《糖類分解代謝》PPT課件.ppt

《《糖類分解代謝》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《糖類分解代謝》PPT課件.ppt（130頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第7章 糖類分解代謝,生活中的糖,生命中的糖,甲殼動(dòng)物外殼糖,糖代謝包括分解代謝和合成代謝。 分解代謝 動(dòng)物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖的分解代謝提供的。另方面，糖分解的中間產(chǎn)物，又為生物體合成其它類型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳鏈骨架。 合成代謝 植物和某些藻類能夠利用太陽(yáng)能，將二氧化碳和水合成糖類化合物，即光合作用。光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（主要是糖類化合物），是自然界規(guī)模最大的一種能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。人或動(dòng)物利用葡萄糖合成糖原也屬于合成代謝。,7.1 糖代謝總論,7.2 生物體內(nèi)的糖類,單糖 寡糖 多糖,1.單糖的構(gòu)型：距離羰基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱C上的OH空間分布

2、與甘油醛比較。,單糖,自然界中的單糖都是D型糖,位數(shù)最大的不對(duì)稱C,單糖的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)-Fisher投影式表示法,單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)（Fischer式）,單糖性質(zhì)與一般醛有區(qū)別： 糖的醛基不如一般醛活潑 只能與一分子甲醇作用 新配置糖溶液比旋光度隨時(shí)間而變,平衡混合物：A型（a）B（b）開(kāi)鏈，旋光度+52.7o,環(huán)狀結(jié)構(gòu)的哈沃斯式（Haworth）,Haworth建議將吡喃糖式寫(xiě)成六元環(huán)，將呋喃糖式寫(xiě)成五元環(huán)，并規(guī)定： 1、 Fischer式中環(huán)內(nèi)碳鏈左邊的各基團(tuán)寫(xiě)在環(huán)的平面上，將右邊的各基團(tuán)寫(xiě)在環(huán)的平面下。 2 、醛糖環(huán)外的鏈上如有1或1以上的碳原子，則將D型糖環(huán)外的碳原子及其所帶基團(tuán)寫(xiě)在平面上，L

3、型糖環(huán)外碳原子及所帶基團(tuán)寫(xiě)在環(huán)下。 3 、酮糖的第一位碳及其基團(tuán)寫(xiě)在環(huán)平面上， 酮糖的第一位碳及其基團(tuán)寫(xiě)在環(huán)平面下。除第一碳外，酮糖環(huán)外的碳原子及所帶基團(tuán)按照醛糖寫(xiě)法處理。,（呋喃）,（吡喃）,環(huán)狀結(jié)構(gòu)的哈沃斯式（Haworth）透視式,-D-(+)-吡喃葡萄糖,-D-(+)-吡喃葡萄糖,C1OH與末端CH2OH鄰近不對(duì)稱C原子的OH同側(cè)為異側(cè)為,D-6CH2OH在環(huán)上方，b-1OH與6CH2OH同側(cè),,葡萄糖的存在形式,-D-吡喃葡萄糖,-D-吡喃葡萄糖,-D-呋喃葡萄糖,-D-呋喃葡萄糖,63%,37%,<0.1%,<1%,葡萄糖的構(gòu)象 (似環(huán)己烷),葡萄糖的構(gòu)象,,半縮醛羥基處于直立鍵,

4、半縮醛羥基處于平伏鍵,,,果糖的結(jié)構(gòu),三、重要的單糖及其衍生物,D葡萄糖,D甘露糖,D果糖,D半乳糖,D核糖,D2脫氧核糖,寡 糖,寡糖是少數(shù)單糖（210個(gè)） 縮合的聚合物。,自然界中最常見(jiàn)的寡糖是雙糖。如麥芽糖、蔗糖、乳糖、纖維二糖、海藻二糖等。,,分為還原性糖和非還原性糖,Torren試劑（銀氨離子，銀鏡反應(yīng)（醛糖）、菲林試劑反應(yīng)（堿性、Cu2+到Cu2O，醛糖、酮糖（a-羥基反應(yīng)，經(jīng)烯醇化，生成-CO-CO-，一般酮沒(méi)有該反應(yīng)）。凡是能與上述試劑發(fā)生反應(yīng)的稱為還原性糖，反之為非還原性糖，糖苷不能發(fā)生上述反應(yīng)。,成苷部分,未成苷部分,麥芽糖是淀粉水解的產(chǎn)物（俗稱飴糖，民間用麥芽（含淀粉酶）

