葡萄糖的分解代謝-2

1、（ 之二之二 ） 糖分解代謝主要途徑 糖的無氧分解 糖的有氧氧化 乙醛酸循環(huán) 磷酸戊糖途徑 其它已糖的代謝 一、糖的無氧分解 Derived from the Greek wordsDerived from the Greek words： - - l l- - GlycolysisGlycolysis ( (一一) )概念：糖的無氧分解是指：概念：糖的無氧分解是指： 體內(nèi)組織在無氧或缺氧情況下，葡萄糖或糖體內(nèi)組織在無氧或缺氧情況下，葡萄糖或糖 原在細胞質(zhì)中分解產(chǎn)生乳酸和少量原在細胞質(zhì)中分解產(chǎn)生乳酸和少量ATPATP的過程。的過程。 sugar(sweet) dissolution 乳酸與 A

2、TP 的結(jié)構(gòu): P O OH OHO N O CH2O OHOH P O OH N N N NH2 O OH O P H OH CH3CCOOH 糖的無氧氧化的過程及產(chǎn)物糖的無氧氧化的過程及產(chǎn)物: : 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖 乙醇：酵母菌、乙醇：酵母菌、 植物植物 EMP途徑途徑 乳酸：動物肌肉、乳酸：動物肌肉、 乳酸菌乳酸菌 無無 氧氧 有有 氧氧 CO2+H2O 糖酵解糖酵解 定義：糖酵解是定義：糖酵解是酶將葡萄糖降解酶將葡萄糖降解 為丙酮酸并伴隨為丙酮酸并伴隨ATPATP生成的過程。是一切有機生成的過程。是一切有機 體中普遍存在的體中普遍存在的葡萄糖降解途徑。葡萄糖降解途徑。 1940

3、1940年被闡明。年被闡明。( (研究歷史研究歷史) ) Embden,Meyerhof,Parnas Embden,Meyerhof,Parnas等人貢獻最多，故等人貢獻最多，故 糖酵解過程一也叫糖酵解過程一也叫Embdem-Meyerhof-ParnasEmbdem-Meyerhof-Parnas 途徑，簡稱途徑，簡稱EMPEMP途徑。途徑。 （二）糖酵解過程（二）糖酵解過程 11個酶催化的個酶催化的1212步步反應(yīng)反應(yīng) 第一階段：第一階段： 磷酸已糖的生成磷酸已糖的生成( (活化活化) ) 三個階段三個階段 第二階段：第二階段： 磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成( (裂解裂解) ) 第三階段

4、：第三階段： 3-3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸岵⒘姿岣视腿┺D(zhuǎn)變?yōu)楸岵?釋放能量釋放能量( (氧化、轉(zhuǎn)能氧化、轉(zhuǎn)能) ) 無氧氧化：無氧氧化： 丙酮酸還原為乳酸丙酮酸還原為乳酸( (還原還原) ) 糖 酵 解 過 程 : （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 ATP glucose(G) H C C C C C CH2OH O HOH OHH HOH HOH glucose-6- phosphate (G-6-P） H C C C C C CH2OH O HOH OHH HOH HOH 已糖激酶已糖激酶 Mg2+ 這是酵解過程中的這是酵解過程中的 第一個調(diào)節(jié)

5、酶第一個調(diào)節(jié)酶 O-PO OH OH ADP 激酶（磷酸化、去磷酸化酶）激酶（磷酸化、去磷酸化酶） 能夠在能夠在ATP、ADP和任何一種底物之和任何一種底物之 間起催化作用，將間起催化作用，將ATP上的磷酸基團轉(zhuǎn)上的磷酸基團轉(zhuǎn) 移給底物移給底物(使底物磷酸化）或?qū)⒌孜锷系氖沟孜锪姿峄┗驅(qū)⒌孜锷系?磷酸基團轉(zhuǎn)移給磷酸基團轉(zhuǎn)移給ADP(使底物去磷酸化使底物去磷酸化)的的 酶。酶。 已糖激酶已糖激酶 (hexokinase) ： 已糖激酶有已糖激酶有4 4種同功酶，即種同功酶，即型型 已糖激酶的分型已糖激酶的分型 型型 型型 中文名稱中文名稱 已糖激酶已糖激酶( (HKHK) ) 葡萄糖激酶葡萄糖

6、激酶( (GKGK) ) 英英 文文 hexokinase glucokinasehexokinase glucokinase 存在范圍存在范圍 在組織細胞中在組織細胞中 僅在肝臟和胰腺僅在肝臟和胰腺 廣泛存在廣泛存在 細胞存在細胞存在 與葡萄糖親和力與葡萄糖親和力 高高 低低 Km: 0.01mmol/L Km: 10 100mmol/L 產(chǎn)物反饋抑制產(chǎn)物反饋抑制 有有 無無 激素調(diào)控激素調(diào)控 受激素調(diào)控受激素調(diào)控 ATP與Mg2+的相互作用： A T P (三磷酸腺苷三磷酸腺苷) OH N+ CH CH O CH CH CH2O OH P O O- O O- O O P C C C N C

7、H NH CH N NH2 P O O- O- OH N+ CH CH O CH CH CH2O OH P O O- O O- O O P C C C N CH NH CH N NH2 P O O- O- Mg2+ Mg2+ HK與G結(jié)合的 誘導(dǎo)契合作用： The conformation of hexokinase changes markedly on binding glucose (shown in red). The two lobes of the enzyme come together and surround the substrate. 葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-

8、磷酸葡萄糖的意義：磷酸葡萄糖的意義： 1.1.葡萄糖磷酸化后容易參與反應(yīng)葡萄糖磷酸化后容易參與反應(yīng) 2.2.磷酸化后的葡萄糖帶負電荷，不能透過磷酸化后的葡萄糖帶負電荷，不能透過 細胞質(zhì)膜，因此是細胞的一種保糖機制細胞質(zhì)膜，因此是細胞的一種保糖機制 糖 酵 解 過 程 : （2 2）6-6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿崞咸烟钱悩?gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-6-磷酸果糖磷酸果糖 fructose-6- phosphate (F-6-P） OHCH2 C C C C CH2O O OHH HOH HOH PO OH OH 磷酸已糖異構(gòu)酶磷酸已糖異構(gòu)酶 glucose- 6phosphate (G-6-P） H C C

