糖類在生物體內(nèi)的變化

關(guān)于糖類在生物體內(nèi)的變化食物中含有哪些營養(yǎng)物質(zhì)水無機(jī)鹽糖類蛋白質(zhì)脂類維生素第2頁,共124頁，2024年2月25日，星期天思考:食物中的糖類、蛋白質(zhì)和脂類能否被人體直接吸收呢?視頻第3頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖類及其代謝第四節(jié)糖類在生物體內(nèi)的變化第4頁,共124頁，2024年2月25日，星期天一、多糖的降解1.淀粉的水解水解過程：乳化吸水液化糖化淀粉顆粒淀粉糊精大分子糊精低聚糖葡萄糖第5頁,共124頁，2024年2月25日，星期天淀粉水解用到的酶參與淀粉水解的酶主要有三種：淀粉酶——a-淀粉酶，β-淀粉酶脫支酶麥芽糖酶第6頁,共124頁，2024年2月25日，星期天2.纖維素的降解產(chǎn)量最大，高等動物都不能消化營養(yǎng)價(jià)值纖維素微生物分解纖維素的過程結(jié)晶纖維素?zé)o定形纖維素纖維二糖D-葡萄糖第7頁,共124頁，2024年2月25日，星期天二、低聚糖的降解1.麥牙糖的降解由麥牙糖酶催化麥芽糖+H2O2D-葡萄糖第8頁,共124頁，2024年2月25日，星期天2.蔗糖的降解由蔗糖酶催化：蔗糖酶又稱為轉(zhuǎn)化酶（Intervase，IT）。產(chǎn)物也因此就做轉(zhuǎn)化糖。比旋：+66.50-20.40蔗糖+H2O葡萄糖+果糖第9頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三、葡萄糖的降解葡萄糖分解代謝主要途徑糖酵解

丙酮酸無氧降解

三羧酸循環(huán)

回補(bǔ)反應(yīng)第10頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖的分解代謝糖的無氧氧化的過程及產(chǎn)物:丙酮酸葡萄糖乙醇：酵母菌、植物EMP途徑乳酸：動物肌肉、乳酸菌無氧有氧CO2+H2O第11頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖酵解定義：糖酵解是在細(xì)胞質(zhì)中,酶將葡萄糖降解為丙酮酸并伴隨ATP生成的過程。是一切有機(jī)體中普遍存在的葡萄糖降解途徑。1940年被闡明。(研究歷史)Embden,Meyerhof,Parnas等人貢獻(xiàn)最多，故糖酵解過程一也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途徑，簡稱EMP途徑。在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行（課本P44）第12頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖酵解途徑（二）糖酵解過程10個(gè)酶催化的10步反應(yīng)第一階段：磷酸已糖的生成(活化)三個(gè)階段第二階段：磷酸丙糖的生成(裂解)第三階段：3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸岵⑨尫拍芰?氧化、轉(zhuǎn)能)無氧氧化：丙酮酸還原為乳酸(還原)(3-磷酸甘油醛)第13頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖ATPglucose(G)glucose-6-phosphate(G-6-P）

已糖激酶Mg2+這是酵解過程中的第一個(gè)調(diào)節(jié)酶ADP第14頁,共124頁，2024年2月25日，星期天激酶（磷酸化、去磷酸化酶）

能夠在ATP、ADP和任何一種底物之間起催化作用，將ATP上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給底物(使底物磷酸化）或?qū)⒌孜锷系牧姿峄鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移給ADP(使底物去磷酸化)的酶。第15頁,共124頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖的意義：1.葡萄糖磷酸化后容易參與反應(yīng)2.磷酸化后的葡萄糖帶負(fù)電荷，不能透過細(xì)胞質(zhì)膜，因此是細(xì)胞的一種保糖機(jī)制糖酵解途徑第16頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（2）6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖fructose-6-phosphate(F-6-P）

磷酸已糖異構(gòu)酶glucose-6phosphate(G-6-P）第17頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate)ATP

磷酸果糖激酶-1

（PK-1

）Mg2+

(F-6-P）

糖酵解過程的第二個(gè)調(diào)節(jié)酶也是酵解中的限速酶

糖酵解過程:ADP第18頁,共124頁，2024年2月25日，星期天限速酶/關(guān)鍵酶

(rate-limitingenzyme/keyenzyme)1.催化非可逆反應(yīng)特點(diǎn)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(gè)反應(yīng)體系的速度和方向糖酵解途徑EMP途徑的限速酶：磷酸果糖激酶第19頁,共124頁，2024年2月25日，星期天磷酸果糖激酶(phosphofructokinase)

磷酸果糖激酶是糖酵解三個(gè)調(diào)節(jié)酶中催化效率最低的酶,因此是糖酵解作用限速酶。糖酵解途徑第20頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（4）磷酸丙糖的生成

