第八章 糖代謝

第八章糖代謝教師：張璐

Email:chaperones@163.com一、糖類的消化、吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)二、糖酵解glycolysis三、三羧酸循環(huán)TCAcycle四、磷酸戊糖途徑pentosephosphate五、糖的異生gluconeogenesis糖代謝所有內(nèi)容都是生物化學(xué)的重點(diǎn)，其中糖酵解，TCA循環(huán)是重中之重。無氧條件有氧條件？糖酵解的生物學(xué)意義糖酵解途徑指糖原或葡萄糖分子分解至生成丙酮酸的階段，此反應(yīng)過程一般在無氧條件下進(jìn)行，又稱為無氧分解。其生物學(xué)意義在于為生物體提供一定的能量，糖酵解的中間物為生物合成提供原料，是某些特殊細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要獲能途徑。

第三節(jié)糖酵解（glycolysis）糖經(jīng)一系列的酶促反應(yīng)變成丙酮酸，并生成ATP，是一切生物細(xì)胞中葡萄糖分解產(chǎn)生能量的共同代謝途徑，也稱Embden-Meyerhof-Parnas(EMP)pathway。無氧條件下，厭氧生物（酵母及其他微生物）把酵解中生成的NADH+H+用于還原丙酮酸生成乙醛，進(jìn)而產(chǎn)生乙醇，稱為乙醇（酒精）發(fā)酵（fermentation）。肌肉等組織或微生物在無氧或暫時(shí)缺氧條件下，酵解中生成的NADH+H+用于丙酮酸乳酸，稱為乳酸發(fā)酵。VitPP(VB5)1)別名:尼克（煙）酸和尼克（煙）酰胺：2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):吡啶衍生物形成的輔酶:NAD+

和NADP+

NAD+:煙酰胺腺嘌呤二核苷酸,輔酶INADP+:煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,輔酶II—多種氧化還原酶的輔酶

學(xué)習(xí)糖酵解過程中需要注意的重點(diǎn)問題1ATP的消耗和生成2限制步驟和限速酶3是否生成NADH，NADH的去向4底物磷酸化一糖酵解的主要過程我們可以將糖酵解分為兩個(gè)階段，每階段包括5步化學(xué)反應(yīng)。第一階段：磷酸丙糖生成階段（耗能）包括5步反應(yīng)。葡萄糖在己糖激酶、磷酸葡萄糖異構(gòu)酶、磷酸果糖激酶、醛縮酶和磷酸丙糖異構(gòu)酶作用下生成2分子3-磷酸甘油醛，同時(shí)消耗2個(gè)ATP，進(jìn)行2次磷酸化反應(yīng)。磷酸丙糖(3C)5步反應(yīng)，5種酶，消耗2分子ATP糖酵解第一階段，耗能已糖（6C）一分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛（第一階段）甘油醛-3磷酸二羥丙酮磷酸第二階段：丙酮酸生成階段（放能），也包括5步反應(yīng)。本階段中，3-磷酸甘油醛在3-磷酸甘油醛脫氫酶、磷酸甘油酸激酶、磷酸甘油酸變位酶、烯醇化酶和丙酮酸激酶作用下生成丙酮酸，同時(shí)進(jìn)行兩次底物磷酸化，產(chǎn)生2個(gè)ATP。由于一分子葡萄糖產(chǎn)生兩分子3－磷酸甘油醛，因此第二階段共生成4分子ATP。2分子3-磷酸甘油醛2分子丙酮酸5步反應(yīng)，5種酶，消耗2分子ATP糖酵解第二階段，放能3-磷酸甘油醛降解為丙酮酸（第二階段）第一階段耗能過程1ATP的γ-磷酸基轉(zhuǎn)移，不可逆，保證G迅速磷酸化2己糖激酶，非特異性，Km小，容易接合G，提高機(jī)體G利用率，肌肉中受G6P的別構(gòu)抑制。3葡萄糖激酶（肝臟）不受G6P的抑制，但Km大己糖激酶葡糖糖激酶（肝臟）第一步：葡糖→葡糖6磷酸1自由能變化小，反應(yīng)可逆2異構(gòu)化反應(yīng)，需開鏈進(jìn)行，醛糖變酮糖磷酸葡萄糖異構(gòu)酶第二步：葡糖6磷酸→果糖6磷酸糖酵解限速步驟（非常重要）1糖酵解的限速步驟2磷酸化通常伴隨著ATP消耗3磷酸果糖激酶是一種關(guān)鍵酶，且為別構(gòu)調(diào)節(jié)酶第三步：果糖6磷酸→果糖1,6二磷酸磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-糖酵解的限速酶含有四個(gè)亞基。屬于別構(gòu)調(diào)節(jié)酶酶的調(diào)節(jié)也是別構(gòu)調(diào)節(jié)，受ATP、H+的抑制，檸檬酸及脂肪酸的存在會加強(qiáng)ATP的抑制作用。AMP、ADP及Pi可消除抑制。有兩種類型的醛縮酶（I型存在于動(dòng)植物體中，II型存在于細(xì)菌、酵母、真菌，含有金屬離子）。第四步：果糖1,6二磷酸→二羥丙酮磷酸+甘油醛-3-磷酸醛縮酶丙糖磷酸異構(gòu)酶催化反應(yīng)非常迅速，一旦接觸即刻完成。第五步：二羥丙酮磷酸→甘油醛-3-磷酸丙糖磷酸異構(gòu)酶第二階段放能過程1?；姿崾怯懈吣芰姿峄鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移勢能的化合物2在3-磷酸甘油醛脫氫酶作用下，由磷酸和NAD+參與完成的酰基磷酸。第六步：甘油醛-3-磷酸→1,3二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶1該反應(yīng)在磷酸甘油酸激酶催化下進(jìn)行，需要Mg離子參與2釋放出大量能量推動(dòng)ATP生成3該過程伴隨底物磷酸化第七步：1,3二磷酸甘油酸+ADP→3-磷酸甘油酸+ATP磷酸甘油酸激酶底物磷酸化（重點(diǎn)概念）底物氧化、分子內(nèi)基團(tuán)重排等所釋放的能量偶聯(lián)ATP的生成（即底物磷酸化），涉及可溶性的酶和代謝中間物，不涉及膜結(jié)合的酶、跨膜質(zhì)子梯度和電子傳遞，因而區(qū)別于與呼吸相連的氧化磷酸化。第八步：3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶生成的磷酸烯醇式丙酮酸具有高能磷酸鍵氟化物是烯醇化酶的強(qiáng)烈抑制劑烯醇化酶第九步：2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸1丙酮酸激酶是別構(gòu)調(diào)節(jié)酶，需要Mg2+，K+，催化ATP生成，是酵解途徑的重要調(diào)節(jié)酶，長鏈脂肪酸、乙酰CoA、ATP、Ala等均抑制酶活；2整個(gè)酵解途徑的反應(yīng)1、3、10為調(diào)控步驟。3