9、 C C C CH2O O HOH OHH HOH HOH PO OH OH （3 3） 6- 6-磷酸果糖再磷酸化生成磷酸果糖再磷酸化生成1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 (fructose-1,6-diphosphate) O-CH2 C C C C CH2O O OHH HOH HOH PO OH OH ATP O-PO OH OH 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 （PK- 1 1 ） Mg2+ (F-6-P） OHCH2 C C C C CH2O O OHH HOH HOH PO OH OH 糖酵解過程的第二個調(diào)節(jié)酶糖酵解過程的第二個調(diào)節(jié)酶 也是酵解

10、中的限速酶也是酵解中的限速酶 糖 酵 解 過 程 : ADP 限速酶限速酶 / 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 (rate-limiting enzyme / key enzyme) 1.1.催化非可逆反應(yīng)催化非可逆反應(yīng) 特特 點點 2.2.催化效率低催化效率低 3.3.受激素或代謝物的調(diào)節(jié)受激素或代謝物的調(diào)節(jié) 4.4.常是在整條途徑中催化初始反應(yīng)的酶常是在整條途徑中催化初始反應(yīng)的酶 5.5.活性的改變可影響整個反應(yīng)體系的速度和方向活性的改變可影響整個反應(yīng)體系的速度和方向 EMP途徑的限速酶：磷酸果糖激酶途徑的限速酶：磷酸果糖激酶 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 (phosphofructokinase) 磷酸果糖激

11、酶磷酸果糖激酶是糖酵解三個調(diào)節(jié)酶中催化是糖酵解三個調(diào)節(jié)酶中催化 效率最低的酶效率最低的酶, ,因此是糖酵解作用因此是糖酵解作用限速酶。限速酶。 變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 （BPF） 變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸、檸檬酸、 長鏈脂肪酸長鏈脂肪酸 AMP、ADP 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 p71p71 磷酸果糖己酶磷酸果糖己酶( PFG) 哺乳動物糖酵解途徑中最重要的調(diào)控酶哺乳動物糖酵解途徑中最重要的調(diào)控酶 變構(gòu)酶（變構(gòu)酶（4個亞基構(gòu)成）個亞基構(gòu)成） 受高濃度受高濃度ATP的抑制的抑制 PH值可以調(diào)解（生物學(xué)意義）值可以調(diào)解（生物學(xué)意義）P71（防止乳酸，酸防

12、止乳酸，酸 中毒）中毒） 3種同工酶磷酸果糖己酶種同工酶磷酸果糖己酶 PFG A: 磷酸肌酸、檸檬酸、磷酸肌酸、檸檬酸、Pi 抑制抑制 PFG B:2,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 PFG C: 腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸 糖 酵 解 過 程 : （4 4）磷酸丙糖的生成）磷酸丙糖的生成 p72 p72 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 OHCH2 CO CH2OPO OH OH OH H O C CH CH2OPO OH OH fructose-1,6-diphosphate (F-1,6-2P） C C C C CH2O O OHH HOH HOH CH2OPO OH OH

13、PO OH OH 醛縮酶醛縮酶 糖 酵 解 過 程 : （5 5）磷酸丙糖的）磷酸丙糖的互換互換 p72p72 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 (dihydroxyacetone phosphate) OHCH2 CO CH2OPO OH OH OH H O C CH CH2OPO OH OH 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3-phosphate) 磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)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 糖 酵 解 過 程 : （6 6）3-3-磷酸甘油醛氧化為磷酸甘油醛氧化為1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸 p74p74 3-磷

14、酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3-phosphate) OH H O C CH CH2OPO OH OH 糖酵解糖酵解 中唯一的中唯一的 脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng) OH O- O C CH CH2OPO OH OH 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 1,3-diphospho- -glycerae (1,3-DPG) P NAD H3PO4 NADH+H+ 生物氧化生物氧化（氧化磷酸化和底物水平磷酸化：（氧化磷酸化和底物水平磷酸化： 生物體內(nèi)生物體內(nèi)有機有機物質(zhì)氧化而產(chǎn)生大量能量物質(zhì)氧化而產(chǎn)生大量能量 的過程稱為的過程稱為生物氧化生物氧化。

15、在底物脫氫被氧化時，在底物脫氫被氧化時，電子電子或或氫原子氫原子在在 呼吸鏈上的傳遞過程中伴隨呼吸鏈上的傳遞過程中伴隨ADPADP磷酸化生磷酸化生 成成ATPATP的作用，稱為的作用，稱為氧化磷酸化氧化磷酸化。 在底物被氧化的過程中，底物分子內(nèi)部在底物被氧化的過程中，底物分子內(nèi)部 能量重新分布產(chǎn)生能量重新分布產(chǎn)生高能磷酸鍵（或高能高能磷酸鍵（或高能 硫酯鍵）硫酯鍵），由此高能鍵提供能量使，由此高能鍵提供能量使ADPADP （或（或GDPGDP）磷酸化生成）磷酸化生成ATPATP（或（或GTPGTP）的過）的過 程稱為程稱為底物水平磷酸化底物水平磷酸化。 3-3-磷酸甘油醛脫氫酶作用機理：磷酸甘

