第三章糖代謝第七節(jié)糖代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié)糖的異生作用第五節(jié)糖原合成與分解第四節(jié)磷酸戊糖途徑第三節(jié)有氧分解與三羧酸循環(huán)、乙醛酸循環(huán)第二節(jié)糖的中間代謝—無氧酵解第一節(jié)糖的消化吸收第三節(jié)有氧分解

與三羧酸循環(huán)、乙醛酸循環(huán)一、概念二、糖有氧氧化的過程三、糖有氧氧化的生理意義四、糖酵解和有氧氧化的調(diào)節(jié)五、乙醛酸循環(huán)一、糖有氧氧化的概念是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成co2和h2o的過程。c6h12o6+6o26co2+6h2o+?atp糖的有氧氧化30/3236/38葡萄糖→→丙酮酸→丙酮酸→乙酰coaco2+h2o+atp三羧酸循環(huán)糖的有氧氧化乳酸糖酵解線粒體內(nèi)胞漿co2糖有氧氧化概況二、糖有氧氧化的過程p302第三階段：乙酰coa進入三羧酸循環(huán)徹底氧化

（線粒體）三個階段第一階段：丙酮酸的生成（胞漿）第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰coa

（線粒體）第一階段：丙酮酸的生成（胞漿）葡萄糖+2nad++2adp+2pi

2（丙酮酸+atp

+nadh+h+

）2丙酮酸進入線粒體進一步氧化2(nadh+h+)2h2o+3/5atp線粒體內(nèi)膜上特異載體穿梭系統(tǒng)氧化呼吸鏈nad+nadh+h+

丙酮酸乙酰coa+coa-sh輔酶a+co2丙酮酸脫氫酶系丙酮酸+輔酶a+nad+

乙酰coa+co2+nadh+h+第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶a:線粒體丙酮酸脫氫酶(tpp、mg2+)二氫硫辛酰乙?；D(zhuǎn)移酶(硫辛酰胺、輔酶a)二氫硫辛酰脫氫酶(fad、nad+)3種酶：6種輔助因子：tpp、mg2+、硫辛酰胺、輔酶a、fad、nad+

（含b1、泛酸、b2、pp、硫辛酸五種維生素）

丙酮酸脫氫酶系（或氧化脫羧酶系）:丙酮酸氧化脫羧反應(yīng):fadfadh2tpptppco2hscoach3co～scoanad+nadh+h+丙酮酸脫氫酶mg2+二氫硫辛酰乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酰脫氫酶丙酮酸+coa-sh+nad+

乙酰coa

+co2

+nadh+h+

羥乙基—tpp乙酰二氫硫辛酰胺硫辛酰胺二氫硫辛酰胺丙酮酸脫氫酶系的調(diào)控1.底物與產(chǎn)物的競爭性抑制2.磷酸化和去磷酸化的調(diào)控（e2

分子上結(jié)合著兩個特殊的酶，激酶和磷酸酶，去磷酸化后，e1活化）3.砷化物的毒害作用4.能荷的調(diào)節(jié)：高能荷時，atp、gtp可反饋抑制二氫硫辛酸脫氫酶(e3)：受nadh抑制二氫硫辛酸乙?；D(zhuǎn)移酶(e2)：

受乙酰coa、砷化物抑制丙酮酸脫氫酶系是調(diào)節(jié)酶第三階段：乙酰輔酶a進入三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycletca循環(huán))又稱檸檬酸循環(huán)(citricacidcycle)或krebs循環(huán)(krebscycle)。乙酰輔酶a與草酰乙酸縮合成六碳三羧酸即檸檬酸，經(jīng)過一系列代謝反應(yīng)，乙酰基被徹底氧化，草酰乙酸得以再生的過程稱為三羧酸循環(huán)。

三羧酸循環(huán):★反應(yīng)過程★

tca中碳骨架的不對稱反應(yīng)★

tca的回補反應(yīng)★三羧酸循環(huán)小結(jié)tca循環(huán)檸檬酸合酶草酰乙酸ch3co～scoa乙酰輔酶a(acetylcoa)檸檬酸(citrate)hscoa乙酰coa+草酰乙酸

