化學(xué)糖代謝有氧分解

1、會計學(xué)1化學(xué)糖代謝有氧分解化學(xué)糖代謝有氧分解第1頁/共67頁第1頁/共67頁第2頁/共67頁第2頁/共67頁第3頁/共67頁第一階段：糖酵解第一階段：糖酵解途徑途徑 第二階段：丙酮酸的第二階段：丙酮酸的氧化脫羧氧化脫羧 第三階段：三羧第三階段：三羧酸循環(huán)酸循環(huán) G（Gn） 第四階段：氧化第四階段：氧化磷酸化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TCA循環(huán)循環(huán) 胞液胞液 線粒線粒體體 第3頁/共67頁第4頁/共67頁COOHC=OCH3 NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶復(fù)合體復(fù)合體乙酰

2、乙酰CoA丙酮酸丙酮酸COOHC=OCH3SCoA（pyruvate dehydrogenase complex）第4頁/共67頁第5頁/共67頁2.2.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成的組成 酶酶 輔助因子輔助因子E1：丙酮酸脫氫酶：丙酮酸脫氫酶 TPPE2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 硫硫辛酸辛酸 HSCoAE3：二氫硫辛酰胺脫氫酶：二氫硫辛酰胺脫氫酶 FAD, NAD+HSCoA NAD+ 第5頁/共67頁第6頁/共67頁Vitamin B1(Thiamine,硫胺素硫胺素)的活性的活性形式：形式：焦磷酸硫胺素（焦磷酸硫胺素（TPP）,是是酮酸酮酸氧化脫羧酶氧化

3、脫羧酶和和轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶的輔基的輔基3.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的輔助因丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的輔助因子介紹：子介紹：第6頁/共67頁第7頁/共67頁硫辛酸氧化型和還原型結(jié)構(gòu)以及硫辛酸氧化型和還原型結(jié)構(gòu)以及E2分子上分子上的賴氨酸殘基結(jié)合。硫辛酸起轉(zhuǎn)移酰基的賴氨酸殘基結(jié)合。硫辛酸起轉(zhuǎn)移酰基和傳遞氫的作用和傳遞氫的作用硫辛酸（硫辛酸（lipoic acid）第7頁/共67頁第8頁/共67頁4-磷酸泛酰巰基磷酸泛酰巰基乙胺除了參與乙胺除了參與HSCoA外，還外，還是酰基載體蛋是?；d體蛋白（白（ACP）的）的組成部分。組成部分。 HSCoA和和 ACP都是酰基都是?；D(zhuǎn)移酶的輔酶轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與?；D(zhuǎn)，

4、參與?；D(zhuǎn)移作用。移作用。泛酸泛酸 - -巰基巰基乙胺乙胺4-磷酸泛酰巰基乙胺磷酸泛酰巰基乙胺輔酶輔酶A （Coenzyme A ，CoA, HSCoA)組組成成第8頁/共67頁第9頁/共67頁Vitamin B2 兩種輔基形式：黃素單核兩種輔基形式：黃素單核苷酸（苷酸（FMN）,黃素腺嘌呤二核苷酸（黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。它們構(gòu)成一類）。它們構(gòu)成一類黃素酶黃素酶的輔基，的輔基，起遞氫作用。起遞氫作用。異咯異咯嗪嗪核醇核醇第9頁/共67頁第10頁/共67頁CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的的生成生成1. -羥乙基羥乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫乙酰硫辛酰

5、胺辛酰胺的生成的生成 3.乙酰乙酰CoA的的生成生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 4 4、反應(yīng)、反應(yīng)過程過程第10頁/共67頁第11頁/共67頁第11頁/共67頁第12頁/共67頁第12頁/共67頁第13頁/共67頁CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O檸檬酸合酶檸檬酸合酶順烏頭酸酶順烏頭酸酶異檸檬酸脫異檸檬酸脫氫酶氫酶-酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體復(fù)合體琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸

6、激酶核苷二磷酸激酶4、反應(yīng)、反應(yīng)過程過程第13頁/共67頁第14頁/共67頁第14頁/共67頁第15頁/共67頁第15頁/共67頁第16頁/共67頁第16頁/共67頁第17頁/共67頁第17頁/共67頁第18頁/共67頁第18頁/共67頁第19頁/共67頁第19頁/共67頁第20頁/共67頁第20頁/共67頁第21頁/共67頁第21頁/共67頁第22頁/共67頁第22頁/共67頁第23頁/共67頁n整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)第23頁/共67頁第24頁/共67頁第24頁/共67頁第25頁/共67頁1、糖有氧氧化生成的、糖有氧氧化生成的ATP 的途徑：的途徑： H+ + e