16、油醛脫氫酶作用機理：p75p75 OH CHO CH CH2OPO3H2 NAD+ 酶酶 SH NAD+ 酶酶 S- OH CHOH CH CH2OPO3H2 NADH+H+ 酶酶 S OH C=O CH CH2OPO3H2 NAD+ 酶酶 S OH C=O CH CH2OPO 3H2 NADH+H + OPO3H2 O OH C CH CH2OPO 3H2 Pi + 此酶含巰基，碘乙酸此酶含巰基，碘乙酸 可強烈抑制其活性可強烈抑制其活性 NAD+ 糖 酵 解 過 程 : （7 7）1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉?-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 p76p76 3-磷酸甘油酸激

17、酶磷酸甘油酸激酶 H OH O O C CH CH2OPO OH OH 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 (3-phosphoglycerate) 這是糖酵解這是糖酵解 中第一次中第一次 底物水平底物水平 磷酸化反應(yīng)磷酸化反應(yīng) ADP ATP OH O- O C CH CH2OPO OH OH 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3- diphosphoglycerate) (1,3-DPG) P 糖 酵 解 過 程 : （8 8）3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉?-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 p77p77 3-磷酸甘油磷酸甘油 (3- phosphoglycerate) H O H O O

18、 C CH CH 2 OPO OH O H 磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 (2-phosphoglycerate) OH H O- O O C CH CH2 O-PO OH OH 糖 酵 解 過 程 : （9 9） 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉榱姿嵯┐际奖崃姿嵯┐际奖?磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate) O- HO O C C CH2 P+O OH OH 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 (2- phosphoglycerate) H OH H O O O C C CH2 PO OH OH 烯醇化酶烯醇化酶 M

19、g2+或或Mn2+ 氟化物能與氟化物能與MgMg2+ 2+絡(luò) 絡(luò) 合而抑制此酶活性合而抑制此酶活性 p79p79 P H2O p79p79 糖 酵 解 過 程 : ADP ATP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 PKPK 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate) O- HO O C C CH2 P+O OH OH 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 (enolpyruvate) C O OH OH CH2 C 糖酵解過程的第三個調(diào)節(jié)酶，糖酵解過程的第三個調(diào)節(jié)酶， 也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng) Mg2+或或Mn2+ P （1010）磷磷酸酸烯醇式丙酮酸

20、轉(zhuǎn)變烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖釣橄┐际奖?p79p79 糖 酵 解 過 程 : （1111）烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變）烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸釣楸?ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 ADP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 (enolpyruvate) OH CH 2 C COOH 丙酮酸丙酮酸 (pyruvate) 自發(fā)進行自發(fā)進行 CH3 OC COOH 無氧化氧化 丙酮酸還原丙酮酸還原為乳酸為乳酸 丙酮酸丙酮酸 (pyruvate) O CH3C O OHC NADH+H+ 乳酸乳酸 (lactate) H H O CH3C O OHC 乳酸脫氫酶

21、乳酸脫氫酶 NAD + 糖酵解小結(jié)： 1、糖酵解過程的1111個酶 已糖激酶已糖激酶/ /葡萄糖激酶葡萄糖激酶磷酸已糖異構(gòu)酶磷酸已糖異構(gòu)酶 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 醛縮酶醛縮酶 磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 3-3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶 3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 烯醇化酶烯醇化酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 磷酸化酶磷酸化酶* * 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶* * 注注: 磷酸化酶、磷酸葡萄糖變位酶在糖原分解中存在。磷酸化酶、磷酸葡萄糖變位酶在糖原分解中存在。 2 2、糖酵解過程的、糖酵解過程的1111步反應(yīng)：步反應(yīng)： 葡萄糖葡萄糖 6

22、-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6- 6-磷酸果糖磷酸果糖 6- 6-磷酸果糖磷酸果糖 1 1,6-,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮+3-+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(NADH)(NADH) 1,3- 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(ATP)(ATP) ( (醛縮酶醛縮酶) ) ( (磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶) ) ( (3-3-磷酸甘油醛脫氫

23、酶磷酸甘油醛脫氫酶) ) ( (磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶) ) ( (磷酸已糖異構(gòu)酶磷酸已糖異構(gòu)酶) ) ( (已糖激酶已糖激酶/ /葡萄糖激酶葡萄糖激酶) ) ( (3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶) ) 3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸(ATP)(ATP) 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 NADH+H+ 乳酸乳酸+ +NAD + 糖原糖原 1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1- 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6- 6-磷

24、酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2、糖酵解過程的1212步反應(yīng)： ( (磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶) ) ( (烯醇化酶烯醇化酶) ) ( (丙酮酸激酶丙酮酸激酶) ) ( (乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶) ) 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2丙酮酸丙酮酸 6 6- -磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ADPATP 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ADPATP 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 2Pi2NADH+ 2H+ 2NAD+ 2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2ADP 2ATP 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2H2O 2烯

25、醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 2ADP 2ATP 2乳酸乳酸 葡 萄 糖 轉(zhuǎn) 變 為 乳 酸 p81 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2丙酮酸丙酮酸 6 6- -磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ADPATP 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ADPATP 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 2Pi2NADH+ 2H+ 2NAD+ 2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2ADP 2ATP 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2H2O 2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 2ADP 2ATP 葡 萄 糖 轉(zhuǎn) 變 為 乙 醇 2乙醛乙醛 丙酮酸丙酮酸 脫羧酶脫羧酶 2乙醇乙醇 2C

26、O2 2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 p82 糖酵解過程小結(jié)： 葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗幔?反應(yīng)的條件：反應(yīng)的條件： 葡萄糖葡萄糖 2 乳酸乳酸 + 2 ATP 無氧或缺氧無氧或缺氧 無氧或缺氧無氧或缺氧 反應(yīng)的部位：反應(yīng)的部位：細胞質(zhì)細胞質(zhì) 反應(yīng)的底物：反應(yīng)的底物： 葡萄糖葡萄糖/ /糖原糖原 反應(yīng)的產(chǎn)物：反應(yīng)的產(chǎn)物： 反應(yīng)的特點：反應(yīng)的特點： 乳酸、乳酸、ATPATP 一次脫氫、二次底物磷酸化一次脫氫、二次底物磷酸化 反應(yīng)中間物：反應(yīng)中間物： 在葡萄糖與丙酮酸之間均為在葡萄糖與丙酮酸之間均為磷磷 酸化合物酸化合物 糖糖 原原 (Gn) H3PO4 磷酸化酶磷酸化酶 OH OH OP OH O CH2

