糖酵解和檸檬酸循環(huán)學習教案

1、會計學1糖酵解和檸檬酸循環(huán)糖酵解和檸檬酸循環(huán)(xnhun)第一頁，共89頁。第1頁/共88頁第二頁，共89頁。第2頁/共88頁第三頁，共89頁。第3頁/共88頁第四頁，共89頁。糖酵解途徑糖酵解途徑(tjng)動畫動畫ADPATPADPATP第4頁/共88頁第五頁，共89頁。第5頁/共88頁第六頁，共89頁。準備準備(zhnbi)階段（階段（The preparatory phase of glycolysis）第6頁/共88頁第七頁，共89頁。實施實施(shsh)階段（階段（The payoff phase of glycolysis）ADPATPADPATP第7頁/共88頁第八頁，共89頁

2、。由己糖激酶由己糖激酶(jmi)或葡萄糖激酶或葡萄糖激酶(jmi)催化。催化。己糖激酶己糖激酶：第一個調(diào)節(jié)酶，：第一個調(diào)節(jié)酶， 受受6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖的別構(gòu)抑制。的別構(gòu)抑制。第8頁/共88頁第九頁，共89頁。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，親和力低高，親和力低 Km低，親和力高低，親和力高 對對G的親和力的親和力 G G、F等等 底物底物 肝臟肝臟 不同組織不同組織 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 第9頁/共88頁第十頁，共89頁。兩方面兩

3、方面(fngmin)意義：意義：糖經(jīng)磷酸化后容易參與代謝；糖經(jīng)磷酸化后容易參與代謝；保糖機制：磷酸化糖不能透過細胞質(zhì)膜。保糖機制：磷酸化糖不能透過細胞質(zhì)膜。第10頁/共88頁第十一頁，共89頁。葡萄糖誘導誘導(yudo)契合契合第11頁/共88頁第十二頁，共89頁。12第12頁/共88頁第十三頁，共89頁。第13頁/共88頁第十四頁，共89頁。 F-1,6-2P裂解裂解(li ji)成成3-磷酸甘油醛和磷酸磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮二羥丙酮123456123456第14頁/共88頁第十五頁，共89頁。3 21456An aldehydeA ketone第15頁/共88頁第十六頁，共89頁。123

4、123 磷酸磷酸(ln sun)二羥丙酮異構(gòu)成二羥丙酮異構(gòu)成3-磷酸磷酸(ln sun)甘油醛甘油醛第16頁/共88頁第十七頁，共89頁。123456123456123123第17頁/共88頁第十八頁，共89頁。第18頁/共88頁第十九頁，共89頁。磷酸解作用(zuyng)高能中間(zhngjin)產(chǎn)物P753-磷酸甘油醛脫氫酶作用(zuyng)機理第19頁/共88頁第二十頁，共89頁。第一個底物第一個底物(d w)水平磷酸化水平磷酸化 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸第20頁/共88頁第二十一頁，共89頁。第21頁/共88頁第二十二頁，共89頁。第22頁/

5、共88頁第二十三頁，共89頁。2,3-bisphosphoglycerate: both a coenzyme and an intermediate第23頁/共88頁第二十四頁，共89頁。第24頁/共88頁第二十五頁，共89頁。第三個限速步驟第三個限速步驟(bzhu)，不可逆，不可逆 PEP轉(zhuǎn)變成丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸第25頁/共88頁第二十六頁，共89頁。1.2 糖酵解過程中糖酵解過程中ATP的生成的生成(shn chn)和消耗和消耗 2 ATP + 2 NADH2 ATP + 2 NADH 35ATP葡萄糖葡萄糖 + 2ADP + 2Pi +2NAD+ 2丙酮酸丙酮酸 + 2ATP +2NA

6、DH +2H+ + 2H2O第26頁/共88頁第二十七頁，共89頁。糖酵解途徑糖酵解途徑(tjng)ADPATPADPATP第27頁/共88頁第二十八頁，共89頁。1.3 丙酮丙酮酸的去路酸的去路(ql)第28頁/共88頁第二十九頁，共89頁。有氧時有氧時第29頁/共88頁第三十頁，共89頁。第30頁/共88頁第三十一頁，共89頁。糖酵解中糖酵解中NAD+的再生的再生(zishng) 第31頁/共88頁第三十二頁，共89頁。 生成生成(shn chn)乙醇乙醇 酵母細胞酵母細胞n脫羧，輔酶脫羧，輔酶(f mi)：焦磷：焦磷酸硫胺素酸硫胺素(TPP)n脫氫，脫氫，NADH第32頁/共88頁第三十

