生物化学-本四.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,动态生化的学习思路,代谢,分解代谢：大分子 小分子 最终产物,（构件分子）,合成代谢：原料 小分子 大分子,酶,能量变化,第六章 糖代谢,糖类物质的功能,能源和碳源,最终来源,光合作用,分解代谢：,多糖 单糖 CO,2,、H,2,O,合成代谢：,CO,2,、H,2,O,单糖 多糖,光合作用,化能合成作用,多糖和低聚糖的酶促降解,糖的分解代谢,糖酵解,糖的有氧分解,乙醛酸循环,磷酸戊糖途径,糖的合成代谢,一 多糖和低聚糖的酶促降解,淀粉,淀粉酶,1 淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖,2 淀粉 1-P-葡萄糖,磷酸化酶、寡聚1,4-1,4葡聚糖转移酶、脱枝酶,血糖,正常人空腹血糖浓度为3.9-6.1 mmol/L。,糖尿病,低血糖,二 糖的分解代谢,实质：糖的氧化作用,主要有以下途径：,糖酵解,糖的有氧分解 三羧酸循环,磷酸戊糖途径,乙醛酸循环,糖的分解代谢有多条途径,生物体在不同的组织细胞，不同的环境条件下，采用了复杂微妙的多种糖分解代谢方式。,是什么？,在哪里进行？,能量？,怎么进行？,有什么作用？,怎么调控？,（一）糖酵解,1mol葡萄糖变成2mol丙酮酸并伴随着ATP生成的过程为糖酵解。,glycolysis,有时也称1mol葡萄糖到2mol乳酸的整个反应过程为糖酵解。,是什么？,糖酵解在细胞液中进行。,是动物、植物、微生物共同存在的糖代谢途径。,在哪里进行？,分成4个阶段,己糖磷酸酯的生成,丙糖磷酸的生成,甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸,丙酮酸的继续氧化,怎么进行？,糖酵解从G开始，共12步反应，需11个酶。,从糖原开始，共13步反应，需12个酶。,己糖激酶,G+ATP G-6-P+ADP,磷酸己糖异构酶,G-6-P F-6-P,磷酸果糖激酶,F-6-P+ATP F-1,6-2P+ADP,从糖原开始：,磷酸化酶磷酸葡萄糖变位酶,糖原 G-1-P G-6-P,F-6-P F-1,6-2P,醛缩酶,-1,6-2P 磷酸二羟丙酮 甘油醛,磷酸丙糖异构酶,磷酸二羟丙酮 甘油醛,3-磷酸甘油酸脱氢酶,3-P-甘油醛+NAD 1,3-2P-甘油酸+NADH,2,磷酸甘油酸激酶,1,3-2P-甘油酸+ADP 3-P-甘油酸+ATP,磷酸甘油变位酶,3-P-甘油酸 2-P-甘油酸,烯醇化酶,2-P-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸激酶,磷酸烯醇式丙酮酸+ADP 烯醇式丙酮酸+ATP,烯醇式丙酮酸 丙酮酸,乳酸脱氢酶,丙酮酸+NADH,2,乳酸+NAD,1 己糖激酶/葡萄糖激酶 关键反应/关键酶,Glucose,Glucose-6-phosphate,ATP,ADP,G,0,=-16.7 kJ/mol,2 己糖磷酸异构酶,3 果糖磷酸激酶 关键反应/关键酶,Fructose-6-P,fructose-1,6-bisphosphate,4 醛缩酶,C6 2 C3,dihydroxyacetone phosphate,gylceraldehyde-3-phosphate,5 丙糖磷酸异构酶,C,6,2 C,3,6 甘油醛-3-磷酸脱氢酶,the first glycolytic reaction to invovle oxidation-reduction,7 磷酸甘油酸激酶 -实现收支平衡的反应,底物磷酸化作用.,8 甘油酸磷酸变位酶,9 烯醇化酶,丙酮酸激酶,11,非酶促反应,底物磷酸化作用,丙酮酸的去向？,在无氧条件下，丙酮酸的去向主要有：,生成乳酸,生成乙醇,lactic acid fermentation,乳酸菌在无氧条件下，人和动物激烈运动时，肌肉供氧不足时,葡萄糖,6-磷酸-葡萄糖,6-磷酸-果糖,1，6-二磷酸-果糖,磷酸二羟丙酮,3-磷酸-甘油醛,1，3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,己糖激酶,磷酸葡萄糖异构酶,磷酸果糖激酶,醛缩酶,磷酸丙糖异构酶,磷酸甘油醛脱氢酶,磷酸甘油酸激酶,磷酸甘油酸变位酶,烯醇化酶,丙酮酸激酶,能量,G +2ATP,糖原 +3ATP,能量？,糖酵解总反应方程式,C,6,H,12,O,6,+2ADP+2Pi 2乳酸+2ATP+2H,2,O,糖酵解的意义:,释放能量，使机体在无氧或缺氧情况下能进行生命活动；,酵解过程的中间产物可为机体提供C骨架。,有什么作用？,厌氧生物和某些特殊的细胞，例如成熟的红细胞,因为没有线粒体，不能进行有氧氧化，只能以糖酵,解作为惟一的供能途径。,人和动物在细胞暂时缺氧时也是通过该途径获得,能量。,alcoholic fermentation,生醇发酵 酵母菌等微生物、植物细胞,糖酵解的调控,三个关键酶,果糖磷酸激酶 -最关键的限速酶,己糖激酶,丙酮酸激酶,怎么调控？,糖酵解和乙醇发酵的总反应式如下：,物质：未被彻底氧化分解。C6 C3/C2；H未彻底氧化。,能量：2ATP。效率低。,3 糖的有氧分解,乳酸,G 丙酮酸 乙醇,进入有氧分解,无氧条件下，糖酵解途径仅释放有限的能量。,大部分生物的糖代谢是在有氧条件下进行的。,葡萄糖的有氧分解代谢是一条完整的代谢途径。,经过糖酵解、柠檬酸循环和氧化磷酸化的过程，葡,萄糖最终转化成CO,2,和H,2,O。