27、 OH OH OH O 糖糖 原原 (Gn-1) 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate) PO OH OH O O CH2 OH OH OH OH 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate) 糖原分解生成糖原分解生成6- -磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 糖 原 轉(zhuǎn) 變 為 乳 酸 2丙酮酸丙酮酸 2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 2ADP 2ATP 2乳酸乳酸 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二二磷酸果糖磷酸果糖 ADPATP 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2Pi2

28、NADH+ 2H+ 2NAD+ 2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2ADP 2ATP 2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2H2O 糖原糖原(Gn) 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 Pi Gn-1 糖酵解過程中糖酵解過程中ATP的生成：的生成：p81p81 2 葡萄糖葡萄糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 - 6 - 磷酸果糖磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 1 1,3-,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸 -1 1 反反 應(yīng)應(yīng) ATP -1-1 2

29、 1 1 mol 葡萄糖葡萄糖 2 mol 乳酸乳酸 + ？mol ATP 糖原中的糖原中的1mol葡萄糖葡萄糖2mol 乳酸乳酸 +？mol ATP 2 mol ATP 3 mol ATP 糖酵解中糖酵解中能量利用的效率：能量利用的效率： 從葡萄糖開始：從葡萄糖開始：2 30.5 / 196 = 61/196 = 31(%) 從糖原開始從糖原開始：2 51.6 / 196 = 103.2/196 = 52.6(%) 1mol葡萄糖葡萄糖 2mol 乳酸乳酸 + 能量能量 G0= -196kJ ATP儲存能量儲存能量: G0= -30.5 kJ/mol(體外標準狀態(tài)下體外標準狀態(tài)下) G0=

30、-51.6 kJ/mol(體內(nèi)生理狀態(tài)下體內(nèi)生理狀態(tài)下 ) 糖酵解中能量的利用率：糖酵解中能量的利用率： 乙醇發(fā)酵中乙醇發(fā)酵中能量利用的效率：能量利用的效率： 2 30.5 / 217.6 = 28(%) 1mol葡萄糖葡萄糖 2mol 乙醇乙醇 + 能量能量 G0= -217.6 kJ ATP儲存能量儲存能量: G0= -30.5 kJ/mol 乙醇發(fā)酵中能量的利用率：乙醇發(fā)酵中能量的利用率： 糖酵解過程的限速糖酵解過程的限速/ /調(diào)節(jié)酶：調(diào)節(jié)酶：p83p83 酶酶 的的 名名 稱稱 已糖激酶已糖激酶 葡萄糖激酶葡萄糖激酶(肝肝) *磷酸果糖激酶 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 變構(gòu)激活

31、劑變構(gòu)激活劑 Mg2+, Mn2+ Mg2+, Mn2+ Mg2+, AMP, ADP, F-1,6-2P, F-2,6-2P Mg2+, K+, F-1,6-2P 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑 G-6-P - ATP，檸檬酸，檸檬酸， 長鏈脂肪酸長鏈脂肪酸 ATP C6H12O6 2CH3COCOOH 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 2NAD+ 2(NADH+H+ ) 2(NADH+H+) 2NAD+ 2CH3CH(OH)COOH( (乳酸乳酸) ) 2NAD+ 2(NADH+H+ ) 人、動物、乳酸菌人、動物、乳酸菌 2CH3CH2OH(乙醇乙醇) 2CO2 2CH3CHO(乙醛乙醛) 植物與酵母植物

32、與酵母 糖酵解與發(fā)酵的比較糖酵解與發(fā)酵的比較 肌肉收縮與肌肉收縮與糖酵解供能：糖酵解供能： 、肌肉內(nèi)、肌肉內(nèi)ATPATP含量很低；含量很低； 結(jié)論：結(jié)論： 糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量 、肌肉中磷酸肌酸儲存的能量可、肌肉中磷酸肌酸儲存的能量可 供肌肉收縮所急需的化學(xué)能供肌肉收縮所急需的化學(xué)能; ; 、即使氧不缺乏，葡萄糖進行有氧氧化的過程比糖、即使氧不缺乏，葡萄糖進行有氧氧化的過程比糖 酵解長得多酵解長得多, ,來不及滿足需要來不及滿足需要; ; 背景：背景：劇烈運動時：劇烈運動時： 、肌肉局部血流不足，處于相對缺氧狀態(tài)。、肌肉局部血流不足，處于相對缺氧狀態(tài)。 糖酵

33、解意義：糖酵解意義： 4.4.在無氧條件下迅速提供能量在無氧條件下迅速提供能量, ,供機體需要。供機體需要。 如如: :劇烈運動、人到高原劇烈運動、人到高原 5.5.是某些細胞在不缺氧條件下的能量來源是某些細胞在不缺氧條件下的能量來源。 6.6.是某些病理情況下機體獲得能量的方式是某些病理情況下機體獲得能量的方式。 7.7.是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生作用是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生作用 大部分逆過程大部分逆過程。 9.9.若糖酵解過度，可因乳酸生成過多而導(dǎo)致乳酸若糖酵解過度，可因乳酸生成過多而導(dǎo)致乳酸 酸中毒。酸中毒。 8.8.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑。糖酵解也

