糖類和糖類代謝

1、關(guān)于糖類與糖類代謝課件第一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 新陳代謝是生命最基本的特征之一，泛指生物與周圍環(huán)境進行物質(zhì)交換和能量交換的過程。 特點：特異、有序、高度適應(yīng)和靈敏調(diào)節(jié)、代謝途徑逐步進行定義：活細胞中所有化學(xué)變化的總稱。 每一個化學(xué)變化都是由酶催化進行的。代 謝 概 述第二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月新陳代謝的概念及內(nèi)涵 小分子 大分子合成代謝（同化作用） 需要能量 釋放能量分解代謝（異化作用） 大分子 小分子物質(zhì)代謝能量代謝新陳代謝第三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 小分子化合物分解成共同的中間產(chǎn)物（如丙酮酸、乙酰CoA等） 共同中間

2、物進入三羧酸循環(huán),氧化脫下的氫由電子傳遞鏈傳遞生成H2O，釋放出大量能量，其中一部分通過磷酸化儲存在ATP中。大分子降解成基本結(jié)構(gòu)單位脂肪葡萄糖、其它單糖三羧酸循環(huán)電子傳遞蛋白質(zhì)脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoA2H2e-氧化磷酸化+Pi 代謝的三個階段H2O1/2O2EMP丙酮酸第四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章 糖類代謝第七章 生物氧化第八章 脂類代謝第九章 含氮化合物的代謝第十章 核酸的降解與生物合成第十一章 蛋白質(zhì)的降解與生物合成第十二章 代謝調(diào)節(jié)第五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章 糖類代謝第六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖類

3、的生物學(xué)作用作為生物體的結(jié)構(gòu)成分作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)作為其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等 合成的前體作為細胞識別的信息分子第七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 生物體內(nèi)的糖類第二節(jié) 雙糖和多糖的酶促降解第三節(jié) 糖酵解第四節(jié) 三羧酸循環(huán)第五節(jié) 磷酸戊糖途徑第六節(jié) 光合作用第七節(jié) 糖異生作用第八節(jié) 雙糖和多糖的生物合成第八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類。單糖 (monosacchride)寡糖 (oligosacchride)多糖 (polysacchride)結(jié)合糖 (glycoconjugate)第一節(jié) 生

4、物體內(nèi)的糖類第九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月甘油醛1233-磷酸甘油醛1.1 三碳糖（甘油醛）丙醛糖1.單糖：不能再水解的糖第十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二羥丙酮123磷酸二羥丙酮三碳糖（二羥丙酮）丙酮糖第十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月核糖321455-磷酸核糖1.2五碳糖（核糖）戊醛糖第十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月核酮糖321455-磷酸核酮糖五碳糖（核酮糖 ）戊酮糖第十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月D-葡萄糖1234566-磷酸葡萄糖1.3 六碳糖（葡糖）己醛糖第十四張，PPT共一百三十四頁，

5、創(chuàng)作于2022年6月 D-果糖1234566-磷酸果糖六碳糖（果糖）己酮糖第十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 寡糖常見的幾種二糖有麥芽糖 (maltose) 葡萄糖 葡萄糖蔗 糖 (sucrose) 葡萄糖 果糖乳 糖 (lactose) 葡萄糖 半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。第十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 多糖 能水解生成多個分子單糖的糖。常見的多糖有淀 粉 (starch)糖 原 (glycogen)纖維素 (cellulose)葡萄糖是這三者基本組成單位第十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月

6、淀粉和糖原結(jié)構(gòu)RENRE(16)分支點支鏈淀粉或糖原分子示意圖“直鏈淀粉”遇碘顯藍紫色“支鏈淀粉”遇碘顯紫紅色第十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 葡萄糖單元以-1,4-糖苷 鍵形成長鏈。2. 約10個葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3. 每條鏈都終止于一個非還原端。還原端：一個 糖原 是動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式第十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 纖維素 作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵第二十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 結(jié)合糖 糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。糖脂 (glycolipid)：是糖與

