生物化學(xué)第七章糖代謝華東理工大學(xué)生物化學(xué)精品課程組上海市精品課程第七章糖代謝糖的消化、吸收、運(yùn)輸、貯存糖的合成代謝利用代謝調(diào)節(jié)生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品糖的分解代謝7.1緒論糖類為生物體基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)1.一切生物都有使糖類化合物在體內(nèi)分解為二氧化碳和水，放出能量的共同的代謝的化學(xué)途徑2.糖類代謝的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化或合成其他化合物(提供碳源和碳鏈骨架)，以構(gòu)成組織細(xì)胞能源和碳源1.物質(zhì)代謝是生物體的基本特征2.異養(yǎng)生物和自養(yǎng)生物利用什么樣的物質(zhì)(有機(jī)物或無(wú)機(jī)含碳化合物)作為能源和碳源7.2糖的消化、吸收、運(yùn)輸和貯存糖類的消化淀粉在口腔和小腸內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟请p糖的水解——腸粘膜消化纖維素的水解糖類的吸收1.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)2.被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)小腸中葡萄糖吸收示意圖被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白運(yùn)轉(zhuǎn)方向：高糖濃度→低糖濃度不需耗能7.2糖的消化、吸收、運(yùn)輸和貯存糖類的運(yùn)輸和血糖1.運(yùn)輸2.血糖的來(lái)源與去路糖類的貯存1.糖原2.脂肪7.3糖的分解代謝三羧酸循環(huán)磷酸己糖旁路糖的無(wú)氧酵解糖類物質(zhì)是人類、動(dòng)物和大多數(shù)微生物在生活及活動(dòng)過(guò)程中的主要能源和碳源糖酵解，三羧酸循環(huán)以及磷酸己糖旁路是生物體內(nèi)非常重要的分解代謝途徑糖原的分解糖酵解途徑發(fā)現(xiàn)歷史1875年法國(guó)科學(xué)家巴斯德(L.Pasteur)就發(fā)現(xiàn)葡萄糖在無(wú)氧條件下被酵母菌分解生成乙醇的現(xiàn)象1897年德國(guó)的巴克納兄弟(HansBuchner和EdwardBuchner)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵作用可以在不含細(xì)胞的酵母抽提液中進(jìn)行1905年哈登(ArthurHarden)和揚(yáng)(William

Young)實(shí)驗(yàn)中證明了無(wú)機(jī)磷酸的作用1940年前德國(guó)的生物化學(xué)家恩伯頓(GustarEmbden)和邁耶霍夫(OttoMeyerhof)等人的努力完全闡明了糖酵解的整個(gè)途徑，揭示了生物化學(xué)的普遍性。因此糖酵解途徑又稱Embden-Meyerhof

Pathway(簡(jiǎn)稱EMP)糖酵解途徑實(shí)驗(yàn)依據(jù)（1）酵母抽提液的發(fā)酵速度比完整酵母慢，且逐漸緩慢直至停頓如果加入無(wú)機(jī)磷酸鹽，可以恢復(fù)發(fā)酵速度，但不久又會(huì)再次緩慢，同時(shí)加入的磷酸鹽濃度逐漸下降上述現(xiàn)象說(shuō)明在發(fā)酵過(guò)程中需要磷酸，可能磷酸與葡萄糖代謝中間產(chǎn)物生成了糖磷酸酯。