糖酵解柠檬酸循环课件.ppt

1、第一页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/32二二.糖的作用糖的作用1.糖是有机体重要的能源和碳源。糖分解产生能量，糖是有机体重要的能源和碳源。糖分解产生能量，可以供给有机体生命活动的需要，可以供给有机体生命活动的需要，2.糖代谢的中间产物又可以转变成其他的含碳化糖代谢的中间产物又可以转变成其他的含碳化合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。3.糖的磷酸衍生物可以形成重要的生物活性物糖的磷酸衍生物可以形成重要的生物活性物质如质如NAD、FAD、DNA、RNA、ATP等。等。4.糖蛋白、糖脂与细胞的免疫反应，识别作用有糖蛋白、糖脂与细胞的免疫反应，识别作用有关。关。

2、第二页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/33二二.糖的中间代谢糖的中间代谢 糖酵解途径糖酵解途径 (EMP)(EMP)柠檬酸循环柠檬酸循环 (TCA)(TCA)磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 (HMP)(HMP)糖异生作用糖异生作用 植物体内乙醛酸循环植物体内乙醛酸循环 糖原的合成与分解糖原的合成与分解糖类代谢第三页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/34第二十二章：糖第二十二章：糖 酵酵 解解第四页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/35一一.糖酵解的研究历史糖酵解的研究历史1897年，年，Hans Buchner和和Eduard Buchner兄弟发现，酵母汁可以

3、兄弟发现，酵母汁可以把蔗糖变成酒精，证明了发酵可以在细胞以外进行把蔗糖变成酒精，证明了发酵可以在细胞以外进行1905年年ArhurHarden和和WilliamYoung把酵母汁加入葡萄糖中，把酵母汁加入葡萄糖中，发现发酵过程中无机磷酸盐逐渐消失，只有不断补充无机磷酸盐发现发酵过程中无机磷酸盐逐渐消失，只有不断补充无机磷酸盐才能使发酵速度不降低，因此推测发酵与无机磷将糖磷酸化有关。才能使发酵速度不降低，因此推测发酵与无机磷将糖磷酸化有关。他们还发现当将酵母汁透析或加热到他们还发现当将酵母汁透析或加热到50后，就会失去发酵能后，就会失去发酵能力，当加热失活的酵母汁与透析失活的酵母汁混合后又恢复了

4、力，当加热失活的酵母汁与透析失活的酵母汁混合后又恢复了发酵能力。由此证明，发酵活性取决于两类物质，一类是热不发酵能力。由此证明，发酵活性取决于两类物质，一类是热不稳定的，不可透析的组称为酿酶，一类是热稳定，可透析的组稳定的，不可透析的组称为酿酶，一类是热稳定，可透析的组分称为辅酶，还有金属离子。分称为辅酶，还有金属离子。1940年，酵解的全过程才被全面了解。年，酵解的全过程才被全面了解。Gustar Embden和和Otto Meyerhof等人发现肌肉中也存在着与酵母发酵十分类似的不需氧的分等人发现肌肉中也存在着与酵母发酵十分类似的不需氧的分解葡萄糖并产生能量的过程，他们称此为酵解过程；因此

5、有时称酵解解葡萄糖并产生能量的过程，他们称此为酵解过程；因此有时称酵解为为EmbdenMeyerhof途径（途径（EMP）。）。第五页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/36二二.糖酵解糖酵解的概述的概述糖酵解糖酵解途径的概念途径的概念 糖酵解是指葡萄糖在酶促反应下生成糖酵解是指葡萄糖在酶促反应下生成丙酮酸并伴随着丙酮酸并伴随着ATPATP生成的过程。酵解生成的过程。酵解过程相关的酶都在过程相关的酶都在细胞质细胞质中。中。它是动物、植物、微生物细胞中葡萄它是动物、植物、微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。糖分解产生能量的共同代谢途径。糖类代谢第六页，编辑于星期四：点 二十九

6、分。2020/11/37三三.糖酵解过程糖酵解过程前五步为准备阶段：前五步为准备阶段：1.葡萄糖磷酸化；葡萄糖磷酸化；2.磷酸已糖异构化；磷酸已糖异构化；3.再次磷酸化；再次磷酸化；4.果糖一果糖一1，6二磷酸裂解；二磷酸裂解；5.磷酸丙糖异构化磷酸丙糖异构化此阶段中，葡萄糖通过磷酸化分解成三碳糖，每分此阶段中，葡萄糖通过磷酸化分解成三碳糖，每分解一个已糖分子消耗解一个已糖分子消耗2分子的分子的ATP。第七页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/38后五步反应为产生产生后五步反应为产生产生ATP的贮能阶段，的贮能阶段，6.甘油醛氧化；甘油醛氧化；7.底物水平磷酸化底物水平磷酸化8.变位