7、脂類的結(jié)合物。糖蛋白 (glycoprotein)：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。 常見的結(jié)合糖有 第二十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞膜表面的糖鏈蛋白聚糖糖脂糖蛋白細胞膜第二十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 生物體內(nèi)的糖類第二節(jié) 雙糖和多糖的酶促降解第三節(jié) 糖酵解第四節(jié) 三羧酸循環(huán)第五節(jié) 磷酸戊糖途徑第六節(jié) 光合作用第七節(jié) 糖異生作用第八節(jié) 雙糖和多糖的生物合成第二十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、雙糖的酶促降解 蔗糖+H2O 葡萄糖+果糖蔗糖酶麥芽糖+H2O 2 葡萄糖麥芽糖酶乳糖 +H2O 葡萄糖+半乳糖-半乳糖苷酶第二十四張，P

8、PT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 蔗糖 + H2O 葡萄糖 + 果糖 蔗糖酶1.轉(zhuǎn)化酶2.蔗糖合成酶 催化蔗糖與UDP反應(yīng)生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖 蔗糖+UDP UDPG+果糖（一）蔗糖的降解蔗糖合成酶第二十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、多糖的酶促降解1.淀粉的水解2.淀粉的磷酸解-淀粉酶-淀粉酶R-酶(脫支酶）麥芽糖酶磷酸化酶轉(zhuǎn)移酶脫支酶（一）淀粉的降解第二十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 是淀粉內(nèi)切酶，作用于淀粉分子內(nèi)部的任意的-1，4 糖苷鍵。 極限糊精是指淀粉酶不能再分解的支鏈淀粉殘基。 -極限糊精是指含-1，6糖苷鍵，由3個以上葡萄糖

9、基構(gòu)成的極限糊精。（一）淀粉的水解1、-淀粉酶直鏈淀粉 葡萄糖+麥芽糖+麥芽三糖+低聚糖的混合物支鏈淀粉 葡萄糖+麥芽糖+麥芽三糖+ -極限糊精第二十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、-淀粉酶 是淀粉外切酶，水解-1，4糖苷鍵，從淀粉分子外即非還原端開始，每間隔一個糖苷鍵進行水解，每次水解出一個麥芽糖分子。直鏈淀粉 麥芽糖支鏈淀粉 麥芽糖+-極限糊精 -極限糊精是指-淀粉酶作用到離分支點2-3個葡萄糖基為止的剩余部分。兩種淀粉酶降解的終產(chǎn)物主要是麥芽糖第二十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月兩種淀粉酶性質(zhì)的比較 -淀粉酶不耐酸，pH3時失活耐高溫，70C時15分

10、鐘仍保持活性廣泛分布于動植物和微生物中。 -淀粉酶耐酸，pH3時仍保持活性不耐高溫，70C15分鐘失活主要存在植物體中第二十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月-淀粉酶及-淀粉酶水解支鏈淀粉的示意圖 -淀粉酶-淀粉酶第三十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3、R-酶(脫支酶） 水解-1，6糖苷鍵，將及-淀粉酶作用支鏈淀粉最后留下的極限糊精的分支點水解，產(chǎn)生短的只含-1，4-糖苷鍵的糊精，使之可進一步被淀粉酶降解。 不能直接水解支鏈淀粉內(nèi)部的-1，6糖苷鍵。 4、麥芽糖酶 催化麥芽糖水解為葡萄糖，是淀粉水解的最后一步。淀粉的徹底水解需要上述水解酶的共同作用，其最終產(chǎn)物是葡