7、三頁，共89頁。含硫的噻唑(sizu)環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)。TPP(硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸)第33頁/共88頁第三十四頁，共89頁。甘油磷酸穿梭系統(tǒng)甘油磷酸穿梭系統(tǒng)第34頁/共88頁第三十五頁，共89頁。第35頁/共88頁第三十六頁，共89頁?？刂瓶刂?kngzh)糖糖酵解的入口酵解的入口G G-6-P己糖激酶己糖激酶- 己糖激酶己糖激酶(jmi)的調(diào)控的調(diào)控己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外，都受到葡萄糖己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外，都受到葡萄糖-6-磷酸磷酸(ln sun)的抑制。的抑制。第36頁/共88頁第三十七頁，共89頁。果糖果糖(gutng)2，6-二磷酸二磷酸果糖果糖6-磷酸磷酸果

8、糖果糖1，6-二磷酸二磷酸第37頁/共88頁第三十八頁，共89頁。第38頁/共88頁第三十九頁，共89頁。第39頁/共88頁第四十頁，共89頁。F-6-PF-2,6-2P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-2(PFK-2 或或FBPase-2) n雙功能雙功能(gngnng)酶酶n受胰高血糖素的調(diào)控受胰高血糖素的調(diào)控第40頁/共88頁第四十一頁，共89頁?？刂瓶刂?kngzh)糖酵解糖酵解的出口的出口第41頁/共88頁第四十二頁，共89頁。由英國生化學家由英國生化學家Hans Krebs發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)第42頁/共88頁第四十三頁，共89頁。第43頁/共88頁第四十四頁，共8

9、9頁。第44頁/共88頁第四十五頁，共89頁。檸檬酸合酶檸檬酸合酶第45頁/共88頁第四十六頁，共89頁。丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體第46頁/共88頁第四十七頁，共89頁。n硫胺素焦磷酸（硫胺素焦磷酸（TPPTPP）VB1VB1n硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酸硫辛酸n Mg2+ Mg2+第47頁/共88頁第四十八頁，共89頁。縮寫縮寫輔基輔基催化反應(yīng)催化反應(yīng)丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶TPP二氫硫辛酰胺二氫硫辛酰胺乙酰轉(zhuǎn)移酶乙酰轉(zhuǎn)移酶將乙?；D(zhuǎn)移到將乙?；D(zhuǎn)移到CoA二氫硫辛酰胺二氫硫辛酰胺脫氫酶脫氫酶FAD將還原型將還原型大腸桿菌大腸桿菌(d chn n jn)的丙酮酸脫氫酶復(fù)合的丙酮酸脫氫酶

10、復(fù)合體組成體組成 第48頁/共88頁第四十九頁，共89頁。第49頁/共88頁第五十頁，共89頁。二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶：二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶：2424個亞基（個亞基（3 3個個8 8聚體）聚體）(Science,1992)4 4個亞基個亞基第50頁/共88頁第五十一頁，共89頁。第51頁/共88頁第五十二頁，共89頁。第52頁/共88頁第五十三頁，共89頁。1.脫羧，生成脫羧，生成(shn chn)羥乙基羥乙基TPP，由由E1催化。催化。丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶羥乙基羥乙基-TPP第53頁/共88頁第五十四頁，共89頁。第54頁/共88頁第五十五頁，共89頁。2.羥乙基被氧化成乙?；D(zhuǎn)移羥乙基被氧

11、化成乙?；D(zhuǎn)移(zhuny)給硫辛酰胺。由給硫辛酰胺。由E2催化。催化。E2E2乙酰乙酰-二氫硫辛酰胺二氫硫辛酰胺羥乙基羥乙基-TPP3.乙酰基轉(zhuǎn)給輔酶乙?；D(zhuǎn)給輔酶(f mi)A形成乙酰輔酶形成乙酰輔酶(f mi)A。由。由E2催化。催化。E2E2乙酰輔酶乙酰輔酶A二氫硫辛酰胺二氫硫辛酰胺乙酰轉(zhuǎn)移酶乙酰轉(zhuǎn)移酶Mg2+第55頁/共88頁第五十六頁，共89頁。4.氧化硫辛酰胺，生成氧化硫辛酰胺，生成(shn chn)FADH2。由。由E3催化。催化。E2E2二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶5.氧化氧化(ynghu)FADH2，生成，生成NADH。FADH2-E3 + NAD+ FAD-E3