檸檬酸+coa-sh關(guān)鍵酶hhh2o⑴乙酰coa與草酰乙酸縮合形成檸檬酸反應(yīng)分兩步進行檸檬酸合酶是一個調(diào)控酶，可受atp、nadh、琥珀酰coa和長鏈脂酰coa抑制。故此反應(yīng)是可調(diào)控的限速步驟檸檬酸合酶是tca循環(huán)的關(guān)鍵酶，是第一個調(diào)節(jié)酶檸檬酰輔酶a乙酰輔酶a檸檬酸t(yī)ca循環(huán)異檸檬酸(isocitrate)h2o檸檬酸(citrate)順烏頭酸烏頭酸酶檸檬酸異檸檬酸⑵檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸:tca循環(huán)co2nad+異檸檬酸α-酮戊二酸草酰琥珀酸nadh+h+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸+nad+α-酮戊二酸

+co2+nadh+h+調(diào)節(jié)酶⑶異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸第一次氧化異檸檬酸脫氫酶線粒體內(nèi)有兩種異檸檬酸脫氫酶：nad+異檸檬酸脫氫酶，存在于線粒體。是一個別構(gòu)酶nadp+異檸檬酸脫氫酶，存在于線粒體和胞質(zhì)正調(diào)控物：mg2+、mn2+、adp負調(diào)控物：nadh、atpatp/adp、nadh/nad+高時，抑制tca循環(huán)中第二個調(diào)節(jié)酶tca循環(huán)co2

α-酮戊二酸脫氫酶系hscoanad+nadh+h+琥珀酰coa(succinylcoa)α-酮戊二酸(α-

ketoglutarate)α-酮戊二酸+coa-sh+nad+

琥珀酰coa

+co2+nadh+h+

調(diào)節(jié)酶⑷α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶a第二次氧化

α-酮戊二酸氧化脫羧酶反應(yīng)機制與丙酮

酸氧化脫羧相同，組成類似：含三個酶及六個輔助因子α-酮戊二酸脫氫酶、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)琥珀?；浮⒍淞蛐刘＿€原酶輔酶a、fad、nad+、鎂離子、硫辛酸、tpp三個酶:六個輔助因子：是調(diào)節(jié)酶：受產(chǎn)物nadh、琥珀酰coa、ca2+和砷化物抑制，細胞高能荷時，atp、gtp也可反饋抑制tca循環(huán)⑸琥珀酰coa轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵牾oa合成酶琥珀酰coa(succinylcoa)gdp+pigtp琥珀酸(succinate)hscoa琥珀酰coa+gdp+pi

琥珀酸+gtp+coa-shadpatp唯一一次底物水平磷酸化tca循環(huán)⑹琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸fad琥珀酸(succinate)琥珀酸脫氫酶延胡索酸(fumarate)fadh2琥珀酸

+fad

延胡索酸+fadh2第三次氧化tca循環(huán)⑺延胡索酸水合生成蘋果酸延胡索酸(fumarate)延胡索酸酶l-蘋果酸(malate)h2o延胡索酸

+h2o蘋果酸t(yī)ca循環(huán)⑻蘋果酸脫氫生成草酰乙酸

蘋果酸脫氫酶

草酰乙酸(oxaloacetate)蘋果酸(malate)nad+nadh+h+蘋果酸

+

nad+

草酰乙酸+nadh+h+

第四次氧化三羧酸循環(huán)總圖:草酰乙酸ch2co～soa(乙酰輔酶a)蘋果酸琥珀酸琥珀酰coaα-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸co22hco22hgtp延胡索酸2h2hh★tca中碳骨架的不對稱反應(yīng)乙酰-coa

經(jīng)tca，產(chǎn)生2co2；草酰乙酸經(jīng)循環(huán)可再次生成。但是用同位素

14c、

13c分別標記乙酰coa的甲基和羰基碳，發(fā)現(xiàn)在第一輪循環(huán)中沒有標記的co2釋放，說明第一輪循環(huán)釋放的二個碳原子并非乙酰coa的碳原子。tca中碳骨架的不對稱反應(yīng)的可能原因有人解釋其原因是順烏頭酸酶與檸檬酸結(jié)合不對稱，脫水時h僅來自草酰乙酸，故tca第一輪沒有標記的co2出現(xiàn)★

tca的回補反應(yīng)tca循環(huán)不僅是產(chǎn)生atp的途徑，它產(chǎn)生的中間物也是生物合成的前體。例如：卟啉的主要c原子來自琥珀酰coa，glu、asp是從α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦草酰乙酸濃度下降，勢必影響tca循環(huán)的進行。因此這些中間產(chǎn)物必須不斷補充才能維持tca循環(huán)的進行1）丙酮酸羧化酶的作用丙酮酸+co2