7、反应；变位反应；9.烯醇化烯醇化10.再次底物水平磷酸化再次底物水平磷酸化磷酸三碳糖变成丙酮酸，每分子的三碳糖产生磷酸三碳糖变成丙酮酸，每分子的三碳糖产生2分子的分子的ATP。第八页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/391.1.葡萄糖磷酸化形成葡萄糖磷酸化形成6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖已糖激酶已糖激酶已糖激酶（分子量已糖激酶（分子量52000）以六碳糖为底物，其专一）以六碳糖为底物，其专一性不强，不仅可以作用于葡萄糖，还可以作用于性不强，不仅可以作用于葡萄糖，还可以作用于D果果糖和糖和D甘露糖。已糖激酶像其他激酶一样，需为甘露糖。已糖激酶像其他激酶一样，需为Mg2+或其他二价金属如

8、或其他二价金属如Mn2+所活化。所活化。第九页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3102.6 6磷酸葡萄糖转化成磷酸葡萄糖转化成6 6磷酸果糖磷酸果糖磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶OH第十页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3113.3.6 6磷酸果糖磷酸化形成磷酸果糖磷酸化形成1,61,6二磷酸果糖（二磷酸果糖（F F1,61,62P2P）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶这一步反应是酵解中的关键反应。磷酸果糖激酶的活性决定了这一步反应是酵解中的关键反应。磷酸果糖激酶的活性决定了酵解的速度。酵解的速度。磷酸果糖激酶是分子量为磷酸果糖激酶是分子量为3400的四聚体，它是的四聚体

9、，它是一个别构酶，一个别构酶，ATP对此酶有抑制效应，在有柠檬酸、脂肪酸时加对此酶有抑制效应，在有柠檬酸、脂肪酸时加强抑制效应。然而强抑制效应。然而AMP、ADP或无机磷可消除抑制，增加酶的活或无机磷可消除抑制，增加酶的活性性第十一页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3124.F4.F1,61,62P2P裂解成裂解成3 3磷酸甘油醛磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮（和磷酸二羟丙酮（DHAPDHAP）F F1,61,62P2P醛缩酶醛缩酶第十二页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3135.磷酸三碳糖的同分异构化磷酸三碳糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶96%4%第十三页，

10、编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3146.36.3磷酸甘油醛氧化成磷酸甘油醛氧化成1 1，3 3二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶碘乙酸可强烈抑制磷酸甘油醛脱氢酶的活性，因为与酶的半胱氨酸残基碘乙酸可强烈抑制磷酸甘油醛脱氢酶的活性，因为与酶的半胱氨酸残基上的上的SH反应。反应。砷酸盐（砷酸盐（AsO43）可以与）可以与H3PO4竞争同高能硫酯中间物结合，形成不稳竞争同高能硫酯中间物结合，形成不稳定的化合物定的化合物1砷砷3磷酸甘油酸，它可以进一步分解产生磷酸甘油酸，它可以进一步分解产生3磷酸甘油酸，但没磷酸甘油酸，但没有磷酸化作用。因此砷酸使这一步的氧化作用和

11、磷酸化作用解偶联。这是砷酸中毒有磷酸化作用。因此砷酸使这一步的氧化作用和磷酸化作用解偶联。这是砷酸中毒的反应之一。的反应之一。第十四页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3157.1，3二磷酸甘油酸将磷酰基转二磷酸甘油酸将磷酰基转给给ADP生成磷酸甘油酸和生成磷酸甘油酸和ATP磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶底物水平磷酸化：底物水平磷酸化：ATP（GTP）的形成直接与一个代谢）的形成直接与一个代谢中间物上的磷酸基因转移相偶联的作用中间物上的磷酸基因转移相偶联的作用第十五页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3168.38.3磷酸甘油酸变位形成磷酸甘油酸变位形成2 2磷酸甘油酸磷

12、酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶第十六页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3179.2磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸（酮酸（PEP）烯醇化酶烯醇化酶第十七页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/31810.磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP形成形成ATP和丙酮酸和丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶现已得到丙酮酸激酶，分子量是现已得到丙酮酸激酶，分子量是250000，是由，是由66000的亚基组成的的亚基组成的四聚体。丙酮酸激酶是一个别构酶，酵解途径中的重要调节酶。四聚体。丙酮酸激酶是一个别构酶，酵解途径中的重

13、要调节酶。长链脂肪酸，乙酰长链脂肪酸，乙酰COA，ATP和丙氨酸能抑制该酶活性。和丙氨酸能抑制该酶活性。1，6二磷酸果糖活化此酶。二磷酸果糖活化此酶。第十八页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/319第十九页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/320四四.丙酮酸的去路丙酮酸的去路1.变为乙酰变为乙酰CoA，进入三羧酸循环（，进入三羧酸循环（在有氧条件下在有氧条件下）2.生成乳酸（生成乳酸（在无氧或暂时缺氧条件下在无氧或暂时缺氧条件下）乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶第二十页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3213.转化为乙醇转化为乙醇（酵母菌或其它微生物中酵母菌或其它微生

