糖酵解和柠檬酸循环.ppt

糖酵解和柠檬酸循环23糖酵解途径糖酵解途径动画动画4n糖酵解糖酵解:n葡萄糖葡萄糖 n 丙酮酸丙酮酸 n两个阶段：两个阶段：n准备阶段准备阶段(前步前步)：葡萄糖：葡萄糖个磷酸三碳糖消耗个磷酸三碳糖消耗n实施阶段实施阶段(后步后步)：个磷酸三碳糖：个磷酸三碳糖丙酮酸产生丙酮酸产生n n场所：细胞质场所：细胞质n催化酶：由种酶催化，关键酶是己糖激酶、磷酸果糖催化酶：由种酶催化，关键酶是己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。大部分过程中都需要。激酶和丙酮酸激酶。大部分过程中都需要。5准备阶段（准备阶段（）6实施阶段（实施阶段（）7第阶段：第阶段：葡萄糖被磷酸化形成磷酸葡萄糖（）葡萄糖被磷酸化形成磷酸葡萄糖（）需供能，第一个限速步骤需供能，第一个限速步骤,不可逆。不可逆。由己糖激酶或葡萄糖激酶催化。由己糖激酶或葡萄糖激酶催化。己糖激酶：第一个调节酶，己糖激酶：第一个调节酶，受磷酸葡萄糖的别构抑制。受磷酸葡萄糖的别构抑制。8主要用于糖的合成主要用于糖的合成 主要用于糖的分解主要用于糖的分解 用途用途 不受不受G-6-P抑制抑制 受受G-6-P抑制抑制 抑制抑制 Km高，亲和力低高，亲和力低 Km低，亲和力高低，亲和力高 对对G的亲和力的亲和力 G G、F等等 底物底物 肝脏肝脏 不同组织不同组织 分布分布 葡萄糖激酶葡萄糖激酶 已糖激酶已糖激酶I、II、III 9两方面意义：两方面意义：糖经磷酸化后容易参与代谢；糖经磷酸化后容易参与代谢；保糖机制：磷酸化糖不能透过细胞质膜。保糖机制：磷酸化糖不能透过细胞质膜。10葡萄糖诱导契合诱导契合11由磷酸葡萄糖异构化成磷酸果糖（）由磷酸葡萄糖异构化成磷酸果糖（）磷酸葡萄糖异磷酸葡萄糖异磷酸葡萄糖异磷酸葡萄糖异构酶构酶构酶构酶1212 磷酸果糖磷酸化成二磷酸果糖（）磷酸果糖磷酸化成二磷酸果糖（）需供能，第二个限速步骤，不可逆，参加。需供能，第二个限速步骤，不可逆，参加。13 裂解成磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮裂解成磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮12345612345614 15123123 磷酸二羟丙酮异构成磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮异构成磷酸甘油醛16123456123456123123准备阶段共消耗分子，产生分子磷酸甘油醛准备阶段共消耗分子，产生分子磷酸甘油醛准备阶段共消耗分子，产生分子磷酸甘油醛准备阶段共消耗分子，产生分子磷酸甘油醛.原来葡萄糖的原来葡萄糖的原来葡萄糖的原来葡萄糖的3 3，4 4位位位位 3-3-磷酸甘油醛的磷酸甘油醛的磷酸甘油醛的磷酸甘油醛的1 1位位位位2 2，5 5位位位位 2 2位位位位1 1，6 6位位位位 3 3位位位位17第阶段：第阶段：磷酸甘油醛氧化成二磷酸甘油酸（）磷酸甘油醛氧化成二磷酸甘油酸（）辅酶辅酶18磷酸解作用高能中间产物磷酸甘油醛脱氢酶作用机理19第一个底物水平磷酸化第一个底物水平磷酸化 二磷酸甘油酸转变成磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变成磷酸甘油酸20n底物水平磷酸化底物水平磷酸化():n在底物氧化还原过程中，分子内部能量重在底物氧化还原过程中，分子内部能量重新分布，使无机磷酸酯化形成高能磷酯键，新分布，使无机磷酸酯化形成高能磷酯键，后者在酶的作用下将能量转给，生成。后者在酶的作用下将能量转给，生成。21 磷酸甘油酸变成磷酸甘油酸磷酸甘油酸变成磷酸甘油酸需参加。需参加。