3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮fructose-1,6-diphosphate(F-1,6-2P）

醛縮酶第21頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（5）磷酸丙糖的互換p72磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛第22頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（6）3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸p743-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)糖酵解中唯一的脫氫反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸1,3-diphospho--glycerae

(1,3-DPG)～PNAD＋＋PiNADH+H+第23頁,共124頁，2024年2月25日，星期天生物氧化（氧化磷酸化和底物水平磷酸化：生物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)氧化而產(chǎn)生大量能量的過程稱為生物氧化。

在底物脫氫被氧化時(shí)，電子或氫原子在呼吸鏈上的傳遞過程中伴隨ADP磷酸化生成ATP的作用，稱為氧化磷酸化。在底物被氧化的過程中，底物分子內(nèi)部能量重新分布產(chǎn)生高能磷酸鍵（或高能硫酯鍵），由此高能鍵提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的過程稱為底物水平磷酸化。第24頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

p763-磷酸甘油酸激酶

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)這是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反應(yīng)ADPATP1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)(1,3-DPG)～P第25頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（8）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

3-磷酸甘油(3-phosphoglycerate)磷酸甘油酸變位酶

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)第26頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（9）2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?/p>

磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate)2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)烯醇化酶Mg2+或Mn2+～PH2O第27頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:ADPATP丙酮酸激酶PK磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate)

烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)糖酵解過程的第三個(gè)調(diào)節(jié)酶，也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)Mg2+或Mn2+～P（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖?/p>

第28頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

糖酵解過程:（11）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(enolpyruvate)丙酮酸(pyruvate)自發(fā)進(jìn)行第29頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖酵解途徑總結(jié)第一階段反應(yīng)式第二階段反應(yīng)式第三階段反應(yīng)式總反應(yīng)式第30頁,共124頁，2024年2月25日，星期天2、糖酵解過程的11步反應(yīng)：糖酵解途徑(醛縮酶)(磷酸丙糖異構(gòu)酶)(3-磷酸甘油醛脫氫酶)(磷酸果糖激酶)

(磷酸已糖異構(gòu)酶)(已糖激酶/葡萄糖激酶)(3-磷酸甘油酸激酶)第31頁,共124頁，2024年2月25日，星期天2、糖酵解過程的12步反應(yīng)：糖酵解途徑(磷酸甘油酸變位酶)(烯醇化酶)(丙酮酸激酶)(乳酸脫氫酶)第32頁,共124頁，2024年2月25日，星期天肌肉收縮與糖酵解供能：⑴、肌肉內(nèi)ATP含量很低；結(jié)論：糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量⑵、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;⑶、即使氧不缺乏，葡萄糖進(jìn)行有氧氧化的過程比糖酵解長得多,來不及滿足需要;背景：劇烈運(yùn)動時(shí)：⑷、肌肉局部血流不足，處于相對缺氧狀態(tài)。糖酵解途徑第33頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖酵解意義：4.在無氧條件下迅速提供能量,供機(jī)體需要。如:劇烈運(yùn)動、人到高原5.是某些細(xì)胞在不缺氧條件下的能量來源。6.是某些病理情況下機(jī)體獲得能量的方式。7.是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生作用大部分逆過程。9.若糖酵解過度，可因乳酸生成過多而導(dǎo)致乳酸酸中毒。8.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑。糖酵解途徑第34頁,共124頁，2024年2月25日，星期天初到高原與糖酵解供能：人初到高原，高原大氣壓低，易缺氧機(jī)體加強(qiáng)糖酵解以適應(yīng)高原缺氧環(huán)境海拔5000米背景：結(jié)論：糖酵解途徑第35頁,共124頁，2024年2月25日，星期天某些組織細(xì)胞與糖酵解供能：

代謝極為活躍，即使不缺氧,也常由糖酵解提供部分能量。成熟紅細(xì)胞：視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白細(xì)胞、骨髓、腫瘤細(xì)胞等:

無線粒體，無法通過氧化磷酸化獲得能量，只能通過糖酵解獲得能量。第36頁,共124頁，2024年2月25日，星期天某些病理狀態(tài)

與糖酵解供能：

某些病理情況下機(jī)體主要通過糖酵解獲得能量.嚴(yán)重貧血大量失血呼吸障礙肺及心血管等疾病糖酵解途徑第37頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)

概念過程意義

糖酵解和有氧氧化的調(diào)節(jié)第38頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：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。

有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)組織細(xì)胞都通過有氧氧化獲得能量。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+30/32ATP糖的有氧氧化第39頁,共124頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖→→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)細(xì)胞質(zhì)糖有氧氧化概況糖的有氧氧化丙酮酸可以自由穿過線粒體第40頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(huán)概念：在有氧的情況下，葡萄糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸氧化脫羧形成乙酰CoA。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)(tricarboxylicacidcycle),簡稱TCA循環(huán)。由于它是由H.A.Krebs（德國）正式提出的，所以又稱Krebs循環(huán)。三羧酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行。第41頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖的有氧氧化與糖酵解：細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)線粒體葡萄糖→→……→→丙酮酸乳酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸糖的有氧氧化生物氧化？（糖酵解)無氧第42頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共124頁，2024年2月25日，星期天線粒體的超微結(jié)構(gòu)

●◆外膜(outermembrane）：含孔蛋白(porin)，其上有小孔.

