關(guān)于糖類代謝二糖酵解

糖的生理功能

1、結(jié)構(gòu)物質(zhì)

2、能量物質(zhì)

3、為其它物質(zhì)合成提供碳骨架

4、功能物質(zhì)

第2頁,共74頁，2024年2月25日，星期天來源

淀粉（糖原）1、從食物中獲取纖維素（反芻動物）

2、體內(nèi)糖異生（由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化）第3頁,共74頁，2024年2月25日，星期天糖類物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)（細(xì)胞內(nèi)）的途徑：腸腔（多糖、寡糖及二糖分解為單糖）--------腸粘膜細(xì)胞------腸壁毛細(xì)血管--------肝靜脈-------肝------血液（血糖）---組織第4頁,共74頁，2024年2月25日，星期天

糖的轉(zhuǎn)運(yùn)血液中的糖主要是葡萄糖，稱為血糖。血糖含量是體內(nèi)糖代謝的一項(xiàng)重要指標(biāo)血糖濃度80-120mg/100ml正常血糖濃度>160mg/100ml高血糖血糖濃度<70mg/100ml低血糖受很多激素調(diào)節(jié)，范圍恒定第5頁,共74頁，2024年2月25日，星期天

氧化分解CO2,H2O,ATP

血糖合成糖原轉(zhuǎn)化脂肪酸、氨基酸等第6頁,共74頁，2024年2月25日，星期天糖代謝概況多糖和低聚糖的酶促降解1.胞外降解(水解過程)細(xì)胞外多糖和低聚糖胞外水解酶2.胞內(nèi)降解（磷酸分解）細(xì)胞內(nèi)儲備的糖原或淀粉磷酸化酶活化、水解轉(zhuǎn)移酶去分枝酶斷支鏈磷酸酶活化、水解單糖主要是葡萄糖（淀粉酶、寡糖酶）第7頁,共74頁，2024年2月25日，星期天總論丙酮酸葡萄糖“糖酵解”不需氧“磷酸戊糖途徑”需氧有氧情況缺氧情況好氧生物厭氧生物“三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)”

CO2+H2O“乳酸發(fā)酵”乳酸“乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇

CO2+H2O重點(diǎn)第8頁,共74頁，2024年2月25日，星期天有氧呼吸

糖在有氧存在下分解為CO2

、水和放出能量無氧呼吸糖的無氧分解過程

酵解、發(fā)酵第9頁,共74頁，2024年2月25日，星期天糖酵解（Glycolysis)——EMP途徑無氧條件下，1葡萄糖分解產(chǎn)生2丙酮酸，并伴隨ATP生成的過程。位置：細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)

G

→

2丙酮酸+2NADH+2ATP丙酮酸第10頁,共74頁，2024年2月25日，星期天一、糖酵解的研究歷史解釋發(fā)酵現(xiàn)象的人1854-1864

LouisPaster

發(fā)酵是由微生物引起的第11頁,共74頁，2024年2月25日，星期天發(fā)現(xiàn)酵解本質(zhì)的人1897榨酵母汁蔗糖

HansBuchner和EduardBuchner

發(fā)酵并不需要整個完整細(xì)胞參與直到1935年終于闡明了從葡萄糖（6碳）轉(zhuǎn)變其中乳酸（3碳）或酒精（2碳）經(jīng)歷的12個中間步驟。第12頁,共74頁，2024年2月25日，星期天與酵解有關(guān)的物質(zhì)：（1）磷酸（磷酸酯）

PP1，6-二磷酸果糖③活化第13頁,共74頁，2024年2月25日，星期天6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化P②異構(gòu)6-磷酸果糖第14頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（2）輔酶（NAD+）（3）ADP、ATP及金屬離子（4）抑制劑（碘乙酸、氟化物）第15頁,共74頁，2024年2月25日，星期天二、糖酵解過程概述第16頁,共74頁，2024年2月25日，星期天1、碳骨架的變化：

6C糖2個3C糖葡萄糖2乳酸或葡萄糖2乙醇+2CO2第17頁,共74頁，2024年2月25日，星期天2、能量的變化

酵解（產(chǎn)生乳酸）2ATP

發(fā)酵（產(chǎn)生酒精）2ATP物質(zhì)代謝放能過程ADP+PiATP吸能過程第18頁,共74頁，2024年2月25日，星期天P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羥丙酮123+P②異構(gòu)6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化④裂解⑥脫氫⑤異構(gòu)PP1，6-二磷酸果糖③活化⑦產(chǎn)能⑨脫水⑧異構(gòu)⑩產(chǎn)能HHOH第19頁,共74頁，2024年2月25日，星期天3、糖酵解中間產(chǎn)物都是磷酸化合物意義：（1）帶有極性，不易隨便出入細(xì)胞（2）被酶識別，與酶結(jié)合（3）傳遞能量第20頁,共74頁，2024年2月25日，星期天