完整細(xì)胞可通過(guò)ATP水解提供磷酸糖酵解途途徑實(shí)驗(yàn)驗(yàn)依據(jù)（（2）碘乙酸對(duì)對(duì)酵母生生長(zhǎng)有抑抑制作用用將葡萄糖糖、酵母母抽提液液及碘乙乙酸一起起保溫，，可以分分離出少少量的磷磷酸丙糖糖（主要要是3-磷酸甘油油醛和磷磷酸二羥羥丙酮的的平衡混混合物））因此推斷斷磷酸己己糖可能能裂解為為兩分子子三碳糖糖，而碘碘乙酸對(duì)對(duì)三碳糖糖進(jìn)一步步分解的的酶有抑抑制作用用糖酵解途途徑實(shí)驗(yàn)驗(yàn)依據(jù)（（3）氟化鈉對(duì)對(duì)酵母生生長(zhǎng)也有有抑制作作用將1,6-二磷酸果果糖或磷磷酸丙糖糖、酵母母抽提液液以及氟氟化鈉一一起保溫溫有磷酸酸甘油酸酸積累（（3-和2-磷酸甘油油酸的平平衡混合合物）由此推斷斷3-磷酸甘油油酸是3-磷酸甘油油醛的氧氧化產(chǎn)物物，2-磷酸甘油油酸又是是前者變變位后的的產(chǎn)物，，氟化鈉鈉對(duì)2-磷酸甘油油酸進(jìn)一一步反應(yīng)應(yīng)的酶有有抑制作作用糖酵解途途徑實(shí)驗(yàn)驗(yàn)依據(jù)（（4）將酵母液液透析后后就會(huì)失失去發(fā)酵酵能力將酵母液液加熱到到50℃也會(huì)失去去發(fā)酵能能力將經(jīng)過(guò)透透析失活活的酵母母液混合合在一起起后又恢恢復(fù)發(fā)酵酵能力由此推斷斷發(fā)酵需需要兩類類物質(zhì)：：一是熱熱不穩(wěn)定定的，不不可透析析的組分分即酶；；二是熱熱穩(wěn)定的的可透析析的組分分，如輔輔酶、ATP、金屬離離子等糖酵解——糖的的共同分分解途徑徑酵解（Glycolysis)酶將葡萄萄糖降解解成丙酮酮酸并伴伴隨著生生成ATP的反應(yīng)序列列氧化磷酸化化和三羧酸酸循環(huán)的前前奏場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)中氧氣:不需要葡萄糖酵解的總反應(yīng)式：Glc+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸＋2ATP+2NADH+H++2H2O糖酵解途徑徑糖酵解途徑徑糖酵解途徑徑（1）PhophorylationofGlucose糖酵酵解解途途徑徑（（2））ConversionofGlucose6-PhosphatetoFructose6-Phosphate糖酵酵解解途途徑徑（（3））PhosphorylationofFructose6-PhosphatetoFructose1,6-Bisphosphate糖酵酵解解途途徑徑（（4））CleavageofFructose1,6-BiophosphateandInterconversionoftheTriosePhosphates糖酵酵解解途途徑徑（（5））OxidationofGlyceraldehyde3-phosphateto1,3-Bisphosphoglycerate糖酵酵解解途途徑徑（（6））PhosphrylTransferfrom1,3-BisphosphoglyceratetoADP糖酵酵解解途途徑徑（（7））Conversionof3-Phosphoglycerateto2-Phosphoglycerate糖酵酵解解途途徑徑（（8））Dehydrationof2-PhosphoglyceratetoPhosphoenolpyruvate糖酵酵解解途途徑徑（（9））TransferofthePhosphorylGroupfromPhophoenolpyruvatetoADP無(wú)氧條件下下，酵解產(chǎn)產(chǎn)生2ATP；2NADH用于使2分分子丙酮酸酸變成2分分子乳酸，，或使乙醛醛還原成為為乙醇酵解過(guò)程中中ATP的產(chǎn)生磷酸甘油穿穿梭系統(tǒng)蘋果酸穿梭梭系統(tǒng)酵解過(guò)程中中ATP的產(chǎn)生2NADH經(jīng)呼吸鏈氧氧化產(chǎn)生5ATP，，即共產(chǎn)生7ATP在某些組織織，如某些些神經(jīng)和肌肌肉細(xì)胞中中，NADH經(jīng)磷酸甘油油穿梭系統(tǒng)統(tǒng)得FAD，產(chǎn)生1.5ATP，總計(jì)5ATP？有氧條件下下：磷酸甘油穿穿梭系統(tǒng)圖圖蘋果酸穿梭梭系統(tǒng)圖糖酵解的意意義1．糖酵解解途徑是單單糖分解代代謝的一條條最重要的的基本途徑徑2．糖酵解解途徑能提提供能量使使機(jī)體或組組織有效地地適應(yīng)缺氧氧情況3．糖酵解解途徑是某某些組織或或細(xì)胞的主主要獲能方方式4．糖酵解解途徑是葡葡萄糖完全全氧化分解解成二氧化化碳和水的的必要準(zhǔn)備備階段利用糖酵解解途徑進(jìn)行行甘油發(fā)酵酵酒精發(fā)酵之之初：即：-磷酸甘油脫脫氫酶磷酸二羥丙丙酮+NADH+H+-磷酸甘油+NAD+磷酯酶-磷酸甘油+H2O甘油+PiCNADH+H+-磷酸甘油當(dāng)有了乙醛醛作為受氫氫體，代謝謝途徑的流流向就不再再朝甘油方方向了。