糖的有氧氧化 (aerobic oxidation) ? 概念 ? 过程 ? 小结 ? 意义 糖的有氧氧化课件 一、糖有氧氧化的概念 葡萄糖 彻底氧化分解生成CO2和H2O的过程 糖的有氧氧化是指： 体内组织在有氧条件下， 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 C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O + 30/32 ATP 糖的有氧氧化课件 糖有氧氧化概况 葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA CO2+H2O+ATP 三羧酸循环 糖的有氧氧化 乳酸 糖酵解 线粒体内 胞浆 糖的有氧氧化课件 糖的有氧氧化与糖酵解 细胞 胞浆 线粒体 葡萄糖丙酮酸乳酸(糖酵解)葡萄糖丙酮酸 CO2+H2O+ATP (糖的有氧氧化） 丙酮酸 糖的有氧氧化课件 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 糖的有氧氧化课件 丙酮酸的生成（胞浆） 葡萄糖 + NAD+ + 2ADP +2Pi 2（丙酮酸+ ATP + NADH+ H+ ） 2丙酮酸进入线粒体进一步氧化 2(NADH+ H+ )2H2O + 3/5 ATP 线粒体内膜上特异载体 穿梭系统 氧化呼吸链 糖的有氧氧化课件 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A NAD+ NADH+H+ 丙酮酸 乙酰CoA + CoA-SH 辅酶A + C O2 丙酮酸 脱氢酶系 丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰CoA + C O2 + NADH+H+ 糖的有氧氧化课件 丙酮酸脱氢酶系 3 种 酶： E1: 丙酮酸脱羧酶 (TPP、Mg2+) E2: 二氢硫辛酸乙酰基转移酶(硫辛酸、辅酶A) E3: 二氢硫辛酸脱氢酶(FAD、NAD+) 6种辅助因子： TPP、 Mg2+、硫辛酸、辅酶A、FAD、NAD+ （含B1、泛酸、B2 、PP四种维生素） 糖的有氧氧化课件 FAD FADH2 丙酮酸氧化脱羧反应 TPP TPP CO2 HSCoACH3COSCoA NAD+ NADH+H+ 丙酮酸脱羧酶 Mg2+ 硫辛酸乙酰 转移酶 二氢硫辛酸 脱氢酶 丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰CoA + C O2 + NADH+H+ 糖的有氧氧化课件 丙酮酸脱氢酶系 催化的反应 FAD FADH2 NAD+ NADH+H+ HSCoA CH3COSCoA TPP CO2 丙酮酸脱羧酶 Mg2+ 二氢硫辛酸 脱氢酶 硫辛酸乙酰 转移酶 糖的有氧氧化课件 丙酮酸脱氢酶复合物 催化丙酮酸氧化脱羧 生成乙酰CoA 糖的有氧氧化课件 乙酰辅酶A进入三羧酸循环 三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TAC) 又称柠檬酸循环(citric acid cycle)/ Krebs循环(Krebs cycle)。
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含3个羧 基的柠檬酸开始，经过一系列代谢反应， 乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的 过程称为三羧酸循环 糖的有氧氧化课件 三羧酸循环 y 反应过程 y 反应特点 y 意 义 糖的有氧氧化课件 乙酰CoA与草酰乙酸 缩合形成柠檬酸 TCA循环 柠檬酸合酶 草酰乙酸 CH3COSCoA 乙酰辅酶A (acetyl CoA) 柠檬酸 (citrate) HSCoA 乙酰CoA+草酰乙酸 柠檬酸 + CoA-SH 关键酶 糖的有氧氧化课件 异柠檬酸 (isocitrate ) H2O 柠檬酸异构化生成异柠檬酸 TCA循环 柠檬酸 (citrate) 顺乌头酸 乌头酸酶 柠檬酸 异柠檬酸 糖的有氧氧化课件 CO2 NAD+ 异柠檬酸 异柠檬酸氧化脱羧 