11、萄糖第三十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）淀粉的磷酸解1、磷酸化酶 催化淀粉非還原末端的葡萄糖殘基轉(zhuǎn)移給P，生成G-1-P,同時產(chǎn)生一個新的非還原末端，重復(fù)上述過程。 直鏈淀粉 G-1-P支鏈淀粉 G-1-P + 磷酸化酶極限糊精 磷酸化酶不能將支鏈淀粉完全降解，只能降解到距分支點4個葡萄糖殘基為止，留下一個大而有分支的多糖鏈，稱為磷酸化酶極限糊精。第三十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 淀粉磷酸解 1. 到分枝前4個G時，淀粉磷酸化酶停止降解2.由轉(zhuǎn)移酶切下前3個G，轉(zhuǎn)移到另一個鏈上3.脫支酶水解-1，6糖苷鍵形成直鏈淀粉。脫下的Z是一個游離葡萄糖4.最

12、后由磷酸化酶降解形成G-1-PG1P脫支酶磷酸化酶第三十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 糖原降解主要有糖原磷酸化酶和糖原脫支酶催化進行。肝臟肌肉G+Pi（葡萄糖-6-磷酸酶）進入糖酵解糖原磷酸化酶：從非還原端催化1-4糖苷鍵的磷酸解。（三）糖原的降解磷酸葡萄糖變位酶G-6-PG-1-P糖原 +Pi 糖原 + G-1-P（ n殘基） （n-1殘基）第三十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月77磷酸化酶(別構(gòu)酶) ATP抑制-AMP激活 + H3PO4葡萄糖1，4糖苷鍵葡萄糖1，6糖苷鍵糖原核心糖原核心 G-1-P +第三十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年

13、6月去分枝酶 + H3PO41 G-1-P糖原核心磷酸化酶+ H3PO4G-1-P轉(zhuǎn)移酶糖原核心第三十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月雙糖和多糖的酶促降解雙糖 葡萄糖淀粉 葡萄糖糖原 1-磷酸葡萄糖小結(jié)單糖降解第三十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月丙酮酸葡萄糖“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)” 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重點調(diào)控能量計算生物學(xué)意義 你不需要記住任何代謝物的結(jié)構(gòu)式！第三十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月動物細胞植物細胞細胞

14、膜細胞質(zhì)線粒體 高爾基體細胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體細胞壁葉綠體有色體白色體液體晶體分泌物吞噬中心體胞飲細胞膜丙酮酸氧化三羧酸循環(huán)磷酸戊糖途徑糖酵解第三十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 生物體內(nèi)的糖類第二節(jié) 雙糖和多糖的酶促降解第三節(jié) 糖酵解第四節(jié) 三羧酸循環(huán)第五節(jié) 磷酸戊糖途徑第六節(jié) 光合作用第七節(jié) 糖異生作用第八節(jié) 雙糖和多糖的生物合成第四十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 糖酵解一、糖酵解的概念二、糖酵解途徑的反應(yīng)歷程三、糖酵解產(chǎn)生的能量四、糖酵解的生物學(xué)意義 五、糖酵解途徑的調(diào)控 六、丙酮酸的去路第四十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖

15、酵解是酶將葡萄糖降解為丙酮酸并伴隨ATP生成的過程。簡稱EMP途徑在細胞質(zhì)中進行。不論有氧還是無氧條件均能發(fā)生一、糖酵解的概念第四十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 10個酶催化的11步反應(yīng)第一階段： 吸能反應(yīng)階段兩 個 階 段第二階段： 釋能反應(yīng)階段二、糖酵解途徑的反應(yīng)歷程第四十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 (G) 已糖激酶ATPADPMg2+糖酵解過程的第一個關(guān)鍵酶(G-6-P） 葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖第四十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化 轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖 (F-6-P） 磷酸葡萄糖異構(gòu)酶(G-6-P）

16、第四十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 6-磷酸果糖再磷酸化 生成1,6-二磷酸果糖(F-1,6-2P） 磷酸果糖激酶 （PFK）ATPADPMg2+糖酵解過程的第二個關(guān)鍵酶 (F-6-P）第四十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 磷酸丙糖的生成磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛 (F-1,6-2P） 醛縮酶+第四十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 磷酸丙糖的互換磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-二磷酸果糖 2 3-磷酸甘油醛第四十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3-磷酸甘油醛氧化為 1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸

17、3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛脫氫酶糖酵解中唯一的脫氫反應(yīng)+ NADH+H+NAD+HPO4 2-OPO 3 2-第四十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1,3-二磷酸甘油酸 轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸這是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸OPO 3 2-ADPATPMg2+第五十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變 為2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油磷酸甘油酸變位酶 2-磷酸甘油酸第五十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2-磷酸甘油酸脫水 形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP） 磷酸烯醇式 丙酮酸（P

18、EP）2-磷酸甘油酸烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O氟化物能與Mg2+絡(luò)合而抑制此酶活性第五十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月ADPATPMg2+, K+ 磷酸烯醇式丙酮酸 轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖崃姿嵯┐际奖岜峒っ?PK ) 烯醇式丙酮酸糖酵解過程的第三個關(guān)鍵酶也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)第五十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 烯醇式丙酮酸 轉(zhuǎn)變?yōu)楸酇TP磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸ADP丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸自發(fā)進行 丙酮酸第五十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1

19、,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙 酮 酸 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸 第五十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月A. 能量投資階段:葡萄糖 (6C) 甘油醛-3磷酸 (2 - 3C) (G3P 或GAP)2 ATP - 消化0 ATP - 產(chǎn)生0 NADH - 產(chǎn)生2ATP2ADP +P三、糖酵解產(chǎn)生的能量第五十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月B. 能量收獲階段： 甘油醛-3-磷酸 (2 - 3C) (G3P 或 GAP) 丙酮酸 (2 - 3C) 0 ATP - 消耗

20、4 ATP - 產(chǎn)生2 NADH - 產(chǎn)生4ATP4ADP +P第五十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月總反應(yīng)式:葡萄糖+2NAD+2ADP+2Pi 2丙酮酸+2NADH +2H+2ATP+2H2O第五十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、糖酵解是存在一切生物體內(nèi)糖分解代謝 的普遍途徑。 2、通過糖酵解使葡萄糖降解生成ATP，是厭氧生物獲得能量的主要方式。 3、糖酵解途徑的許多中間產(chǎn)物可作為合成其他物質(zhì)的原料（提供碳骨架），如磷酸二羥丙酮 甘油。 4、其逆過程是糖異生作用的主要途徑四、糖酵解的生物學(xué)意義第五十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 五、

21、糖酵解途徑的調(diào)控 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖abc 調(diào)控位點 激活劑 抑制劑a 己糖激酶 ATP G-6-P ADPb 磷酸果糖 ADP ATP 激酶 AMP 檸檬酸（限速酶） 果糖-2,6-二磷酸 NADHc 丙酮酸激酶 果糖-1,6-二磷酸 ATP Ala第六十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、催化不可逆反應(yīng)2、催化效率低3、受激素或代謝物的調(diào)節(jié) 4、常是在整條途徑中催化初 始反應(yīng)的酶5、活性的改變可影響整個 反應(yīng)體系的

22、速度和方向限速酶 / 關(guān)鍵酶第六十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙 酮 酸 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸 六、丙酮酸的去路第六十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月丙酮酸葡萄糖“糖酵解”不需氧有氧情況缺氧情況好氧生物厭氧生物“三羧酸循環(huán)” CO2 + H2O“乳酸發(fā)酵”乳酸“乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇酵母菌動植物、多種微生物細胞劇烈運動的肌肉紅細胞其他細胞第六

23、十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖EMP NADH+H+ NAD+CH2OHCH3乙醇 NADH+H+ NAD+CO2 乳酸COOHCH(OH)CH3乙醛CHOCH3COOHC=OCH3丙酮酸 葡萄糖的無氧分解第六十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月NAD+ 乳 酸或乙醇GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙 酮 酸 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸 NADH+H+ 丙酮酸的無氧降解葡萄糖+2NAD+

