生物化学第八章糖的无氧氧化ppt课件.ppt

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1、2023/1/9,1,第二节 糖酵解,2023/1/9,2,无氧酵解途径（EMP）有氧氧化途径（TAC）磷酸戊糖途径(PPP/HMS),分解代谢,合成代谢,2023/1/9,3,糖原的细胞内酶促磷酸解,糖原的结构及其连接方式,磷酸化酶a（催化1.4-糖苷键磷酸解断裂）三种酶协同作用：转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）脱支酶（催化1.6-糖苷键水解断裂）,-1，4-糖苷键,-1，6糖苷键,非还原性末端,2023/1/9,4,糖原磷酸解的步骤,非还原端,糖原核心,磷酸化酶a,转移酶,脱枝酶（释放1个葡萄糖）,G-1-P90%,G10%,2023/1/9,5,葡萄糖的主要代谢途径,葡萄糖,磷酸戊糖途径

2、,糖异生,2023/1/9,6,2023/1/9,7,第二节糖的分解代谢,2023/1/9,8,（一）概念（二）过程（三）能量计算（四）生理意义（五）丙酮酸的去路（六）无氧酵解的调节（七）其他已糖进入EMP途径,一、无氧酵解途径（EMP）,2023/1/9,9,（一）糖酵解概念：体内组织在无氧或缺氧情况下，葡萄糖或糖原在胞浆中分解产生乳酸和少量ATP的过程，也称糖酵解途径Embden-Meyethof-Parnas(EMP)途径。,1、化学历程和催化酶类2、化学计量和生物学意义3、糖酵解的调控,2023/1/9,10,准备(耗能）阶段,放能阶段,（二）过程,2023/1/9,11,（1）葡萄糖

3、磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,1.耗能阶段,2023/1/9,12,2023/1/9,13,葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖的意义：,1.葡萄糖磷酸化后容易参与后续的反应,2.磷酸化后的葡萄糖带负电荷，不能透过 细胞质膜，因此是细胞的一种保糖机制,2023/1/9,14,（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖,2023/1/9,15,（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖,2023/1/9,16,（4）磷酸丙糖的生成,2023/1/9,17,（5）磷酸丙糖的互变,1,6-二磷酸果糖 2 3-磷酸甘油醛,2023/1/9,18,（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,2.能量释

4、放阶段,2023/1/9,19,（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸,2023/1/9,20,底物水平磷酸化：在底物分子发生脱氢或脱水时，能量重新分配时形成某种高能状态或高能中间产物，再通过酶的作用将能量传递给ADP生成ATP的过程,2023/1/9,21,（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,2023/1/9,22,（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate),2023/1/9,23,（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸,2023/1/9,24,2023/1/9,25,无氧酵解的全部反应过程在胞液(cytoplasm)中进行

5、，共11步，无氧酵解代谢的终产物是乳酸（lactate），一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成2分子ATP。,二、糖酵解的反应过程,2023/1/9,26,无氧酵解的反应过程可分为活化、裂解、放能和还原四个阶段。其中，活化、裂解、放能三个阶段又可合称为糖酵解途径（glycolytic pathway)。,2023/1/9,27,EMP的化学历程,糖原（或淀粉）,1-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1，6-二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮,21，3-二磷酸甘油酸,23-磷酸甘油酸,22-磷酸甘油酸,2磷酸烯醇丙酮酸,2丙酮酸,第一阶段,第二阶段,第三阶段,葡萄糖,葡萄糖的磷酸化(活化）

6、,磷酸己糖的裂解,丙酮酸和ATP的生成（放能）,2023/1/9,28,1.活化(activation)己糖磷酸酯的生成：,活化阶段是指葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-双磷酸果糖（F-1,6-BP，FDP）的反应过程。活化阶段由3步化学反应组成。,2023/1/9,29,葡萄糖(glucose)磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)；G-6-P异构为6-磷酸果糖（fructose-6-phosphate,F-6-P）；F-6-P再磷酸化为 1,6-双磷酸果糖（fructose-1,6-bisphosphate,F-1,6-BP）。,2023/1/9,

7、30,无氧酵解的活化阶段,glucose,2023/1/9,31,2.裂解（lysis)磷酸丙糖的生成：,一分子F-1,6-BP裂解为两分子可以互变的磷酸丙糖（triose phosphate)，包括两步反应：F-1,6-BP 裂解为3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde-3-phosphate)和磷酸二羟丙酮(dihydroxy-acetone phosphate)；磷酸二羟丙酮异构为3-磷酸甘油醛。,2023/1/9,32,无氧酵解的裂解阶段,2023/1/9,33,3.放能(releasing energy)丙酮酸的生成：,3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，