生成-酮戊二酸 TCA循环 -酮戊二酸 草酰琥珀酸 NADH+H+ 异柠檬酸脱氢酶 异柠檬酸+NAD+ -酮戊二酸 +CO2+NADH+H+ 关键酶 糖的有氧氧化课件 C O2 -酮戊二酸氧化脱羧 生成琥珀酰辅酶A -酮戊二酸脱氢酶系 HSCoANAD+ NADH+H+ TCA循环 琥珀酰CoA (succinyl CoA) -酮戊二酸(- ketoglutarate) -酮戊二酸 + CoA-SH+ NAD+ 琥珀酰CoA + C O2 + NADH+H+ 关键酶 糖的有氧氧化课件 琥珀酰CoA转变为琥珀酸 琥珀酰CoA合成酶 TCA循环 琥珀酰CoA (succinyl CoA) GDP+Pi GTP ATP ADP 琥珀酸 (succinate) HSCoA 琥珀酰CoA + GDP + Pi 琥珀酸+ GTP + CoA-SH糖的有氧氧化课件 FAD 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸 TCA循环 琥珀酸 (succinate) 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸 (fumarate) FADH2 琥珀酸 + FAD 延胡索酸 +FADH2 糖的有氧氧化课件 延胡索酸水化生成苹果酸 TCA循环 延胡索酸 (fumarate) 延胡索酸酶 苹果酸 (malate) H2O 延胡索酸 + H2O 苹果酸 糖的有氧氧化课件 苹果酸脱氢生成草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 TCA循环 草酰乙酸 (oxaloacetate) 苹果酸 (malate) NAD+NADH+H+ 苹果酸 + NAD+ 草酰乙酸 + NADH+H+ 糖的有氧氧化课件 草酰乙酸 P CH2COSoA ( 乙酰辅酶A) 苹果酸 琥珀酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 异柠檬酸 柠檬酸 CO2 2H CO22H GTP 延胡索酸 三羧酸循环总图 2H 2H 糖的有氧氧化课件 三羧酸循环中草酰乙酸的来源(1) 丙酮酸 + CO2 + ATP 草酰乙酸 + ADP + Pi + CO2 +ATP+ ADP + Pi 丙酮酸羧化酶 生物素、Mg 2+ 糖的有氧氧化课件 生物素的作用机理 糖的有氧氧化课件 三羧酸循环中草酰乙酸的来源(2) + CO2 NADPH+H+NADP+NAD+ NADH+H+ 丙酮酸 + CO2 苹果酸 草酰乙酸 苹果酸酶 苹果酸脱氢酶 糖的有氧氧化课件 三羧酸循环小结 TAC运转一周的净结果是氧化1分子乙酰CoA ，草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无改变。
乙酰辅酶A+3NAD+ +FAD+Pi+2 H2O+GDP 2 CO2+3(NADH+H+ )+FADH2+ HSCoA+GTP 糖的有氧氧化课件 14C标记乙酰CoA进行研究结果，第一周循 环中并无14C出现CO2，即CO2的碳原子来 自草酰乙酸而不是来自乙酰CoA，第二周 循环时，才有14 CO2 出现 TAC中的一些反应在生理条件下是不可逆 的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆 的系统 TAC的中间产物可转化为其他物质，故需 不断补充 糖的有氧氧化课件 草酰乙酸 P CH2COSoA ( 乙酰辅酶A) 苹果酸 琥珀酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 异柠檬酸 柠檬酸 CO2 2H CO22H GTP 延胡索酸 三羧酸循环总图 2H 2H 糖的有氧氧化课件 三羧酸循环特点 P v 一次底物水平磷酸化 v 二次脱羧 v 三个不可逆反应 v 四次脱氢（3NADH + FADH2） 一分子乙酰CoA经三羧酸循环 彻底氧化净生成10ATP 糖的有氧氧化课件 糖有氧氧化的生理意义 p 糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能 p 糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢 的总枢纽 p 糖有氧氧化途径与体内其他代谢途径 有着密切的联系。