22:23 磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸（）磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸（）24第二个底物水平磷酸化第二个底物水平磷酸化第二个底物水平磷酸化第二个底物水平磷酸化第三个限速步骤，不可逆第三个限速步骤，不可逆 转变成丙酮酸转变成丙酮酸25 糖酵解过程中的生成和消耗糖酵解过程中的生成和消耗 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 26糖酵解途径糖酵解途径27 丙酮酸丙酮酸的去路的去路28有氧时有氧时 生成乙酰辅酶生成乙酰辅酶29 生成乳酸生成乳酸厌氧菌或肌肉由于剧烈运动而造成暂时性缺氧等。厌氧菌或肌肉由于剧烈运动而造成暂时性缺氧等。30糖酵解中的再生糖酵解中的再生 31 生成乙醇生成乙醇 酵母细胞酵母细胞n脱羧，辅酶：焦磷酸硫胺素脱羧，辅酶：焦磷酸硫胺素()n脱氢，脱氢，32含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环。(硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸)33无氧时：生成乳酸或乙醇，只产生个无氧时：生成乳酸或乙醇，只产生个无氧时：生成乳酸或乙醇，只产生个无氧时：生成乳酸或乙醇，只产生个糖酵解的能量变化糖酵解的能量变化 有氧时：有氧时：有氧时：有氧时：个经苹果酸天冬氨酸穿梭系统进入呼吸链可个经苹果酸天冬氨酸穿梭系统进入呼吸链可个经苹果酸天冬氨酸穿梭系统进入呼吸链可个经苹果酸天冬氨酸穿梭系统进入呼吸链可产生个，共产生个；产生个，共产生个；产生个，共产生个；产生个，共产生个；骨骼肌和脑组织中骨骼肌和脑组织中骨骼肌和脑组织中骨骼肌和脑组织中:要进入线粒体经过甘油磷酸穿梭系统要进入线粒体经过甘油磷酸穿梭系统要进入线粒体经过甘油磷酸穿梭系统要进入线粒体经过甘油磷酸穿梭系统,共产生共产生共产生共产生个。个。个。个。34 糖酵解的调控糖酵解的调控n三个不可逆反应三个不可逆反应:n 己糖激酶己糖激酶n 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶n 丙酮酸激酶丙酮酸激酶35控制糖酵解的入口控制糖酵解的入口G G-6-P己糖激酶己糖激酶-己糖激酶的调控己糖激酶的调控己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外，都受到葡萄糖磷酸的抑制。己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外，都受到葡萄糖磷酸的抑制。36 磷酸果糖激酶的调控磷酸果糖激酶的调控n磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶()糖酵解中最关键的限速酶。糖酵解中最关键的限速酶。果糖，二磷酸果糖，二磷酸果糖磷酸果糖磷酸果糖，二磷酸果糖，二磷酸37 即是底物，也是别构抑制剂，使酶对即是底物，也是别构抑制剂，使酶对 亲和力亲和力降低。降低。是别构激活剂是别构激活剂38 柠檬酸柠檬酸酶的抑制剂：反馈抑制酶的抑制剂：反馈抑制()被抑制被抑制可防止肌肉中形成过量的乳酸而使血液酸中毒。可防止肌肉中形成过量的乳酸而使血液酸中毒。39果糖，二磷酸果糖，二磷酸别构激活剂，增加对底物别构激活剂，增加对底物的亲和力。的亲和力。F-6-PF-2,6-2PPFK2PFK2果糖果糖-2，6-二磷酸酶二磷酸酶n磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(或或)n双功能酶双功能酶n受胰高血糖素的调控受胰高血糖素的调控40 丙酮酸激酶的调控丙酮酸激酶的调控n果糖，二磷酸果糖，二磷酸:别构激活别构激活n起活化作用，与磷酸果糖激酶协调，加速酵解。起活化作用，与磷酸果糖激酶协调，加速酵解。n前馈激活（前馈激活（）n:别构抑制别构抑制n丙氨酸丙氨酸:别构抑制别构抑制n丙酮酸转氨生成，表示生物合成过剩。丙酮酸转氨生成，表示生物合成过剩。控制糖酵解的出口控制糖酵解的出口41 柠檬酸循环柠檬酸循环 柠檬酸循环途径柠檬酸循环途径 基本概念基本概念柠檬酸循环柠檬酸循环:（，三羧酸循环，三羧酸循环 ，循环，循环，循环）循环）在有氧条件下，丙酮酸通过柠檬酸循环在有氧条件下，丙酮酸通过柠檬酸循环被氧化分解为和水，同时释放能量。被氧化分解为和水，同时释放能量。