14、物中）丙酮酸丙酮酸H乙醛乙醛CO2丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶乙醛乙醛NADHH乙醇乙醇NAD醇脱氢酶醇脱氢酶第二十一页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/322酵解与发酵概念的区别酵解与发酵概念的区别发酵发酵（fermentation)fermentation):厌氧有机体（如酵母或厌氧有机体（如酵母或其他微生物）把酵解生成的其他微生物）把酵解生成的NADHNADH中的氢交给丙酮酸脱中的氢交给丙酮酸脱羧生成的乙醛，使之形成乙醇。这个过程称为酒精羧生成的乙醛，使之形成乙醇。这个过程称为酒精发酵。若将氢交给丙酮酸生成的乳酸，则是乳酸发发酵。若将氢交给丙酮酸生成的乳酸，则是乳酸发酵。酵。糖酵

15、解糖酵解：葡萄糖在酶促反应下生成丙酮酸并：葡萄糖在酶促反应下生成丙酮酸并伴随着伴随着ATPATP生成的过程。生成的过程。第二十二页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/323酵解过程酵解过程ATP的合成的合成葡萄糖酵解的总反应式为葡萄糖酵解的总反应式为：葡萄糖葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O无氧情况下无氧情况下酵解共产生酵解共产生2分子的分子的ATP，2分子分子NADH将将H交给交给2分子丙酮酸分子丙酮酸生成生成2分子乳酸。分子乳酸。在有氧情况下在有氧情况下，2分子分子NADH经呼吸链氧化成经呼吸链氧化成H2O可产生可产生5分子分

16、子ATP，因此一分子葡萄糖酵解共产生，因此一分子葡萄糖酵解共产生7分子分子ATP。在某些组织，如在某些组织，如骨骼肌、脑组织骨骼肌、脑组织NADH进入线粒体要通过甘油磷酸穿进入线粒体要通过甘油磷酸穿羧系统。细胞质中磷酸二羟丙酮被催化成羧系统。细胞质中磷酸二羟丙酮被催化成3磷酸甘油进入线粒体重新氧磷酸甘油进入线粒体重新氧化成磷酸二羟丙酮，但在线粒体中的化成磷酸二羟丙酮，但在线粒体中的3磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶的辅基是的辅基是FAD，为，为此只产生此只产生1.5分子分子ATP。在这些组织中一分子葡萄糖酵解共产生。在这些组织中一分子葡萄糖酵解共产生5分子分子ATP。（改错，（改错，P87）第二十

17、三页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/324五五.其它单糖进入酵解的途径其它单糖进入酵解的途径D果糖果糖1.脂肪组织中脂肪组织中D果糖果糖+ATP 6磷酸果糖磷酸果糖+ADP+H+2.肝细胞中肝细胞中 D果糖果糖1磷酸果糖甘油醛磷酸果糖甘油醛3磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮Mg2+已糖激酶已糖激酶ATPADPATPADP果糖激酶果糖激酶1磷酸果糖醛缩酶磷酸果糖醛缩酶三碳糖激酶三碳糖激酶第二十四页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3252.D半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖1磷酸半乳糖磷酸半乳糖1磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPADPUDP葡萄糖葡萄

18、糖UDP半乳糖半乳糖半乳糖激酶半乳糖激酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶1 磷酸半乳糖尿苷酰转移酶磷酸半乳糖尿苷酰转移酶半乳糖血症半乳糖血症指先天性缺乏指先天性缺乏1磷酸半乳糖尿苷酸转移酶，可从血磷酸半乳糖尿苷酸转移酶，可从血液中缺乏此酶进行鉴定。液中缺乏此酶进行鉴定。患者不能将患者不能将1磷酸半乳糖转化成磷酸半乳糖转化成UDP半乳糖，使半乳糖不能进入酵解途径，以致血中半乳糖增多，引起半半乳糖，使半乳糖不能进入酵解途径，以致血中半乳糖增多，引起半乳糖血，严重的导致半乳糖尿。患儿生长迟缓，喝奶后呕吐、腹泻，乳糖血，严重的导致半乳糖尿。患儿生长迟缓，喝奶后呕吐、腹泻，肝肿大，黄疽，智力迟钝。若继续

19、摄取半乳糖，会因血液中毒致死。肝肿大，黄疽，智力迟钝。若继续摄取半乳糖，会因血液中毒致死。血液中毒物之一是半乳糖醇，他是由半乳糖经还原酶还原而成。血液中毒物之一是半乳糖醇，他是由半乳糖经还原酶还原而成。在在眼睛的晶体中，半乳糖醇积累会造成白内障。吃没有半乳糖的膳食可眼睛的晶体中，半乳糖醇积累会造成白内障。吃没有半乳糖的膳食可改善健康状况，但智力不能恢复。改善健康状况，但智力不能恢复。第二十五页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3263.D甘露糖甘露糖D甘露糖甘露糖+ATP 6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖+ADP+H+6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖 6-磷酸果糖磷酸果糖已糖激酶已糖激酶磷酸甘露糖