通透性較高。標(biāo)志酶為單胺氧化酶◆內(nèi)膜（innermembrane）：高度不通透性，向內(nèi)折疊形成嵴（cristae）。含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白線粒體氧化磷酸化的電子傳遞鏈位于內(nèi)膜，因此從能量轉(zhuǎn)換角度來說，內(nèi)膜起主要的作用。內(nèi)膜的標(biāo)志酶為細(xì)胞色素C氧化酶.內(nèi)膜向線粒體基質(zhì)褶入形成嵴（cristae），嵴能顯著擴(kuò)大內(nèi)膜表面積（達(dá)5~10倍），嵴有兩種類型：①板層狀、②管狀但多呈板層狀。第44頁,共124頁，2024年2月25日，星期天線粒體的超微結(jié)構(gòu)

◆膜間隙（intermembranespace）：內(nèi)、外膜之間的封閉的腔隙。含許多可溶性酶、底物及輔助因子。標(biāo)志酶為腺苷酸激酶?！艋|(zhì)（matrix）：內(nèi)膜所包圍的嵴外空間。含三羧酸循環(huán)酶系、線粒體基因表達(dá)酶系等以及線粒體DNA,RNA，核糖體。其標(biāo)志酶為蘋果酸脫氫酶

第45頁,共124頁，2024年2月25日，星期天生物體內(nèi)高能磷酸化合物ATP的生成主要由三種方式：

氧化磷酸化底物水平磷酸化光合磷酸化第46頁,共124頁，2024年2月25日，星期天底物水平磷酸化指ATP的形成直接與一個(gè)代謝中間物（如PEP）上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移相偶聯(lián)的作用。

1、底物水平磷酸化特點(diǎn)：ATP的形成直接與中間代謝物進(jìn)行的反應(yīng)相偶聯(lián)；在有

O2或無O2條件下均可發(fā)生底物水平的磷酸化。第47頁,共124頁，2024年2月25日，星期天是與電子傳遞過程偶聯(lián)的磷酸化過程。即伴隨電子從底物到O2的傳遞，ADP被磷酸化生成ATP的酶促過程，這種氧化與磷酸化相偶聯(lián)的作用稱為氧化磷酸化。這是需氧生物合成ATP的主要途徑。真核生物的電子傳遞和氧化磷酸化均在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行。原核生物則在質(zhì)膜上進(jìn)行。2、氧化磷酸化第48頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

釋放的能量轉(zhuǎn)化成ATP被利用轉(zhuǎn)換為光和熱，散失生物氧化的特點(diǎn)生物氧化和有機(jī)物在體外氧化（燃燒）的實(shí)質(zhì)相同，都是脫氫、失電子或與氧結(jié)合，消耗氧氣，都生成C2O和H2O，所釋放的能量也相同。但二者進(jìn)行的方式和歷程卻不同：生物氧化

體外燃燒細(xì)胞內(nèi)溫和條件高溫或高壓、干燥條件（常溫、常壓、中性pH、水溶液）一系列酶促反應(yīng)無機(jī)催化劑逐步氧化放能，能量利用率高能量爆發(fā)釋放第49頁,共124頁，2024年2月25日，星期天脫羧：放能反應(yīng)簡單脫羧：不需要NAD+輔助因子氧化脫羧：氧化－還原反應(yīng)和脫羧，需要NAD+等輔助因子第50頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（二）糖有氧氧化的過程：第一階段：丙酮酸的生成（細(xì)胞質(zhì)）第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA

（線粒體基質(zhì)）第三階段：乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化

（線粒體基質(zhì)）三個(gè)階段糖的有氧氧化第51頁,共124頁，2024年2月25日，星期天動、植物細(xì)胞第52頁,共124頁，2024年2月25日，星期天丙酮酸的生成（細(xì)胞質(zhì)）：葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+）2丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化2(NADH+H+)2H2O+5ATP線粒體內(nèi)膜上特異載體穿梭系統(tǒng)氧化呼吸鏈糖的有氧氧化第一階段：第53頁,共124頁，2024年2月25日，星期天丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A: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+糖的有氧氧化第二階段：3C2C第54頁,共124頁，2024年2月25日，星期天多酶復(fù)合體單體酶：只有一條多肽鏈的酶稱為單體酶，它們不能解離為更小的單位。寡聚酶：有幾個(gè)或多個(gè)亞基組成的酶（變構(gòu)酶是一種寡聚酶）多酶體系：由幾個(gè)酶彼此嵌合形成的復(fù)合體稱為多酶體系。多酶復(fù)合體有利于細(xì)胞中一系列反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行，以提高酶的催化效率，同時(shí)便于機(jī)體對酶的調(diào)控。優(yōu)越性：中間產(chǎn)物都不需要離開酶的復(fù)合體第55頁,共124頁，2024年2月25日，星期天丙酮酸脫氫酶系（或氧化脫羧酶系）:丙酮酸脫羧酶(TPP、Mg2+)二氫硫辛酸乙?；D(zhuǎn)移酶(硫辛酸、輔酶A)二氫硫辛酸脫氫酶(FAD、NAD+)3種酶：6種輔助因子：TPP、Mg2+、硫辛酸、輔酶A、FAD、NAD+

（含B1、泛酸、B2、PP、硫辛酸五種維生素）

糖的有氧氧化第56頁,共124頁，2024年2月25日，星期天大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的內(nèi)容縮寫肽鏈數(shù)輔基催化反應(yīng)丙酮酸脫氫（羧）酶

E124TPP（B1）丙酮酸氧化脫羧二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙

E224硫辛酰胺將乙酰基轉(zhuǎn)移到CoA

?；? （硫辛酸） （泛酸）二氫硫辛酸脫氫酶

E312FAD

將還原型硫辛酰胺（B2)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸蚇AD—維生素pp第57頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

丙酮酸氧化脫羧反應(yīng):FADFADH2TPPTPPCO2HSCoACH3CO～SCoANAD+NADH+H+丙酮酸脫羧酶Mg2+硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+

第58頁,共124頁，2024年2月25日，星期天丙酮酸氧化脫羧的調(diào)控由丙酮酸到乙酰CoA是一個(gè)重要步驟，處于代謝途徑的分支點(diǎn)，所以此體系受到嚴(yán)密的調(diào)節(jié)控制：1、產(chǎn)物抑制：乙酰CoA抑制乙酰轉(zhuǎn)移酶E2組分，NADH抑制二氫硫辛酸脫氫酶E3組分。抑制效應(yīng)被CoA和NAD+逆轉(zhuǎn)。2、核苷酸反饋調(diào)節(jié)：丙酮酸脫氫酶E1受GTP抑制，被AMP活化。3、砷化物與E2中的輔基硫辛酰胺形成無催化能力的砷化物。4、可逆磷酸化作用的調(diào)節(jié)：丙酮酸脫氫酶E1的磷酸化狀態(tài)無活性，反之有活性。5、Ca2+激活(Ca2+通過激活磷酸酶的作用，使丙酮酸脫氫酶活化）第59頁,共124頁，2024年2月25日，星期天乙酰輔酶A進(jìn)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?；粡氐籽趸蒗Ｒ宜岬靡栽偕倪^程稱為三羧酸循環(huán)。糖的有氧氧化第60頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(huán)

三羧酸循環(huán):反應(yīng)過程反應(yīng)特點(diǎn)第61頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共124頁，2024年2月25日，星期天C=OCOO-CH2COO-C-CH3S-COAOCH2C-SCOAHO-C-COO-COO-CH2OCH2COO-HO-C

-COO-COO-CH2檸檬酸合酶++HS-COA+H+H2OCOA1、乙酰COA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸

單向不可逆可調(diào)控的限速步驟氟乙酰CoA導(dǎo)致致死合成常作為殺蟲藥檸檬酸

三羧酸

乙酰COA草酰乙酸檸檬酰CoA第63頁,共124頁，2024年2月25日，星期天⑵檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸:TCA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第64頁,共124頁，2024年2月25日，星期天⑶異檸檬酸氧化、脫羧生成α-酮戊二酸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)酶第65頁,共124頁，2024年2月25日，星期天4、α-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰COA（α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體）COCOOHCH2COOHCH2+COASH+NAD+COSCOACH2COOHCH2+NADH+H+

+CO2

TCA中第二次氧化作用、脫羧過程α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似p103α-酮戊二酸脫氫酶E1、琥珀酰轉(zhuǎn)移酶E2、二氫硫辛酸脫氫酶E3TPP、硫辛酸、COA、FAD、NAD+、Mg2+α-酮戊二酸琥珀酰COA第66頁,共124頁，2024年2月25日，星期天⑷α-酮戊二酸氧化、脫羧生成琥珀酰輔酶ATCA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)酶第67頁,共124頁，2024年2月25日，星期天α-酮戊二酸氧化脫羧酶反應(yīng)機(jī)制與丙酮

