第22-23章-糖酵解和柠檬酸循环课件.ppt
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- 22 23 酵解 柠檬酸循环 课件
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1、第第22-23章章 糖酵解和柠檬酸循环糖酵解和柠檬酸循环1 糖酵解糖酵解1.1糖酵解糖酵解(glycolysis):在在无氧无氧条件下,葡萄糖进行分解,形成条件下,葡萄糖进行分解,形成2分子分子丙酮酸丙酮酸并提供能量并提供能量(ATP)的过程。的过程。它是各种生物细胞中葡萄糖分解产生能量的它是各种生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。共同代谢途径。糖酵解途径糖酵解途径动画动画ADPATPADPATPn糖酵解糖酵解:葡萄糖葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O两个阶段:两个阶段:n准备阶段准备阶段(前前5 5步步):葡萄糖葡萄糖2 2个磷酸
2、三碳糖个磷酸三碳糖+消耗消耗2 2ATPATPn实施阶段实施阶段(后后5 5步步):2 2个磷酸三碳糖个磷酸三碳糖2丙酮酸丙酮酸+产生产生4 4ATPATP n场所:场所:细胞质细胞质n催化酶催化酶:由:由1010种酶催化,关键酶是种酶催化,关键酶是己糖激酶、磷酸果己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶糖激酶和丙酮酸激酶。大部分过程中都需要。大部分过程中都需要MgMg2+2+。准备阶段准备阶段(The preparatory phase of glycolysis)实施阶段(实施阶段(The payoff phase of glycolysis)ADPATPADPATP第第1阶段:阶段:葡萄糖被磷
3、酸化形成葡萄糖被磷酸化形成6-磷酸葡萄糖(磷酸葡萄糖(G-6-P)需需ATP供能,供能,第一个限速步骤第一个限速步骤,不可逆不可逆。由己糖激酶或葡萄糖激酶催化。由己糖激酶或葡萄糖激酶催化。己糖激酶己糖激酶:第一个调节酶,:第一个调节酶,受受6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖的别构抑制。的别构抑制。主要用于糖的合成主要用于糖的合成 主要用于糖的分解主要用于糖的分解 用途用途 不受不受G-6-P抑制抑制 受受G-6-P抑制抑制 抑制抑制 Km高,亲和力低高,亲和力低 Km低,亲和力高低,亲和力高 对对G的亲和力的亲和力 G G、F等等 底物底物 肝脏肝脏 不同组织不同组织 分布分布 葡萄糖激酶葡萄糖激酶 已
4、糖激酶已糖激酶I、II、III 两方面意义:两方面意义:糖经磷酸化后容易参与代谢;糖经磷酸化后容易参与代谢;保糖机制:磷酸化糖不能透过细胞质膜。保糖机制:磷酸化糖不能透过细胞质膜。葡萄糖诱导契合诱导契合由由6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖异构化异构化成成6-磷酸果糖(磷酸果糖(F-6-P)12 6-磷酸果糖磷酸化成磷酸果糖磷酸化成1,6-二磷酸果糖(二磷酸果糖(F-1,6-2P)需需ATP供能,第二个限速步骤供能,第二个限速步骤,不可逆,不可逆,Mg2+参加。参加。F-1,6-2P裂解成裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮1234561234563 21456An aldehyd
5、eA ketone123123 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮异构成异构成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛123456123456123123第第2阶段:阶段:3-磷酸甘油醛氧化成磷酸甘油醛氧化成1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-DPG)n辅酶辅酶NAD+磷酸解作用高能中间产物P753-磷酸甘油醛脱氢酶作用机理第一个底物水平磷酸化第一个底物水平磷酸化 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变成转变成3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸n底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation):在底物氧化还原过程中,分子内部能量重新在底物氧化还原过程中,分子内部能量重新分布,使无