將將受氫體乙乙醛除去，，則勢(shì)必造造成發(fā)酵液液中甘油的的積累。思考題：：甘油高高產(chǎn)發(fā)酵酵的代謝謝調(diào)控要要點(diǎn)是什什么？?jī)煞N方法法亞硫酸鹽鹽法:堿法甘油油發(fā)酵:酵母酒精精發(fā)酵的的發(fā)酵液液pH值調(diào)至堿堿性，保保持在pH7.6以上，則則2分子子乙醛之之間發(fā)生生歧化反反應(yīng)，1分子被被還原成成乙醇，，1分子子被氧化化成乙酸酸。乙醛醛失去了了作為受受氫體的的作用，，NADH+H+只好用于于還原磷磷酸二羥羥丙酮，，并生成成甘油將亞硫酸酸氫鈉(NaHSO3)加入發(fā)酵酵液中，，能與乙乙醛發(fā)生生加成反反應(yīng)，生生成難溶溶的結(jié)晶晶狀產(chǎn)物物，使乙乙醛不能能再作為為受氫體體，迫使使NADH+H+用于磷磷酸二二羥丙丙酮的的還原原，生生成甘甘油糖酵解解小結(jié)結(jié)1.糖酵解解幾乎乎是生生物的的公共共途徑徑，一一分子子葡萄萄糖氧氧化成成兩分分子丙丙酮酸酸，并并把能能量以以ATP和NADH形式貯貯存。。2.糖酵解解過(guò)程程有10個(gè)酶，，全部部在胞胞質(zhì)中中。有有10個(gè)中間間產(chǎn)物物，都都是磷磷酸化化的六六碳或或三碳碳化合合物。。3.糖酵解解的準(zhǔn)準(zhǔn)備階階段，，用ATP把葡萄萄糖轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為1,6-二磷酸酸果糖糖，然然后C3和C4間的鍵鍵斷裂裂生成成二分分子三三糖磷磷酸。。4.在回報(bào)報(bào)階段段，來(lái)來(lái)自葡葡萄糖糖的3-磷酸甘甘油醛醛在C1上發(fā)生生氧化化，反反應(yīng)能能量以以一分分子NADH和二分分子ATP形式貯貯存。。6.糖酵解解受到到其他他產(chǎn)能能途徑徑的調(diào)調(diào)控，，以保保證ATP的不斷斷供給給。己己糖激激酶、、磷酸酸果糖糖激酶酶和丙丙酮酸酸激酶酶都受受到變變構(gòu)調(diào)調(diào)控。?？刂浦仆ㄟ^(guò)過(guò)這個(gè)個(gè)途徑徑的碳碳流量量，維維持代代謝中中間物物的水水平不不變。。5.總總反反應(yīng)式式：Glc+2NAD++2ADP+2Pi→→2Pyr+2NADH+2H++2ATP+2H2O三羧酸酸循環(huán)環(huán)——糖的最最后氧氧化途途徑三羧酸酸循環(huán)環(huán)(Tricarboxylicacidcircle)，又稱檸檸檬酸酸循環(huán)環(huán)，Krebs循環(huán)，，簡(jiǎn)寫寫為TCA循環(huán)有氧條條件下下，將將酵解解產(chǎn)生生的丙丙酮酸酸氧化化脫羧羧成乙乙酰CoA，再經(jīng)一一系列列氧化化和脫脫羧，，最終終生成成二氧氧化碳碳和水水并產(chǎn)產(chǎn)生能能量三羧酸酸循環(huán)環(huán)三羧酸酸循環(huán)環(huán)的發(fā)發(fā)現(xiàn)歷歷史及及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)依據(jù)據(jù)丙酮酸酸(C3)氧化脫脫羧生生成乙乙酰CoA(C2)1.場(chǎng)所及酶酶2.不不可逆的的關(guān)鍵步步驟三羧酸循循環(huán)的過(guò)過(guò)程1.生生成六碳碳三羧酸酸階段2.生生成四碳碳二羧酸酸階段3.草酰乙酸酸的再生生階段丙酮酸經(jīng)經(jīng)三羧酸酸循環(huán)化化學(xué)物質(zhì)變化化的結(jié)算葡萄糖完完全氧化化時(shí)能量變化化的結(jié)算三羧酸循循環(huán)的生理意義義三羧酸循循環(huán)的發(fā)發(fā)現(xiàn)歷史史(1)AlbertSzentGyorgyi觀察用丙丙酮酸與與肌肉組組織一起起在有氧氧條件下下保溫，，丙酮酸酸可以被被徹底氧氧化，生生成二氧氧化碳和和水。