24、2ADP+2Pi 2丙酮酸+2NADH +2H+2ATP+2H2O 凈生成2分子ATP第六十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月乳酸脫氫酶糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量第六十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月肌肉收縮與糖酵解供能 背景：劇烈運動時肌肉內(nèi)ATP含量很低； 肌肉中磷酸肌酸儲存的能量可 供肌肉收縮所急需的化學(xué)能; 即使氧不缺乏，葡萄糖進行有氧氧化的過程 比糖酵解長得多,來不及滿足需要;肌肉局部血流不足，處于相對缺氧狀態(tài)。結(jié)論： 糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量第六十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月丙酮酸的有氧氧化 葡萄糖的有氧分解（EPM）葡萄糖C

25、OOHC=OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循環(huán) NAD+ NADH+H+CO2CoASH 丙酮酸脫氫酶系 酵解（細胞質(zhì)）氧化磷酸化 （線粒體）NADH ATP第六十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖的主要分解代謝途徑乙酰 CoA（有氧）三羧酸循環(huán)葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇糖酵解（無氧）（有氧或無氧）第六十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 三羧酸循環(huán)一、丙酮酸氧化為乙酰CoA二、三羧酸循環(huán)的反應(yīng)歷程三、三羧酸循環(huán)的能量釋放四、三羧酸循環(huán)的生物學(xué)意義五、三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的回補六、三羧酸循環(huán)的調(diào)控第七十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022

26、年6月 概念：乙酰CoA經(jīng)一系列氧化、脫羧，最終生成CO2和H2O并產(chǎn)生能量的過程，稱為檸檬酸循環(huán)，亦稱為三羧酸循環(huán), 簡稱TCA循環(huán)。 三羧酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)中進行。Hans Krebs （19001981）德裔英國生物化學(xué)家The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953第七十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月有氧氧化的反應(yīng)過程 糖的有氧氧化代謝途徑可分為：葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脫羧和三羧酸循環(huán)三個階段。TCA循環(huán) G（Gn） 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP 胞液 線粒體 第七十二張

27、，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖的有氧氧化與糖酵解細胞胞漿線粒體葡萄糖丙酮酸乳酸(糖酵解)葡萄糖丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸第七十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、丙酮酸氧化為乙酰CoA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 + 3/5 ATP線粒體內(nèi)膜上特異載體穿梭系統(tǒng)氧化呼吸鏈第七十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月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

28、+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰CoA + CO2 + NADH+H+ 第七十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月丙酮酸脫氫酶系3 種 酶： 丙酮酸脫羧酶(TPP、Mg2+) 催化丙酮酸氧化脫羧反應(yīng) 二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(硫辛酸、輔酶A) 催化將乙酰基轉(zhuǎn)移到CoA反應(yīng) 二氫硫辛酸脫氫酶(FAD、NAD+) 催化將還原型硫辛酰胺轉(zhuǎn)變成為氧化型反應(yīng)6種輔助因子： TPP、 Mg2+、硫辛酸、 輔酶A、FAD、NAD+ 第七十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月丙酮酸脫氫酶系NAD+ +H+丙酮酸脫羧酶FAD硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶CO2乙酰硫辛酸二氫硫辛酸NADH

29、+ +H+TPP硫辛酸CoASHNAD+CH3-C-SCoAO三羧酸循環(huán)丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰CoA + CO2 + NADH+H+ Mg2+第七十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、三羧酸循環(huán)的反應(yīng)歷程 乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸TCA循環(huán)檸檬酸合酶草酰乙酸CH3COSCoA乙酰輔酶A檸檬酸HSCoAH2O三羧酸循環(huán)的第一個關(guān)鍵酶第七十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月H2O異檸檬酸 檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸檸檬酸順烏頭酸TCA循環(huán)順烏頭酸酶第七十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月NAD+CO2異檸檬酸 異檸檬酸氧化脫羧