由英国生化学家由英国生化学家 发现发现424344柠檬酸合酶柠檬酸合酶45 丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶 n在线粒体内，不可逆反应在线粒体内，不可逆反应丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体46n丙酮酸脱氢酶复合体的组成：丙酮酸脱氢酶复合体的组成：n 丙酮酸脱氢酶（）丙酮酸脱氢酶（）n 二氢硫辛酸转乙酰酶（）二氢硫辛酸转乙酰酶（）n 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶 （）（）n酶的辅助因子酶的辅助因子:n n n 辅酶（）辅酶（）泛酸泛酸n 硫胺素焦磷酸（）硫胺素焦磷酸（）n 硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酸硫辛酸n 47缩写缩写辅基辅基催化反应催化反应丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺乙酰转移酶乙酰转移酶硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酰胺将乙酰基转移到将乙酰基转移到二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺脱氢酶脱氢酶将还原型硫辛酰胺将还原型硫辛酰胺转变为氧化型转变为氧化型大肠杆菌的丙酮酸脱氢酶复合体组成大肠杆菌的丙酮酸脱氢酶复合体组成 4849二氢硫辛酸转乙酰酶：个亚基（个聚体）二氢硫辛酸转乙酰酶：个亚基（个聚体）()()个亚基个亚基505152反应过程反应过程.脱羧，生成羟乙基，由催化。脱羧，生成羟乙基，由催化。丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶羟乙基羟乙基-TPP5354.羟乙基被氧化成乙酰基，转移给硫辛酰胺。由催化。羟乙基被氧化成乙酰基，转移给硫辛酰胺。由催化。E2E2乙酰乙酰-二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺羟乙基羟乙基-TPP.乙酰基转给辅酶形成乙酰辅酶。由催化。乙酰基转给辅酶形成乙酰辅酶。由催化。E2E2乙酰辅酶乙酰辅酶A二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺乙酰转移酶乙酰转移酶55.氧化硫辛酰胺，生成。由催化。氧化硫辛酰胺，生成。由催化。E2E2二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶.氧化，生成。氧化，生成。FADH2-E3+NAD+FAD-E3+NADH+H+56反反应过应过程程 5758丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节.变构调节：乙酰抑制变构调节：乙酰抑制,抑制抑制 磷酸化失活；胰岛素和促进其失去磷酸化，磷酸化失活；胰岛素和促进其失去磷酸化，使其活性增加。使其活性增加。.共价修饰调节：丙酮酸脱氢酶激酶共价修饰调节：丙酮酸脱氢酶激酶59 柠檬酸循环途径柠檬酸循环途径 n线粒体基质线粒体基质n由种酶催化完成。由种酶催化完成。n由乙酰辅酶和草酰乙酸缩合开始，经过一连串反应由乙酰辅酶和草酰乙酸缩合开始，经过一连串反应使一分子乙酰基完全氧化使一分子乙酰基完全氧化,再生成草酰乙酸而完成再生成草酰乙酸而完成一个循环。一个循环。n 每循环一次，经历两次脱羧，使乙酰辅酶氧化生每循环一次，经历两次脱羧，使乙酰辅酶氧化生成和水。成和水。60柠檬酸合酶柠檬酸合酶6162 柠檬酸的合成柠檬酸的合成 反应不可逆反应不可逆,第一个调节酶。第一个调节酶。柠檬酸合酶柠檬酸合酶63二聚体草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰构象改变64异柠檬酸的生成：两步均为可逆反应异柠檬酸的生成：两步均为可逆反应65反应不可逆，第二个调节酶。