酸氧化脫羧相同，組成類似：含三個(gè)酶及六個(gè)輔助因子α-酮戊二酸脫羧酶、二氫硫辛轉(zhuǎn)琥珀酰基酶、二氫硫辛酸還原酶輔酶A、FAD、NAD+、鎂離子、硫辛酸、TPP三個(gè)酶:六個(gè)輔助因子：三羧酸循環(huán)第68頁,共124頁，2024年2月25日，星期天5、琥珀酰COA轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP（琥珀酰COA合成酶）COSCOACH2COOHCH2COOHCH2COOHCH2GDP+PiGTP+HSCOA

TCA中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸化合物的步驟

GTP+ADPGDP+ATP琥珀酰COA琥珀酸第69頁,共124頁，2024年2月25日，星期天6、琥珀酸脫氫生成延胡索酸COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOH+FAD+FADH2

TCA中第三次氧化的步驟丙二酸為該酶的競爭性抑制劑開始四碳酸之間的轉(zhuǎn)變琥珀酸脫氫酶HCCOOHCH2COOH唯一嵌入線粒體內(nèi)膜琥珀酸延胡索酸第70頁,共124頁，2024年2月25日，星期天TCA循環(huán)⑺延胡索酸水合生成蘋果酸延胡索酸(fumarate)延胡索酸酶蘋果酸(malate)H2O延胡索酸+H2O蘋果酸第71頁,共124頁，2024年2月25日，星期天TCA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+

TCA中第四次氧化的步驟，最后一步。第72頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(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返回第73頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(huán)的特點(diǎn)CO2的生成，循環(huán)中有兩次脫羧基反應(yīng)，兩次都同時(shí)有脫氫作用，三羧酸循環(huán)的4次脫氫，其中3對氫原子以NAD+為受氫體，1對以FAD為受氫體，分別還原生成NADH+H+和FADH2。它們又經(jīng)線粒體內(nèi)遞氫體系傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，在此過程中釋放出來的能量使ADP和Pi結(jié)合生成ATP.NADH+H+參與的遞氫體系，每2H氧化成一分子H2O，生成2.5分子ATP，3X2.5＝7.5ATPFADH2參與的遞氫體系則生成1.5分子ATP。1.5ATP三羧酸循環(huán)中有一次底物磷酸化產(chǎn)生一分子ATP，那么，一分子CH2COSCoA參與三羧酸循環(huán)，直至循環(huán)終末共生成10分子ATP。（7.5ATP＋1.5ATP＋1ATP=10ATP)第74頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(huán)特點(diǎn):一次底物水平磷酸化二次脫羧三個(gè)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)第75頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（三）糖有氧氧化的生理意義三羧酸循環(huán)TCA是機(jī)體獲取能量的主要方式。1分子G經(jīng)無氧酵解僅凈生成2ATP，而有氧氧化可凈生成32個(gè)ATP.其中TCA生成20個(gè)ATP，在一般生理?xiàng)l件下，許多組織細(xì)胞皆從糖的有氧氧化獲得能量。糖的有氧氧化不但釋能效率高，而且逐步釋能，并逐步儲存于ATP分子中，因此能的利用率也很高。TCA是糖，脂肪和蛋白質(zhì)三種主要有機(jī)物在體內(nèi)徹底氧化的共同代謝途徑，TCA的起始物乙酰輔酶A，不但是糖氧化分解產(chǎn)物，它也可來自脂肪的甘油、脂肪酸和來自蛋白質(zhì)的某些氨基酸代謝，TCA是三種主要有機(jī)物在體內(nèi)氧化供能的共同通路，估計(jì)人體內(nèi)2/3的有機(jī)物是通過三羧酸循環(huán)而被分解的。TCA是體內(nèi)三種主要有機(jī)物互變的聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu)，糖和甘油在體內(nèi)代謝可生成α-酮戊二酸及草酰乙酸等三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)變成為某些氨基酸；而有些氨基酸又可通過不同途徑變成α-酮戊二酸和草酰乙酸，再經(jīng)糖異生的途徑生成糖或轉(zhuǎn)變成甘油，因此TCA不僅是三種主要的有機(jī)物分解代謝的最終共同途徑，而且也是它們互變的聯(lián)絡(luò)機(jī)構(gòu)

第76頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

若從丙酮酸開始，加上紐帶生成的1個(gè)NADH，則共產(chǎn)生10+2.5=12.5個(gè)ATP。若從葡萄糖開始，共可產(chǎn)生12.5×2+7=32個(gè)ATP。(二版及其他教材為38個(gè)ATP，NADH3ATP，F(xiàn)ADH22ATP)

可見由糖酵解和TCA循環(huán)相連構(gòu)成的糖的有氧氧化途徑，是機(jī)體利用糖氧化獲得能量的最有效的方式，也是機(jī)體產(chǎn)生能量的主要方式。第77頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖與氨基酸、脂肪代謝的聯(lián)系返回第78頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(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CoA三羧酸循環(huán)第79頁,共124頁，2024年2月25日，星期天P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、ATP第80頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（四）糖酵解和有氧氧化的調(diào)節(jié)1、細(xì)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)胰高血糖素三羧酸循環(huán)第81頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖酵解和有氧氧化的調(diào)節(jié)：1、細(xì)胞內(nèi)代謝物的調(diào)節(jié)