20、激酶磷酸甘露糖激酶糖酵解糖酵解第二十六页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/327六六.糖酵解的调节控制糖酵解的调节控制1.1.糖酵解的最重要控制步骤是由磷酸果糖激酶糖酵解的最重要控制步骤是由磷酸果糖激酶(PFK)(PFK)催化的不可逆反应。催化的不可逆反应。该酶的调节有多种途径：该酶的调节有多种途径：a.ATPa.ATPAMPAMP：PFKPFK被被ATPATP变构抑制，但这种抑制作用被变构抑制，但这种抑制作用被AMPAMP逆转，逆转，这使糖酵解对细胞能量需要得以应答。当这使糖酵解对细胞能量需要得以应答。当ATPATP供应短缺供应短缺(和和AMPAMP充足充足)时，加快酵解速度，于

21、是能制造更多的时，加快酵解速度，于是能制造更多的ATPATP，当已经有足够，当已经有足够ATPATP时，时，酵解速度减慢。酵解速度减慢。b.b.柠檬酸柠檬酸(citrate)(citrate)：PFKPFK也被柠檬酸循环的第一产物也被柠檬酸循环的第一产物柠檬酸抑柠檬酸抑制。高水平的柠檬酸发出的信号是有足够的柠檬酸循环中间体制。高水平的柠檬酸发出的信号是有足够的柠檬酸循环中间体供应，因此不需要经糖酵解另外分解葡萄糖。供应，因此不需要经糖酵解另外分解葡萄糖。c.Hc.H+离子：磷酸果糖激酶被离子：磷酸果糖激酶被H H+抑制，因此当抑制，因此当PHPH显著下降时，糖酵显著下降时，糖酵解速率降低。由此

22、防止在缺氧的情况下形成过量的乳酸从而防解速率降低。由此防止在缺氧的情况下形成过量的乳酸从而防止医学上所谓的酸中毒（一种血液中止医学上所谓的酸中毒（一种血液中pHpH中毒性的下降）中毒性的下降）第二十七页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/328d.2,6-二磷酸果糖是磷酸果糖激酶的有效的别构活化剂，它可二磷酸果糖是磷酸果糖激酶的有效的别构活化剂，它可以通过增加以通过增加2，6-二磷酸果糖与酶的亲和力从而消除二磷酸果糖与酶的亲和力从而消除ATP对酶的对酶的抑制效应，使酶活化。抑制效应，使酶活化。2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖是由磷酸果糖激酶是由磷酸果糖激酶2催化催化6磷酸果糖磷酸化而磷酸

23、果糖磷酸化而形成的。形成的。2,6-二磷酸果糖又可被果糖二磷酸酶二磷酸果糖又可被果糖二磷酸酶2水解成水解成6-磷酸磷酸果糖。上述两个酶都是由相同的果糖。上述两个酶都是由相同的53000的多肽链组成，只是的多肽链组成，只是由于一个丝氨酸残基磷酸化或去磷酸化而造成活性不同。这种酶由于一个丝氨酸残基磷酸化或去磷酸化而造成活性不同。这种酶称为称为前后酶或双功能酶。前后酶或双功能酶。当葡萄糖缺少，高血糖激素导致双功能酶磷酸化，表现为果当葡萄糖缺少，高血糖激素导致双功能酶磷酸化，表现为果糖二磷酸酶糖二磷酸酶2的活性。使的活性。使F-2,6-BP水平降低，结果由于使水平降低，结果由于使磷磷酸果糖激酶酸果糖激

24、酶活性减少而降低酵解速度。活性减少而降低酵解速度。当葡萄糖含量丰富时，双功能酶失去磷酸基，导致磷酸果糖当葡萄糖含量丰富时，双功能酶失去磷酸基，导致磷酸果糖激酶激酶2的活性被激活，使的活性被激活，使F-2,6-BP水平升高，磷酸果糖激酶被活水平升高，磷酸果糖激酶被活化。化。P121第二十八页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3292.2.已糖激酶的调控已糖激酶的调控已糖激酶催化酵解的第一步不可逆步骤，它受葡萄糖已糖激酶催化酵解的第一步不可逆步骤，它受葡萄糖6 6磷酸的抑制。而当磷酸果糖激酶（磷酸的抑制。而当磷酸果糖激酶（PFKPFK）被抑制时，果糖）被抑制时，果糖6 6磷酸增加，同时

25、葡萄糖磷酸增加，同时葡萄糖6 6磷酸也增加。因此已糖激酶磷酸也增加。因此已糖激酶的抑制又加强了在的抑制又加强了在PFKPFK步骤的抑制作用。从这里看，似乎步骤的抑制作用。从这里看，似乎已糖激酶应该是主要的控制酶，而不是已糖激酶应该是主要的控制酶，而不是PFKPFK。然而，已。然而，已糖激酶反应的产物葡萄糖糖激酶反应的产物葡萄糖6 6磷酸也能进入糖原合成或戊磷酸也能进入糖原合成或戊糖磷酸途径。所以糖磷酸途径。所以PFKPFK催化的反应才是主要的调控步骤。催化的反应才是主要的调控步骤。第二十九页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3303.3.丙酮酸激酶的调控丙酮酸激酶的调控1,6-二磷