三、糖酵解過程全圖Glucose+2ADP+2Pi+2NAD+= 2pyruvate+2ATP+2H2O+2NADH+2H+第21頁,共74頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸果糖-1，6-二磷酸丙酮酸磷酸二甘油醛烯醇式丙酮酸羥丙酮+3-磷酸甘油酸-1，3-二磷酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸-甘油酸2-磷酸-甘油酸

乳酸乙醇乙醛第22頁,共74頁，2024年2月25日，星期天P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羥丙酮123+P②異構(gòu)6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化④裂解⑥脫氫⑤異構(gòu)PP1，6-二磷酸果糖③活化⑦產(chǎn)能⑨脫水⑧異構(gòu)⑩產(chǎn)能HHOH第23頁,共74頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共74頁，2024年2月25日，星期天兩個階段：1、準(zhǔn)備階段：消耗ATP2、放能階段：產(chǎn)生ATP

和NADH第25頁,共74頁，2024年2月25日，星期天四、糖酵解第一階段的反應(yīng)第26頁,共74頁，2024年2月25日，星期天1第27頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（一）葡萄糖的磷酸化

第28頁,共74頁，2024年2月25日，星期天

己糖激酶

的作用需Mg2+（或其他二價(jià)離子）

(hexokinase)第29頁,共74頁，2024年2月25日，星期天己糖激酶：（1）專一性不強(qiáng)(mannose/fructose)（2）受產(chǎn)物葡萄糖-6-磷酸和ADP抑制（變構(gòu)抑制劑）葡萄糖激酶（肝臟）：（1）只作用于葡萄糖（2）對葡萄糖的Km較大（與己糖激酶相比）

[葡萄糖]較高時作用，G6P促進(jìn)糖原合成（3）不受產(chǎn)物葡萄糖-6-磷酸的抑制第30頁,共74頁，2024年2月25日，星期天G

G-6-P意義：活化葡萄糖；

磷酸化后葡萄糖無法出細(xì)胞，

——是細(xì)胞的保糖機(jī)制。第31頁,共74頁，2024年2月25日，星期天①葡萄糖G6-磷酸葡萄糖G-6-P己糖激酶第32頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（G6P）（二）G6P異構(gòu)化成果糖-6-磷酸

（F6P）Reversible第33頁,共74頁，2024年2月25日，星期天可逆磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸果糖異構(gòu)酶異構(gòu)時，開環(huán)意義：使羰基從1位C上轉(zhuǎn)移到2位C上，

1位C上-OH游離

——為第二次磷酸化打基礎(chǔ)第34頁,共74頁，2024年2月25日，星期天②6-磷酸葡萄糖G-6-P6-磷酸果糖F-6-P磷酸己糖異構(gòu)酶第35頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（三）F6P形成果糖-1，6-二磷酸

Onesubunitofthetetramericphosphofructokinase-1(PFK-1)RegulatoryATP第36頁,共74頁，2024年2月25日，星期天6-磷酸果糖F-6-P1,6-二磷酸果糖F-1,6-BP6-磷酸果糖激酶-1第37頁,共74頁，2024年2月25日，星期天磷酸果糖激酶—1（1）ATP抑制

ATP既是底物又是變構(gòu)抑制劑怎么實(shí)現(xiàn)？結(jié)合部位不同（2）

AMP去除ATP抑制作用實(shí)際上，AMP/ATP比值調(diào)節(jié)酶活性（3）

[H+]過高抑制酶活性避免酸中毒第38頁,共74頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖

1,6-二磷酸果糖2+2+2+第39頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（四）F-1,6-BP裂解

123456

ketonealdehyde醛縮酶（aldolase）以逆反應(yīng)命名磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛第40頁,共74頁，2024年2月25日，星期天這個反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是吸能反應(yīng)在生理?xiàng)l件下是放能反應(yīng)，

兩個三碳糖不斷被消耗第41頁,共74頁，2024年2月25日，星期天④1,6-二磷酸果糖F-1,6-BP磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛醛縮酶第42頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（5）