因因此認(rèn)為為葡萄糖糖或糖原原的有氧氧分解也也循著糖糖酵解途途徑，有有氧分解解可以說(shuō)說(shuō)是無(wú)氧氧分解的的繼續(xù)(2)H.Krebs通過(guò)總結(jié)結(jié)大量的的實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果，認(rèn)認(rèn)為糖的的氧化過(guò)過(guò)程不是是直線進(jìn)進(jìn)行的，，而是以以循環(huán)方方式進(jìn)行行。于是是他于1937年提出了了三羧酸酸循環(huán)假假設(shè)并用用實(shí)驗(yàn)證證明了三三羧酸循循環(huán)的存存在三羧酸循循環(huán)的實(shí)實(shí)驗(yàn)依據(jù)據(jù)（1））Krebs首先證實(shí)實(shí)六碳三三羧酸(檸檬酸酸、順烏烏頭酸、、異檸檬檬酸)和和-酮戊二酸酸，以及及四碳二二羧酸(琥珀酸酸、延胡胡索酸、、蘋果酸酸、草酰酰乙酸)都能強(qiáng)強(qiáng)烈刺激激肌肉中中丙酮酸酸氧化的的活性，，氧的消消耗。說(shuō)說(shuō)明這些些化合物物都是丙丙酮酸氧氧化途徑徑中的中中間產(chǎn)物物Krebs還發(fā)現(xiàn)在在肌肉糜糜懸浮液液加入丙丙二酸，，有抑制制丙酮酸酸氧化的的作用，，而且在在肌肉糜糜懸浮液液有琥珀珀酸的積積累。說(shuō)說(shuō)明丙二二酸是琥琥珀酸脫脫氫酶的的競(jìng)爭(zhēng)性性抑制劑劑三羧酸循循環(huán)的實(shí)實(shí)驗(yàn)依據(jù)據(jù)（2））在被丙二二酸抑制制的肌肉肉糜懸浮浮液中直直接加入入六碳三三羧酸或或-酮戊二酸酸等有機(jī)機(jī)酸，同同樣有琥琥珀酸的的積累。。說(shuō)明在在丙酮酸酸氧化途途徑中，，上述物物質(zhì)都可可轉(zhuǎn)化成成琥珀酸酸在被丙二二酸抑制制的肌肉肉糜懸浮浮液中直直接加入入琥珀酸酸脫氫酶酶催化反反應(yīng)的產(chǎn)產(chǎn)物如延延胡索酸酸、蘋果果酸、草草酰乙酸酸等有機(jī)機(jī)酸，也也可以引引起琥珀珀酸的積積累。說(shuō)說(shuō)明另有有一條途途徑氧化化生成琥琥珀酸，，因此Krebs提出了了環(huán)狀狀氧化化的概概念糖的有有氧氧氧化———酵解解偶偶聯(lián)聯(lián)三三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)丙酮酮酸酸脫脫氫氫酶酶系系:場(chǎng)所所:真核核細(xì)細(xì)胞胞的的線線粒粒體體基基質(zhì)質(zhì)丙酮酮酸酸脫脫羧羧酶酶——E1二氫氫硫硫辛辛酸酸乙乙酰酰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移酶酶——E2二氫氫硫硫辛辛酸酸脫脫氫氫酶酶——E3Pyr+CoA-SH+NAD+→Acetyl-CoA+CO2+NADH+H+丙酮酮酸酸脫脫氫氫酶酶系系催催化化的的反反應(yīng)應(yīng)乙酰?！玈CoA結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖丙酮酮酸酸脫脫氫氫酶酶系系催催化化的的反反應(yīng)應(yīng)三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)過(guò)過(guò)程程三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)過(guò)過(guò)程程三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（1））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（2））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（3））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（4））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（5））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（6））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