第八章糖代谢II.ppt

概念?过程?意义 一、 糖的无氧分解（糖酵解）(关键步骤,关键酶)第一页，共一百零八页葡萄糖葡萄糖无氧或缺氧2 乳酸乳酸 + 2 ATP一、概念6C3C第二页，共一百零八页二、过程1. 糖酵解途径 （glycolytic pathway），EMP 途 径葡萄糖(glucose) 丙酮酸(pyruvate)2细胞部位：胞浆第三页，共一百零八页1 1）葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (phosphorylation of glucose)glucose(G)己糖激酶己糖激酶( (HK)HK) hexokinasehexokinase ATPADP关键酶glucose-6-phosphate (G-6-P）Mg2+第四页，共一百零八页A T P(三磷酸腺苷三磷酸腺苷)A D P(二磷酸腺苷二磷酸腺苷)高能磷酸键高能磷酸键HO-18第五页，共一百零八页限速酶限速酶 / 关键酶关键酶(rate-limiting enzyme / key enzyme)1.1.催化非可逆反应催化非可逆反应特特点点2.2.催化效率低催化效率低3.3.受激素或代谢物的调节受激素或代谢物的调节4.4.常是在整条途径中催化初始反应的酶常是在整条途径中催化初始反应的酶5.5.活性的改变可影响整个反应体系的速度活性的改变可影响整个反应体系的速度第六页，共一百零八页。

糖原分解成糖原分解成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖 原原 (Gn)H H3 3POPO4 4磷酸化酶 糖糖 原原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖变磷酸葡萄糖变位酶位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)第七页，共一百零八页2 2）6-6-磷酸葡萄糖异构化转变为磷酸葡萄糖异构化转变为6-6-磷酸果糖磷酸果糖(phosphorylation of fructose-6- phosphate) glucose-6phosphate(G-6-P） 磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶fructose-6-phosphate(F-6-P）第八页，共一百零八页3 3） 6- 6-磷酸果糖再磷酸化生成磷酸果糖再磷酸化生成1 1, ,6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖 (F-6-P） 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 （PFK- 1 1 ）ATPADPMg2+关键酶phosphofructokinase lPFK11,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate,FDP)第九页，共一百零八页4 4）磷酸丙糖的生成）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosphate(FDP）磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate, Gly-3-P) 醛缩酶醛缩酶6C3C第十页，共一百零八页。

5 5）磷酸丙糖的）磷酸丙糖的互换互换磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate, DHAP)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate, Gly-3-P)磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 2 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛第十一页，共一百零八页6 6）3-3-磷磷酸甘油醛氧化为酸甘油醛氧化为1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate,Gly-3-P)NADH3PO4NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶糖酵解糖酵解中唯一的中唯一的脱氢反应脱氢反应1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸1,3-diphospho- -glycerae (1,3-DPG)P第十二页，共一百零八页NAD+：R为为H；NADP+：R为为PO32-NADNAD+ + 辅酶INADPNADP+ + 辅酶II烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸第十三页，共一百零八页第十四页，共一百零八页7 7）1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为3-3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,3-PG)ADPATP3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶这是糖酵解这是糖酵解中第一次中第一次底物水平底物水平磷酸化反应磷酸化反应1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)(1,3-DPG) P第十五页，共一百零八页。

底物水平磷酸化反应底物水平磷酸化反应Substrate level phosphorylationSubstrate level phosphorylation底物分子内部能量重新分布形成高能磷酸底物分子内部能量重新分布形成高能磷酸键伴有键伴有ADPADP磷酸化生成磷酸化生成ATPATP的作用称为底的作用称为底物水平磷酸化物水平磷酸化第十六页，共一百零八页8 8）3-3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为2-2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate) 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶第十七页，共一百零八页9 9） 2- 2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为磷磷酸烯醇式丙酮酸酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate, 2-PG)烯醇化酶烯醇化酶Mg2+或或Mn2+ 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)H2O高能磷酸键高能磷酸键第十八页，共一百零八页1010）磷）磷酸酸烯醇式丙酮酸转变烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate, PEP)丙酮酸激酶丙酮酸激酶PKPKADPATPMg2+或或Mn2+ 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)糖酵解过程的第三个调节酶，糖酵解过程的第三个调节酶，也是第二次底物水平磷酸化反应也是第二次底物水平磷酸化反应关键酶第十九页，共一百零八页。