7、進入呼吸鏈徹底氧化生成進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時的同時ADP偶聯(lián)磷酸化生成偶聯(lián)磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O 氧化磷酸氧化磷酸化化氧化磷酸氧化磷酸化化第25頁/共67頁第26頁/共67頁2、葡萄糖有氧分解生成的、葡萄糖有氧分解生成的ATP計算計算 反反 應(yīng)應(yīng)輔輔酶酶ATP 第第一一階階段段葡葡 萄萄 糖糖6-磷磷 酸酸 葡葡 萄萄 糖糖-1 6-磷磷 酸酸 果果 糖糖1,6-雙雙 磷磷 酸酸 果果 糖糖-1 2 3-磷磷 酸酸 甘甘 油油 醛醛 2 1,3-二二 磷磷 酸酸 甘甘 油油 酸酸NAD+ 23或或 2 2* 2 1

8、,3-二二 磷磷 酸酸 甘甘 油油 酸酸 2 3-磷磷 酸酸 甘甘 油油 酸酸2 1 2 磷磷 酸酸 烯烯 醇醇 式式 丙丙 酮酮 酸酸2 丙丙 酮酮 酸酸2 1 第第 二二 階階 段段2 丙丙 酮酮 酸酸 2 乙乙 酰酰 CoA2 3 第第三三階階段段2 異異 檸檸 檬檬 酸酸2 -酮酮 戊戊 二二 酸酸23 2 -酮酮 戊戊 二二 酸酸2 琥琥 珀珀 酰酰 CoA2 3 2 琥琥 珀珀 酰酰 CoA 2 琥琥 珀珀 酸酸2 1 2 琥琥 珀珀 酸酸2 延延 胡胡 索索 酸酸FAD 2 2 2 蘋蘋 果果 酸酸2 草草 酰酰 乙乙 酸酸NAD+ 2 3 凈凈 生生 成成38(或或 36)AT

9、P NAD+ NAD+ NAD+ 第26頁/共67頁第27頁/共67頁分解分解C6H12O6+ 6O26CO2 + 6H2O + 能（能（2840kJ/mol）C6H12O6 + 38ADP + 38Pi + 6O238ATP + 6CO2 + 44H2O38ATP= 30.5 38 = 1159kJ/mol產(chǎn)能效率產(chǎn)能效率= 40%第27頁/共67頁第28頁/共67頁分解分解關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 酵解途徑：酵解途徑： 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫丙酮酸脫氫酶復(fù)合體氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)：檸檬

10、酸合酶檸檬酸合酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體合體異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶第28頁/共67頁第29頁/共67頁1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合丙酮酸脫氫酶復(fù)合體體 別構(gòu)調(diào)別構(gòu)調(diào)節(jié)節(jié)別構(gòu)抑制劑：乙酰別構(gòu)抑制劑：乙酰CoA; NADH; ATP別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：AMP; ADP; NAD+乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+ 時，其活性受到時，其活性受到抑制。抑制。(2)(2) 共價修飾共價修飾 被丙酮酸脫氫酶激酶磷酸化而被丙酮酸脫氫酶激酶磷酸化而失去活性；丙酮酸脫氫酶磷酸失去活性；丙酮酸脫氫酶磷酸酶去磷酸化而恢復(fù)活性酶去磷酸化而恢復(fù)活性第29頁/共67頁第30頁/共67頁

11、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體調(diào)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體調(diào)節(jié)節(jié)第30頁/共67頁第31頁/共67頁乙酰乙酰CoA 檸檬酸檸檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA - -酮戊二酸酮戊二酸 異檸檬酸異檸檬酸 蘋果酸蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬異檸檬酸酸 脫氫脫氫酶酶檸檬酸合酶檸檬酸合酶 - -酮戊酮戊二酸二酸脫氫酶復(fù)合脫氫酶復(fù)合體體 ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸檸檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的的影響影響 產(chǎn)物堆積引產(chǎn)物堆積引起抑制起抑制 循環(huán)中后續(xù)循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制別位反饋

12、抑制前面反應(yīng)中的前面反應(yīng)中的酶酶 其他，如其他，如Ca2+可激活許可激活許多酶多酶2. 三羧酸循環(huán)的調(diào)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)節(jié)第31頁/共67頁第32頁/共67頁2ADP ATP+AMP 腺苷酸激酶腺苷酸激酶 第32頁/共67頁第33頁/共67頁第33頁/共67頁第34頁/共67頁* 概念概念磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖是指由葡萄糖生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖及及NADPH+H+，前者再進一步轉(zhuǎn)變成前者再進一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反應(yīng)過程。的反應(yīng)過程。第34頁/共67頁第35頁/共67頁 第一階段：氧化反應(yīng)第一階段：氧化反應(yīng) 生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖，NADP