+atp

草酰乙酸

+adp+pi+

co2

+atp+adp+pi丙酮酸羧化酶生物素、mg2+生物素的作用機理:2）pepc的作用mn

2+3）蘋果酸酶的作用+

co2nadph+h+nadp+nad+nadh+h+丙酮酸草酰乙酸蘋果酸胞液線粒體4）轉(zhuǎn)氨基作用天冬氨酸及谷氨酸的轉(zhuǎn)氨作用可以形成草酰乙酸和酮戊二酸；異亮氨酸、纈氨酸和蘇氨酸、甲硫氨酸可形成琥珀酰coa而補充tca。

tca循環(huán)運轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰coa，草酰乙酸僅起載體作用，反應(yīng)前后無改變。乙酰輔酶a

+

3nad++

fad+pi+2h2o+gdp2co2+3(nadh+h+)+fadh2+hscoa+gtp

14c標記乙酰coa進行研究結(jié)果，第一周循環(huán)中并無14c

出現(xiàn)co2，即co2的碳原子來自草酰乙酸而不是來自乙酰

coa，第二周循環(huán)時，才有14co2

出現(xiàn)。

tca循環(huán)中的一些反應(yīng)在生理條件下是不可逆的，所以整個三羧酸循環(huán)是一個不可逆的系統(tǒng)。

tca循環(huán)的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)，故需不斷補充?！锶人嵫h(huán)小結(jié)三羧酸循環(huán)總圖:草酰乙酸ch2co～soa(乙酰輔酶a)蘋果酸琥珀酸琥珀酰coaα-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸co22hco22hgtp延胡索酸2h2hh三羧酸循環(huán)特點:一次底物水平磷酸化二次脫羧三個不可逆反應(yīng)四次脫氫

1mol乙酰coa經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化凈生成10molatp。

三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系變構(gòu)激活劑adp變構(gòu)抑制劑atpnadhatp、nadh、琥珀酰coap丙酮酸氧化和

三羧酸循環(huán)

的調(diào)節(jié)琥珀酰coa草酰乙酸蘋果酸琥珀酸α-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸延胡索酸乙酰輔酶a丙酮酸乙酰coa、nadh、atpatpnadh琥珀酰coa、nadh、atpg三糖有氧氧化的生理意義糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。

糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的總樞紐。

糖有氧氧化途徑與體內(nèi)其它代謝途徑有著

密切的聯(lián)系。糖有氧氧化過程中atp的生成:第一階段：葡萄糖→2丙酮酸第二階段：2丙酮酸→2乙酰coa第三階段：2乙酰coa→2co2+4h2o

2atp

糖的有氧氧化底物磷酸化

氧化磷酸化2×2.5atp2×9atp葡萄糖→6co2+6h2o+？molatp糖原中的1mol葡萄糖→6co2+6h2o+？molatp

32/30atp33/31

atp2×1.5或2.5atp2atp糖與氨基酸、脂肪代謝的聯(lián)系返回四、糖酵解和有氧氧化的調(diào)節(jié)1、細胞內(nèi)代謝物的調(diào)節(jié)2、激素的調(diào)節(jié)作用底物供應(yīng)的調(diào)節(jié)2)腺苷酸的調(diào)節(jié)3)脂肪酸氧化對糖分解代謝的影響1)胰島素2)糖皮質(zhì)激素3)胰高血糖素糖酵解和有氧氧化的調(diào)節(jié)：1、細胞內(nèi)代謝物的調(diào)節(jié)葡萄糖進入肌肉細胞和脂肪細胞是通過膜上載體轉(zhuǎn)運的，這是葡萄糖利用的限速過程，受胰島素的促進。1）底物供應(yīng)的調(diào)節(jié)肝細胞及大腦等神經(jīng)組織中葡萄糖的進入不受胰島素的控制。2)腺苷酸的調(diào)節(jié)

amp和adp是多種酶的別構(gòu)激活劑。

adp和amp是fpk-1的別構(gòu)激活劑，能強烈促進糖酵解的進行；

amp還能激