糖的有氧氧化课件 糖有氧氧化过程中ATP的生成 第一阶段：葡萄糖 2丙酮酸 第二阶段：2丙酮酸 2乙酰CoA 第三阶段：2乙酰CoA2CO2+4H2O 2ATP 糖 的 有 氧 氧 化 底物磷酸化 氧化磷酸化 22.5ATP 210ATP 葡萄糖 6 CO2+ 6H2O + ？mol ATP 糖原中的1mol葡萄糖 6 CO2+ 6H2O + ？mol ATP 30/32 ATP 31/33ATP 21.5/2.5ATP 2ATP 糖的有氧氧化课件 -酮戊二酸 氨基酸、糖及脂肪代谢的联系 草酰乙酸 延胡索酸 琥珀酰CoA 柠檬酸 乙酰CoA 磷酸烯醇式丙酮酸 甘油三酯 葡萄糖或糖原 磷酸丙糖 乳酸 丙酮酸 酮体 磷酸甘油脂肪酸 乙酰乙酰CoA Glu Leu、Met、 Ser、Thr、Val Arg Gln His Pro Leu、Lys、 Phe、Tyr、Trp Ile Leu Trp Asp、Asn Phe、Tyr Ala、 Cys Gly、 Ser Thr、 Trp 蛋白质 糖的有氧氧化课件 三羧酸循环的限速酶及其调节 酶 的 名 称 柠檬酸合酶 *异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶系 变构激活剂 ADP 变构抑制剂 ATP NADH ATP、NADH、 琥珀酰CoA 糖的有氧氧化课件 P 丙酮酸氧化 和 三羧酸循环 的调节 琥珀酰CoA 草酰乙酸 苹果酸 琥珀酸 -酮戊二酸 异柠檬酸 柠檬酸 延胡索酸 乙酰辅酶A 丙酮酸 乙酰CoA、NADH、ATP ATP NADH 琥珀酰CoA、 NADH、ATP 糖的有氧氧化课件 糖酵解和有氧氧化的调节 （一）细胞内代谢物的调节 （二）激素的调节作用 1、底物供应的调节 2、腺苷酸的调节 3、脂肪酸氧化对糖分解代谢的影响 1、胰岛素 2、糖皮质激素 3、胰高血糖素 糖的有氧氧化课件 糖酵解和有氧氧化的调节 （一）细胞内代谢物的调节 (1)葡萄糖进入肌肉细胞和脂肪细胞是通过膜 上载体转运的，这得葡萄糖利用的限速过程， 受胰岛素的促进。
1、底物供应的调节 (2)肝细胞及大脑等神经组织中葡萄糖的进入不 受胰岛素的控制 糖的有氧氧化课件 糖酵解和有氧氧化的调节 （一）细胞内代谢物的调节 2、腺苷酸的调节 1、底物供应的调节 (1)AMP和ADP是多种酶的别构激活剂 ADP和AMP是FPK-1的别构激活剂，能强烈促进糖酵 解的进行； AMP还能激活丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶和异柠檬 酸脱氢酶，促进有氧氧化和三羧酸循环，加强ATP的生 成 (2)ATP是FPK-1、丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶的别构 抑制剂，细胞内ATP大量积聚时能有效地抑制糖酵解和 有氧氧化 糖的有氧氧化课件 Pasteur效应 & Pasteur效应： 糖的有氧氧化对糖酵解的抑制作用称为Pasteur效应 &实验现象： &机理： 有氧时NADH+H+可进入线粒体内氧化，于是丙酮 酸就进行有氧氧化而不生成乳酸-有氧氧化可 抑制糖酵解 缺氧时，氧化磷酸化受阻，ADP与Pi不能合成 ATP，致使ADP/ATP比值升高，而激活糖酵解途径的 限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加 糖的有氧氧化课件 Crabtree效应 Crabtree效应（亦称反Pasteur作用）： 一些组织细胞给予葡萄糖时，无论供氧充足与否， 均呈现很强的酵解反应，而糖的有氧氧化受抑制，这种 作用称为Crabtree效应。
实验现象： 在癌细胞中有Crabtree现象，后发现某些正常组 织细胞(如视网膜、睾丸、小肠粘膜、颗粒性白细胞 、肾髓质、成熟红细胞等)亦有此现象 解释： 此类细胞糖酵解酶系较强，而线粒体中某些氧化酶系如细 胞色素氧化酶活性较低，争夺氧化磷酸化底物处劣势 返回 糖的有氧氧化课件 G o H o m eG o H o m e 糖的有氧氧化课件 。