（7））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)（（8））三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的各各步步反反應(yīng)應(yīng)物質(zhì)質(zhì)變變化化氧原原子子碳原原子子水分分子子GDP+Pi(即在在第第五步發(fā)發(fā)生生底物物水水平平磷磷酸酸化化反應(yīng)應(yīng))氫原原子子丙酮酮酸酸→→CO2總的的反反應(yīng)應(yīng)式式為為：：Pyr+2H2O+4NAD++FAD+GDP+Pi3CO2+4NADH+4H++FADH2+GTP碳原原子子的去去向向形成成乙乙酰酰CoA時(shí)生生成成一一個(gè)個(gè)CO2釋放放乙酰酰CoA進(jìn)入入三三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)釋釋放放兩兩個(gè)個(gè)CO2，分別別在在三三羧羧酸酸循循第三三步步和第四四步步反應(yīng)應(yīng)但經(jīng)經(jīng)同同位位素素標(biāo)標(biāo)記記實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，，三三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)中中釋釋放放的的兩兩個(gè)個(gè)CO2中的的碳碳原原子子并并不不是是直直接接來(lái)來(lái)自自進(jìn)進(jìn)入入循循環(huán)環(huán)的的乙乙酰酰基基，，而而是是原原先先草草酰酰乙乙酸酸中中的的兩兩個(gè)個(gè)碳碳原原子子。。這這是是由由于于酶酶與與底底物物以以特特殊殊方方式式結(jié)結(jié)合合，，經(jīng)經(jīng)酶酶催催化化進(jìn)進(jìn)行行了了不不對(duì)對(duì)稱稱反反應(yīng)應(yīng)。碳原原子子的去去向向氧原原子子的的來(lái)來(lái)源源丙酮酮酸酸中的的三個(gè)個(gè)氧原原子子三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)中中消消耗耗兩個(gè)個(gè)水水分分子子中的的兩個(gè)個(gè)氧原原子子在GDP+Pi→→GTP+H2O時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生生的的一一個(gè)個(gè)水水分分子子中的的一個(gè)個(gè)氧原原子子釋放出的三三個(gè)CO2的六個(gè)氧原原子來(lái)自:氫原子的來(lái)來(lái)源與去向向來(lái)源:丙酮酸中的的兩對(duì)氫原子、消消耗兩個(gè)水水分子中的的兩對(duì)氫原子、GDP+Pi→GTP+H2O時(shí)產(chǎn)生的一一個(gè)水分子子中的一對(duì)氫原子去向:形成乙酰CoA時(shí)，一對(duì)氫原子給了受氫體NAD+在三羧酸循環(huán)第三步、第四步和第八步反應(yīng)中有三對(duì)氫原子分別給了受氫體NAD+在三羧酸循環(huán)第六步反應(yīng)中有一對(duì)氫原子給了受氫體FAD水分子的產(chǎn)產(chǎn)生和消耗耗第一步反應(yīng)中，，乙酰CoA的高能硫酯酯鍵水解第五步反應(yīng)中，，琥珀酰CoA的高能硫酯酯鍵水解第七步反應(yīng)中，，延胡索酸酸的水合反應(yīng)產(chǎn)生:GDP+Pi→GTP+H2O反應(yīng)產(chǎn)生一一個(gè)水分子子消耗(每步均需需要一個(gè)水水分子)能量變化經(jīng)氧化磷酸酸化過(guò)程后后葡萄糖完完全氧化的的能量變化化三羧酸循環(huán)環(huán)是葡萄糖糖完全氧化化的前奏能量變化(1)葡萄糖→2丙酮酸Glc+2NAD++2ADP+2Pi→2Pyr+2H2O+2NADH++2H++2ATP糖酵解途徑徑（胞漿））能量變化(2)三羧酸循環(huán)環(huán)：2乙酰CoA→4CO2（線粒體基基質(zhì)）2CH3CO~SCoA+4H2O+6NAD++2FAD+2GDP+2Pi→4CO2+2CoA-SH+6NADH+6H++2FADH2+2GTP2丙酮酸→2乙酰CoA（線粒體基基質(zhì)）2Pyr+2CoA-SH+2NAD+→2CH3CO~SCoA+2CO2+2NADH+2H+能量變化(3)有氧氧化能能量變化：：以每分子子葡萄糖計(jì)計(jì)2ATP和2GTP(底物水平磷磷酸化反應(yīng)應(yīng)形成)胞漿漿中中2(NADH+H+)線粒粒體體中中8(NADH+H+)和2FADH2還原原型型輔輔酶酶或或輔輔基基必必須須通通過(guò)過(guò)電電子子傳傳遞遞系系統(tǒng)統(tǒng)和和氧氧化化磷磷酸酸化化系系統(tǒng)統(tǒng)被被分分子子氧氧氧氧化化成成水水能量量變變化化(4)NADH+H+2.5個(gè)ATP(氧化)P/O比值值指指每每消消耗耗一一原原子子O，，摻入入有有機(jī)機(jī)物物的的無(wú)無(wú)機(jī)機(jī)P的摩摩爾爾數(shù)數(shù)，，常常作作為為氧氧化化磷磷酸酸化化的的指指標(biāo)標(biāo)。。當(dāng)當(dāng)電電子子進(jìn)進(jìn)入入呼呼吸吸鏈鏈的的復(fù)復(fù)合合物物I，1/2O2還原原為為H2O時(shí)，，ATP合成成的的比比率率(P/O)為為2.5，所所以以：：能量量變變化化(5)FADH21.5個(gè)ATP(氧化)當(dāng)電子子進(jìn)入入呼吸吸鏈的的CoQ，1/2O2還原為為H2O時(shí)，ATP合成的的比率率(P/O)為1.5，所以以：能量變變化(6)GTPATP其反應(yīng)應(yīng)方程程式為為：GTP+ADP→GDP+ATP每分子葡葡萄糖氧氧化成CO2+H2O時(shí)合成的的ATP底物水平磷酸化4ATP8NADH+8H+

氧化20ATP2FADH2氧化

3ATP++=30或32ATP+胞漿2NADH+2H+

氧化3或5ATPTCA的生理意意義糖的有氧氧代謝是是生物機(jī)機(jī)體獲得得能量的的主要途途徑三羧酸循循環(huán)是有有機(jī)物質(zhì)質(zhì)完全氧氧化的共共同途徑徑三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)是是分分解解代代謝謝和和合合成成代代謝謝途途徑徑的的樞樞紐紐三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)產(chǎn)產(chǎn)生生的的CO2，其中中一一部部分分排排出出體體外外，，其其余余部部分分供供機(jī)機(jī)體體生生物物合合成成需需要要三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)是是中中心心代代謝謝途途徑徑三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)小小結(jié)結(jié)1.三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)又又稱稱檸檸檬檬酸酸循循環(huán)環(huán)、、Krebs循環(huán)環(huán)，，是是分分解解代代謝謝的的共共同同途途徑徑，，水水解解后后的的糖糖、、脂脂肪肪和和蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)被被氧氧化化成成CO2。氧氧化化產(chǎn)產(chǎn)生生的的大大部部分分能能量量暫暫存存在在電電子子載載體體FADH2和NADH中。。在在有有氧氧代代謝謝中中，，電電子子傳傳遞遞給給氧氧，，能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移給給ATP。2.乙酰酰CoA進(jìn)入入三三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)，，真真核核生生物物發(fā)發(fā)生生在在線線粒粒體體，，原原核核生生物物發(fā)發(fā)生生在在胞胞質(zhì)質(zhì)。。同同時(shí)時(shí)，，檸檸檬檬酸酸合合酶酶催催化化其其與與草草酰酰乙乙酸酸縮縮合合成成檸檸檬檬酸酸。。3.然后發(fā)生生七步反反應(yīng)，包包括兩步步脫羧反反應(yīng)，三三羧酸循循環(huán)將檸檸檬酸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為草草酰乙酸酸，釋放放兩分子子CO2。