26、酸果糖使丙酮酸激酶活化，使其与磷酸果糖激酶催化加速二磷酸果糖使丙酮酸激酶活化，使其与磷酸果糖激酶催化加速协调，接受大量代谢中间物，因此加速酵解。协调，接受大量代谢中间物，因此加速酵解。酵解产物丙酮酸转氨合成的丙氨酸也可以别构抑制这个酶的活酵解产物丙酮酸转氨合成的丙氨酸也可以别构抑制这个酶的活性，这是生物合成前体过剩的信号。性，这是生物合成前体过剩的信号。丙酮酸激酶缺乏病人由于酵解产物不能进入三羧酸循环，使酵丙酮酸激酶缺乏病人由于酵解产物不能进入三羧酸循环，使酵解中间产物浓度增加，使解中间产物浓度增加，使红细胞红细胞中中2,3二磷酸甘油酸浓度二磷酸甘油酸浓度增高，而使血红蛋白与氧的亲和力非常低。

27、由于病人不增高，而使血红蛋白与氧的亲和力非常低。由于病人不能很好地进行酵解，能很好地进行酵解，ATP减少，因而降低减少，因而降低Na，K+ATP酶的活性，细胞无法维持正常离子浓度而肿胀，裂解，造成酶的活性，细胞无法维持正常离子浓度而肿胀，裂解，造成溶血性贫血溶血性贫血。第三十页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/331七七.糖酵解的生物意义糖酵解的生物意义1.糖酵解是生物界最普遍的代谢途径之一糖酵解是生物界最普遍的代谢途径之一2.糖酵解在缺氧的条件下提供能量的有效途径，糖酵解在缺氧的条件下提供能量的有效途径，也是生物体在缺氧的条件下对能要求暂时适应也是生物体在缺氧的条件下对能要求暂时

28、适应方式。方式。3.是进化过程中保存下来的一条原始代谢过程，在是进化过程中保存下来的一条原始代谢过程，在有氧的条件下，糖酵解还是剧烈的进行。有氧的条件下，糖酵解还是剧烈的进行。第三十一页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/332小结小结1.不需氧的条件下，完成的一条代谢途径。不需氧的条件下，完成的一条代谢途径。2.以以NAD作为递作为递H体体3.放能过程（能量少）放能过程（能量少）4.控制酵解过程的三个关键点控制酵解过程的三个关键点5.酵解的部位（细胞质）酵解的部位（细胞质）6.所有的中间物都以所有的中间物都以磷酸酯磷酸酯形式存在形式存在第三十二页，编辑于星期四：点 二十九分。202

29、0/11/333小问题小问题1.某一化合物是某一化合物是3磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂。若该化合物磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂。若该化合物被加入以葡萄糖为惟一的底物肝细胞中，那么，它对糖酵解中被加入以葡萄糖为惟一的底物肝细胞中，那么，它对糖酵解中间产物的浓度有何影响间产物的浓度有何影响?2.如果习题如果习题1中的底物是乳酸，那么，此抑制剂对糖酵解途径中中的底物是乳酸，那么，此抑制剂对糖酵解途径中间产物的浓度影响又是怎么样？间产物的浓度影响又是怎么样？3.什么因素阻碍糖酵解途径的中间产物脱离产生它的细胞什么因素阻碍糖酵解途径的中间产物脱离产生它的细胞?4.果所有糖酵解途径中的酶，果所有糖酵解途径中的酶，

30、ATP、ADP、NAD和葡萄糖一和葡萄糖一同在理想条件下培养，那么会产生丙酮酸吗同在理想条件下培养，那么会产生丙酮酸吗?5.哺乳动物细胞中，乳酸有何代谢去路？哺乳动物细胞中，乳酸有何代谢去路？6.理论上下列个化合物，在糖酵解途径中通过底物水平磷酸化作理论上下列个化合物，在糖酵解途径中通过底物水平磷酸化作用而净产生最多用而净产生最多ATP？1分子蔗糖，分子蔗糖，2分子葡萄糖，或分子葡萄糖，或2分子果分子果糖？糖？第三十三页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/334第第23章柠檬酸循环章柠檬酸循环大多数动物、植物和微生物，葡萄糖通过糖酵解产生的丙大多数动物、植物和微生物，葡萄糖通过糖酵解

31、产生的丙酮酸，在有氧条件下，氧化脱羧形成乙酰辅酶酮酸，在有氧条件下，氧化脱羧形成乙酰辅酶A。乙酰辅酶乙酰辅酶A经过一系列氧化、脱羧，最终生成经过一系列氧化、脱羧，最终生成H2O 和和CO2，并，并释放出大量能量的过程称为释放出大量能量的过程称为三羧酸循环三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle)又柠檬酸循环，简写为又柠檬酸循环，简写为TCA循环，因为它是由循环，因为它是由H.A.Krebs正式提出，所以又称正式提出，所以又称Krebs循环。循环。第三十四页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/335一一.丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵

