糖的分解代謝專業(yè)知識講座

細胞呼吸糖的分解代謝專業(yè)知識講座第1頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第2頁一、丙酮酸氧化為乙酰CoA糖的分解代謝專業(yè)知識講座第3頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第4頁丙酮酸脫氫酶復(fù)合物（PDC）（E1+E2+E3）丙酮酸乙酰CoA硫辛酸丙酮酸+CoA+NAD+

乙酰CoA+CO2+NADH+H+

丙酮酸氧化糖的分解代謝專業(yè)知識講座第5頁TPP(焦磷酸硫胺素)硫辛酸輔酶A（CoA）NAD+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）五種輔酶丙酮酸脫氫酶復(fù)合物三種酶丙酮酸脫氫酶（E1）二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；福‥2）二氫硫辛酰脫氫酶（E3）糖的分解代謝專業(yè)知識講座第6頁噻唑環(huán)與E1結(jié)合，使丙酮酸脫羧，產(chǎn)生羥乙基-TPP糖的分解代謝專業(yè)知識講座第7頁羥乙基糖的分解代謝專業(yè)知識講座第8頁丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶轉(zhuǎn)酮醇酶乙酰乳酸合成酶乙醇發(fā)酵乙酰CoA合成TCA光合作用C固定纈氨酸、亮氨酸生物合成糖的分解代謝專業(yè)知識講座第9頁CoenzymeA(CoA)酶E2底物，從硫辛酰胺上接收乙?；核?-巰基乙胺糖的分解代謝專業(yè)知識講座第10頁硫辛酰胺是硫辛酸與酶蛋白一個Lys殘基ε-氨基共價連接硫辛酸還原性二氫硫辛酰胺-E2乙酰型乙酰-二氫硫辛酰胺-E2糖的分解代謝專業(yè)知識講座第11頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第12頁(c)E2consistsofthreetypesofdomainslinkedbyshortpolypeptidelinkers:acatalyticacyltransferasedomain;abindingdomain,involvedinthebindingofE2toE1andE3;andoneormore(dependingonthespecies)lipoyldomains.糖的分解代謝專業(yè)知識講座第13頁二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰基酶丙酮酸脫氫酶二氫硫辛酰脫氫酶細菌丙酮酸脫氫酶系結(jié)構(gòu)糖的分解代謝專業(yè)知識講座第14頁E1丙酮酸脫氫酶E2二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；窫3二氫硫辛酰脫氫酶丙酮酸脫氫酶系糖的分解代謝專業(yè)知識講座第15頁乙酰-二氫硫辛酰胺丙酮酸羥乙基-TPP乙酰CoA硫辛酰胺二氫硫辛酰脫氫酶丙酮酸脫氫酶二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；付淞蛐刘０繁崦摎涿笍?fù)合物催化反應(yīng)E1E2E3糖的分解代謝專業(yè)知識講座第16頁(c)Themechanisticdetailsofthefirstthreestepsofthepyruvatedehydrogenasecomplexreaction.ADeeperLookStericPreferencesinNAD+-DependentDehydrogenases,theenzymesthatrequirenicotinamidecoenzymesarestereospecificandtransferhydridetoeitherthepro-Rorthepro-Spositionsselectively.Thetable(facingpage)liststhepreferencesofseveraldehydrogenases.糖的分解代謝專業(yè)知識講座第17頁丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)過程調(diào)控p320共價調(diào)整別構(gòu)調(diào)整ATP抑制E1(丙酮酸脫氫酶)乙酰CoA抑制E2(二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；?NADH抑制E3(二氫硫辛酰脫氫酶)丙酮酸脫氫酶激酶丙酮酸脫氫酶磷酸酶糖的分解代謝專業(yè)知識講座第18頁二、檸檬酸循環(huán)（TCA循環(huán)、三羧酸循環(huán)、Krebs循環(huán)）檸檬酸α-酮戊二酸草酰乙酸乙酰CoA異檸檬酸琥珀酰-CoA琥珀酸延胡索酸蘋果酸檸檬酸循環(huán)是乙酰基二碳單位深入氧化降解產(chǎn)生CO2和還原型輔酶代謝路徑。糖的分解代謝專業(yè)知識講座第19頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第20頁C4+C2