30、生成-酮戊二酸-酮戊二酸草酰琥珀酸NADH+H+異檸檬酸脫氫酶TCA循環(huán)三羧酸循環(huán)的第二個關(guān)鍵酶第八十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月CO2 -酮戊二酸氧化脫羧 生成琥珀酰輔酶A -酮戊二酸脫氫酶系HSCoANAD+NADH+H+琥珀酰CoA-酮戊二酸TCA循環(huán)三羧酸循環(huán)的第三個關(guān)鍵酶第八十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵牾oA合成酶琥珀酰CoAATPADP琥珀酸GDP+PiGTPHSCoATCA循環(huán)第八十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸TCA循環(huán)延胡索酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2琥珀酸

31、第八十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 延胡索酸水化生成蘋果酸TCA循環(huán)延胡索酸蘋果酸延胡索酸酶H2O第八十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 蘋果酸脫氫酶 草酰乙酸NAD+NADH+H+TCA循環(huán)蘋果酸第八十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月檸檬 酸草酰乙酸 乙酰CoACoAH2O檸檬酸合成酶順烏頭酸 琥珀酰CoA 異檸檬酸 H2OH2O異檸檬酸脫氫酶NAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體檸檬酸合成酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體延胡索酸 蘋果酸 FADFADH2H2O草酰琥珀酸 CO2NAD+NADH+H

32、+琥珀酸 GDPGTPATPNADH+H+NAD+-酮戊二 酸CO2CO2HHHHH2HHNAD+NAD+NAD+FADATP TCA經(jīng)四次氧化，二次脫羧，通過一個循環(huán)，可以認為乙酰COA2CO2三羧酸循環(huán)的過程 第八十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三羧酸循環(huán)特點 循環(huán)反應(yīng)在線粒體中進行，為不可逆反應(yīng)。 整個循環(huán)不需要氧，但離開氧無法進行。 三羧酸循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)，生成兩分子CO2 有四次脫氫反應(yīng)，生成三分子NADH和一分子FADH2。有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。循環(huán)中消耗兩分子水。乙酰輔酶A+3NAD+ +FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(NA

33、DH+H+ )+FADH2+ HSCoA+GTP第八十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖有氧氧化概況葡萄糖6-磷酸葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA三羧酸循環(huán)H+ + eO2O2O2H2OCO2胞液線粒體第八十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、三羧酸循環(huán)的能量釋放總反應(yīng)式: CH3COSCoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O 2CO2+CoASH+3NADH+3H+ +FADH2+GTP第八十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖代謝小結(jié)丙酮酸第九十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖完全氧化產(chǎn)生的ATP酵解階段： 2 AT

34、P 2 1 NADH兌換率 1：2.52 ATP2 2.5（1.5）三羧酸循環(huán)：2 1 GTP 2 3 NADH 2 1 FADH22 1 ATP2 7.5 ATP2 1.5ATP兌換率 1：2.5兌換率 1：1.5丙酮酸氧化：2 1NADH兌換率 1：2.52 2.5 ATP總計：32（30） ATP由糖酵解和TCA循環(huán)相連構(gòu)成的糖的有氧氧化途徑，是機體利用糖氧化獲得能量的最有效的方式，也是機體產(chǎn)生能量的主要方式。第九十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月四、三羧酸循環(huán)的生物學(xué)意義 與糖酵解構(gòu)成糖的有氧代謝途徑，為機體提供大量的能量。 TCA循環(huán)是糖、脂類、蛋白質(zhì)、核酸代謝聯(lián)絡(luò)的