32、解和三羧酸循环的中丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。间环节。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。第三十五页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/336丙酮酸在丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系催化下，脱羧形成乙酰催化下，脱羧形成乙酰CoACoA。丙酮。丙酮酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系，主要包括：酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系，主要包括：三种不同的酶（丙酮酸脱氢酶组分三种不同的酶（丙酮酸脱氢酶组分E1E1、二氢硫辛酰转、二氢硫辛酰转乙酰基酶乙酰基酶E2E2和二氢硫辛酸脱氢酶和二氢硫辛酸脱氢酶E3E3）6 6种辅助因子（种

33、辅助因子（TTPTTP、硫辛酸、硫辛酸、FADFAD、NADNAD+、CoACoA和和MgMg2+2+）丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系第三十六页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3371.丙酮酸脱氢酶系的结构：丙酮酸脱氢酶系的结构：Lester Reed研究了丙酮酸脱氢酶复合体的组成和结构，大肠研究了丙酮酸脱氢酶复合体的组成和结构，大肠杆菌中此酶的质量约为杆菌中此酶的质量约为50，000，000，是由，是由60条肽链组成多条肽链组成多面体，直径约面体，直径约30nm，可以在电子显微镜下观察到这种复合，可以在电子显微镜下观察到这种复合体。二氢硫辛酰转乙酰基酶位于核心有体。二氢硫辛酰转乙

34、酰基酶位于核心有24条肽链，丙酮酸脱条肽链，丙酮酸脱氢酶也有氢酶也有24条肽链，二氢硫辛酸脱氢酶是条肽链，二氢硫辛酸脱氢酶是12条肽链组成。这条肽链组成。这些肽链以非共价力结合在一起，在碱性些肽链以非共价力结合在一起，在碱性pH时复合体可以解离时复合体可以解离成相应的亚单位，在中性时三个酶又可以重组成为复合体。成相应的亚单位，在中性时三个酶又可以重组成为复合体。所有丙酮酸氧化脱羧的中间产物均紧密地结合在复合体所有丙酮酸氧化脱羧的中间产物均紧密地结合在复合体上，由于一个酶与另一个酶彼接近，活性中间产物可以通上，由于一个酶与另一个酶彼接近，活性中间产物可以通过酰基转移酶上赖氨酸与硫辛酸形成的转动长

35、臂从酶的一过酰基转移酶上赖氨酸与硫辛酸形成的转动长臂从酶的一个活性位置转到另一个活性位置上。个活性位置转到另一个活性位置上。第三十七页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/338（丙酮酸脱氢酶组分（丙酮酸脱氢酶组分E1、二氢硫辛酰转乙酰基酶、二氢硫辛酰转乙酰基酶E2和二氢和二氢硫辛酸脱氢酶硫辛酸脱氢酶E3）第三十八页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/339丙酮氧化脱羧的总反应式：丙酮氧化脱羧的总反应式：CH3CCOOHO+HS-CoANAD+CH3COSCoA+CO2NADH丙酮酸脱氢酶系丙酮酸辅酶A乙酰辅酶A第三十九页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3402

36、.丙酮酸脱羧反应的调控丙酮酸脱羧反应的调控由于从丙酮酸到乙酰由于从丙酮酸到乙酰COA是一个重要的步骤，处于代谢是一个重要的步骤，处于代谢途径的分支点，这反应体系受到严密的调节与控制。途径的分支点，这反应体系受到严密的调节与控制。1.产物抑制：丙酮酸氧化脱羧作用的二个产物乙酰产物抑制：丙酮酸氧化脱羧作用的二个产物乙酰COA和和NADH都抑都抑制丙酮酸脱氢酶系，乙酰制丙酮酸脱氢酶系，乙酰COA抑制乙酰转移酶抑制乙酰转移酶E2，NADH抑制二氢抑制二氢硫辛酸脱氢酶硫辛酸脱氢酶E3组分。抑制效应可以被相应反应物组分。抑制效应可以被相应反应物COA和和NAD逆逆转。转。2.核苷酸反馈调节：酶体系的活性由

37、细胞的能荷所控制。特别是核苷酸反馈调节：酶体系的活性由细胞的能荷所控制。特别是丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶E1组分受组分受GTP抑制，为抑制，为AMP所活化。当细胞内富有所活化。当细胞内富有立即可利用的能量时，丙酮酸脱氢酶体系活性降低。立即可利用的能量时，丙酮酸脱氢酶体系活性降低。3.可逆磷酸化作用的共价调节：在有可逆磷酸化作用的共价调节：在有ATP时，丙酮酸脱氢酶分子上时，丙酮酸脱氢酶分子上的特殊的丝氨酸残基被专一的磷酸激酶催化时，变得没有活性，当的特殊的丝氨酸残基被专一的磷酸激酶催化时，变得没有活性，当酶上的磷酸基团被专一磷酸酶水解时又恢复活性。细胞内酶上的磷酸基团被专一磷酸酶水解时又恢复活性