途徑是是循環(huán)的的，中間間物不消消耗。每每消耗一一個(gè)草酰酰乙酸分分子，就就會(huì)再產(chǎn)產(chǎn)生一個(gè)個(gè)。三羧酸循循環(huán)小結(jié)結(jié)(續(xù))4.三羧酸循循環(huán)中每每氧化一一個(gè)乙酰酰CoA，獲得的的能量物物質(zhì)是三三分子NADH、一分子子FADH2和一一分分子子ATP/GTP。5.除了了乙乙酰酰CoA，所所有有能能產(chǎn)產(chǎn)生生三三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的四四碳碳或或五五碳碳中中間間物物的的化化合合物物(如氨氨基基酸酸代代謝謝產(chǎn)產(chǎn)物物)都能能在在這這個(gè)個(gè)循循環(huán)環(huán)中中被被氧氧化化。。6.三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的代代謝謝意意義義有有兩兩重重性性，，既既與與分分解解代代謝謝有有關(guān)關(guān)，，也也與與合合成成代代謝謝有有關(guān)關(guān)。。循循環(huán)環(huán)中中間間物物可可以以用用作作生生物物合合成成的的原原料料。。7.三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)的的中中間間產(chǎn)產(chǎn)物物被被調(diào)調(diào)出出，，可可以以通通過(guò)過(guò)回回補(bǔ)補(bǔ)途途徑徑所所補(bǔ)補(bǔ)充充。。7.4利利用用代代謝謝調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)發(fā)發(fā)酵酵產(chǎn)產(chǎn)品品代謝謝調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)發(fā)酵酵1.自自然然發(fā)發(fā)酵酵和和代代謝謝調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)發(fā)酵酵2.代代謝謝調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)發(fā)酵酵的的思思路路選育育出出有有關(guān)關(guān)代代謝謝途途徑徑旺旺盛盛的的菌菌種種設(shè)法法阻阻斷斷代代謝謝途途徑徑使使所所要要求求的的中中間間產(chǎn)產(chǎn)物物不不能能進(jìn)進(jìn)一一步步反反應(yīng)應(yīng)，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)積積累累必須須有有適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡难a(bǔ)補(bǔ)充充機(jī)機(jī)制制，，以以滿滿足足代代謝謝活活動(dòng)動(dòng)的的最最低低需需求求，，維維持持細(xì)細(xì)胞胞生生長(zhǎng)長(zhǎng)，，才才能能維維持持發(fā)發(fā)酵酵持持續(xù)續(xù)進(jìn)進(jìn)行行檸檬檬酸酸發(fā)發(fā)酵酵原原理理1.阻斷順烏頭酸酶催化的反應(yīng)可以使用針對(duì)順烏頭酸酶的抑制劑通過(guò)誘變使生產(chǎn)菌種順烏頭酸酶缺失或活力很低2.強(qiáng)化化草草酰酰乙乙酸酸回回補(bǔ)補(bǔ)途途徑徑Pyr磷酸酸己己糖糖旁旁路路———重要要的的分分解解代代謝謝支支路路除糖糖酵酵解解及及糖糖的的有有氧氧氧氧化化代代謝謝途途徑徑外外，，在在細(xì)細(xì)胞胞內(nèi)內(nèi)還還存存在在糖糖的的其其它它分分解解途途徑徑。。我我們們將將這這些些途途徑徑稱稱為為分解解代代謝謝支支路路或或旁旁路路(Catabolismshunt)磷酸酸己己糖糖旁旁路路(Hexosemonophosphateshunt,HMS,也稱磷酸戊戊糖途途徑,pentosephosphatepathway)是這些些支路路中較較為重重要的的一種種。