葡萄糖進(jìn)入肌肉細(xì)胞和脂肪細(xì)胞是通過膜上載體轉(zhuǎn)運(yùn)的，這是葡萄糖利用的限速過程，受胰島素的促進(jìn)。1）底物供應(yīng)的調(diào)節(jié)

肝細(xì)胞及大腦等神經(jīng)組織中葡萄糖的進(jìn)入不受胰島素的控制。三羧酸循環(huán)第82頁,共124頁，2024年2月25日，星期天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(qiáng)烈促進(jìn)糖酵解的進(jìn)行；

AMP還能激活丙酮酸脫氫酶、檸檬酸合酶和異檸檬酸脫氫酶，促進(jìn)有氧氧化和三羧酸循環(huán)，加強(qiáng)ATP的生成。

ATP是FPK-1、丙酮酸激酶、異檸檬酸脫氫酶的別構(gòu)抑制劑，細(xì)胞內(nèi)ATP大量積聚時(shí)能有效地抑制糖酵解和有氧氧化。三羧酸循環(huán)第83頁,共124頁，2024年2月25日，星期天胰島素胰島素是促進(jìn)合成代謝的激素，在調(diào)節(jié)機(jī)體糖代謝、脂肪代謝和蛋白質(zhì)代謝方面都有重要作用，是維持血糖在正常水平的主要激素之一。胰島素一方面能促進(jìn)血液中的葡萄糖進(jìn)入肝、肌肉和脂肪等組織細(xì)胞，并在細(xì)胞內(nèi)合成糖元或轉(zhuǎn)變成其他營養(yǎng)物質(zhì)貯存起來；另一方面又能促進(jìn)葡萄糖氧化分解釋放能量，供機(jī)體利用。胰島素既能增加血糖的去路，又能減少血糖的來源，其最明顯的效應(yīng)是降低血糖。當(dāng)胰島B細(xì)胞破壞或功能減退時(shí)，胰島素分泌不足或缺乏，使糖進(jìn)入組織細(xì)胞和在細(xì)胞內(nèi)的氧化利用發(fā)生障礙，從而引起高血糖；由于血糖水平超過了腎小管吸收葡萄糖的能力，部分血糖隨尿排出，從而形成糖尿病。糖尿病患者可用注射胰島素的方法治療。但并非所有糖尿病患者都是因胰島分泌胰島素缺乏或不足引起的。近來采用放射免疫測定證明，有部分患者血液中具有正?；虺Ａ康囊葝u素，這說明其他因素也會使胰島素不能發(fā)揮正常生理功能，從而引起人的糖尿病。如人體血漿內(nèi)有胰島素原存在，分解后可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素，故推測胰島素原激活失常，也可能是糖尿病發(fā)病的一個(gè)因素。中國已于1965年第一次人工合成牛胰島素.第84頁,共124頁，2024年2月25日，星期天如何區(qū)分I型糖尿病和II型糖尿病

1型2型發(fā)病原因免疫與遺傳遺傳與生活方式發(fā)病年齡青少年中老年發(fā)病方式急緩慢或無癥狀體重情況多偏瘦多偏胖胰島素分泌絕對缺乏相對缺乏酮癥酸中毒容易發(fā)生不易發(fā)生一般治療注射胰島素口服降糖藥第85頁,共124頁，2024年2月25日，星期天胰高血糖素人的胰高血糖素是含28個(gè)氨基酸殘基的多肽，分子量為3485。它的生物學(xué)作用與胰島素相反，是一種促進(jìn)分解代謝的激素。它促進(jìn)肝臟糖原分解和葡萄糖異生作用，使血糖明顯升高。它還能促進(jìn)脂肪分解，使酮體增多。血糖濃度也是調(diào)節(jié)胰高血糖素分泌的重要因素。血糖濃度降低時(shí)，胰高血糖素的分泌增加；而升高時(shí)，則分泌減少。而氨基酸的作用和血糖相反，前者升高時(shí)也促進(jìn)胰高血糖素的分泌。胰島素可以由于使血糖濃度降低而促進(jìn)胰高血糖素的分泌，但胰島素可以直接作用于鄰近的α細(xì)胞，抑制胰高血糖素的分泌。第86頁,共124頁，2024年2月25日，星期天巴斯德效應(yīng)(Pasteureffect)巴斯德效應(yīng)(Pasteureffect)：法國的科學(xué)家巴斯德(L.Pasture)最早發(fā)現(xiàn)從有氧條件轉(zhuǎn)入無氧條件時(shí)酵毋菌的發(fā)酵作用增強(qiáng)，反之,從無氧轉(zhuǎn)入有氧時(shí)酵毋菌的發(fā)酵作用受到抑制，這種氧氣抑制酒精發(fā)酵的現(xiàn)象叫做巴斯德效應(yīng)