5、水解）。麥芽糖水解產(chǎn)生一分子-D-吡喃葡萄糖和一分子或-D-吡喃葡萄糖。（分別為或 蔗糖，晶體蔗糖為b型） 麥芽糖分子中保留了一個(gè)半縮醛羥基，是還原糖。,麥芽糖,a-1,4 糖苷鍵,,,是由 -D-吡喃葡萄糖和-D-呋喃果糖的兩個(gè)半縮醛羥基失水而成的。蔗糖中已無(wú)半縮醛羥基，所以不是還原糖, 無(wú)變旋現(xiàn)象。, , b -1, 2-糖苷鍵,,蔗 糖,-D-呋喃果糖, -D-吡喃葡糖,廣泛存在于甘蔗、甜菜、栗子、糖楓、菠蘿等植物中。,纖維二 糖,纖維不完全降解物,還原性糖,海藻二糖,a-D-葡萄糖,a-1,1-糖苷鍵,左右旋轉(zhuǎn)180o,前后旋轉(zhuǎn)180o,存在于霉菌及海藻中,兩分子葡萄糖以a 1-1 糖

6、苷鍵相連，非還原性糖。,乳糖水解產(chǎn)生一分子-D-吡喃半乳糖和一分子 或-D-吡喃葡萄糖。 分子中保留了一個(gè)半縮醛的羥基，所以是還原糖。,乳糖,-1,4 糖苷鍵,,乳汁中a：b約為2：3,三糖 常見(jiàn)的三糖有棉子糖、龍膽三糖、松三糖 棉子糖半乳糖葡萄糖果糖,淀粉有色糊精無(wú)色糊精麥芽糖葡萄糖,2040,68,2,非雙糖之寡糖,多 糖,由多個(gè)單糖基以糖苷鍵相連而形成的高聚物。,多糖沒(méi)有還原性和變旋現(xiàn)象，無(wú)甜味（分子大不能透過(guò)舌尖的味覺(jué)乳頭細(xì)胞），大多不溶于水。,多糖的結(jié)構(gòu)包括單糖的組成、糖苷鍵的類型、單糖的排列順序3個(gè)基本結(jié)構(gòu)因素。,1. 淀 粉（同多糖）,天然淀粉由直鏈淀粉（以-(1,4)葡萄糖苷

7、鍵連接）與支鏈淀粉（分支點(diǎn)為-(1,6)糖苷鍵）組成。,淀粉與碘的呈色反應(yīng)與淀粉糖苷鏈的長(zhǎng)度有關(guān)： 鏈長(zhǎng)小于6個(gè)葡萄糖基，不能呈色。 鏈長(zhǎng)為20個(gè)葡萄糖基，呈紅色。 鏈長(zhǎng)大于60個(gè)葡萄糖基，呈藍(lán)色。,支鏈淀粉可溶于熱水，又叫可溶性淀粉，占80-90%。 直鏈淀粉不溶性淀粉，占10-20%，處于顆粒內(nèi)層。,a-(1,4),a-(1,6),（支鏈各分支亦卷曲成螺旋）,糖原結(jié)構(gòu),纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁及支柱的主要成分。 棉花 含纖維素 90% 以上 分子量 57萬(wàn) 亞麻 80% 184萬(wàn) 木材 40 60% 9-15萬(wàn) 將纖維素用纖維素酶水解或在酸性溶液中完全水解

8、，生成D-(+)-葡萄糖。纖維素是由許多葡萄糖結(jié)構(gòu)單位以-1,4苷鍵互相連接而成的 人的消化道中沒(méi)有水解-1,4葡萄糖苷鍵的纖維素酶，所以人不能消化纖維素，但纖維素對(duì)人又是必不可少的，因?yàn)槔w維素可幫助腸胃蠕動(dòng)，以提高消化和排泄能力,3、纖維素,反芻動(dòng)物胃中細(xì)菌含有豐富纖維素酶,纖維素與碘不呈色,糖的生理功能,1. 氧化供能,如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。,3. 作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分,這是糖的主要功能。,2. 提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料,如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。,7.3 雙糖和多糖的酶促降解,蔗糖、麥芽糖、乳糖的酶促降解 淀粉（糖原）的酶促降解