1111）烯醇式丙酮酸转变）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸为丙酮酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate, EPV)自发进行自发进行丙酮酸丙酮酸(pyruvate,PA)第二十页，共一百零八页1212） 丙酮酸还原丙酮酸还原为乳酸为乳酸乳酸乳酸(lactate,LA)乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶丙酮酸丙酮酸(pyruvate,PA)NADH+H+NAD +2. 丙酮酸 乳酸3-3-磷磷酸甘油醛酸甘油醛+ +NADNAD+ + 1,3- 1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸+ +NADHNADH+ +H+H+ +第二十一页，共一百零八页GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3-PG2-PGPEPPALAHK-ATPPFK1+ATP-ATP+ATP 2 2 NADHNAD+PK底物水平磷酸化GnG-1PPAS第二十二页，共一百零八页11个酶催化的个酶催化的1212步步反应反应四个阶段第一阶段：第一阶段： 磷酸己糖的生成磷酸己糖的生成( (活化活化) )I,2,3 I,2,3 耗能耗能第二阶段：第二阶段： 磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成( (裂解裂解) )4,54,5第三阶段：第三阶段： 3-3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸并磷酸甘油醛转变为丙酮酸并 释放能量释放能量( (氧化、转能氧化、转能) )6,7,8,9,10,116,7,8,9,10,11产能产能 第四阶段：第四阶段： 丙酮酸还原为乳酸丙酮酸还原为乳酸( (还原还原) )1212第二十三页，共一百零八页。

糖酵解小结：关键步骤关键酶GG-6-PH KF-6-PFDPPFK-1PEPPAPK第二十四页，共一百零八页糖酵解过程的关键酶及糖酵解过程的关键酶及ATPATP 关键反应关键反应 关键酶关键酶 ATP HK -ATPG G-6-PF-6-P 1，6-FDPPEP PA底物水平磷酸化）底物水平磷酸化）1,3-DPG3-PG(底物水平磷酸化）底物水平磷酸化）PFK1-ATP PK +ATP*2+ATP*21 mol 葡萄糖葡萄糖 2 mol 乳酸乳酸 + ？mol ATP2 mol ATP糖原中的糖原中的1mol葡萄糖葡萄糖2mol 乳酸乳酸 +？mol ATP3 mol ATP第二十五页，共一百零八页无氧或缺氧无氧或缺氧细胞的胞浆细胞的胞浆葡萄糖葡萄糖/ /糖原糖原乳酸、乳酸、ATPATP反应的条件：反应的条件：反应的部位：反应的部位：反应的底物：反应的底物：反应的产物：反应的产物：反应的特点：反应的特点：一次脱氢、二次底物磷酸化一次脱氢、二次底物磷酸化第二十六页，共一百零八页葡萄糖2乳酸G=-196kJ/molATP ADP, H3PO4 G=-30.514kJ，2 mol ATP相当于捕获61.028 酵解的放热量 G=-196-(61.028)=134.97kJ 葡萄糖酵解获能效率=61.028/(-196) 100%=31%糖原酵解获能效率=？ 49.7%第二十七页，共一百零八页。

糖酵解调节酶酶 的的 名名 称称变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂已糖激酶已糖激酶(HK)磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(PFK1)丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK)Mg2+, Mn2+G-6-PMg2+, AMP, ADP,F-1,6-2P, F-2,6-2P ATP，柠檬酸，柠檬酸，长链脂肪酸长链脂肪酸Mg2+, K+, F-1,6-2PATP第二十八页，共一百零八页糖酵解意义：糖酵解意义： 2.2.是是某些细胞某些细胞在不缺氧条件下的能量来源在不缺氧条件下的能量来源3.3.是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用 大部分逆过程大部分逆过程4.4.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒1.1.在在无氧条件无氧条件下迅速提供能量下迅速提供能量, ,供机体需要供机体需要47第二十九页，共一百零八页海拔海拔 5000米米运动、高原缺氧糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量机体加强糖酵解以适机体加强糖酵解以适应高原缺氧环境应高原缺氧环境44第三十页，共一百零八页。

某些组织细胞与某些组织细胞与糖酵解供能：糖酵解供能： 代谢极为活跃，即使不缺氧代谢极为活跃，即使不缺氧, ,也常由糖酵解提供部分能也常由糖酵解提供部分能量成熟红细胞：成熟红细胞：视网膜、神经、白细胞、骨视网膜、神经、白细胞、骨髓、肿瘤细胞等髓、肿瘤细胞等: : 无线粒体，无法通过氧化磷酸化无线粒体，无法通过氧化磷酸化获得能量，只能通过糖酵解获得能获得能量，只能通过糖酵解获得能量44第三十一页，共一百零八页二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 (aerobic oxidation) 概念 过程 意义 有氧氧化的调节 第三十二页，共一百零八页一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：糖的有氧氧化： 是指体内组织在有氧条件下，是指体内组织在有氧条件下，葡萄糖彻葡萄糖彻底氧化分解生成底氧化分解生成COCO2 2和和H H2 2O O的过程C C6 6H H1212O O6 6 + 6O O2 2 6 COCO2 2 + 6 H H2 2O O + 36/38 ATP 有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多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数组织细胞都通过有氧氧化获得能量第三十三页，共一百零八页。

糖的有氧氧化与糖的有氧氧化与糖酵解：糖酵解：细胞细胞胞浆胞浆线粒体线粒体 葡萄糖葡萄糖丙酮。