6、机磷酸酯化形成高能磷酯键,分布,使无机磷酸酯化形成高能磷酯键,后者在酶的作用下将能量转给后者在酶的作用下将能量转给ADP,生成,生成ATP。3-磷酸甘油酸变成磷酸甘油酸变成2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸n需需Mg2+参加。参加。2,3-bisphosphoglycerate:both a coenzyme and an intermediate 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)第三个限速步骤,不可逆第三个限速步骤,不可逆 PEP转变成丙酮酸转变成丙酮酸1.2 糖酵解过程中糖酵解过程中ATP的生成和消耗的生成和消耗 2 ATP+2 NADH2 ATP+
7、2 NADH 35ATP葡萄糖葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O糖酵解途径糖酵解途径ADPATPADPATP1.3 丙酮丙酮酸的去路酸的去路有氧时有氧时 生成乙酰辅酶生成乙酰辅酶A 生成乳酸生成乳酸n厌氧菌或肌肉由于剧烈运动而造成暂时性缺氧等。厌氧菌或肌肉由于剧烈运动而造成暂时性缺氧等。糖酵解中糖酵解中NAD+的再生的再生 生成乙醇生成乙醇 酵母细胞酵母细胞n脱羧,辅酶:脱羧,辅酶:焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)n脱氢,脱氢,NADH含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环。TPP(硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸)糖酵解的能量变化糖酵解的能量变化苹果酸天
8、冬氨酸穿梭系统进入苹果酸天冬氨酸穿梭系统进入甘油磷酸穿梭系统甘油磷酸穿梭系统1.4 糖酵解的调控糖酵解的调控n三个不可逆反应三个不可逆反应:己糖激酶己糖激酶 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶控制糖酵解的入口控制糖酵解的入口G G-6-P己糖激酶己糖激酶-己糖激酶的调控己糖激酶的调控己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外,都受到己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外,都受到葡萄糖葡萄糖-6-磷酸的抑制磷酸的抑制。磷酸果糖激酶的调控磷酸果糖激酶的调控n磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(PFK-1,Phosphofructokinase-1)糖酵解中最关键的限速酶。糖酵解中最关键的限速酶。果糖果糖2,6-二磷
9、酸二磷酸果糖果糖6-磷酸磷酸果糖果糖1,6-二磷酸二磷酸 ATP即是底物,也是别构抑制剂,使酶对即是底物,也是别构抑制剂,使酶对F-6-P 亲和力降低。亲和力降低。AMP是别构激活剂是别构激活剂 柠檬酸柠檬酸酶的抑制剂:酶的抑制剂:反馈抑制反馈抑制(feedback inhibition)被被H+抑制抑制可防止肌肉中形成过量的乳酸而使血液酸中毒。可防止肌肉中形成过量的乳酸而使血液酸中毒。果糖果糖2,6-二磷酸二磷酸别构激活剂,别构激活剂,增加对底物增加对底物的亲和力。的亲和力。F-6-PF-2,6-2P果糖果糖-2,6-二磷酸酶二磷酸酶n磷酸果糖磷酸果糖激酶激酶-2(PFK-2 或或FBPas
10、e-2)n双功能酶双功能酶n受胰高血糖素的调控受胰高血糖素的调控 丙酮酸激酶的调控丙酮酸激酶的调控n果糖果糖1,6-二磷酸二磷酸:别构激活别构激活起活化作用,与磷酸果糖激酶协调,加速酵解。起活化作用,与磷酸果糖激酶协调,加速酵解。前馈激活(前馈激活(feed-forward activation)nATP:别构抑制别构抑制n丙氨酸丙氨酸控制糖酵解的出口控制糖酵解的出口2 柠檬酸循环柠檬酸循环2.1 柠檬酸循环途径柠檬酸循环途径2.1.1 基本概念基本概念n柠檬酸循环柠檬酸循环:(citrate cycle,三羧酸循环,三羧酸循环tricarboxylic acid cycle,TCA循环,循环
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