Pasteur效應(yīng)：

糖的有氧氧化對糖酵解的抑制作用三羧酸循環(huán)第87頁,共124頁，2024年2月25日，星期天己糖磷酸己糖丙酮酸乙酰CoANADH2、FADH2、CO2H2O乙醇（植物）乳酸（動物）6-P-GNADPH2、CO2RH2O2呼吸鏈PPP途徑

EMP途徑丙酮酸氧化脫羧TCA環(huán)發(fā)酵RNADP+NAD+/FAD細(xì)胞質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜細(xì)胞質(zhì)糖的分解途徑乙醛酸循環(huán)

第88頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三、乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)返回第89頁,共124頁，2024年2月25日，星期天乙醛酸循環(huán)的意義乙醛酸循環(huán)的意義第90頁,共124頁，2024年2月25日，星期天乙醛酸循環(huán)的意義第91頁,共124頁，2024年2月25日，星期天乙醛酸循環(huán)的意義第92頁,共124頁，2024年2月25日，星期天乙醛酸循環(huán)的生物學(xué)意義可看成TCA循環(huán)的一條支路（琥珀酸可進(jìn)入TCA）蘋果酸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)可進(jìn)行再氧化草酰乙酸糖異生糖（油料種子萌發(fā)時(shí)脂肪轉(zhuǎn)變成糖）對于某些植物、微生物，乙酸、乙酸鹽、乙酰COA等成為賴以生存的細(xì)胞原料第93頁,共124頁，2024年2月25日，星期天磷酸戊糖途徑四、磷酸戊糖途徑

（pentosephosphatepathway）概念過程小結(jié)調(diào)節(jié)生理意義相關(guān)疾病第94頁,共124頁，2024年2月25日，星期天磷酸戊糖途徑在組織中添加酵解抑制劑碘乙酸（抑制3-P-甘油醛脫氫酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；發(fā)現(xiàn)了6-P-葡萄糖脫氫酶和6-P-葡萄糖酸脫氫酶及NADP+；發(fā)現(xiàn)了五碳糖、六碳糖和七碳糖；說明葡萄糖還有其他代謝途徑（1931-1951）。1953年闡述了磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway)，簡稱PPP途徑，也叫磷酸己糖支路；亦稱戊糖磷酸循環(huán)；亦稱Warburg-Dickens戊糖磷酸途徑。PPP途徑廣泛存在動、植物細(xì)胞內(nèi)，在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。第95頁,共124頁，2024年2月25日，星期天己糖磷酸己糖丙酮酸乙酰CoANADH2、FADH2、CO2H2O乙醇（植物）乳酸（動物）6-P-GNADPH2、CO2RH2O2呼吸鏈PPP途徑

EMP途徑丙酮酸氧化脫羧TCA環(huán)發(fā)酵RNADP+NAD+/FAD細(xì)胞質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜細(xì)胞質(zhì)糖的分解途徑乙醛酸循環(huán)

第96頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（一）磷酸戊糖途徑的概念

以6-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(jìn)而代謝生成磷酸戊糖為中間代謝物的過程，稱為磷酸戊糖途徑。6×6-磷酸葡萄糖

+12

NADP+

5×6-磷酸果糖+12(NADPH+H+)

磷酸戊糖途徑(phosphopentosepathwayPPP)又稱磷酸已糖旁路(hexosemonophosphateshunt(逃避）,HMS)或Warburg-Dikens途徑。磷酸戊糖途徑第97頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（二）磷酸戊糖途徑的過程第一階段（氧化階段）：6分子的6－磷酸葡萄糖經(jīng)脫氫、水合、氧化脫羧生成6分子5－磷酸核酮糖、6NADPH和6CO2第二階段（異構(gòu)階段）：6分子5－磷酸核酮糖經(jīng)一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)異構(gòu)成5分子6－磷酸葡萄糖回到下一個(gè)循環(huán)。磷酸戊糖途徑第98頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（1）6-磷酸葡萄糖

轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯NADP+NADPH+H+6-磷酸葡萄糖glucose6-phosphate6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-phosphoglucono-δ-lactone6-磷酸葡萄糖脫氫酶glucose6-phosphatedehydrogenase(G6PD)限速酶，對NADP+有高度特異性磷酸戊糖途徑第99頁,共124頁，2024年2月25日，星期天(2)6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖酸6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-phosphoglucono-δ-lactone6-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconateH2O內(nèi)酯酶lactonase磷酸戊糖途徑第100頁,共124頁，2024年2月25日，星期天(3)6-磷酸葡萄糖酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸核酮糖CO26-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconateNADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶6-phosphogluconatedehydrogenase磷酸戊糖途徑第101頁,共124頁，2024年2月25日，星期天一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程分兩個(gè)階段：氧化脫羧和非氧化的分子重排階段㈠葡萄糖的氧化脫羧階段

