糖的有氧氧化.ppt

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1、糖的有氧氧化(aerobic oxidation),概念 过程 小结 意义,一、糖有氧氧化的概念,葡萄糖 彻底氧化分解生成CO2和H2O的过程。,糖的有氧氧化是指：,体内组织在有氧条件下，,有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。,糖有氧氧化概况,葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA,CO2+H2O+ATP,三羧酸循环,线粒体内,胞浆,糖的有氧氧化与糖酵解,葡萄糖丙酮酸乳酸(糖酵解),葡萄糖丙酮酸,二、糖有氧氧化的过程,第一阶段：丙酮酸的生成（胞浆）第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoA（线粒体）第三阶段：乙酰CoA进入三羧酸循环 彻底氧化（线粒体）,三 个 阶 段,丙酮

2、酸的生成（胞浆）,2丙酮酸,进入线粒体进一步氧化,2(NADH+H+),2H2O+3/5 ATP,丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A,丙酮酸脱氢酶系,丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+C O2+NADH+H+,丙酮酸脱氢酶系,3 种 酶：E1:丙酮酸脱羧酶(TPP、Mg2+)E2:二氢硫辛酸乙酰基转移酶(硫辛酸、辅酶A)E3:二氢硫辛酸脱氢酶(FAD、NAD+)6种辅助因子：TPP、Mg2+、硫辛酸、辅酶A、FAD、NAD+（含B1、泛酸、B2、PP四种维生素）,丙酮酸氧化脱羧反应,丙酮酸脱羧酶Mg2+,硫辛酸乙酰转移酶,二氢硫辛酸脱氢酶,丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+C O2+

3、NADH+H+,丙酮酸脱氢酶系催化的反应,丙酮酸脱羧酶Mg2+,二氢硫辛酸脱氢酶,硫辛酸乙酰转移酶,丙酮酸脱氢酶复合物催化丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA,乙酰辅酶A进入三羧酸循环,三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TAC)又称柠檬酸循环(citric acid cycle)/Krebs循环(Krebs cycle)。乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含3个羧基的柠檬酸开始，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三羧酸循环。,三羧酸循环,反应过程 反应特点 意 义,乙酰CoA与草酰乙酸 缩合形成柠檬酸,TCA循环,柠檬酸合酶,关键酶,柠檬酸异构化生成异

4、柠檬酸,TCA循环,柠檬酸(citrate),异柠檬酸,异柠檬酸氧化脱羧 生成-酮戊二酸,TCA循环,异柠檬酸脱氢酶,异柠檬酸+NAD+-酮戊二酸+CO2+NADH+H+,关键酶,-酮戊二酸氧化脱羧 生成琥珀酰辅酶A,-酮戊二酸脱氢酶系,TCA循环,-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+琥珀酰CoA+C O2+NADH+H+,关键酶,琥珀酰CoA转变为琥珀酸,琥珀酰CoA合成酶,TCA循环,琥珀酰CoA(succinyl CoA),琥珀酰CoA+GDP+Pi 琥珀酸+GTP+CoA-SH,琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸,TCA循环,琥珀酸(succinate),琥珀酸脱氢酶,琥珀酸+FAD 延胡索酸+

5、FADH2,延胡索酸水化生成苹果酸,TCA循环,延胡索酸(fumarate),延胡索酸酶,延胡索酸+H2O 苹果酸,苹果酸脱氢生成草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,TCA循环,苹果酸(malate),NAD+,NADH+H+,草酰乙酸,P,CH2COSoA(乙酰辅酶A),三羧酸循环总图,2H,2H,三羧酸循环中草酰乙酸的来源(1),+CO2+ATP,生物素的作用机理,三羧酸循环中草酰乙酸的来源(2),三羧酸循环小结,TAC运转一周的净结果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无改变。,乙酰辅酶A+3NAD+FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HS