9、 細(xì)胞壁多糖的酶促降解,補(bǔ)充材料：糖的消化、吸收和貯存,,人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉為主。,消化部位： 主要在小腸，少量在口腔,一、糖的消化,淀粉,麥芽糖+麥芽三糖 （40%） （25%）,-臨界糊精+異麥芽糖 （30%） （5%）,葡萄糖,唾液中的-淀粉酶,,-葡萄糖苷酶,,-臨界糊精酶,消化過(guò)程,腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣,胃,口腔,,,,腸腔,,胰液中的-淀粉酶,,食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無(wú)-糖苷酶而不能對(duì)其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動(dòng)等作用，也是維持健康所必需。但有些微生物和反芻動(dòng)物的瘤胃能產(chǎn)生纖維素酶，分解纖維素。,二、 糖

10、的吸收,1. 吸收部位 小腸上段,2. 吸收形式 單 糖 （戊糖、己糖）,ADP+Pi,ATP,G,Na+,,,,,,K+,,小腸粘膜細(xì)胞,腸腔,門(mén)靜脈,,3. 吸收機(jī)制,Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT),刷狀緣,細(xì)胞內(nèi)膜,,4. 轉(zhuǎn)運(yùn),小腸腸腔,腸粘膜上皮細(xì)胞,門(mén)靜脈,肝臟,體循環(huán),,,,,SGLT,,各種組織細(xì)胞,GLUT,GLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter)，已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT 15)。,三、 儲(chǔ)存,糖原 脂肪,糖代謝的概況,葡萄糖,丙酮酸,H2O及CO2,

11、乳酸、乙醇,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,核糖 + NADPH+H+,淀粉,糖的分解代謝 Catabolism of Carbohydrates,分解代謝,本質(zhì)是糖的氧化作用，在不同條件下可進(jìn)行： 無(wú)氧酵解 有氧氧化 磷酸戊糖途徑 糖醛酸循環(huán) 生醇發(fā)酵和乙醛酸循環(huán),糖的無(wú)氧酵解,第一階段,第二階段,糖酵解(glycolysis)的定義,糖酵解分為兩個(gè)階段,糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿,在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過(guò)程稱之為糖酵解。,由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolytic pathway)。 也稱EMP （Embdem Meyerhof

12、Parnas ）途徑，己糖二磷酸途徑 。,由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。,, 葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖,,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P),（）葡萄糖分解成丙酮酸,（一）無(wú)氧酵解的反應(yīng)過(guò)程,哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，分別稱為至型。肝細(xì)胞中存在的是型，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是： 對(duì)葡萄糖的親和力很低 受激素調(diào)控,, 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P),限速酶,, 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖,,6-磷酸果糖激酶-

13、1(6-phosphfructokinase-1),6-磷酸果糖,1,6-雙磷酸果糖(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P),1,6-雙磷酸果糖,, 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,,,該反應(yīng)逆反應(yīng)占主要，但由于磷酸丙糖被不斷移走，所以朝正反應(yīng)方向進(jìn)行。,, 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化,,磷酸丙糖異構(gòu)酶 (phosphotriose isomerase),3-磷酸甘油醛,磷酸二羥丙酮,,, 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸,,3-磷酸甘油醛脫氫酶 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase),3-磷酸甘油醛,1,3-二磷

14、酸 甘油酸,,, 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸,,在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程，稱為底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。,1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase),, 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸,,磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase),3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,, 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?,2-磷酸甘油酸,,, 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸， 并通過(guò)底物水平磷