兩個磷酸丙糖的互變

第43頁,共74頁，2024年2月25日，星期天Analdose546丙糖磷酸異構(gòu)酶8股β折疊鏈環(huán)抱成核心每條β折疊外圍有α螺旋

由無規(guī)卷曲相連第44頁,共74頁，2024年2月25日，星期天該反應(yīng)平衡點(diǎn)時：

[甘油醛-3-磷酸]K==4.74x10-2

[磷酸二羥丙酮]生理狀況下：磷酸甘油醛不斷被消耗磷酸二羥丙酮不斷地被異構(gòu)化第45頁,共74頁，2024年2月25日，星期天1,6-二磷酸果糖-

3-磷酸甘油醛酶第46頁,共74頁，2024年2月25日，星期天五、糖酵解第二階段的反應(yīng)

——放能階段第47頁,共74頁，2024年2月25日，星期天2Pi第48頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（一）甘油醛-3-磷酸的氧化

甘油醛-3-磷酸脫氫酶產(chǎn)生1，3-BPG，還原性輔酶Ⅰ

第49頁,共74頁，2024年2月25日，星期天甘油醛-3-磷酸脫氫酶活性中心含游離-SH碘乙酸會抑制該酶的活性——不可逆砷酸鹽與磷酸結(jié)構(gòu)相似——替代磷酸形成1-砷酸-3-磷酸甘油酸水解為3-磷酸甘油酸無法形成形成高能磷酸鍵解偶聯(lián)劑第50頁,共74頁，2024年2月25日，星期天⑥3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶第51頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（二）高能磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移

底物磷酸化第52頁,共74頁，2024年2月25日，星期天⑦1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶糖酵解中第一個產(chǎn)生ATP的反應(yīng)底物水平磷酸化第53頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（三）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸變位酶第54頁,共74頁，2024年2月25日，星期天⑧3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶第55頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（四）磷酸烯醇式丙酮酸生成

烯醇化酶與2價(jià)離子結(jié)合后才有活性氟化物——抑制劑第56頁,共74頁，2024年2月25日，星期天⑨2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)烯醇化酶第57頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（五）丙酮酸及ATP的產(chǎn)生

第58頁,共74頁，2024年2月25日，星期天第59頁,共74頁，2024年2月25日，星期天2-磷酸甘油酸丙酮酸第60頁,共74頁，2024年2月25日，星期天六、由葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸岬哪芰孔兓?1頁,共74頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共74頁，2024年2月25日，星期天2(⑦)+

2(⑩)

-1(①)-1(3)=2ATPG為起始物胞內(nèi)多糖為起始物2(⑦)+

2(⑩)

-1(3)=3ATP其他單糖通過轉(zhuǎn)化為糖酵解中間產(chǎn)物形式進(jìn)入糖酵解。第63頁,共74頁，2024年2月25日，星期天

很低

很高

葡萄糖2乳酸+2ATP糖原（葡萄糖）

2乳酸+3ATP

△Go`=

—47Kcal/mol

△Go`=

—44Kcal/mol

每生成1ATP固定了7.3Kcal/mol能量葡萄糖獲能效率＝2×7.3/47=31%

糖原獲能效率＝3×7.3/44=49.7%

但葡萄糖CO2

＋H2O△Go`=

—686Kcal/mol

葡萄糖獲能效率＝2×7.3/686=2.1%

糖原獲能效率＝3×7.3/686=3.1%

糖酵解產(chǎn)能效率第64頁,共74頁，2024年2月25日，星期天糖酵解的意義1．糖酵解途徑是單糖分解代謝的一條最重要的基本途徑2．糖酵解途徑能提供能量使機(jī)體或組織能有效地適應(yīng)缺氧情況3．糖酵解途徑是某些組織或細(xì)胞的主要獲能方式4．糖酵解途徑是葡萄糖完全氧化分解成二氧化碳和水的必要準(zhǔn)備階段第65頁,共74頁，2024年2月25日，星期天

七、無氧條件丙酮酸的去路有氧情況缺氧情況“三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)”

CO2+H2O“乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇丙酮酸第66頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（一）乳酸發(fā)酵其生物意義？消耗糖酵解脫下的H，保持細(xì)胞內(nèi)的pH穩(wěn)定。第67頁,共74頁，2024年2月25日，星期天（二）乙醇發(fā)酵丙酮酸脫羧酶