6、CoA+GTP,14C标记乙酰CoA进行研究结果，第一周循环中并无14C出现CO2，即CO2的碳原子来自草酰乙酸而不是来自乙酰CoA，第二周循环时，才有14 CO2 出现。TAC中的一些反应在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆的系统TAC的中间产物可转化为其他物质，故需不断补充,草酰乙酸,P,CH2COSoA(乙酰辅酶A),三羧酸循环总图,2H,2H,三羧酸循环特点,P,一次底物水平磷酸化 二次脱羧 三个不可逆反应 四次脱氢（3NADH+FADH2）,一分子乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化净生成10ATP。,糖有氧氧化的生理意义,糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。,糖有氧氧化

7、是体内三大营养物质代谢的总枢纽。,糖有氧氧化途径与体内其他代谢途径有着密切的联系。,糖有氧氧化过程中ATP的生成,第一阶段：葡萄糖 2丙酮酸,第二阶段：2丙酮酸 2乙酰CoA,第三阶段：2乙酰CoA2CO2+4H2O,2ATP,糖 的 有 氧 氧 化 底物磷酸化 氧化磷酸化,22.5ATP,210ATP,葡萄糖 6 CO2+6H2O+？mol ATP,糖原中的1mol葡萄糖 6 CO2+6H2O+？mol ATP,30/32 ATP,31/33ATP,21.5/2.5ATP,2ATP,-酮戊二酸,氨基酸、糖及脂肪代谢的联系,草酰乙酸,延胡索酸,琥珀酰CoA,柠檬酸,乙酰CoA,磷酸烯醇式丙酮酸

8、,甘油三酯,葡萄糖或糖原,丙酮酸,三羧酸循环的限速酶及其调节,酶 的 名 称柠檬酸合酶*异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系,变构激活剂ADP,变构抑制剂ATPNADH ATP、NADH、琥珀酰CoA,P,丙酮酸氧化和三羧酸循环的调节,琥珀酰CoA,草酰乙酸,苹果酸,琥珀酸,-酮戊二酸,异柠檬酸,柠檬酸,延胡索酸,乙酰辅酶A,丙酮酸,糖酵解和有氧氧化的调节,（一）细胞内代谢物的调节,（二）激素的调节作用,1、底物供应的调节2、腺苷酸的调节3、脂肪酸氧化对糖分解代谢的影响,1、胰岛素2、糖皮质激素3、胰高血糖素,糖酵解和有氧氧化的调节（一）细胞内代谢物的调节,(1)葡萄糖进入肌肉细胞和脂肪细胞是通过

9、膜上载体转运的，这得葡萄糖利用的限速过程，受胰岛素的促进。,1、底物供应的调节,(2)肝细胞及大脑等神经组织中葡萄糖的进入不受胰岛素的控制。,糖酵解和有氧氧化的调节（一）细胞内代谢物的调节,2、腺苷酸的调节,1、底物供应的调节,(1)AMP和ADP是多种酶的别构激活剂。ADP和AMP是FPK-1的别构激活剂，能强烈促进糖酵解的进行；AMP还能激活丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶和异柠檬酸脱氢酶，促进有氧氧化和三羧酸循环，加强ATP的生成。,(2)ATP是FPK-1、丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶的别构抑制剂，细胞内ATP大量积聚时能有效地抑制糖酵解和有氧氧化。,Pasteur效应,Pasteur效应：糖的

10、有氧氧化对糖酵解的抑制作用称为Pasteur效应。,实验现象：,机理：有氧时NADH+H+可进入线粒体内氧化，于是丙酮酸就进行有氧氧化而不生成乳酸-有氧氧化可抑制糖酵解。缺氧时，氧化磷酸化受阻，ADP与Pi不能合成ATP，致使ADP/ATP比值升高，而激活糖酵解途径的限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加。,Crabtree效应,Crabtree效应（亦称反Pasteur作用）：一些组织细胞给予葡萄糖时，无论供氧充足与否，均呈现很强的酵解反应，而糖的有氧氧化受抑制，这种作用称为Crabtree效应。,实验现象：在癌细胞中有Crabtree现象，后发现某些正常组织细胞(如视网膜、睾丸、小肠粘膜、颗粒性白细胞、肾髓质、成熟红细胞等)亦有此现象。,解释：,此类细胞糖酵解酶系较强，而线粒体中某些氧化酶系如细胞色素氧化酶活性较低，争夺氧化磷酸化底物处劣势。,返回,G o H o m e,