34、是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑。 初到高原與初到高原與糖酵解供能：糖酵解供能： 人初到高原，高原大氣人初到高原，高原大氣 壓低，易缺氧壓低，易缺氧 機體加強糖酵解以適機體加強糖酵解以適 應(yīng)高原缺氧環(huán)境應(yīng)高原缺氧環(huán)境 海拔海拔 5000米米 背景： 結(jié)論： 某些組織細胞與某些組織細胞與糖酵解供能：糖酵解供能： 代謝極為活躍，即使不缺代謝極為活躍，即使不缺 氧氧, ,也常由糖酵解提供部分能也常由糖酵解提供部分能 量。量。 成熟紅細胞：成熟紅細胞： 視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白細胞、骨視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白細胞、骨 髓、腫瘤細胞等髓、腫瘤細胞等: : 無線粒體，無法通過氧化磷無線粒體，無法通過氧化磷 酸化獲得能量

35、，只能通過糖酵酸化獲得能量，只能通過糖酵 解獲得能量。解獲得能量。 某些病理狀態(tài)某些病理狀態(tài) 與與糖酵解供能：糖酵解供能： 某些病理 情況下機體主 要通過糖酵解 獲得能量.嚴重貧血嚴重貧血 大量失血大量失血 呼吸障礙呼吸障礙 肺及心血管肺及心血管 等疾病等疾病 二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 (aerobic oxidation) ? 概念 ? 過程 ? 意義 ? 糖酵解和有氧氧 化的調(diào)節(jié) （一）糖有氧氧化的概念 糖的有氧氧化：糖的有氧氧化：是指體內(nèi)組織在有氧條件下，是指體內(nèi)組織在有氧條件下， 葡萄糖徹底氧化分解生成葡萄糖徹底氧化分解生成COCO2 2和和 H H2 2O O的過程。的過程。

36、 有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多 數(shù)組織細胞都通過有氧氧化獲得能量。數(shù)組織細胞都通過有氧氧化獲得能量。 C C6 6H H12 12O O6 6 + 6O O2 2 6 CO CO2 2 + 6 H H2 2O O + 30/32 ATP 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA CO2+H2O+ATP 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 乳酸乳酸 糖酵解糖酵解 線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)細胞質(zhì)細胞質(zhì) 糖有氧氧化概況糖有氧氧化概況 丙酮酸可以自由穿過線粒體丙酮酸可以自由穿過線粒體 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) u 概念：在有氧的情況下，葡萄糖酵解

37、產(chǎn)生的丙概念：在有氧的情況下，葡萄糖酵解產(chǎn)生的丙 酮酸酮酸氧化脫羧氧化脫羧形成乙酰形成乙酰CoACoA。乙酰乙酰CoACoA經(jīng)一系列氧經(jīng)一系列氧 化、脫羧，最終生成化、脫羧，最終生成COCO2 2和和H H2 2O O并產(chǎn)生能量的過程，并產(chǎn)生能量的過程， 稱為檸檬酸循環(huán)，亦稱為三羧酸循環(huán)稱為檸檬酸循環(huán)，亦稱為三羧酸循環(huán) (tricarboxylic(tricarboxylic acid cycle), acid cycle), 簡稱簡稱TCATCA循環(huán)循環(huán)。 u由于它是由由于它是由H.A.KrebsH.A.Krebs（德國）正式提出的，所（德國）正式提出的，所 以又稱以又稱KrebsKrebs

38、循環(huán)。循環(huán)。 u三羧酸循環(huán)在三羧酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)中進行。中進行。 糖的有氧氧化與糖的有氧氧化與糖酵解：糖酵解： 細胞細胞 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 線粒體線粒體 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 CO2+H2O+ATP (糖的有氧氧化糖的有氧氧化） 丙酮酸丙酮酸 生物氧化？生物氧化？ （糖酵解（糖酵解) )無氧無氧 線粒體的線粒體的超微結(jié)構(gòu)超微結(jié)構(gòu) 外膜外膜(outer membrane(outer membrane）：含）：含孔蛋白孔蛋白(porin(porin) )，其上有小孔，其上有小孔. . 通透性較高。標志酶為單胺氧化酶通透性較高。標志酶為單胺氧化酶 內(nèi)膜（內(nèi)膜（inner mem

39、braneinner membrane）：高度不通透性，向內(nèi)折疊形成）：高度不通透性，向內(nèi)折疊形成 嵴（嵴（cristaecristae）。含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白線粒體）。含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白線粒體氧化磷氧化磷 酸化的電子傳遞鏈位于內(nèi)膜酸化的電子傳遞鏈位于內(nèi)膜，因此從能量轉(zhuǎn)換角度來說，內(nèi)，因此從能量轉(zhuǎn)換角度來說，內(nèi) 膜起主要的作用。內(nèi)膜的膜起主要的作用。內(nèi)膜的標志標志酶為酶為細胞色素細胞色素C C氧化酶氧化酶. .內(nèi)膜向內(nèi)膜向 線粒體基質(zhì)褶入形成嵴（線粒體基質(zhì)褶入形成嵴（cristaecristae），嵴能顯著擴大內(nèi)膜表），嵴能顯著擴大內(nèi)膜表 面積（達面積（達510510倍），嵴有兩種類

40、型：倍），嵴有兩種類型：板層狀、板層狀、管狀但多管狀但多 呈板層狀。呈板層狀。 線粒體的線粒體的超微結(jié)構(gòu)超微結(jié)構(gòu) 膜間隙（膜間隙（intermembraneintermembrane space space）：內(nèi)、外膜）：內(nèi)、外膜 之間的封閉的腔隙。含許多可溶性酶、底物之間的封閉的腔隙。含許多可溶性酶、底物 及輔助因子。及輔助因子。標志酶為腺苷酸激酶標志酶為腺苷酸激酶。 基質(zhì)（基質(zhì)（matrixmatrix）：內(nèi)膜所包圍的）：內(nèi)膜所包圍的嵴外空間嵴外空間。含三含三 羧酸循環(huán)酶系、羧酸循環(huán)酶系、線粒體基因表達酶系等以及線粒體線粒體基因表達酶系等以及線粒體 DNA, RNADNA, RNA，核糖體