13、H+H+及及CO2一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程過程* * 反應(yīng)過程可分為二個階段反應(yīng)過程可分為二個階段 第二階段則是非氧化反應(yīng)第二階段則是非氧化反應(yīng) 包括一系列基團轉(zhuǎn)移。包括一系列基團轉(zhuǎn)移。 第35頁/共67頁第36頁/共67頁CCCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖脫氫酶脫氫酶 6-磷酸葡萄糖酸脫磷酸葡萄糖酸脫氫酶氫酶 CH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄

14、糖 CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P1. 磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖 同分異同分異構(gòu)酶構(gòu)酶內(nèi)酯內(nèi)酯酶酶 第36頁/共67頁第37頁/共67頁2. 2. 基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)（非氧化反應(yīng)階段）基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)（非氧化反應(yīng)階段） 第37頁/共67頁第38頁/共67頁5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木磷酸木酮糖酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 C46-磷酸

15、果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷磷酸甘酸甘油醛油醛 C3基團轉(zhuǎn)移反基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)應(yīng)第38頁/共67頁第39頁/共67頁轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 5-磷酸核糖磷酸核糖 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 7-磷酸景天糖磷酸景天糖第39頁/共67頁第40頁/共67頁 transaldolase7-7-磷酸景天糖磷酸景天糖 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 4-4-磷酸赤蘚磷酸赤蘚糖糖 6-6-磷酸果糖磷酸果糖轉(zhuǎn)醛醇轉(zhuǎn)醛醇酶酶第40頁/共67頁第41頁/共67頁轉(zhuǎn)酮醇轉(zhuǎn)酮醇酶酶5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 3-3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛 6-6-磷酸果糖

16、磷酸果糖第41頁/共67頁第42頁/共67頁磷酸戊糖途徑小結(jié)磷酸戊糖途徑小結(jié)第一階第一階段段 第二第二階段階段 5-磷酸木磷酸木酮糖酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷磷酸甘酸甘油醛油醛 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫

17、酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶 CO2第42頁/共67頁第43頁/共67頁* * 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定酶，其活性的高低決定6-磷酸葡磷酸葡萄糖進入磷酸戊糖途徑的流量。萄糖進入磷酸戊糖途徑的流量。此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH/NADP+比值比值的影響，比的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活值升高則被抑制，降低則被激活。另外。另外NADPH對該酶有強烈抑對該酶有強烈抑制作用。制作用。第43頁/共67頁第44頁/共67頁（一）為核苷酸的生成提供核糖（一）為

18、核苷酸的生成提供核糖（二）提供（二）提供NADPH作為供氫體作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)參與多種代謝反應(yīng) l NADPH是體內(nèi)許多合成代是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體謝的供氫體l NADPH參與體內(nèi)的羥化反參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與應(yīng)，與生物合成生物合成或或生物轉(zhuǎn)生物轉(zhuǎn)化化有關(guān)有關(guān)l NADPH可維持可維持GSH的還原的還原性性2G-SH G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 第44頁/共67頁第45頁/共67頁第45頁/共67頁第46頁/共67頁機體機體1212小時的需要。小時的需要。第46頁/共67頁第47頁/共67頁第47頁/共67頁第48頁/共67頁第48頁/共67頁第49頁/共

19、67頁+ U D P G引引物物糖原合成糖原合成酶酶糖原分支糖原分支酶酶 葡萄糖葡萄糖 6 6磷磷酸果糖酸果糖G-1-PUDP葡萄葡萄糖糖大分子葡萄糖大分子葡萄糖聚合物聚合物糖糖原原引引物物ATP UTPP.PUDPATPADP第49頁/共67頁第50頁/共67頁第50頁/共67頁第51頁/共67頁第51頁/共67頁第52頁/共67頁 活性活性 2ATP 2ATP 蛋白激酶蛋白激酶 2ADP2ADP 無活性無活性糖原合成酶糖原合成酶a a 糖原合成糖原合成酶酶b(b(磷酸化磷酸化) ) Pi Pi 磷酸蛋白磷酸酶磷酸蛋白磷酸酶 H H2 2O O H H2 2O O 磷酸化酶磷酸酶磷酸化酶磷酸酶 PiPi 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶a a 磷酸化磷酸化酶酶b (b (脫磷酸脫磷酸) ) ADP ADP 磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶 ATPATP第52頁/共67頁第53頁/共67頁第53頁/共67頁第54頁/共67頁G G-6-P F-6-P 1,6-FDP ATP ADP ATP ADPPi H2O Pi H2OG-6-P磷酸酶磷酸酶 FDP磷酸酶磷酸酶己糖激酶己糖激酶 F-6-P激酶激酶存在于存在于肝臟肝臟（1） （2）肝及腎皮質(zhì)中糖氧化與糖異肝及腎皮質(zhì)中糖氧化與糖異生的通路生的通路 第54頁/共67頁第55頁/共67頁CH2C- O- PC