38、。细胞内ATP/AMP，乙酰，乙酰COA/COA和和NADH/NAD的比值增高时，酶的比值增高时，酶的磷酸化作用增加。的磷酸化作用增加。Ca2+增加去磷酸化作用。增加去磷酸化作用。第四十页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/341二二.柠檬酸循环柠檬酸循环1.1.乙酰辅酶乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合形成柠檬酸与草酰乙酸缩合形成柠檬酸柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶是一个调控酶，体外实验表明：酶的活性受柠檬酸合成酶是一个调控酶，体外实验表明：酶的活性受ATP、NADH、琥珀酰、琥珀酰COA和长链脂肪酰和长链脂肪酰COA抑制。抑制。氟乙酰氟乙酰COA可与柠檬酸合成酶反应形成氟柠檬酸，

39、因为它可可与柠檬酸合成酶反应形成氟柠檬酸，因为它可抑制下一步反应的酶，因此这反应称为称为致死合成，可抑制下一步反应的酶，因此这反应称为称为致死合成，可以利用这一特性合成杀虫剂或灭鼠药。以利用这一特性合成杀虫剂或灭鼠药。第四十一页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3422.2.柠檬酸异构化生成异柠檬酸柠檬酸异构化生成异柠檬酸柠檬酸柠檬酸顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸异柠檬酸第四十二页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3433.3.异柠檬酸氧化脱羧生成异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸线粒体内含有二种线粒体内含有二种异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶，一种是以，一种是以NAD为

40、电子受为电子受体，另一种以体，另一种以NADP为受体。前者仅在线粒体内，后者也在细胞质为受体。前者仅在线粒体内，后者也在细胞质中存在。需中存在。需NAD异柠檬酸脱氢酶被异柠檬酸脱氢酶被Mg2+、Mn2+活化，它是一个活化，它是一个别构酶，正调控物是别构酶，正调控物是ADP，ADP可增加酶和底物的亲和力。当缺可增加酶和底物的亲和力。当缺乏乏ADP时就失去活性。时就失去活性。NAD、Mg2+和和ADP有协同作用。有协同作用。NADH和和ATP可以抑制酶活性。可以抑制酶活性。总之，细胞在具有高能状态时酶活性被抑总之，细胞在具有高能状态时酶活性被抑制。在低能状态时被激活。制。在低能状态时被激活。第四十

41、三页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3444.-酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅酶酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅酶A A-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系第四十四页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/345-酮戊二酸脱氢酶系的结构与调控酮戊二酸脱氢酶系的结构与调控-酮戊二酸脱氢酶系与丙酮酸脱氢酶系相似，由三个酶酮戊二酸脱氢酶系与丙酮酸脱氢酶系相似，由三个酶即即-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶E1E1，琥珀酰转移酶，琥珀酰转移酶E2E2和二氢硫辛和二氢硫辛酰脱氢酶酰脱氢酶E3E3组成。也需要组成。也需要TPPTPP，硫辛酸，硫辛酸，C CO OA A，FADFAD和和NADNAD

42、,Mg,Mg2+2+6 6种辅助因子。琥珀酰转移酶种辅助因子。琥珀酰转移酶E2E2处于核心位置，处于核心位置，其氧化脱羧机制也类似。其氧化脱羧机制也类似。-酮戊二酸脱氢酶系也是个调节酶，受其产物酮戊二酸脱氢酶系也是个调节酶，受其产物NADHNADH、琥珀酰琥珀酰CoACoA和和CaCa2+2+抑制，细胞高能荷时，抑制，细胞高能荷时，ATPATP，GTPGTP也可反也可反馈抑制酶的活性，但是酶的活性不受磷酸化作用的共价修馈抑制酶的活性，但是酶的活性不受磷酸化作用的共价修饰调节。饰调节。第四十五页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3465.5.琥珀酰琥珀酰C CO OA A转化成琥珀酸

43、，转化成琥珀酸，并生成并生成GTPGTP琥珀酰琥珀酰COA合成酶合成酶第四十六页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3476.6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸反应在反应在琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶的作用下进行，所形成的是延的作用下进行，所形成的是延胡索酸是胡索酸是反丁烯二酸反丁烯二酸，而不是顺丁烯二酸（马来，而不是顺丁烯二酸（马来酸），后者不能参加代谢，对机体有毒性。丙二酸酸），后者不能参加代谢，对机体有毒性。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂第四十七页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3487.7.延胡索酸被水化生成苹果酸延胡索