41、。，核糖體。其標志酶為蘋果酸脫氫酶其標志酶為蘋果酸脫氫酶 生物體內(nèi)高能磷酸化合物生物體內(nèi)高能磷酸化合物ATPATP的生成的生成 主要由三種方式：主要由三種方式： 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 光合磷酸化光合磷酸化 v 底物水平磷酸化指底物水平磷酸化指ATPATP的形成直接與一個代謝中間物（如的形成直接與一個代謝中間物（如PEPPEP） 上的磷酸基團轉(zhuǎn)移相偶聯(lián)的作用。上的磷酸基團轉(zhuǎn)移相偶聯(lián)的作用。 1 1、底物水平磷酸化、底物水平磷酸化 特點：特點：ATPATP的形成直接與的形成直接與中間代謝物進行的反應(yīng)相偶聯(lián)中間代謝物進行的反應(yīng)相偶聯(lián)；在有；在有 O O2 2或無或無O

42、O2 2條件下均可發(fā)生底物水平的磷酸化。條件下均可發(fā)生底物水平的磷酸化。 是與電子傳遞過程偶聯(lián)的磷酸化過程。是與電子傳遞過程偶聯(lián)的磷酸化過程。即伴即伴 隨電子從底物到隨電子從底物到O O2 2的傳遞，的傳遞，ADPADP被磷酸化生成被磷酸化生成 ATPATP的酶促過程，這種氧化與磷酸化相偶聯(lián)的的酶促過程，這種氧化與磷酸化相偶聯(lián)的 作用稱為作用稱為氧化磷酸化。氧化磷酸化。 這是這是需氧需氧生物合成生物合成ATPATP的主要途徑。的主要途徑。 真核生物的電子傳遞和氧化磷酸化均在線粒真核生物的電子傳遞和氧化磷酸化均在線粒 體內(nèi)膜上進行。原核生物則在質(zhì)膜上進行。體內(nèi)膜上進行。原核生物則在質(zhì)膜上進行。

43、2、氧化磷酸化、氧化磷酸化 釋放的能量轉(zhuǎn)化成釋放的能量轉(zhuǎn)化成ATP被利用被利用 轉(zhuǎn)換為光和熱，散失轉(zhuǎn)換為光和熱，散失 生物氧化的特點生物氧化的特點 v生物氧化生物氧化和有機物在和有機物在體外氧化（燃燒）體外氧化（燃燒）的實的實 質(zhì)相同，都是質(zhì)相同，都是脫氫、失電子或與氧結(jié)合脫氫、失電子或與氧結(jié)合，消耗，消耗 氧氣，都生成氧氣，都生成C C2 2O O和和H H2 2O O，所釋放的能量也相同。，所釋放的能量也相同。 但二者進行的方式和歷程卻不同：但二者進行的方式和歷程卻不同： 生物氧化生物氧化 體外燃燒體外燃燒 細胞內(nèi)溫和條件細胞內(nèi)溫和條件 高溫或高壓、干燥條件高溫或高壓、干燥條件 （常溫、常

44、壓、中性（常溫、常壓、中性pH、水溶液）、水溶液） 一系列酶促反應(yīng)一系列酶促反應(yīng) 無機催化劑無機催化劑 逐步氧化放能，能量利用率高逐步氧化放能，能量利用率高 能量爆發(fā)釋放能量爆發(fā)釋放 脫羧：放能反應(yīng)脫羧：放能反應(yīng) 簡單脫羧：簡單脫羧： 不需要不需要NAD+ NAD+ 輔助因子輔助因子 氧化脫羧：氧化還原反應(yīng)和脫羧，需氧化脫羧：氧化還原反應(yīng)和脫羧，需 要要NAD+ NAD+ 等輔助因子等輔助因子 （二）糖有氧氧化的過程：（二）糖有氧氧化的過程： 第一階段：第一階段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成（細胞質(zhì)）（細胞質(zhì)） 第二階段：第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoACoA （線粒體

45、基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)） 第三階段：第三階段：乙酰乙酰CoACoA進入三羧酸循環(huán)徹底氧化進入三羧酸循環(huán)徹底氧化 （線粒體基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)） 三個三個 階段階段 動、植物細胞動、植物細胞 丙酮酸的生成（細胞質(zhì)）丙酮酸的生成（細胞質(zhì)）： 葡萄糖葡萄糖 + NAD+ NAD+ + + 2ADP +2Pi + 2ADP +2Pi 2 2（ （丙酮酸丙酮酸+ ATP+ ATP + + NADH+ HNADH+ H+ + ） 2 2丙酮酸丙酮酸進入線粒體進一步氧化進入線粒體進一步氧化 2(2(NADH+ HNADH+ H+ + ) )2H2O + 5 ATP 線粒體內(nèi)膜上特異載體線粒體內(nèi)膜上特異載體 穿梭系

46、統(tǒng)穿梭系統(tǒng) 氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈 第一階段：第一階段： 丙酮酸丙酮酸氧化脫羧氧化脫羧生成乙酰輔酶生成乙酰輔酶A: NAD+ NADH+H+ CH3 COSCoAO CH3 C COOH 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA + CoA-SH 輔酶輔酶A + C O2 丙酮酸丙酮酸 脫氫酶系脫氫酶系 丙酮酸丙酮酸+輔酶輔酶A+NAD+ 乙酰乙酰COA+CO2+NADH+H+ 第二階段：第二階段： 3C2C 多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體 單體酶單體酶：只有一條多肽鏈的酶稱為單體酶，：只有一條多肽鏈的酶稱為單體酶， 它們不能解離為更小的單位。它們不能解離為更小的單位。 寡聚酶寡聚酶：有幾個或多個亞基組成的酶（變：有

