糖的有氧氧化ppt课件

1、糖的有氧氧化 (aerobic oxidation)? 概念概念? 过程过程? 小结小结? 意义意义一、糖有氧氧化的概念 葡萄糖葡萄糖 彻底氧化分解生成彻底氧化分解生成CO2CO2和和H2OH2O的过的过程。程。糖的有氧氧化是指：糖的有氧氧化是指：体内组织在有氧条件下，体内组织在有氧条件下， 有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都经过有氧氧化获得能量。组织细胞都经过有氧氧化获得能量。C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O + 30/32 ATPC6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O + 30/32 ATP糖有氧氧化概略

2、糖有氧氧化概略葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2+H2O+ATP三羧酸循环三羧酸循环糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解线粒体内线粒体内胞浆胞浆糖的有氧氧化与糖酵解糖的有氧氧化与糖酵解细胞细胞胞浆胞浆线粒体线粒体葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸( (糖酵糖酵解解) )葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化糖的有氧氧化丙酮酸丙酮酸二、糖有氧氧化的过程第一阶段：第一阶段： 丙酮酸的生成胞浆丙酮酸的生成胞浆第二阶段：第二阶段： 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoACoA线粒体线粒体第三阶段：第三阶段： 乙酰乙酰CoACoA进入

3、三羧酸循环进入三羧酸循环 彻底氧化线粒体彻底氧化线粒体三三 个个 阶阶 段段葡萄糖葡萄糖 + NAD+ + 2ADP +2Pi + NAD+ + 2ADP +2Pi 2 2丙酮酸丙酮酸+ ATP + NADH+ + ATP + NADH+ H+ H+ 2 2丙酮酸丙酮酸进入线粒体进一步氧化进入线粒体进一步氧化2(NADH+ H+ )2(NADH+ H+ )2H2O + 3/5 ATP线粒体内膜上特异载体线粒体内膜上特异载体穿越系统穿越系统氧化呼吸链氧化呼吸链丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶ANAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰C

4、oA+ CoA-SH辅酶辅酶A+ C O2丙酮酸丙酮酸脱氢酶系脱氢酶系丙酮酸丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰乙酰CoA + C O2 + NADH+H+丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系3 3 种种 酶：酶： E1: E1: 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶 (TPP(TPP、Mg2+)Mg2+) E2: E2: 二氢硫辛酸乙酰基转移酶二氢硫辛酸乙酰基转移酶( (硫硫辛酸、辅酶辛酸、辅酶A)A) E3: E3: 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶(FAD(FAD、NAD+)NAD+)6 6种辅助因子：种辅助因子： TPPTPP、 Mg2+Mg2+、硫辛酸、辅酶、硫辛酸、辅酶A A、FADFAD、NAD

5、+NAD+ 含含B1B1、泛酸、泛酸、B2 B2 、PPPP四种四种维生素维生素 FADFADH2丙酮酸氧化脱羧反响丙酮酸氧化脱羧反响OCH3CCOOHHOHCH3CTPPTPPCO2LSCOCH3SHSSLLSHSHHSCoACH3COSCoANAD+NADH+H+丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶Mg2+硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰转移酶转移酶二氢硫辛酸二氢硫辛酸脱氢酶脱氢酶丙酮酸丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰乙酰CoA + C O2 + NADH+H+ 丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系催化的反响催化的反响CH3HNHOSSSHSCH3HNHOCCH3OFADFADH2NAD+NADH+H+SHSHC

6、H3HNHOHSCoACH3COSCoAOHCH3CHTPPTPPCO2OCH3CCOOH丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶Mg2+二氢硫辛酸二氢硫辛酸脱氢酶脱氢酶硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰转移酶转移酶丙酮酸脱氢酶复合物丙酮酸脱氢酶复合物催化丙酮酸氧化脱羧催化丙酮酸氧化脱羧生成乙酰生成乙酰CoA乙酰辅酶乙酰辅酶A A进入三羧酸循环进入三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle(tricarboxylic acid cycle，TAC)TAC)又称柠檬酸循环又称柠檬酸循环(citric acid (citric acid cycle)/cycle)/ Krebs Krebs

7、循环循环(Krebs cycle)(Krebs cycle)。 乙酰辅酶乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合成含与草酰乙酸缩合成含3 3个羧基的柠檬酸开场，经过一系列代谢反个羧基的柠檬酸开场，经过一系列代谢反响，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再响，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三羧酸循环。生的过程称为三羧酸循环。三羧酸循环三羧酸循环y 反响过程反响过程y 反响特点反响特点y 意意 义义 乙酰乙酰CoACoA与草酰乙酸与草酰乙酸 缩合构成柠檬酸缩合构成柠檬酸TCA循环循环柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶A(acetyl CoA