C6

C6

C6

C6

C5

C4

C4

C4

C4糖的分解代謝專業(yè)知識講座第21頁1.乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸合成酶限速酶糖的分解代謝專業(yè)知識講座第22頁檸檬酸合成酶單體檸檬酸乙酰CoA糖的分解代謝專業(yè)知識講座第23頁檸檬酸合成酶結(jié)構(gòu)（二聚體）Structureofcitratesynthaseopenformoftheenzymealoneclosedformwithboundoxaloacetate(yellow)andastableanalogofacetyl-CoA(carboxymethyl-CoA;red)糖的分解代謝專業(yè)知識講座第24頁檸檬酸合成酶作用機制硫酯烯醇化物酸催化共軛堿糖的分解代謝專業(yè)知識講座第25頁檸檬酸合成酶作用機制烯醇化物羰基碳草酰乙酸酸催化糖的分解代謝專業(yè)知識講座第26頁檸檬酸合成酶作用機制檸檬酰-CoA糖的分解代謝專業(yè)知識講座第27頁檸檬酸合成酶作用機制硫酯糖的分解代謝專業(yè)知識講座第28頁2.檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸異檸檬酸6順烏頭酸4檸檬酸90pro-Sarmpro-RarmRS順烏頭酸酶糖的分解代謝專業(yè)知識講座第29頁順烏頭酸酶（含[4Fe－4S]鐵硫蛋白）異檸檬酸isocitrate鐵硫簇iron-sulfurcluster半胱氨酸cysteines順烏頭酸酶活性中心Theactivesiteofaconitase.糖的分解代謝專業(yè)知識講座第30頁鐵硫中心作用是底物結(jié)合和催化作用順烏頭酸酶是一個含[4Fe-4S]鐵硫蛋白，F(xiàn)e-S聚簇與檸檬酸結(jié)合，并參加底物脫水和再水合。

鐵硫蛋白：與Fe-S聚簇結(jié)合著蛋白質(zhì)稱為鐵硫蛋白，或非血紅素鐵蛋白。糖的分解代謝專業(yè)知識講座第31頁檸檬酸：分子結(jié)構(gòu)對稱，反應(yīng)不對稱Citrate:ASymmetricalMoleculeThatReactsAsymmetrically路徑2實際并不出現(xiàn)α-酮戊二酸糖的分解代謝專業(yè)知識講座第32頁易受影響鍵檸檬酸：分子結(jié)構(gòu)對稱，反應(yīng)不對稱Citrate:ASymmetricalMoleculeThatReactsAsymmetrically糖的分解代謝專業(yè)知識講座第33頁3.異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸α-酮戊二酸異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶Mg2+、Mn2＋

脫去CO2來自最初草酰乙酸

哺乳動物中也存在依賴NADP+異檸檬酸脫氫酶糖的分解代謝專業(yè)知識講座第34頁異檸檬酸NADP+

Ca2+

異檸檬酸脫氫酶活性中心Theactivesiteofisocitratedehydrogenase糖的分解代謝專業(yè)知識講座第35頁4.α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA琥珀酰輔酶Aα-酮戊二酸α-酮戊二酸脫氫酶系

