠檬酸α-酮戊二酸柠檬酸琥珀酸琥珀酰-CoA延胡索酸苹果酸草酰乙酸乙酰CoA3、柠檬酸循环中生成产物（NADH、FADH2、CO2、GTP/ATP）Productsofoneturnofthecitricacidcycle糖的分解代谢专业知识讲座第52页四、柠檬酸循环生物学意义1、提供能量糖的分解代谢专业知识讲座第53页葡萄糖有氧代谢Theaerobicmetabolismofglucose糖酵解2乙酰CoA糖的分解代谢专业知识讲座第54页糖的分解代谢专业知识讲座第55页糖的分解代谢专业知识讲座第56页2、TCA是绝大多数生物体主要分解代谢路径糖的分解代谢专业知识讲座第57页3、双向（合成和分解）功效三羧酸循环是糖、脂和蛋白质等物质代谢和转化枢纽糖的分解代谢专业知识讲座第58页TCA在合成代谢中作用糖的分解代谢专业知识讲座第59页柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酰-CoA草酰乙酸乙酰CoA丙酮酸谷氨酸嘌呤卟啉，亚铁血红素，三氯硝基甲烷天冬氨酸其它氨基酸嘌呤，嘧啶脂肪酸、固醇其它氨基酸糖的分解代谢专业知识讲座第60页五、TCA中间物回补PEP羧激酶丙酮酸羧化酶苹果酸酶苹果酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸和谷氨酸转氨作用PEP羧激酶更适合催化PEP生成①②③④⑤PEP羧化酶糖的分解代谢专业知识讲座第61页柠檬酸合成酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系六、柠檬酸循环调控关系,AMP,NADH糖的分解代谢专业知识讲座第62页Theglyoxylatec