糖的分解代谢.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,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,细胞呼吸,一、丙酮酸氧化为乙酰,CoA,丙酮酸脱氢酶复合物（PDC）（E,1,+E,2,+E,3,）,丙酮酸,乙酰CoA,硫辛酸,丙酮酸+CoA+NAD,+,乙酰CoA+CO,2,+NADH+H,+,丙酮酸氧化,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）,噻唑环,与E,1,结合，使丙酮酸,脱羧,，产生,羟乙基-TPP,羟乙基,丙酮酸脱羧酶,丙酮酸脱氢酶,-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的合成,TCA,光合作用C的固定,缬氨酸、亮氨酸的生物合成,Coenzyme A(CoA),酶E,2,的底物，从硫辛酰胺上接受,乙酰基,泛酸,2-巯基乙胺,硫辛酰胺是硫辛酸与酶蛋白的一个,Lys,残基的,-氨基,共价连接,硫辛酸,还原性,二氢硫辛酰胺-E,2,乙酰型,乙酰-二氢硫辛酰胺-E,2,(c),E2 consists of three types of domains linked by short polypeptide linkers:a catalytic acyltransferase domain;a binding domain,involved in the binding of E2 to E1 and E3;and one or more(depending on the species)lipoyl domains.,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的结构,E,1,丙酮酸脱氢酶,E,2,二氢硫辛酰转乙酰基酶,E,3,二氢硫辛酰脱氢酶,丙酮酸脱氢酶系,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的反应,E1,E2,E3,(c)The mechanistic details of the first three steps of the pyruvate dehydrogenase complex reaction.A Deeper Look Steric Preferences in NAD,+,-Dependent Dehydrogenases,the enzymes that require nicotinamide coenzymes are stereospecific and transfer hydride to either the pro-,R,or the pro-,S,positions selectively.The table(facing page)lists the preferences of several dehydrogenases.,丙酮酸氧化脱羧反应过程的调控,p320,共价调节,别构调节,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,二、柠檬酸循环,（TCA循环、三羧酸循环、Krebs循环）,柠檬酸,-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,是乙酰基二碳单位进一步氧化降解产生CO,2,和还原型辅酶的代谢途径。,C,4,+C,2,C,6,C,6,C,6,C,6,C,5,C,4,C,4,C,4,C,4,1.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,柠檬酸合成酶单体,柠檬酸,乙酰CoA,柠檬酸合成酶结构（二聚体）,Structure of citrate synthase,open form of the enzyme alone,closed form with bound,oxaloacetate,(yellow)and a stable analog of,acetyl-CoA,(carboxymethyl-CoA;red),柠檬酸合成酶作用机制,硫酯,烯醇化物,酸催化,共轭碱,柠檬酸合成酶作用机制,烯醇化物,羰基碳,草酰乙酸,酸催化,柠檬酸合成酶作用机制,柠檬酰-CoA,柠檬酸合成酶作用机制,硫酯,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,90,pro-S arm,pro-R arm,R,S,顺乌头酸酶,顺乌头酸酶,（含,4Fe4S,的铁硫蛋白）,异柠檬酸,isocitrate,铁硫簇,iron-sulfur cluster,半胱氨酸,cysteines,顺乌头酸酶的活性中心,The active site of aconitase.,铁硫中心的作用是底物结合和催化作用,顺乌头酸酶是一种含4Fe-4S的铁硫蛋白，Fe-S聚簇与柠檬酸结合，并参与底物的脱水和再水合。,铁硫蛋白：,与Fe-S聚簇结合着的蛋白质称为,铁硫蛋白,，或,非血红素铁蛋白。,柠檬酸：分子结构对称，反应不对称,Citrate:A Symmetrical Molecule That Reacts Asymmetrically,途径2实际并不出现,-酮戊二酸,易受影响的键,柠檬酸：分子结构对称，反应不对称,Citrate:A Symmetrical Molecule That Reacts Asymmetrically,3.异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸,-酮戊二酸,异柠檬酸,异柠檬酸脱氢酶,Mg,2+,、Mn,2,脱去的CO,2,来自最初的草酰乙酸,哺乳动物中也存在依赖NADP,+,的异柠檬酸脱氢酶,异柠檬酸,NADP,+,Ca,2+,异柠檬酸脱氢酶的活性中心,The active site of isocitrate dehydrogenase,4.-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA,琥珀酰辅酶A,-酮戊二酸,-酮戊二酸脱氢酶系,脱去的CO,2,来自最初的草酰乙酸,高能硫酯键,5.琥珀酸的生成,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,磷酸基转移到GDP，生成GTP,CoA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,大肠杆菌琥珀酰CoA合成酶,Succinyl-CoA synthetase of,E.coli,活性部位包括：,(,蓝色,),亚基,(,褐色,),亚基,Coenzyme A,磷酸,6.延胡索酸的生成,延胡索酸,琥珀酸,琥珀酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶是TCA中唯一的,线粒体内膜结合蛋白,，也是,琥珀酸-CoQ氧化还原酶,的一部分，没有区别琥珀酸相同两端的能力。,FAD作为该酶的辅基，共价结合在酶的一个His残基上,.(FAD的C-8酶的N-3),The Fe,2,S,2,cluster of succinate dehydrogenase,7.苹果酸的生成,苹果酸,延胡索酸,延胡索酸酶,（延胡索酸水合酶）,延胡索酸酶催化反应可能的两种机制,Two possible mechanisms for the fumarase reaction,碳负离子,8.草酰乙酸的再生,苹果酸,草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,热力学上不利于草酰乙酸的生成,柠檬酸,顺乌头酸,异柠檬酸,-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,-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,三、柠檬酸循环的总结,1、总反应,2、乙酰CoA碳原子去向,TCA中乙酰CoA中C原子的命运,羰基碳,在循环的第二轮的第3、4步分别脱去,甲基碳,在第1轮随机保留在琥珀酸的中间两个C上，第2轮随机保留在琥珀酸的4个C上，此后每轮循环消去50,TCA中乙酰CoA中C原子的命运,异柠檬酸,-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CoA,3、柠檬酸循环中生成的产物（NADH、FADH,2、,CO,2,、GTP/ATP）,Products of one turn of the citric acid cycle,四、柠檬酸循环的生物学意义,1、提供能量,葡萄糖的有氧代谢,The aerobic metabolism of glucose,糖酵解,2乙酰CoA,2、TCA是绝大多数生物体主要的分解代谢途径,3、双向（,合成,和分解）功能,三羧酸循环是糖、脂和蛋白质等物质代谢和转化的枢纽,TCA在合成代谢中的作用,柠檬酸,-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,其他氨基酸,嘌呤，嘧啶,脂肪酸、,固醇,其他氨基酸,五、TCA中间物的回补,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,天冬氨酸和谷氨酸的转氨作用,PEP羧激酶更适合催化PEP的生成,PEP羧化酶,柠檬酸合成酶,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶系,丙酮酸脱氢酶系,六、柠檬酸循环的调控关系,AMP,NADH,The glyoxylate cycle,七、乙醛酸途径,乙醛酸,电子显微镜下发芽的黄瓜种子,乙醛酸循环体,线粒体,Relationship between the glyoxylate and citric acid cycles,Coordinated regulation of glyoxylate and citric acid,cycles,TCA、糖酵解中间产物,AMP，ADP,异柠檬酸裂解酶,异柠檬酸脱氢酶,