糖代谢2糖的分解代谢

《糖代谢2糖的分解代谢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《糖代谢2糖的分解代谢（125页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、主讲教师： 季祥 邮箱：,第七章 糖代谢,糖分解代谢主要途径,糖的无氧分解 糖的有氧氧化 乙醛酸循环 磷酸戊糖途径 其它已糖的代谢,7.3 糖的分解代谢,7.3 糖的分解代谢,一、糖的无氧分解,Derived from the Greek words： glycos- lysis-,Glycolysis,(一)概念：糖的无氧分解是指：,体内组织在无氧或缺氧情况下，葡萄糖或糖原在胞浆中分解产生乳酸和少量ATP的过程，也称糖酵解途径。,sugar(sweet),返回,dissolution,7.3 糖的分解代谢,乳酸与 ATP 的结构:,乳 酸 （lactate）,A T P (三磷酸腺苷),返回

2、,7.3 糖的分解代谢,糖的无氧分解途径，亦称为EMP途径:,E： Embden；M: Meyerhof；P:Parnas,糖的无氧氧化的过程及产物:,丙酮酸,葡萄糖,乙醇：酵母菌、 植物,返回,EMP途径,乳酸：动物肌肉、 乳酸菌,无氧,有氧,CO2+H2O,7.3 糖的分解代谢,（二）糖酵解过程,11个酶催化的12步反应,第一阶段： 磷酸已糖的生成(活化),四个阶段,第二阶段： 磷酸丙糖的生成(裂解),第三阶段： 3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸并 释放能量(氧化、转能),第四阶段： 丙酮酸还原为乳酸(还原),返回,糖 酵 解 过 程 :,（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,ATP,gluco

3、se(G),已糖激酶,Mg2+,返回,这是酵解过程中的第一个调节酶,ADP,已糖激酶 (hexokinase) ：,已糖激酶有4种同功酶，即型,已糖激酶的分型 型 型,中文名称 已糖激酶(HK) 葡萄糖激酶(GK) 英 文 hexokinase glucokinase,存在范围 在组织细胞中 仅在肝脏和胰腺 广泛存在 细胞存在,与葡萄糖亲和力 高 低 Km: 0.01mmol/L Km: 10100mmol/L,产物反馈抑制 有 无,激素调控 受激素调控,ATP与Mg2+的相互作用：,A T P (三磷酸腺苷),Mg2+,Mg2+,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,HK与G结合的 诱导契合作用：

4、,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6-磷酸葡萄糖的意义：,1.葡萄糖磷酸化后容易参与反应,2.磷酸化后的葡萄糖带负电荷，不能透过 细胞质膜，因此是细胞的一种保糖机制,返回,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,糖 酵 解 过 程 :,（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖,fructose-6-phospha

5、te (F-6-P）,glucose-6phosphate (G-6-P）,返回,（3） 6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖 (fructose-1,6-diphosphate),ATP,磷酸果糖激酶-1 （PK- 1 ）,Mg2+,(F-6-P）,糖酵解过程的第二个调节酶也是酵解中的限速酶,糖 酵 解 过 程 :,返回,ADP,限速酶 / 关键酶 (rate-limiting enzyme / key enzyme),1.催化非可逆反应,特点,2.催化效率低,3.受激素或代谢物的调节,4.常是在整条途径中催化初始反应的酶,5.活性的改变可影响整个反应体系的速度和方

6、向,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,EMP途径的限速酶：磷酸果糖激酶,磷酸果糖激酶-1 (phosphofructokinase-1),7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,AMP、ADP,糖 酵 解 过 程 :,（4）磷酸丙糖的生成,fructose-1,6-diphosphate (F-1,6-2P）,醛缩酶,返回,醛缩酶的作用机理,糖 酵 解 过 程 :,（5）磷酸丙糖的互换,磷酸二羟丙酮 (dihydroxyacetone phosphate),3-磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3-phosphate),返回,糖 酵 解 过 程 :,（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油

7、酸,3-磷酸甘油醛脱氢酶,3-磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3-phosphate),糖酵解 中唯一的 脱氢反应,1,3-二磷酸甘油酸 1,3-diphospho- -glycerae (1,3-DPG),P,返回,NADH3PO4,NADH+H+,3-磷酸甘油醛脱氢酶作用机理：,此酶含巯基，碘乙酸可强烈抑制其活性,NAD+,糖 酵 解 过 程 :,（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸激酶,这是糖酵解 中第一次 底物水平 磷酸化反应,ADP,ATP,1,3-二磷酸甘油酸 (1,3-diphosphoglycerate) (1,3-DPG),P,返回,糖

8、酵 解 过 程 :,（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油 (3-phosphoglycerate),磷酸甘油酸变位酶,返回,糖 酵 解 过 程 :,（9） 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸 (2-phosphoglycerate),氟化物能与Mg2+络 合而抑制此酶活性,P,返回,H2O,糖 酵 解 过 程 :,丙酮酸激酶 PK,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,Mg2+或Mn2+,P,（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸,返回,糖 酵 解 过 程 :,（11）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸,烯醇式丙酮酸 (enolpyruvate