35、樞紐。TCA循環(huán)中間產(chǎn)物脂肪酸、氨基酸合成代謝分解代謝產(chǎn)物CO2+H2O+能量 TCA循環(huán)既是物質(zhì)分解代謝的組成部分，亦是物質(zhì)合成的重要步驟，為其他生物合成提供原料。在細胞迅速生長時期，三羧酸循環(huán)可提供多種化合物的碳架，以供細胞生物合成使用。第九十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月五、三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的回補第九十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 三羧酸循環(huán)中的任何一種中間產(chǎn)物被抽走,都會影響三羧酸循環(huán)的正常運轉(zhuǎn),如果缺少草酰乙酸,乙酰CoA就不能形成檸檬酸而進入三羧酸循環(huán),所以草酰乙酸必須不斷地得以補充.這種補充反應(yīng)就稱為回補反應(yīng).回補反應(yīng)第九十四張，PPT共一

36、百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月* 所以，草酰乙酸必須不斷被更新補充。 草酰乙酸 檸檬酸 檸檬酸裂解酶 乙酰CoA 丙酮酸 丙酮酸羧化酶 CO2 蘋果酸 蘋果酸脫氫酶 NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸 谷草轉(zhuǎn)氨酶 -酮戊二酸 谷氨酸 其來源如下： PEPPEP羧化酶GDPGTP第九十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月高水平的乙酰CoA激活在線粒體內(nèi)進行草酰乙酸或循環(huán)中任何一種中間產(chǎn)物不足TCA循環(huán)速度降低乙酰-CoA濃度增加丙酮酸羧化酶產(chǎn)生更多的草酰乙酸第九十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸a-酮戊二酸琥珀酰輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸乙酰輔

37、酶A六、三羧酸循環(huán)的調(diào)控第九十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 調(diào)控位點 激活劑 抑制劑a 檸檬酸合酶 NAD+ ATP （限速酶） NADH 琥珀酰CoA b 異檸檬酸 ADP ATP 脫氫酶 NAD+ NADHc -酮戊二酸 ADP NADH 脫氫酶 NAD+ 琥珀酰CoA 關(guān)鍵因素： NADH/NAD+ ATP/ADP第九十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖的主要分解代謝途徑葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰 CoA6-磷酸葡萄糖磷酸戊糖途徑糖酵解（有氧）（無氧）三羧酸循環(huán)（有氧或無氧）第九十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖葡糖-6-磷酸果

38、糖-6-磷酸糖酵解糖原PPP70%30%第一百張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 磷酸戊糖途徑一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程二、磷酸戊糖途徑的生物學(xué)意義三、磷酸戊糖途徑的調(diào)控第一百零一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月在組織中添加酵解抑制劑碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可被消耗，證明葡萄糖還有其他代謝途徑。簡稱PPP途徑在細胞質(zhì)中進行。 概念：以6-磷酸葡萄糖開始，在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，進而代謝生成以磷酸戊糖為中間代謝物的過程，稱為磷酸戊糖途徑，簡稱PPP途徑。又稱磷酸已糖旁路第一百零二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月兩個階段 2

39、、非氧化分子重排階段 6 核酮糖-5-P 5 果糖-6-P 5 葡萄糖-6-P1、氧化脫羧階段 6 G-6-P 6 葡萄糖酸-6-P 6 核酮糖-P 6 NADP+ NADPH 6 NADP+ 6NADPH6CO26H2O一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程第一百零三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段NADP+ NADPH+H+ H2O NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖 脫氫酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸 脫氫酶第一百零四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排

40、階段H2OPi6 5-磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤蘚丁糖2 6-磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 6-磷酸果糖1， 6-二磷酸果糖1 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)醛酶異構(gòu)酶轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶醛縮酶階段之一階段之二階段之三5 6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶二磷酸果糖酯酶第一百零五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一（5-磷酸核酮糖異構(gòu)化）差向異構(gòu)酶異構(gòu)酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖第一百零六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸戊糖途徑的 非氧化階段之二（基團轉(zhuǎn)移）+24-磷酸赤蘚