脫去CO2來自最初草酰乙酸高能硫酯鍵糖的分解代謝專業(yè)知識講座第36頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第37頁5.琥珀酸生成琥珀酸琥珀酰CoA琥珀酸硫激酶(琥珀酰CoA合成酶)底物水平磷酸化核苷二磷酸激酶哺乳動物：GTP植物和細菌：ATP糖的分解代謝專業(yè)知識講座第38頁磷酸基轉(zhuǎn)移到GDP，生成GTPCoA被磷酸基取代磷酸基轉(zhuǎn)移到酶活性部位His殘基上釋放琥珀酸琥珀酰CoA合成酶反應(yīng)機制糖的分解代謝專業(yè)知識講座第39頁大腸桿菌琥珀酰CoA合成酶Succinyl-CoAsynthetaseofE.coli活性部位包含：α(藍色)亞基β(褐色)亞基CoenzymeA磷酸糖的分解代謝專業(yè)知識講座第40頁6.延胡索酸生成延胡索酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶是TCA中唯一線粒體內(nèi)膜結(jié)合蛋白，也是琥珀酸-CoQ氧化還原酶一部分，沒有區(qū)分琥珀酸相同兩端能力。糖的分解代謝專業(yè)知識講座第41頁FAD作為該酶輔基，共價結(jié)合在酶一個His殘基上.(FADC-8＋酶N-3)TheFe2S2clusterofsuccinatedehydrogenase糖的分解代謝專業(yè)知識講座第42頁7.蘋果酸生成蘋果酸延胡索酸延胡索酸酶（延胡索酸水合酶）糖的分解代謝專業(yè)知識講座第43頁延胡索酸酶催化反應(yīng)可能兩種機制Twopossiblemechanismsforthefumarasereaction碳負離子糖的分解代謝專業(yè)知識講座第44頁8.草酰乙酸再生蘋果酸草酰乙酸蘋果酸脫氫酶熱力學上不利于草酰乙酸生成糖的分解代謝專業(yè)知識講座第45頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第46頁檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸α-酮戊二酸琥珀酰-CoA琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸乙酰CoA蘋果酸脫氫酶延胡索酸酶琥珀酸脫氫酶琥珀酸硫激酶α-酮戊二酸脫氫酶系異檸檬酸脫氫酶順烏頭酸酶檸檬酸合成酶順烏頭酸酶糖的分解代謝專業(yè)知識講座第47頁三、檸檬酸循環(huán)總結(jié)1、總反應(yīng)糖的分解代謝專業(yè)知識講座第48頁2、乙酰CoA碳原子去向糖的分解代謝專業(yè)知識講座第49頁TCA中乙酰CoA中C原子命運羰基碳在循環(huán)第二輪第3、4步分別脫去甲基碳在第1輪隨機保留在琥珀酸中間兩個C上，第2輪隨機保留在琥珀酸4個C上，今后每輪循環(huán)消去50％糖的分解代謝專業(yè)知識講座第50頁TCA中乙酰CoA中C原子命運糖的分解代謝專業(yè)知識講座第51頁異檸檬酸α-酮戊二酸檸檬酸琥珀酸琥珀酰-CoA延胡索酸蘋果酸草酰乙酸乙酰CoA3、檸檬酸循環(huán)中生成產(chǎn)物（NADH、FADH2、CO2、GTP/ATP）Productsofoneturnofthecitricacidcycle糖的分解代謝專業(yè)知識講座第52頁四、檸檬酸循環(huán)生物學意義1、提供能量糖的分解代謝專業(yè)知識講座第53頁葡萄糖有氧代謝Theaerobicmetabolismofglucose糖酵解2乙酰CoA糖的分解代謝專業(yè)知識講座第54頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第55頁糖的分解代謝專業(yè)知識講座第56頁2、TCA是絕大多數(shù)生物體主要分解代謝路徑糖的分解代謝專業(yè)知識講座第57頁3、雙向（合成和分解）功效三羧酸循環(huán)是糖、脂和蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化樞紐糖的分解代謝專業(yè)知識講座第58頁TCA在合成代謝中作用糖的分解代謝專業(yè)知識講座第59頁檸檬酸α-酮戊二酸琥珀酰-CoA草酰乙酸乙酰CoA丙酮酸谷氨酸嘌呤卟啉，亞鐵血紅素，三氯硝基甲烷天冬氨酸其它氨基酸嘌呤，嘧啶脂肪酸、固醇其它氨基酸糖的分解代謝專業(yè)知識講座第60頁五、TCA中間物回補PEP羧激酶丙酮酸羧化酶蘋果酸酶蘋果酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸和谷氨酸轉(zhuǎn)氨作用PEP羧激酶更適合催化PEP生成①②③④⑤PEP羧化酶糖的分解代謝專業(yè)知識講座第61頁檸檬酸合成酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系六、檸檬酸循環(huán)調(diào)控關(guān)系,AMP,NADH糖的分解代謝專業(yè)知識講座第62頁Theglyoxylatec