第7章糖的有氧氧化牛德芳90课件

第7章糖的有氧氧化主讲人：牛德芳主要内容

糖有氧氧化的概念

糖有氧氧化的反应过程

糖有氧氧化产生的ATP

糖有氧氧化的生理意义一、糖有氧氧化的概念在机体氧供应充足时，葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O，并释放出全部能量的过程称为糖的有氧氧化。是机体主要供能方式。*部位：细胞液及线粒体

*概念二、糖有氧氧化的反应过程第一阶段：酵解途径第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环G（Gn）

氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTCA循环胞液线粒体（一）丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶系的作用下，氧化脱羧为乙酰CoA。丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脱氢酶复合体总反应式:二、糖有氧氧化的反应过程丙酮酸脱氢酶系的组成

酶E1：丙酮酸脱羧酶E2：硫辛酸乙酰转移酶E3：二氢硫辛酸脱氢酶HSCoANAD+

辅酶

TPP

硫辛酸（)CoAFAD，NAD+SSL三羧酸循环(TricarboxylicacidCycle,TCA)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。（二）三羧酸循环*1、概述由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。三羧酸循环由8个反应步骤组成，经过循环将葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化为CO2和H2O。这一循环是产生ATP的主要途径，也为许多生物合成途径提供前体。所有的反应均在线粒体中进行。*反应部位2、反应历程（包括八个步骤）在柠檬酸合酶的催化下，乙酰CoA与草酰乙酸反应，生成柠檬酰CoA，后者再水解成柠檬酸和CoASH。关键酶(1)乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸顺乌头酸酶顺乌头酸酶注：红框部分不出现。

柠檬酸在顺乌头酸酶的催化下，先脱水生成顺乌头酸，再加水生成异柠檬酸。（2）柠檬酸异构化生成异柠檬酸关键酶

异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的催化下，脱氢氧化形成中间产物草酰琥珀酸，草酰琥珀酸进一步脱羧转化为α-酮戊二酸和CO2。脱下的氢由NAD+接受，生成NADH+H+。（3）异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸反应由α-酮戊二酸脱氢酶系催化，合成琥珀酰CoA。关键酶（4）α-酮戊二酸的氧化脱羧形成琥珀酰CoAα-酮戊二酸脱氢酶系的组成

酶E1：α-酮戊二酸脱羧酶E2：硫辛酸琥珀酰转移酶E3：二氢硫辛酸脱氢酶HSCoANAD+

辅酶

TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL

琥珀酰CoA合成酶使琥珀酰CoA中的高能硫酯键裂解，并与GDP的磷酸化相偶联，生成琥珀酸、GTP和CoA。（5）琥珀酰CoA转变为琥珀酸该反应要点是：高能硫酯键断裂，释放出的能量促使生成一分子GTP。GTP可将高能磷酸键转移给ADP生成ATP。这是三羧酸循环中唯一的底物水平磷酸化反应。（6）琥珀酸脱氢形成延胡索酸

催化这一反应的酶称为琥珀酸脱氢酶，辅酶FAD接受反应中脱下的H生成FADH2。

琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环中唯一与线粒体内膜结合的酶。（7）延胡索酸的水化形成苹果酸

延胡索酸在延胡索酸酶的催化用下水合形成苹果酸，反应需要水的参与。（8）苹果酸脱氢形成草酰乙酸苹果酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶第四次氧化-还原注：英文名称不要

苹果酸在苹果酸脱氢酶的催化下生成草酰乙酸。该酶的辅酶为NAD+，脱下的氢生成NADH+H+。3、三羧酸循环的产物（1）乙酰CoA（2C）经过三羧酸循环完全分解释放2分子CO2，同时生成3分子NADH+H+，1分子FADH2，1分子GTP（或ATP）。

乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+pi+2H2O→

2CO2+3NADH+3H++FADH2+GTP+CoA-SH

其总反应式如下：3、三羧酸循环的产物（2）NADH+H+和FADH2

所携带的H原子来自循环中代谢中间物的脱氢。在有氧条件下，每2个H原子可以通过呼吸链（电子传递系统）传递给1/2O2，生成H2O，并且有能量释放用以合成ATP。

1分子NADH+H+经呼吸链生成1分子H2O和2.5个ATP1分子FADH2经呼吸链生成1分子H2O和1.5个ATP

因此，1分子乙酰CoA通过三羧酸循环氧化产生10分子ATP，即2.5*3（NADH+H+）+1.5*1（FADH2）+1GTP=10ATP4、小结①三羧酸循环的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。②TCA过程的反应部位是线粒体。③三羧酸循环的要点经过一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰CoA，经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP。关键酶有：柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶

α-酮戊二酸脱氢酶系④整个循环反应为不可逆反应⑤三羧酸循环的中间产物三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。⑥在三羧酸循环中，从乙酰CoA与草酰乙酸合成檬酸开始，每循环一次消耗掉一个乙酰基。根据同位素（13C或14C）标记的乙酰基作示踪实验证明：三羧酸循环中连续进行两次脱羧涉及的碳原子是来自于草酰乙酸，而乙酰基构成了循环中最后形成的草酰乙酸的分子骨架。（三）糖有氧氧化过程的总反应1.由葡萄糖经糖酵解阶段生成丙酮酸C6H12O6+2NAD++2ADP+2pi→2丙酮酸

+2ATP+2NADH+2H++2H2O2.由丙酮酸生成乙酰CoA阶段

2丙酮酸+2CoA-SH+2NAD+→2乙酰CoA+2NADH+2H++2CO23.乙酰CoA进入三羧酸循环，被彻底氧化成CO2和H2O

2乙酰CoA+6NAD++2FAD+2GDP+2pi+4H2O→

6NADH+6H++2FADH2+2GTP+2CoA-SH+4CO2以1分子的葡萄糖完全氧化为例进行能量计算第一阶段（胞液）：生成2ATP

生成2NADH+2H+

计7（5）ATP第二阶段（线粒体）：2NADH+2H+2CO2

计5ATP第三阶段（线粒体）：6NADH+6H+4CO22FADH22GTP（或2ATP）

20ATP

共计32（30）ATP和6CO2三、糖有氧氧化产生的