8、包括五步反应。3-磷酸甘油醛脱氢并磷酸化生成1,3-二磷酸甘油酸（glycerate-1,3-diphosphate)；1,3-二磷酸甘油酸脱磷酸，将其交给ADP生成ATP；,2023/1/9,34,3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸；2-磷酸甘油酸(glycerate-2-phosphate)脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)；磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）将高能磷酸基交给ADP生成ATP。,2023/1/9,35,glyceraldehyde-3-phosphate,无氧酵解的放能阶段,2023/1/9,36,glycerate-2-phosphate,

9、2023/1/9,37,4还原(reduction)乳酸的生成：,利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+，以确保反应的继续进行。,2023/1/9,38,无氧酵解的还原阶段,2023/1/9,39,糖酵解途径,2023/1/9,40,糖的无氧酵解途径,2023/1/9,41,-6-P,-6-P,1,6-FBP,磷酸二羟丙酮,3-P-G,ATP,ATP,1,3-B-P-G,3-P甘油酸,ATP,ATP,2H+,2-P甘油酸,PEP,丙酮酸,ATP,ATP,EMP能量变化简图,2023/1/9,42,2023/1/9,43,（三）糖酵解过程中ATP的生成,+2 1

10、,葡萄糖 6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖,1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸 丙 酮 酸,-1,1 mol 葡萄糖 2 mol 乳酸+？mol ATP,糖原中的1mol葡萄糖2mol 乳酸+？mol ATP,+2 1,-1,2023/1/9,44,糖酵解中能量利用的效率：,从葡萄糖开始：2 30.5/196=61/196=31(%)从糖原开始：2 51.6/196=103.2/196=52.6(%),G0=-196kJ,ATP储存能量:G0=-30.5 kJ/mol(体外标准状态下)G0=-51.6 kJ/mol(体内生理状态下),糖酵解中能量的利用率：,

11、2023/1/9,45,乙醇发酵中能量利用的效率：,2 30.5/217.6=28(%),G0=-217.6 kJ,ATP储存能量:G0=-30.5 kJ/mol,乙醇发酵中能量的利用率：,2023/1/9,46,（四）丙酮酸的去路,无氧,2023/1/9,47,（五）糖酵解的生理意义,(1)在无氧条件下迅速提供能量,供机体需要,(2)是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源,(3)是某些病理情况下机体获得能量的方式,(4)也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径,2023/1/9,48,2023/1/9,49,2023/1/9,50,（六）糖酵解的调节：一、葡萄糖激酶/已糖激酶二、磷酸果糖激酶三、丙酮

12、酸激酶,2023/1/9,51,糖酵解过程的调节酶：,酶 的 名 称已糖激酶葡萄糖激酶(肝)磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶,变构激活剂Mg2+,Mn2+Mg2+,Mn2+Mg2+,AMP,ADP,F-1,6-2P,F-2,6-2P Mg2+,K+,F-1,6-2P,变构抑制剂G-6-P-ATP，H+、柠檬酸，长链脂肪酸ATP,2023/1/9,52,已糖激酶的分型 型 型,中文名称 已糖激酶(HK)葡萄糖激酶(GK),存在范围 在组织细胞中 仅在肝脏和胰腺 广泛存在 细胞存在,与葡萄糖亲和力 高 低 Km:0.01mmol/L Km:10100mmol/L,产物反馈抑制 有 无,激素调控不受受激素

13、调控,1、葡萄糖激酶/已糖激酶,2023/1/9,53,2、磷酸果糖激酶,2023/1/9,54,限速酶/关键酶(rate-limiting enzyme/key enzyme),1.催化非可逆反应,特点,2.催化效率低,3.受激素或代谢物的调节,4.常是在整条途径中催化初始反应的酶,5.活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向,EMP途径的限速酶：磷酸果糖激酶,2023/1/9,55,丙酮酸激酶催化活性控制关系图,Pi,3、丙酮酸激酶,2023/1/9,56,糖酵解过程小结：,葡萄糖转变为乳酸：,反应的条件：,无氧或缺氧,反应的部位：,细胞的胞浆,反应的底物：,葡萄糖/糖原,反应的产物：,反应过程特点：,乳酸、ATP,一、二、三,反应中间物：,在葡萄糖与丙酮酸之间均 为磷酸化合物,2023/1/9,57,糖酵解可总结为：一、二、三一：一次脱氢二：两次底物水平磷酸化三：三个不可逆反应及三个关键酶,2023/1/9,58,其它糖进入单糖分解的途径,2023/1/9,59,