8、)COOHCH2OHCOOHCCH2COOH柠檬酸柠檬酸(citrate)HSCoA乙酰乙酰CoA+CoA+草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 + + CoA-SHCoA-SH关键酶关键酶异柠檬酸异柠檬酸(isocitrate)HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O 柠檬酸异构化生成异柠檬酸柠檬酸异构化生成异柠檬酸TCA循环循环柠檬酸柠檬酸(citrate)HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH顺乌头酸顺乌头酸COOHCOOHCH2CCOOHCH乌头酸酶乌头酸酶柠檬酸柠檬酸 异柠檬酸异柠檬酸CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC异柠檬酸异柠檬酸 异柠檬酸氧化脱羧异柠

9、檬酸氧化脱羧 生成生成-酮戊二酸酮戊二酸TCA循环循环-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸异柠檬酸+NAD+ -+NAD+ -酮戊二酸酮戊二酸 +CO2+NADH+H+ +CO2+NADH+H+关键酶关键酶C O2 - -酮戊二酸氧化脱羧酮戊二酸氧化脱羧 生成琥珀酰辅酶生成琥珀酰辅酶A A -酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系HSCoANAD+NADH+H+TCA循环循环OCOOHCH2CH2COOHCOCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA(succinyl Co

10、A)-酮戊二酸酮戊二酸(- ketoglutarate)-酮戊二酸酮戊二酸 + CoA-SH+ NAD+ 琥珀酰琥珀酰CoA + C O2 + NADH+H+ 关键酶关键酶 琥珀酰琥珀酰CoACoA转变为琥珀酸转变为琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶TCA循环循环OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA(succinyl CoA)GDP+PiGTPATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸(succinate)HSCoA琥珀酰琥珀酰CoA + GDP + Pi 琥珀酸琥珀酸+ GTP + CoA-SHFAD 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环循

11、环HHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸(succinate)琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶HOOCCHCHCOOH延胡索酸延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸琥珀酸 + FAD 延胡索酸延胡索酸 +FADH2 延胡索酸水化生成苹果酸延胡索酸水化生成苹果酸TCA循环循环延胡索酸延胡索酸(fumarate)HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH苹果酸苹果酸(malate)H2O延胡索酸延胡索酸 + H2O 苹果酸苹果酸 苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶TCA循环循环HOHCOOHCH2CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸(o

12、xaloacetate)OCOOHCH2CCOOH苹果酸苹果酸(malate)NAD+NADH+H+苹果酸苹果酸 + NAD+ + NAD+ 草酰乙酸草酰乙酸 + + NADH+H+ NADH+H+ O C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸PCH2COSoA (乙酰辅酶乙酰辅酶A)OHCHCOOHCH2COOH苹果酸苹果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮戊二酸酮戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C异柠檬酸异柠檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C柠檬酸柠檬酸CO22HCO

13、22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸O C COOHCH2COOH三羧酸循环总图2H2H三羧酸循环中草酰乙酸的来源三羧酸循环中草酰乙酸的来源(1)(1)丙酮酸丙酮酸 + CO2 + ATP + CO2 + ATP 草酰乙酸草酰乙酸 + ADP + Pi + ADP + PiCH3C=OCOOH+ CO2 +ATP+ CO2 +ATPCOOHCH2C=OCOOH+ ADP + Pi+ ADP + Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素、生物素、Mg 2+生物素的作用机理生物素的作用机理三羧酸循环中草酰乙酸的来源三羧酸循环中草酰乙酸的来源(2)(2)CH3C=OCOOHCOOHCH2C

14、HOHCOOH+ CO2+ CO2NADPH+H+ NADP+COOHCH2C=OCOOHNAD+NADH+H+丙酮酸丙酮酸 + CO2 + CO2 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸苹果酸酶苹果酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶三羧酸循环小结三羧酸循环小结 TAC TAC运转一周的净结果是氧化运转一周的净结果是氧化1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA，草酰，草酰乙酸仅起载体作用，反响前后无改动。乙酸仅起载体作用，反响前后无改动。乙酰辅酶乙酰辅酶A+3NAD+ +FAD+Pi+2 H2O+GDPA+3NAD+ +FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(NADH+H+ )+FADH2+ HSCoA+

15、GTP2 CO2+3(NADH+H+ )+FADH2+ HSCoA+GTP14C14C标志乙酰标志乙酰CoACoA进展研讨结果，第一周循环中并无进展研讨结果，第一周循环中并无14C14C出现出现CO2CO2，即即CO2CO2的碳原子来自草酰乙酸而不是来自乙酰的碳原子来自草酰乙酸而不是来自乙酰CoACoA，第二周循环，第二周循环时，才有时，才有14 CO2 14 CO2 出现。出现。TACTAC中的一些反响在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸中的一些反响在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆的系统循环是一个不可逆的系统TACTAC的中间产物可转化为其他物质，故需不断补充的中间产

16、物可转化为其他物质，故需不断补充O C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸PCH2COSoA (乙酰辅酶乙酰辅酶A)OHCHCOOHCH2COOH苹果酸苹果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮戊二酸酮戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C异柠檬酸异柠檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸O C COOHCH2COOH三羧酸循环总图2H2H三羧酸循环特点三羧酸循环特点Pv 一次底物程度磷酸化一次底物程度