47、幾個或多個亞基組成的酶（變 構(gòu)酶是一種寡聚酶）構(gòu)酶是一種寡聚酶） 多酶體系多酶體系：由幾個酶彼此嵌合形成的復(fù)合：由幾個酶彼此嵌合形成的復(fù)合 體稱為多酶體系。多酶復(fù)合體有利于細胞體稱為多酶體系。多酶復(fù)合體有利于細胞 中一系列反應(yīng)的連續(xù)進行，以提高酶的催中一系列反應(yīng)的連續(xù)進行，以提高酶的催 化效率，同時便于機體對酶的調(diào)控?；?，同時便于機體對酶的調(diào)控。優(yōu)越優(yōu)越 性：中間產(chǎn)物都不需要離開酶的復(fù)合體性：中間產(chǎn)物都不需要離開酶的復(fù)合體 丙酮酸脫氫酶系（或氧化脫羧酶系）丙酮酸脫氫酶系（或氧化脫羧酶系）: : 丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶(TPP、Mg2+) 二氫硫辛酸乙酰基轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸乙?；D(zhuǎn)移酶(硫辛

48、酸、輔酶硫辛酸、輔酶A) 二氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶(FAD、NAD+) 3 3種酶種酶： 6 6種輔助因子：種輔助因子： TPP、 Mg2+、硫辛酸硫辛酸、輔酶輔酶A、FAD、 NAD+ （含（含B1、泛酸、泛酸、B2 、PP、硫辛酸五種維生、硫辛酸五種維生 素）素） 大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的內(nèi)容大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的內(nèi)容 縮寫縮寫 肽鏈數(shù)肽鏈數(shù) 輔基輔基 催化反應(yīng)催化反應(yīng) 丙酮酸脫氫（羧）酶丙酮酸脫氫（羧）酶 E1 24 TPP（B1） 丙酮酸氧化脫羧丙酮酸氧化脫羧 二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙 E2 24 硫辛酰胺硫辛酰胺 將乙?；D(zhuǎn)移到將乙?；D(zhuǎn)移到CoA ?；铬；?/p>

49、（硫辛酸）（硫辛酸） （泛酸）（泛酸） 二氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶 E3 12 FAD 將還原型硫辛酰胺將還原型硫辛酰胺 （B2) 轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸娃D(zhuǎn)變?yōu)檠趸?NAD維生素維生素pp 丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)丙酮酸氧化脫羧反應(yīng): FAD FADH2 O CH3 C COOH HOH CH3 C TPP TPP CO2 L SCOCH3 SH S S L L SH SH HSCoACH3COSCoA NAD+ NADH+H+ 丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶 MgMg2+ 2+ 硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰 轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶 二氫硫辛酸二氫硫辛酸 脫氫酶脫氫酶 丙酮酸丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰乙酰CoA

50、 + C O2 + NADH+H+ 丙酮酸氧化脫羧的調(diào)控丙酮酸氧化脫羧的調(diào)控 由丙酮酸到丙酮酸到 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 乙酰輔酶乙酰輔酶A A進入三羧酸循環(huán)進入三羧酸循環(huán): : 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle TCA 循環(huán)循環(huán))又稱又稱檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)(citric acid cycle) 或或 Krebs循環(huán)循環(huán)(Krebs cycle)。 乙酰輔酶乙酰輔酶A A與草酰乙酸縮合成與草酰乙酸縮合成六碳三羧酸六碳三羧酸即檸即檸 檬酸，經(jīng)過一系列代謝反應(yīng)，乙酰基被徹底氧化，檬酸，經(jīng)過一系列代謝反應(yīng)，乙?；粡氐籽趸?， 草酰乙酸得以再生的過程稱為草酰

51、乙酸得以再生的過程稱為三羧酸循環(huán)。三羧酸循環(huán)。 三羧酸循環(huán): 反應(yīng)過程 反應(yīng)特點 C=O COO- CH2 COO- C-CH3 S-COA O CH2 C-SCOA HO-C-COO- COO- CH2 O CH2 COO- HO-C -COO- COO- CH2 檸檬酸檸檬酸 合酶合酶 + + HS-COA+H+ H2O COA 1 、乙酰、乙酰COA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸與草酰乙酸縮合形成檸檬酸 v 單向不可逆單向不可逆 v 可調(diào)控的限速步驟可調(diào)控的限速步驟 v 氟乙酰氟乙酰CoA導(dǎo)致致死合成導(dǎo)致致死合成 常作為殺蟲藥常作為殺蟲藥 檸檬酸檸檬酸 三羧酸 乙酰乙酰COACOA草酰乙酸草酰

52、乙酸 檸檬酰檸檬酰CoA 檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸: : TCA循環(huán)循環(huán) 異檸檬酸異檸檬酸 (isocitrate) HO H COOH COOH CH2 C COOHCH H2O 檸檬酸檸檬酸 (citrate) H OH COOH COOH CH2 C COOHCH 順烏頭酸順烏頭酸 COOH COOH CH2 C COOHCH 烏頭酸酶烏頭酸酶 檸檬酸檸檬酸 異檸檬酸異檸檬酸 異檸檬酸異檸檬酸氧化、脫羧氧化、脫羧生成生成-酮戊二酸酮戊二酸 TCA循環(huán)循環(huán) CO2 NAD+ H HO COOH COOH CH2 CH COOHC 異檸檬酸異檸檬酸-酮戊二酸酮戊二酸

53、O COOHCH2 CH2 COOHC 草酰琥珀酸草酰琥珀酸 O COOH COOH CH2 CH COOHC NADH+H+ 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 異檸檬酸異檸檬酸+ +NAD+ -酮戊二酸酮戊二酸 + +CO2+ +NADH+H+ 調(diào)節(jié)酶調(diào)節(jié)酶 4 、 -酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰 COA（ -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體）酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體） CO COOH CH2 COOH CH2 +COASH+NAD+ CO SCOA CH2 COOH CH2 +NADH+H+ +CO2 v TCA中第二次氧化作用、脫羧過程中第二次氧化作用、脫羧過程 v -酮戊二酸脫氫酶