15、酸化生成ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,() 丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸,丙酮酸,乳酸,反應(yīng)中的NADH+H+ 來(lái)自于上述第6步反應(yīng)中的 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。,糖酵解的代謝途徑,E2,E1,E3,糖酵解小結(jié), 反應(yīng)部位：胞漿 糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過(guò)程 反應(yīng)全過(guò)程中有三步不可逆的反應(yīng), 產(chǎn)能的方式和數(shù)量 方式：底物水平磷酸化 凈生成ATP數(shù)量：從G開(kāi)始 22-2= 2ATP 從Gn開(kāi)始 22-1= 3ATP 終產(chǎn)物乳酸的去路 釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。 分解利用 乳酸循環(huán)（糖異生）,除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進(jìn)入酵解途徑。,（二）糖酵解的調(diào)節(jié),關(guān)鍵酶,調(diào)節(jié)方式,（1） 6-

16、磷酸果糖激酶-1(PFK-1),別構(gòu)調(diào)節(jié),別構(gòu)激活劑：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P,別構(gòu)抑制劑： 檸檬酸; ATP（高濃度）,F-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,PFK-1,,,,磷蛋白磷酸酶,PKA,（2）丙酮酸激酶,1. 別構(gòu)調(diào)節(jié),別構(gòu)抑制劑：ATP, 丙氨酸,別構(gòu)激活劑：1,6-雙磷酸果糖,2. 共價(jià)修飾調(diào)節(jié),丙酮酸激酶,丙酮酸激酶,,,,,ATP,ADP,,,Pi,磷蛋白磷酸酶,（無(wú)活性）,（有活性）,PKA：蛋白激酶A (protein kinase A),CaM：鈣調(diào)蛋白,(3) 己糖激酶或葡萄糖激酶,* 6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝

17、葡萄糖激酶不受其抑制。,* 長(zhǎng)鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。,（三）糖酵解的生理意義,1. 是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。,2. 是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。, 無(wú)線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞, 代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞,二、糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate,糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過(guò)程。是機(jī)體主要供能方式。,* 部位：胞液及線粒體,* 概念,有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程,第一階段：酵解途徑,第二階段：丙酮酸的氧化脫羧,第三階

18、段：三羧酸循環(huán),G（Gn）,第四階段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,,,,,,,H2O,O,,ATP,ADP,TCA循環(huán),胞液,線粒體,（一）丙酮酸的氧化脫羧,丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA (acetyl CoA)。,總反應(yīng)式:,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成,酶 E1：丙酮酸脫氫酶 E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過(guò)程,1. 丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP。 2. 由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。 3. 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA, 同時(shí)使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個(gè)巰基。 4. 二氫硫辛酰胺

19、脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時(shí)將氫傳遞給FAD。 5. 在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將FADH2上的H轉(zhuǎn)移給NAD+，形成NADH+H+。,,,,,,,CO2,,CoASH,,NAD+,NADH+H+,5. NADH+H+的生成,1. -羥乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4. 硫辛酰胺的生成,,三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic acid Cycle, TCA)也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個(gè)中間產(chǎn)物是一個(gè)含三個(gè)羧基的檸檬酸。由于Krebs于1937年發(fā)現(xiàn)了三羧酸循環(huán)的過(guò)程，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反應(yīng)組成

20、。,所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。,（二）三羧酸循環(huán),* 概述,* 反應(yīng)部位,,,,,,,,,NADH+H+,NAD+,,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,,FADH2,NADH+H+,NAD+,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,檸檬酸合酶,順烏頭酸酶,異檸檬酸脫氫酶,-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,琥珀酰CoA合成酶,琥珀酸脫氫酶,延胡索酸酶,蘋(píng)果酸脫氫酶,檸檬酸,順烏頭酸,草酰乙酸,異檸檬酸,-酮戊二酸,琥珀酰輔酶A,琥珀酸,延胡索酸,L-蘋(píng)果酸,CSCoA+,CH2,CCOOH,CH2COOH,檸檬酸合成酶,,H,H,H,H,H,H,H,H,,檸檬酸合成酶,,乙酰CoA