12、 + NADH + H+ 第56頁/共88頁第五十七頁，共89頁。第57頁/共88頁第五十八頁，共89頁。第58頁/共88頁第五十九頁，共89頁。丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)a.變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)(tioji)：乙酰：乙酰CoA抑制抑制E2, NADH抑制抑制E3 磷酸化失活；胰島素和磷酸化失活；胰島素和Ca2+Ca2+促進促進(cjn)(cjn)其失去磷酸化，使其活性增加。其失去磷酸化，使其活性增加。b.b.共價修飾調(diào)節(jié)：共價修飾調(diào)節(jié)：丙酮酸脫氫酶激酶丙酮酸脫氫酶激酶第59頁/共88頁第六十頁，共89頁。第60頁/共88頁第六十一頁，共89頁。檸

13、檬酸合酶檸檬酸合酶第61頁/共88頁第六十二頁，共89頁。第62頁/共88頁第六十三頁，共89頁。 檸檬酸的合成檸檬酸的合成(hchng) 反應(yīng)不可逆反應(yīng)不可逆,第一個調(diào)節(jié)酶。第一個調(diào)節(jié)酶。檸檬酸合酶檸檬酸合酶第63頁/共88頁第六十四頁，共89頁。二聚體草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰-CoA構(gòu)象(u xin)改變第64頁/共88頁第六十五頁，共89頁。異檸檬酸的生成異檸檬酸的生成(shn chn)：兩步均為可逆反應(yīng)：兩步均為可逆反應(yīng)第65頁/共88頁第六十六頁，共89頁。 異檸檬酸被氧化異檸檬酸被氧化(ynghu)脫羧生成脫羧生成-酮戊二酸酮戊二酸 第66頁/共88頁第六十七頁，共89頁。第67頁

14、/共88頁第六十八頁，共89頁。nA A（CoACoA）n硫胺素焦磷酸（硫胺素焦磷酸（TPPTPP）VB1VB1n硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酸硫辛酸n Mg2+ Mg2+第68頁/共88頁第六十九頁，共89頁。第69頁/共88頁第七十頁，共89頁。丙二酸是很強的競爭性抑制丙二酸是很強的競爭性抑制劑劑第三個氧化還原第三個氧化還原(hun yun)反應(yīng)反應(yīng)反丁烯二酸反丁烯二酸第70頁/共88頁第七十一頁，共89頁。第71頁/共88頁第七十二頁，共89頁。第四個氧化第四個氧化(ynghu)還原反應(yīng)還原反應(yīng)第72頁/共88頁第七十三頁，共89頁。檸檬酸合酶檸檬酸合酶第73頁/共88頁第七十四頁，共89頁。三

15、羧酸三羧酸(su sun)循環(huán)的循環(huán)的總反應(yīng)式總反應(yīng)式 CH3COSCoA3NADFADGDPPi2H2O 2CO23NADH3HFADH2GTPCoASH 第74頁/共88頁第七十五頁，共89頁。第75頁/共88頁第七十六頁，共89頁。從乙酰從乙酰CoA開始開始(kish) （7） GTP 1ATP（4），（），（6），（），（10） （8） 1FADH210ATP從丙酮酸開始從丙酮酸開始(kish) 從葡萄糖開始從葡萄糖開始(kish) 7ATP(or 5ATP)+ 12.5ATP2=32ATP(or 30ATP)第76頁/共88頁第七十七頁，共89頁。P107 能量(nngling)計算

16、- 葡萄糖徹底氧化分解所釋放的能量(nngling)或或2.5 +3 或或5 + 5NADH 2.5 +5NADH 2.5 +5NADH 2.5 +5FADH2 1.5 +330或或32或或6C3C1 ATP1 ATP1 GTP(ATP)2 細胞液細胞液線粒體線粒體線粒體線粒體1 ATP1 ATP第77頁/共88頁第七十八頁，共89頁。第78頁/共88頁第七十九頁，共89頁。檸檬酸合酶檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶第79頁/共88頁第八十頁，共89頁。第80頁/共88頁第八十一頁，共89頁。代謝代謝(dixi)樞紐樞紐兩用兩用(lin yn)代謝途徑代謝途徑第81頁/共88頁第八十二頁，共89頁。第82頁/共88頁第八十三頁，共89頁。第83頁/共88頁第八十四頁，共89頁。3 乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)(xnhun)存在存在(cnzi)于植物和微生物中。于植物和微生物中。P159第84頁/共88頁第八十五頁，共89頁。第85頁/共88頁第八十六頁，共89頁。n底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate (substrate level phosphorylation)level phosphorylation)第86頁/