動(dòng)動(dòng)物體體中有有30%的葡萄萄糖通通過(guò)此此途徑徑分解解磷酸己己糖旁旁路磷酸戊戊糖途途徑反反應(yīng)過(guò)過(guò)程磷酸戊戊糖途途徑氧氧化階階段磷酸戊戊糖途途徑非非氧化化階段段磷酸己己糖旁旁路磷酸己己糖旁旁路6×6C→→6××5C+6CO2→5×6C+6CO21×6C→→6CO2磷酸己己糖旁旁路生理意意義NADPH的主要要功能能(1)作作為供供氫體體，參參與某某些合合成反反應(yīng)(2)NADPH是谷胱胱甘肽肽還原原酶的的輔酶酶，能能保護(hù)護(hù)某些些蛋白白質(zhì)中中的巰巰基(3)參參與激素、、藥物物和毒毒物的的生物物轉(zhuǎn)化化過(guò)程程核糖-5-磷酸的的主要要功能能糖原分分解糖原分分解始始于非非還原原端，，產(chǎn)物物是1-磷酸葡葡萄糖糖，隨隨后變變位成成6-磷酸葡葡萄糖糖進(jìn)入入EMP糖原分分解脫枝酶酶具有有轉(zhuǎn)寡寡糖鏈鏈活性性和16糖苷酶酶活性性糖分解解代謝謝TCAGlcGlcPyrPyrCO2+H2OMitochondrionLac,EOHPentoseCytosolEMPHMSGlycogen糖的合合成代代謝主主要討討論糖糖異生生作用用和糖糖原的的合成成。糖異生生是指指從非非糖物物質(zhì)合合成葡葡萄糖糖的過(guò)過(guò)程。。動(dòng)物物可以以將丙丙酮酸酸、甘甘油、、乳酸酸及某某些氨氨基酸酸等非非糖物物質(zhì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成成糖。。糖原原是動(dòng)動(dòng)物體體內(nèi)葡葡萄糖糖的儲(chǔ)儲(chǔ)存形形式。。7.5糖糖的合合成代代謝糖異生生作用用的證證據(jù)糖異生生的途途徑糖異生生的前前體糖原合合成途途徑的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)糖原的的合成成途徑徑糖異生生的生生理意意義糖異生生作用用糖原合合成糖原糖異生生作用用的證證據(jù)禁食實(shí)實(shí)驗(yàn)用整體體動(dòng)物物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，禁禁食24小小時(shí)，，再喂喂乳酸酸、丙丙酮酸酸或三三羧酸酸循環(huán)環(huán)中間間產(chǎn)物物時(shí)，，可使使動(dòng)物物的肝肝糖原原增加加根皮苷苷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)用根皮皮苷處處理后后的動(dòng)動(dòng)物喂喂三羧羧酸循循環(huán)中中間產(chǎn)產(chǎn)物或生生糖糖氨氨基基酸酸時(shí)時(shí)，，尿尿液液中中的的糖糖含含量量增增加加糖尿尿病病實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)糖尿尿病病人人或或切切除除胰胰臟臟的的動(dòng)動(dòng)物物，，當(dāng)當(dāng)攝攝入入生生糖糖氨氨基基酸時(shí)時(shí)，，尿尿液液中中糖糖含含量量增增加加糖異異生生途途徑徑（（1））糖異異生生作作用用是指指由由非非糖糖物物質(zhì)質(zhì)，，如如甘甘油油、、乳乳酸酸和和各各種種生生糖糖氨氨基基酸酸等等經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)系系列列反反應(yīng)應(yīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化生生成成葡葡萄萄糖糖或或糖糖原原的的過(guò)過(guò)程程糖異異生生作作用用場(chǎng)場(chǎng)所所主要要為為肝肝，，部部分分在在腎腎中中進(jìn)進(jìn)行行。。此此外外大腦腦、、骨骨骼骼肌肌或或心心肌肌也也進(jìn)進(jìn)行行極極少少量量的的糖糖異異生生作作用用概念念:糖異異生生的的途途徑徑（（2））

反應(yīng)方程式：

2+4ATP+2GTP+2NADH+2H++6H2O+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi丙酮酸葡萄糖糖異異生生的的途途徑徑（（3））糖異異生生作作用用是是由由丙丙酮酮