21、,草酰乙酸,檸檬酸CoA,,,,（1）縮 合 反 應(yīng),檸檬酸合成酶是三羧酸循環(huán)的第一個(gè)限速酶,,,O,O,CCOOH,,HO,CH2COOH,CH2,,CSCoA,,,,O,,HO,CCOOH,CH2COOH,CH2COOH,,檸檬酸CoA,檸檬酸,HSCoA+,,,,（1）縮 合 反 應(yīng),H2O,CCOOH,,,（2）檸檬酸異構(gòu)化為異檸檬酸,CCOOH,CHCOOH,CH2COOH,,,CCOOH,CHCOOH,CHCOOH,,CHCOOH,CH2COOH,CH2COOH,HO,,,,,H2O,,,,順烏頭酸酶,順烏頭酸酶,HO,H,H2O,,檸檬酸,順烏頭酸,異檸檬酸,,,,,,,,HO,

22、H,（3）異檸檬酸生成-酮戊二酸,,CHCOOH,CHCOOH,CH2COOH,,CHCOOH,CHCOOH,CH2COOH,,異檸檬酸,O,,CH2,CHCOOH,CH2COOH,O,,,,,,NAD+,NADH+H+,異檸檬酸脫氫酶,,CO2,草酰琥珀酸,-酮戊二酸,這是三羧酸循環(huán)的第一次氧化脫羧反應(yīng)，異檸檬酸脫氫酶是第二個(gè)限速酶。,異檸檬酸脫氫酶,異檸檬酸脫氫酶,,,,,,,Mg2+,Mg2+,（4 ）-酮戊二酸氧化脫羧反應(yīng),,CH2,CHCOOH,CH2COOH,O,,,-酮戊二酸,,,CH2,CH2,COOH,+,HSCoA,,COSCoA,琥珀酰CoA,,,NAD+,NADH+H+

23、,,CO2,-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,這是三羧酸循環(huán)的第二次氧化脫羧 反應(yīng)， -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體是第三個(gè)限速酶。,COO,CO2,,,,,（二硫辛酸、TPP、 FAD、Mg2+）,（5）琥珀酸的生成,,CH2,CH2,COOH,COSCoA,琥珀酰CoA,GDP+Pi+,GTP,,,,CoASH,,,CH2COOH,CH2COOH,琥珀酸,琥珀酰CoA合成酶,這是三羧酸循環(huán)的唯一一次底物水平磷酸化。,,,,,,GTP,H,H,（6）延胡索酸的生成,CHCOOH,CHCOOH,琥珀酸,+ FAD,H,H,+ FADH2,H2,延胡索酸,琥珀酸脫氫酶,,H2O,（7）蘋(píng)果酸的生成,延胡索酸,H2

24、O,CHCOOH,CHCOOH,H,HO,延胡索酸酶,蘋(píng)果酸,,+,（8）草酰乙酸的再生,CHCOOH,CCOOH,,蘋(píng)果酸,O,CCOOH,CH2COOH,草酰乙酸,,,NAD+,NADH+H+,H,,,蘋(píng)果酸脫氫酶,,,小 結(jié), 三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個(gè)羧基的檸檬酸，反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過(guò)程。 TCA過(guò)程的反應(yīng)部位是線粒體。, 三羧酸循環(huán)的要點(diǎn) 經(jīng)過(guò)一次三羧酸循環(huán)， 消耗一分子乙酰CoA， 經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。 生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP。 關(guān)鍵酶有：檸檬酸合

25、酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶, 整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng), 三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物 三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無(wú)量的變化，不可能通過(guò)三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。,,表面上看來(lái)，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利用。但是，,例如：, 機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，TCA循環(huán)中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。, 機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起TCA運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這時(shí)蘋(píng)果酸、

26、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙酰CoA進(jìn)入TCA氧化分解。,* 所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。,草酰乙酸,其來(lái)源如下：,ATP H2O 生物素,,,,CO2,蘋(píng)果酸酶,PEP,,PEP羧激酶酶,CO2,,GTP,三羧酸循環(huán)的生理意義,是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑； 是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐； 為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體； 為呼吸鏈提供H+ + e。,H+ + e 進(jìn)入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時(shí)ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP。,(三）有氧氧化生成的ATP,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,*NADH + H+ 通過(guò)磷酸甘油穿梭進(jìn)入線粒體 則變成FADH2,有氧氧化的生理意義,