HCOHCOCOOHCH2OHHCOHHCOHHCOHCOHOCHOHOCHHOCHHCOHHCOHHCOHH+HCOHHCOHHCHCHCOHCH2OPO3H2CH2OPO3H2CH2OPO3H2CH2OPO3H2本階段總反應(yīng)：6-P葡萄糖+2NADP++H2O5-P-核酮糖+CO2+2NADPH+2H+

6-P葡萄糖脫氫酶6-P葡萄糖酸內(nèi)酯酶6-P葡萄糖酸脫氫酶H20NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO26-P葡萄糖酸內(nèi)酯6-P葡萄糖酸5-P-核酮糖6-P葡萄糖第102頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

㈠葡萄糖的氧化脫羧階段

6-P葡萄糖+NADP+6-P葡萄糖酸內(nèi)酯+NADPH+H+

6-P葡萄糖酸內(nèi)酯6-P葡萄糖酸（容易進(jìn)行）③6-P葡萄糖酸+NADP+5-P核酮糖+C2O+NADPH+H+

本階段總反應(yīng)：6-P葡萄糖+2NADP++H2O5-P-核酮糖+CO2+2NADPH+2H+

6-P葡萄糖脫氫酶6-P葡萄糖酸內(nèi)酯酶6-P葡萄糖酸脫氫酶H20H+第103頁,共124頁，2024年2月25日，星期天(4)三種五碳糖的互換：5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate5-磷酸核糖ribose5-phosphate異構(gòu)酶5-磷酸木酮糖xylulose5-phosphate差向酶磷酸戊糖途徑第104頁,共124頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)酮醇酶與轉(zhuǎn)醛縮酶：

轉(zhuǎn)酮醇酶(transketolase)就是催化含有一個(gè)酮基、一個(gè)醇基的二碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的酶。其接受體是醛，輔酶是TPP。

轉(zhuǎn)醛基酶(transaldolase)是催化含有一個(gè)酮基、二個(gè)醇基的三碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的酶。其接受體是亦是醛，但不需要TPP。磷酸戊糖途徑第105頁,共124頁，2024年2月25日，星期天(5)二分子五碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)5-磷酸木酮糖ribulose5-phosphate5-磷酸核糖ribose5-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate7-磷酸景天糖sedoheptulose7-phosphate轉(zhuǎn)酮醇酶(TPP)磷酸戊糖途徑第106頁,共124頁，2024年2月25日，星期天(6)七碳糖與三碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)7-磷酸景天糖sedoheptulose7-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate轉(zhuǎn)醛醇酶4-磷酸赤蘚糖erythrose4-phosphate6-磷酸果糖fructose6-phosphateMg2+或Mn2+第107頁,共124頁，2024年2月25日，星期天糖的分解代謝(7)四碳糖與五碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)4-磷酸赤蘚糖erythrose4-phosphate5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate6Fructose6-phosphate6-磷酸果糖轉(zhuǎn)酮醇酶(TPP)第108頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

磷酸戊糖途徑的小結(jié)：轉(zhuǎn)酮醇酶與轉(zhuǎn)醛縮酶比較磷酸戊糖途徑反應(yīng)式總反應(yīng)圖特點(diǎn)第109頁,共124頁，2024年2月25日，星期天磷酸戊糖途徑：糖酵解途徑6×6-磷酸葡萄糖2×5-磷酸木酮糖2×5-磷酸核糖2×5-磷酸木酮糖2×7-磷酸景天糖2×3-磷酸甘油醛2×4-磷酸赤蘚糖2×6-磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛2×6-磷酸果糖6×6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6NADPH6×6-磷酸葡萄糖酸6H2O6×5-磷酸核酮糖6NADPH6CO2葡萄糖第110頁,共124頁，2024年2月25日，星期天磷酸戊糖途徑特點(diǎn)：反應(yīng)部位：細(xì)胞質(zhì)反應(yīng)底物：6-磷酸葡萄糖重要反應(yīng)產(chǎn)物：NADPH、5-磷酸核糖限速酶：6-磷酸葡萄糖脫氫酶(G-6-PD)磷酸戊糖途徑第111頁,共124頁，2024年2月25日，星期天二、磷酸戊糖途徑的意義

1、產(chǎn)生大量的NADPH，為細(xì)胞的各種合成反應(yīng)提供還原劑（力），比如參與脂肪酸和固醇類物質(zhì)的合成。

2、在紅細(xì)胞中保證谷胱甘肽的還原狀態(tài)。（防止膜脂