54、復(fù)合體與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似 p103 v -酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶E1、琥珀酰轉(zhuǎn)移酶、琥珀酰轉(zhuǎn)移酶E2、二氫硫辛酸脫氫酶、二氫硫辛酸脫氫酶 E3 TPP、硫辛酸、硫辛酸、COACOA、FADFAD、NADNAD+ +、Mg2+Mg2+ - -酮戊二酸酮戊二酸 琥珀酰琥珀酰COACOA - -酮戊二酸酮戊二酸氧化、脫羧生成琥珀酰輔酶氧化、脫羧生成琥珀酰輔酶A TCA循環(huán)循環(huán) COCO2 2 -酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系 HSCoA NAD+ NADH+H+ O COOHCH2 CH2 COOHCO COOHCH2 CH2 SCoAC 琥

55、珀酰琥珀酰CoACoA (succinyl(succinyl CoACoA) ) -酮戊二酸酮戊二酸 (- ketoglutarate) -酮戊二酸酮戊二酸 + CoA+ CoA-SH+ NAD-SH+ NAD+ + 琥珀酰 琥珀酰CoACoA + + COCO2 2 + NADH+H + NADH+H+ + 調(diào)節(jié)酶調(diào)節(jié)酶 -酮戊二酸氧化脫羧酶反應(yīng)機制與丙酮酮戊二酸氧化脫羧酶反應(yīng)機制與丙酮 酸氧化脫羧相同，組成類似：酸氧化脫羧相同，組成類似： 含三個酶及六個輔助因子含三個酶及六個輔助因子 -酮戊二酸酮戊二酸脫羧酶、脫羧酶、 二二 氫硫辛轉(zhuǎn)琥珀?；?、氫硫辛轉(zhuǎn)琥珀?；浮?二氫硫辛酸還原酶二氫硫

56、辛酸還原酶 輔酶輔酶A、FAD、NAD+、 鎂離子、硫辛酸、鎂離子、硫辛酸、TPP 三個酶三個酶: 六個輔助因子：六個輔助因子： 5 、琥珀酰、琥珀酰COA轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生 GTP（琥珀酰（琥珀酰COA 合成酶）合成酶） CO S COA CH2 COOH CH2 COOH CH2 COOH CH2 GDP+Pi GTP+HSCOA v TCA中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸化合物的步驟中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸化合物的步驟 v GTP+ADP GDP+ATP 琥珀酰琥珀酰COA 琥珀酸琥珀酸 6 、 琥珀酸脫氫生成延胡索酸琥珀酸脫氫生成延胡索酸 COOH

57、 CH2 COOH CH2 COOH CH COOH +FAD +FADH2 v TCATCA中第三次氧化的步驟中第三次氧化的步驟 v 丙二酸為該酶的競爭性抑制劑丙二酸為該酶的競爭性抑制劑 v 開始四碳酸之間的轉(zhuǎn)變開始四碳酸之間的轉(zhuǎn)變 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶 HC COOH CH2 COOH 唯一嵌入線粒體內(nèi)膜唯一嵌入線粒體內(nèi)膜 琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸 TCA循環(huán)循環(huán) 延胡索延胡索酸酸水合水合生成生成蘋果蘋果酸酸 延胡索酸延胡索酸 (fumarate) HOOCCH CHCOOH 延胡索酸酶延胡索酸酶 OH COOHCH2 CH COOH 蘋果酸蘋果酸 (malate) H2O 延延胡

58、索酸胡索酸 + H2O 蘋果酸蘋果酸 TCA循環(huán)循環(huán) 蘋果酸蘋果酸脫氫生成草酰乙脫氫生成草酰乙酸酸 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 H OH COOHCH2 CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸 (oxaloacetate) O COOHCH2 CCOOH 蘋果酸蘋果酸 (malate) NAD+NADH+H+ 蘋果酸蘋果酸 + + NADNAD+ + 草酰乙酸 草酰乙酸 + + NADH+HNADH+H+ + TCATCA中第四次氧化的步驟，最后一步。中第四次氧化的步驟，最后一步。 三羧酸循環(huán)總圖: O C COOH CH2COOH 草酰乙酸草酰乙酸 CH2COSoA (乙酰輔酶乙酰輔酶A) OHCHCO

59、OH CH2COOH 蘋果酸蘋果酸 CH2COOH CH2COOH 琥珀酸琥珀酸CH2COOH CH2COSCoA 琥珀酰琥珀酰CoA COOH CH2COOH CH2 O=C -酮戊二酸酮戊二酸 COOH COOH CH2COOH CH HO-C 異檸檬酸異檸檬酸 COOH COOH CH2COOH HO-C H2C 檸檬酸檸檬酸 CO2 2H CO2 2H GTP CHHOOC CHCOOH 延胡索酸延胡索酸 O C COOH CH2COOH 2H 2H H 返回返回 三羧酸循環(huán)的特點三羧酸循環(huán)的特點 1.CO2的生成，循環(huán)中有兩次的生成，循環(huán)中有兩次脫羧基脫羧基反應(yīng)，兩次都同時有反應(yīng)，兩

60、次都同時有脫脫 氫氫作用，作用， 2.三羧酸循環(huán)的三羧酸循環(huán)的4次脫氫次脫氫，其中，其中3對對氫原子以氫原子以NAD+為受氫體，為受氫體， 1對對以以FAD為受氫體，分別還原生成為受氫體，分別還原生成NADH+H+和和FADH2。 它們又經(jīng)線粒體內(nèi)遞氫體系傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，它們又經(jīng)線粒體內(nèi)遞氫體系傳遞，最終與氧結(jié)合生成水， 在此過程中釋放出來的能量使在此過程中釋放出來的能量使ADP和和Pi結(jié)合生成結(jié)合生成ATP. 3.NADH+H+參與的遞氫體系，每參與的遞氫體系，每2H氧化成一分子氧化成一分子H2O，生，生 成成2.5分子分子ATP，3 X2.57.5 ATP 4.FADH2參與的遞