17、磷酸化v 二次脱羧二次脱羧v 三个不可逆反响三个不可逆反响v 四次脱氢四次脱氢3NADH + FADH23NADH + FADH2 一分子乙酰一分子乙酰CoACoA经三羧酸循环彻底氧经三羧酸循环彻底氧化净生成化净生成10ATP10ATP。糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的生理意义p 糖有氧氧化的根本生理功能是氧化供能。糖有氧氧化的根本生理功能是氧化供能。p 糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽。的总枢纽。p 糖有氧氧化途径与体内其他代谢途径糖有氧氧化途径与体内其他代谢途径有着亲密的联络。有着亲密的联络。糖有氧氧化过程中糖有氧氧化过程中ATPATP的生成的生成第

18、一阶段：葡萄糖第一阶段：葡萄糖 2 2丙酮酸丙酮酸第二阶段：第二阶段：2 2丙酮酸丙酮酸 2 2乙酰乙酰CoACoA第三阶段：第三阶段：2 2乙酰乙酰CoA2CO2+4H2OCoA2CO2+4H2O 2ATP 糖糖 的的 有有 氧氧 氧氧 化化 底物磷酸化底物磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化22.5ATP210ATP葡萄糖葡萄糖 6 CO2+ 6H2O + ？mol ATP糖原中的糖原中的1mol葡萄糖葡萄糖 6 CO2+ 6H2O + ？mol ATP 30/32 ATP31/33ATP21.5/2.5ATP2ATP-酮戊二酸酮戊二酸氨基酸、糖及脂肪代谢的联络氨基酸、糖及脂肪代谢的联络草酰乙酸草

19、酰乙酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoACoA柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸甘油三酯甘油三酯葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原磷酸丙糖磷酸丙糖乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸酮体酮体磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoAGlu Leu、Met、Ser、Thr、ValArgGlnHisPro Leu、Lys、Phe、Tyr、TrpIleLeuTrpAsp、AsnPhe、TyrAla、CysGly、SerThr、Trp蛋白质蛋白质三羧酸循环的限速酶及其调理三羧酸循环的限速酶及其调理酶酶 的的 名名 称称柠檬酸合酶柠檬酸合酶* *异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二

20、酸脱氢酶系变构激活剂变构激活剂ADP变构抑制剂变构抑制剂ATPNADH ATP、NADH、琥珀酰琥珀酰CoAP丙酮酸氧化和三羧酸循环的调理琥珀酰琥珀酰CoA草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸琥珀酸琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA、NADHNADH、ATPATPATPNADHNADH琥珀酰琥珀酰CoA、NADH、ATP糖酵解和有氧氧化的调理糖酵解和有氧氧化的调理一细胞内代谢物的调理一细胞内代谢物的调理二激素的调理作用二激素的调理作用1 1、底物供应的调理、底物供应的调理2 2、腺苷酸的调理、腺苷酸的调理3 3、脂

21、肪酸氧化对糖分解代谢的影响、脂肪酸氧化对糖分解代谢的影响1 1、胰岛素、胰岛素2 2、糖皮质激素、糖皮质激素3 3、胰高血糖素、胰高血糖素糖酵解和有氧氧化的调理糖酵解和有氧氧化的调理 一细胞内代谢物的调理一细胞内代谢物的调理(1)(1)葡萄糖进入肌肉细胞和脂肪细胞是经过膜葡萄糖进入肌肉细胞和脂肪细胞是经过膜上载体转运的，这得葡萄糖利用的限速过程，上载体转运的，这得葡萄糖利用的限速过程，受胰岛素的促进。受胰岛素的促进。1 1、底物供应的调理、底物供应的调理(2)(2)肝细胞及大脑等神经组织中葡萄糖的进入不肝细胞及大脑等神经组织中葡萄糖的进入不受胰岛素的控制。受胰岛素的控制。糖酵解和有氧氧化的调理

22、糖酵解和有氧氧化的调理 一细胞内代谢物的调理一细胞内代谢物的调理2 2、腺苷酸的调理、腺苷酸的调理1 1、底物供应的调理、底物供应的调理(1)AMP(1)AMP和和ADPADP是多种酶的别构激活剂。是多种酶的别构激活剂。 ADPADP和和AMPAMP是是FPK-1FPK-1的别构激活剂，能剧烈促的别构激活剂，能剧烈促进糖酵解的进展；进糖酵解的进展； AMPAMP还能激活丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶和还能激活丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶和异柠檬酸脱氢酶，促进有氧氧化和三羧酸循环，异柠檬酸脱氢酶，促进有氧氧化和三羧酸循环，加强加强ATPATP的生成。的生成。(2)ATP(2)ATP是是FPK-1FPK-1、丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶的别构、丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶的别构抑制剂，细胞内抑制剂，细胞内ATPATP大量积聚时能有效地抑制糖酵解和大量积聚时能有效地抑制糖酵解和有氧氧化。有氧氧化。Pasteur效应效应& Pasteur Pasteur效应：效应：& 糖的有氧氧化对糖酵解的抑制造用称为糖的有氧氧化对糖