第一个氧化脱羧 异柠檬酸被氧化脱羧生成异柠檬酸被氧化脱羧生成酮戊二酸酮戊二酸 66酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰n反应不可逆反应不可逆n第二个氧化脱羧第二个氧化脱羧67n酮戊二酸脱氢酶复合体的组成：酮戊二酸脱氢酶复合体的组成：n 酮戊二酸脱氢酶（）酮戊二酸脱氢酶（）n 转琥珀酰酶（）转琥珀酰酶（）核心核心n 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶 （）（）n酶的辅助因子酶的辅助因子:n n n 辅酶（）辅酶（）泛酸泛酸n 硫胺素焦磷酸（）硫胺素焦磷酸（）n 硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酸硫辛酸n 68琥珀酰琥珀酰琥珀酸琥珀酸n唯一直接产生高能磷酸键的反应（底物磷酸化）唯一直接产生高能磷酸键的反应（底物磷酸化）n哺乳动物：；植物和细菌：哺乳动物：；植物和细菌：69琥珀酸氧化成延胡索酸琥珀酸氧化成延胡索酸丙二酸是很强的竞争性抑制剂丙二酸是很强的竞争性抑制剂第三个氧化还原反应第三个氧化还原反应反丁烯二酸反丁烯二酸70n反式加成，生成型苹果酸。反式加成，生成型苹果酸。延胡索酸生成苹果酸延胡索酸生成苹果酸71 苹果酸生成草酰乙酸苹果酸生成草酰乙酸第四个氧化还原反应第四个氧化还原反应72柠檬酸循环柠檬酸循环 柠檬酸合酶柠檬酸合酶73三羧酸循环的总反应式三羧酸循环的总反应式 CH3COSCoA3NADFADGDPPi2H2O 2CO23NADH3HFADH2GTPCoASH 74 柠檬酸循环的特点柠檬酸循环的特点线粒体基质。加入以个释放，参与反应的物质没减少。消耗了两个水。共有步脱氢反应,生成个 和个 进入呼吸链。柠檬酸循环严格需氧。75从乙酰开始从乙酰开始（）（）（），（），（）（），（），（）（）（）从丙酮酸开始从丙酮酸开始 从葡萄糖开始从葡萄糖开始 ()()76 能量计算 葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量 或或 或或 或或或或 ()细胞液细胞液线粒体线粒体线粒体线粒体 77n柠檬酸合酶：柠檬酸合酶：n抑制：抑制：和和，琥珀酰，柠檬酸，琥珀酰，柠檬酸n激活：激活：n异柠檬酸脱氢酶：异柠檬酸脱氢酶：n抑制：抑制：n激活：激活：，n酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶n抑制：抑制：，琥珀酰，琥珀酰n激活：激活：柠檬酸循环的调控78柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶79 柠檬酸循环的生理意义柠檬酸循环的生理意义 n主要：供能主要：供能n为生物合成提供中间物。为生物合成提供中间物。n三大营养物质的最终代谢通路。三大营养物质的最终代谢通路。n是的重要来源之一。是的重要来源之一。n两用代谢途径两用代谢途径 80代谢枢纽代谢枢纽两用代谢途径两用代谢途径8182n回补反应：回补反应：n酶催化的补充循环中间代谢物的供给的反酶催化的补充循环中间代谢物的供给的反应。应。n丙酮酸丙酮酸 n 草酰乙酸草酰乙酸n丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶:激活剂激活剂乙酰乙酰83 乙醛酸循环乙醛酸循环存在于植物和微存在于植物和微生物中。生物中。84草酰乙酸乙酰草酰乙酸乙酰 柠檬酸柠檬酸 异柠檬酸异柠檬酸 异柠檬酸裂解酶异柠檬酸裂解酶 琥珀酸乙醛酸琥珀酸乙醛酸 乙酰乙酰 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 乙酰乙酰 琥珀酸琥珀酸 85名词解释名词解释n糖酵解（）糖酵解（）n柠檬酸循环（柠檬酸循环（，n三羧酸循环三羧酸循环 ，循环，循环，n循环）循环）n底物水平磷酸化底物水平磷酸化()()86作业题作业题下册90页:2 112页:2，3思考题尽管O2没有直接参与柠檬酸循环,但没有O2的存在,柠檬酸循环就不能进行,为什么87医学资料仅供参考,用药方面谨遵医嘱