9、),返回,糖 酵 解 过 程 :,（12） 丙酮酸还原为乳酸,返回,糖酵解小结：,1、糖酵解过程的11个酶,注: 磷酸化酶、磷酸葡萄糖变位酶在糖原分解中存在。,返回,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,2、糖酵解过程的12步反应：,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,2、糖酵解过程的12步反应：,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,3、糖酵解过程的反应类型:,1.磷酸基转移反应,2.磷酸基移位,3.异构化作用,4.脱水或脱氢反应,5.缩合反应,返回,葡萄糖,葡萄糖转变为乳酸,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,葡萄糖,葡萄糖转变为乙醇,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,2乙醛,丙酮酸脱羧酶,2乙醇,2CO2,2

10、 2-磷酸甘油酸,糖酵解过程小结：,葡萄糖转变为乳酸：,反应的条件：,无氧或缺氧,反应的部位：,细胞的胞浆,反应的底物：,葡萄糖/糖原,反应的产物：,反应的特点：,乳酸、ATP,一次脱氢、二次底物磷酸化,反应中间物：,在葡萄糖与丙酮酸之间均为磷 酸化合物,返回,糖 原 转 变 为 乳 酸,糖原(Gn),糖原分解生成6-磷酸葡萄糖,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,糖酵解过程中ATP的生成：,2,葡萄糖 6-磷酸葡萄糖,6 - 磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖,1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸 丙 酮 酸,-1,1,-1,2,1,1 mol 葡萄糖 2 mol 乳酸 + ？mol

11、 ATP,糖原中的1mol葡萄糖2mol 乳酸 +？mol ATP,2 mol ATP,3 mol ATP,返回,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,糖酵解中能量利用的效率：,从葡萄糖开始：2 30.5 / 196 = 61/196 = 31(%) 从糖原开始：2 51.6 / 196 = 103.2/196 = 52.6(%),G0= -196kJ,ATP储存能量: G0= -30.5 kJ/mol(体外标准状态下) G0= -51.6 kJ/mol(体内生理状态下 ),糖酵解中能量的利用率：,返回,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,乙醇发酵中能量利用的效率：,2 30.5 / 217.6 = 2

12、8(%),G0= -217.6 kJ,ATP储存能量: G0= -30.5 kJ/mol,乙醇发酵中能量的利用率：,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,糖酵解过程的限速/调节酶：,酶 的 名 称 已糖激酶 葡萄糖激酶(肝) *磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶,变构激活剂 Mg2+, Mn2+ Mg2+, Mn2+ Mg2+, AMP, ADP, F-1,6-2P, F-2,6-2P Mg2+, K+, F-1,6-2P,变构抑制剂 G-6-P - ATP，柠檬酸， 长链脂肪酸 ATP,返回,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,糖酵解与发酵的比较,返回,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,糖酵解意义：,1.在无

13、氧条件下迅速提供能量,供机体需要。,如:剧烈运动、人到高原,2.是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。,3.是某些病理情况下机体获得能量的方式。,4.是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用 大部分逆过程。,6.若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸 酸中毒。,5.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径。,返回,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,肌肉收缩与糖酵解供能：,、肌肉内ATP含量很低；,结论： 糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量,、肌肉中磷酸肌酸储存的能量可 供肌肉收缩所急需的化学能;,、即使氧不缺乏，葡萄糖进行有氧氧化的过程比糖 酵解长得多,来不及满足需要;,背景：剧烈运动时：,、肌肉局部

14、血流不足，处于相对缺氧状态。,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,返回,初到高原与糖酵解供能：,人初到高原，高原大气 压低，易缺氧,机体加强糖酵解以适 应高原缺氧环境,海拔 5000米,背景：,结论：,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,某些组织细胞与糖酵解供能：,代谢极为活跃，即使不缺氧,也常由糖酵解提供部分能 量。,成熟红细胞：,视网膜、神经、白细胞、骨 髓、肿瘤细胞等:,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量。,某些病理状态 与糖酵解供能：,某些病理情况下机体主要通过糖酵解获得能量.,7.3 糖分解代谢之糖酵解途径,返回,7.3 糖分解代谢之糖的有氧氧化,二、糖的有氧氧化

15、(aerobic oxidation),概念 过程 意义 糖酵解和有氧氧化的调节,返回,（一）糖有氧氧化的概念,糖的有氧氧化：是指体内组织在有氧条件下， 葡萄糖彻底氧化分解生成CO2和 H2O的过程。,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。,返回,7.3 糖分解代谢之糖的有氧氧化,葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA,CO2+H2O+ATP,三羧酸循环,线粒体内,胞浆,糖有氧氧化概况,7.3 糖分解代谢之糖的有氧氧化,糖的有氧氧化与糖酵解：,葡萄糖丙酮酸乳酸（糖酵解),7.3 糖分解代谢之糖的有氧氧化,（二）糖有氧氧化的过程：,第一阶段：丙酮酸的生成（胞浆） 第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA （线粒体） 第三阶段：乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 （线粒体）,三个 阶段,返回,7.3 糖分解代谢之糖的有氧氧化,丙酮酸的生成（胞浆）：,2丙酮酸,进入线粒体进一步氧化,2(NADH+ H+ ),2H2O + 3/5 ATP,7.3 糖分解代谢之糖的有氧