該反應(yīng)又是一次底物水平磷酸化第十步：磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸+ATP丙酮酸激酶一分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛（第一階段）甘油醛-3磷酸二羥丙酮磷酸3-磷酸甘油醛降解為丙酮酸（第二階段）磷酸烯醇式丙酮酸二糖酵解的化學(xué)計(jì)量從葡糖糖酵解總的化學(xué)反應(yīng)方程式：葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP→2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O1、從葡萄糖開始的化學(xué)計(jì)量糖酵解與所有代謝途徑一樣，酵解速度是受調(diào)節(jié)控制的，有三個(gè)調(diào)控步驟。其中最主要的是EMP第三步，即由磷酸果糖激酶催化6－磷酸果糖生成1，6－二磷酸果糖。二

EMP途徑的調(diào)控為什么磷酸果糖激酶處在最關(guān)鍵的控制部位？丙酮酸激酶：丙酮酸激酶催化的是EMP最后一步，因而不可能成為控制G進(jìn)入EMP的主要控制點(diǎn)。己糖激酶：己糖激酶催化產(chǎn)生的G-6-P也可直接通過糖原降解產(chǎn)生，而且G-6-P可進(jìn)入糖其他代謝途徑，如磷酸戊糖途徑。磷酸果糖激酶處在最關(guān)鍵控制部位上。三糖酵解產(chǎn)物的去向？葡萄糖+2NAD+2ADP+2Pi→2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O糖酵解后，丙酮酸去向何方？NADH的命運(yùn)如何？H又何去何從？酵解產(chǎn)生的丙酮酸的三個(gè)可能的分解代謝命運(yùn)無氧條件無氧條件酵解產(chǎn)生的丙酮酸的可能的合成代謝命運(yùn)其它物質(zhì)，如Ala高能量，脂類物質(zhì)NADH，H的命運(yùn)無氧條件下:

通過乙醇發(fā)酵受氫通過乳酸發(fā)酵受氫有氧條件下:

通過呼吸鏈遞氫，最終生成H2O，并生成ATP。有氧條件丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸（糖酵解產(chǎn)生）在有氧條件下，進(jìn)入線粒體內(nèi)膜。在丙酮酸脫氫酶系作用下，氧化脫羧生成乙酰CoA。方程式如下：丙酮酸乙酰CoA丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶復(fù)合體

—連接糖酵解與TCA循環(huán)的橋梁1丙酮酸脫氫酶系——多酶復(fù)合體（3酶5輔因子）（1）酶：E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；窫3：二硫辛酰脫氫酶（2）輔因子：TPP，F(xiàn)AD，CoASH，NAD，氧化型

6，8－二