41、糖+25-磷酸核糖23-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)醛酶26-磷酸果糖+7-磷酸景天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖第一百零七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月基團轉(zhuǎn)移（續(xù)前）+24-磷酸赤蘚糖+23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖轉(zhuǎn)酮酶25-磷酸木酮糖第一百零八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月H2O Pi1,6-二 磷酸果糖23-磷酸甘油醛6-磷酸果糖醛縮酶二磷酸果糖酯酶磷酸戊糖途徑的非氧化階段之三 （3-磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解）異構(gòu)酶第一百零九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5537645463C5 + C5 - C7 + C3C7 + C3 - C4 + C6C5

42、+ C4 - C6 + C3C3 + C3 - C6總結(jié):6C5 - 4C6 +2 C36C5 - 5C6+第一百一十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O 5 G-6-P + 6CO2 + 12NADPH +12H+第一百一十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、磷酸戊糖途徑的生物學(xué)意義產(chǎn)生大量NADPH,主要用于 還原反應(yīng)，為細胞提供還原力產(chǎn)生大量的磷酸核糖和其它重要中間產(chǎn)物 5-P核糖 核苷酸 4-P赤蘚糖 芳香族氨 基酸與光合作用聯(lián)系，實現(xiàn)某些單糖間的轉(zhuǎn)變第一百一十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)

43、作于2022年6月 磷酸戊糖途徑的速度主要受生物合成時NADPH的需要所調(diào)節(jié)。 NADPH反饋抑制6-P-葡萄糖脫氫酶的活性。三、磷酸戊糖途徑的調(diào)控第一百一十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞需要持續(xù)不斷的能量供應(yīng)NADH, NADPH和 ATPATP 通用的能量貨幣NADPH 生物還原劑葡萄糖 - NADH - ATP葡萄糖 - NADPH -生物合成 代謝中的能量考慮第一百一十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月丙酮酸葡萄糖“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)” CO2 + H2O“乳酸發(fā)酵”乳酸“乳酸發(fā)酵”、“乙醇

44、發(fā)酵”乳酸或乙醇 CO2 + H2O調(diào)控化學(xué)計量生物學(xué)意義第一百一十五張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 生物體內(nèi)的糖類第二節(jié) 雙糖和糖的酶促降解第三節(jié) 糖酵解第四節(jié) 三羧酸循環(huán)第五節(jié) 磷酸戊糖途徑第六節(jié) 光合作用第七節(jié) 糖異生作用第八節(jié) 雙糖和多糖的生物合成第六章 糖類代謝第一百一十六張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 高等植物葡萄糖的合成途徑: 卡爾文循環(huán) 蔗糖、淀粉的降解 糖異生 糖原的降解 糖異生動物體內(nèi)葡萄糖的合成途徑：第一百一十七張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第七節(jié) 糖 異 生一、糖異生作用的概念二、糖異生途徑的反應(yīng)歷程三、糖異生作用的

45、生物學(xué)意義四、糖異生作用的調(diào)控第一百一十八張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、糖異生作用的概念 由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變 成葡萄糖的過程稱為糖異生。 糖異生研究中最直接的證據(jù)來自動物實驗：大鼠禁食24小時，肝中糖原從7%-1%，若喂乳酸、丙酮酸等糖原的量會增加。第一百一十九張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、克服糖酵解的三步不可逆反應(yīng)。2、糖酵解在細胞液中進行，糖異生則分別在線粒體和細胞液中進行。糖異生途徑的大部分反應(yīng)與糖酵解的逆反應(yīng)相同，但有兩方面不同：二、糖異生途徑的反應(yīng)歷程第一百二十張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖異生主要途徑和關(guān)

46、鍵反應(yīng) 非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖代謝的中間產(chǎn)物后，在相應(yīng)的酶催化下,繞過糖酵解途徑的三個不可逆反應(yīng),利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶第一百二十一張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一+ H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖第一百二十二張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二二磷酸果糖磷酸酯酶+ H2O+ Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH第一百二十三張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三PEP羧激酶ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2第一百二十四張，PPT共一百三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月糖酵解和葡萄糖異生的