,线粒体膜,三羧酸循环,G 丙酮酸 乙酰CoA CO,2、,H,2,O,乳酸,糖酵解,糖的有氧分解,（1）G 丙酮酸,（2）丙酮酸 乙酰CoA,（3）乙酰CoA CO,2、,H,2,O,丙酮酸 乙酰CoA,丙酮酸脱氢酶系 3个酶、6个辅酶,部位：线粒体膜,丙酮酸+CoASH+NAD 乙酰CoA+CO,2,+NADH,2,How are two CO2 molecules produced from acetyl-CoA?,8 steps,三羧酸循环,概念：大多数动物、植物和微生物，在有氧的情况,下将酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A，,乙酰辅酶A经过一系列氧化、脱羧反应，最终生成,CO,2、,H,2,O并产生能量的过程。,又称为TCA循环，Krebs循环，柠檬酸循环。,部位：线粒体内。,循环从乙酰CoA开始，经过8步反应，被彻底氧化成CO,2、,H,2,O。,柠檬酸合成酶,乙酰CoA+草酰乙酸 柠檬酸+CoASH,顺乌头酸酶,柠檬酸 异柠檬酸,异柠檬酸脱氢酶,异柠檬酸+NAD,-酮戊二酸+NADH2+CO2,NADP NADPH2,-酮戊二酸脱氢酶系,-酮戊二酸+,CoASH+NAD,琥珀酰CoA+NADH,2,+CO,2,琥珀酸硫激酶,琥珀酰CoA+Pi+GDP 琥珀酸+GTP,GTP+ADP GDP+ATP,底物磷酸化作用,琥珀酸脱氢酶,琥珀酸+FAD 延胡索酸+FADH,2,延胡索酸酶,延胡索酸+H,2,O L-苹果酸,苹果酸脱氢酶,L-苹果酸+NAD 草酰乙酸+NADH,2,The citrate synthase reaction initiates the TCA cycle -step 1,C2 +C4 C6,Citrate is isomerized by aconitase to form isocitrate.-step 2,C6 C6,Isocitrate dehydrogenase catalyzes the first oxidative decarboxylation in the cycle.-step 3,C6 C5+CO,2,The first oxidation reaction in TCA cycle.,-kryoglutarate dehydrogenase catalyzes the second oxidative decarboxylation of the TCA cycle.-step 4,C5 C4+CO,2,The second oxidation reaction in TCA cycle.,Succinyl-CoA synthetase catalyzes subtrate-level phosphorylation.-step 5,Succinate dehydrogenase is FAD-dependent.-step 6,The third oxidation reaction in TCA cycle.,Fumarase catalyzes the,trans,-hydration of fumarate to form L-malate.-step 7,Malate dehydrogenase completes the cycle by oxidizing malate to oxaloacetate.-step 8,The forth oxidation reaction in TCA cycle.,乙酰-CoA,柠檬酸,顺乌头酸,异柠檬酸,草酰琥珀酸,-酮戊二酸,琥珀酰-CoA,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸合成酶（缩合）,异柠檬酸脱氢酶（氧化脱羧）,顺乌头酸酶（脱水）,顺乌头酸酶（水化）,-酮戊二酸脱氢酶系,（氧化脱羧）,琥珀酰-CoA合成酶,（底物水平磷酸化）,琥珀酸脱氢酶,（氧化）,延胡索酸酶（加水）,苹果酸脱氢酶,（氧化）,NADH,CO2,NADH,CO2,GTP,FADH2,NADH,H2O,H2O,H2O,H2O,三羧酸循环中,4次 氧化反应,NADH,2,3ATP,NADH,2,3ATP,FADH,2,2ATP,NADH,2,3ATP,1次底物磷酸化作用：1ATP,2次脱羧反应：,2CO,2,1个乙酰CoA,进入三羧酸循环，生成12ATP。,消耗,底物磷酸化,呼吸链,1G 2丙酮酸,-2 ATP,+4 ATP,+5 ATP,2丙酮酸 2乙酰CoA,0,0,+5 ATP,三羧酸循环,0,+2 ATP,+18 ATP,总ATP生成量,+32 ATP,糖的有氧分解的总反应式,C,6,H,12,O,6,+6O,2,+32ADP+32Pi 6H,2,O+6CO,2,+32ATP,意义：,1,在植物、动物及微生物中都存在，具有普遍的生物学意义。,2 产生的能量多，是体内最主要的产生ATP的途径。,3 是糖类、脂类、蛋白质三大物质转化的枢纽。,4 产生重要的中间化合物，对其他化合物的代谢有重要意义。,三羧酸循环的调控,丙酮酸脱氢酶系,柠檬酸合成酶 -关键的限速酶,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶系,4 乙醛酸循环,5 磷酸戊糖途径,6 葡糖醛酸代谢途径,三 糖的合成代谢,CO,2,+H,2,O 糖,光合作用,化能合成作用,单糖 多糖,非糖物质,1 蔗糖的合成 UDPG,2 淀粉的合成 ADPG,3 糖原的合成,4 糖原的异生作用,概念：由非糖物质转变为糖原的过程。,步骤基本按照糖酵解逆行过程进行。,但是，需要跨越三个障碍：,糖酵解过程中3个激酶催化的反应。,丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸,分2步完成：C3 C4 C3,绕道而行,F-1,6-2P F-6-P,G-6-P G,