44、酸被水化生成苹果酸延胡索酸酶延胡索酸酶第四十八页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3498.苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸L L苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶第四十九页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/3504.4.三羧酸循环三羧酸循环糖类代谢丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA草酰草酰琥珀酸琥珀酸-酮酮戊二酸戊二酸琥珀琥珀酸酸延胡延胡索酸索酸苹果苹果酸酸草酰草酰乙酸乙酸柠檬柠檬酸酸琥珀酰琥珀酰CoA异柠异柠檬酸檬酸定义：定义：在有氧条件下，酵解在有氧条件下，酵解产物丙酮酸被彻底氧化分解产物丙酮酸被彻底氧化分解成成COCO2 2和和H H2 2O,O,并放出并放出A

45、TPATP的的过过程程NADHNADHCOCO2 21ATP1ATPFADHFADH2 2NADHNADH加入加入2C2CNADHNADHCOCO2 2第五十页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/351二二.三羧酸循环中的化学循环三羧酸循环中的化学循环2.两步脱羧反应（两步脱羧反应（C量达到平衡）量达到平衡）异柠檬酸氧化脱羧生成异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅酶酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅酶A A1.一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化琥珀酰琥珀酰COA高能磷酸键水解高能磷酸键水解GDPPiGTP第五十一页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/1

46、1/3523.两步加水两步加水乙酰乙酰COA+草酰乙酸草酰乙酸H2O柠檬酸柠檬酸COA-SH延胡索酸延胡索酸 H2OL苹果酸苹果酸4.四步脱氢反应四步脱氢反应异柠檬酸异柠檬酸NAD -酮戊二酸酮戊二酸COCO2 2NADHNADHH H -酮戊二酸酮戊二酸 COA-SH NAD琥珀酰琥珀酰COANADHHCO2琥珀酸琥珀酸FAD延胡索酸延胡索酸FADH2 L苹果酸苹果酸NAD草酰乙酸草酰乙酸NADHH第五十二页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/353三三.三羧酸循环所生的三羧酸循环所生的ATPATP乙酰乙酰COA进入三羧酸循环，每一次循环通过进入三羧酸循环，每一次循环通过GTP产生

47、一分子产生一分子ATP。反应中共有。反应中共有4个脱氢步骤，个脱氢步骤，其中其中三对电子经三对电子经NADH转递给线粒体的膜嵴上转递给线粒体的膜嵴上的电子传递链，最后递给氧，每对电子产生的电子传递链，最后递给氧，每对电子产生2.5分子分子ATP，3对电子共对电子共7.5分子分子ATP，有，有一对电一对电子经子经FADH2转递至电子传递链，可产生转递至电子传递链，可产生1.5分子分子ATP。因此每一次循环共产生。因此每一次循环共产生10分子分子ATP。若从。若从丙酮酸脱氢开始计算，共产生丙酮酸脱氢开始计算，共产生12.5分分ATP。第五十三页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/354四

48、葡萄糖分解代谢过程中四葡萄糖分解代谢过程中能量的产生能量的产生 葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生直接产生ATPATP；生成高能分子；生成高能分子NADHNADH或或FADHFADH2 2，后者在线粒，后者在线粒体呼吸链氧化并产生体呼吸链氧化并产生ATPATP。1.1.葡萄糖分解代谢共同途径糖酵解：葡萄糖分解代谢共同途径糖酵解：1 1分子葡萄糖分子葡萄糖 2 2分子丙酮酸，共消耗了分子丙酮酸，共消耗了2 2个个ATPATP，产生了，产生了4 4 个个ATPATP，实际上净生成了，实际上净生成了2 2个个ATPATP，同时产生同时产生

49、2 2个个NADHNADH。第五十四页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/355（1 1）无氧分解（丙酮酸接受）无氧分解（丙酮酸接受3 3磷酸甘油醛脱氢酶形成的磷酸甘油醛脱氢酶形成的NADHNADH上的氢，形成乳酸）。上的氢，形成乳酸）。（2 2）有氧分解（丙酮酸生成乙酰）有氧分解（丙酮酸生成乙酰CoACoA进入三羧酸循环）进入三羧酸循环）产生的产生的ATPATP、NADHNADH和和FADHFADH2 2丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸 乙酰乙酰CoACoA，生成，生成1 1个个NADHNADH。三羧酸循环：乙酰三羧酸循环：乙酰CoA CoA CO CO2 2和和H H

50、2 2O O，产生一个，产生一个GTPGTP（相当于（相当于ATPATP）、）、3 3个个NADHNADH和和1 1个个FADHFADH2 2。2.2.酵解产物的去向酵解产物的去向第五十五页，编辑于星期四：点 二十九分。2020/11/356（3 3）葡萄糖分解代谢过程中）葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量产生的总能量1.1.葡萄糖酵解成乳酸的总反应式葡萄糖酵解成乳酸的总反应式 C C6 6H H6 6O O6 6+2 ADP+2Pi+2 ADP+2Pi 2 2乳酸乳酸2ATP2ATP2H2H2 2O O2.2.葡萄糖有氧分解总反应式葡萄糖有氧分解总反应式 C C6 6H H6 6O O6 6+