27、1.普遍存在 2.生物體獲得能量的最有效方式 3.是糖類、蛋白質(zhì)、脂肪三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐 4.獲得微生物發(fā)酵產(chǎn)品的途徑 檸檬酸、谷氨酸,簡(jiǎn)言之，即“供能”,（四）有氧氧化的調(diào)節(jié),關(guān)鍵酶,, 酵解途徑：己糖激酶, 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體, 三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶,丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1,-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶,1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體, 別構(gòu)調(diào)節(jié), 共價(jià)修飾調(diào)節(jié),異檸檬酸 脫氫酶,檸檬酸合酶,-酮戊二酸 脫氫酶復(fù)合體,檸檬酸,Ca2+, ATP、ADP的影響, 產(chǎn)物堆積引起抑制, 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶, 其他，如Ca2+可激活許

28、多酶,2. 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié),有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn), 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。 ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。 三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。,三、磷酸戊糖途徑Pentose Phosphate Pathway,* 概念,磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過(guò)程。,* 細(xì)胞定位：胞 液,第一階段：氧化反應(yīng) 生成磷酸戊糖，NA

29、DPH+H+及CO2,（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過(guò)程,* 反應(yīng)過(guò)程可分為二個(gè)階段,第二階段則是非氧化反應(yīng) 包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮糖,,6-磷酸葡萄糖脫氫酶,6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯,1. 磷酸戊糖生成,5-磷酸核糖,催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。 兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH + H+。 反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。,G-6-P,,,,5-磷酸核糖,,,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,,CO2,,轉(zhuǎn)酮醇反應(yīng) 轉(zhuǎn)酮醇酶催化磷酸酮糖上

30、的二碳單位羥乙酰基轉(zhuǎn)移到磷酸醛糖的第1碳原子上,形成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)移一個(gè)二碳單位。,轉(zhuǎn)醛醇反應(yīng) 轉(zhuǎn)醛醇酶催化7-磷酸景天庚酮糖上的二羥丙酮基團(tuán)轉(zhuǎn)移給3-磷酸甘油醛生成4-磷酸赤蘚糖和6-磷酸果糖。,轉(zhuǎn)酮醇反應(yīng) 四碳糖和五碳糖經(jīng)轉(zhuǎn)酮醇酶作用轉(zhuǎn)移二碳單位,形成三碳糖和六碳糖。,每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過(guò)3C、4C、6C、7C等演變階段，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。,3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進(jìn)入酵解途徑。因此，磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。,2. 基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng),5-磷

31、酸核酮糖(C5) 3,5-磷酸核糖 C5,,磷酸戊糖途徑,第一階段,第二階段,總反應(yīng)式,36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+,,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2,（二）磷酸戊糖途徑的特點(diǎn), 脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。 反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過(guò)了3、4、5、6、7碳糖的演變過(guò)程。 反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物5-磷酸核糖。 一分子G-6-P經(jīng)過(guò)反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。,（三）磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié),6-磷酸葡萄糖脫氫酶,此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定6

32、-磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。,此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外NADPH對(duì)該酶有強(qiáng)烈抑制作用。,（四）磷酸戊糖途徑的生理意義,1 為核苷酸的生成提供核糖,2 提供NADPH作為供氫體參與多種代謝 反 應(yīng),（1）. NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體,（2）. NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物合成或生物轉(zhuǎn)化有關(guān),（3）. NADPH可維持GSH的還原性,四、糖醛酸途徑,糖醛酸途徑可生成活潑的葡糖醛酸,-磷酸葡糖,1-磷酸葡糖,UDPG,UDPGA,1-磷酸葡糖醛酸,葡糖醛酸,L-古洛糖酸,L-木酮糖,木糖醇,D-木酮糖,5-磷酸木酮糖,磷酸戊糖途徑,,,,,,,,,,,,對(duì)人類而言，糖醛酸途徑的主要生理意義在于生成活化的葡糖醛酸，即UDPGA。 葡糖醛酸是組成蛋白聚糖的糖胺聚糖，如透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、肝素等的組成成分； 葡糖醛酸在生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中參與很多結(jié)合反應(yīng)。,