糖酵解和柠檬酸循环学习教案

1、会计学1糖酵解和柠檬酸循环糖酵解和柠檬酸循环(xnhun)第一页，共89页。第1页/共88页第二页，共89页。第2页/共88页第三页，共89页。第3页/共88页第四页，共89页。糖酵解途径糖酵解途径(tjng)动画动画ADPATPADPATP第4页/共88页第五页，共89页。第5页/共88页第六页，共89页。准备准备(zhnbi)阶段（阶段（The preparatory phase of glycolysis）第6页/共88页第七页，共89页。实施实施(shsh)阶段（阶段（The payoff phase of glycolysis）ADPATPADPATP第7页/共88页第八页，共89页

2、。由己糖激酶由己糖激酶(jmi)或葡萄糖激酶或葡萄糖激酶(jmi)催化。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。第8页/共88页第九页，共89页。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 已糖激酶已糖激酶I、II、III 第9页/共88页第十页，共89页。两方面两

3、方面(fngmin)意义：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。第10页/共88页第十一页，共89页。葡萄糖诱导诱导(yudo)契合契合第11页/共88页第十二页，共89页。12第12页/共88页第十三页，共89页。第13页/共88页第十四页，共89页。 F-1,6-2P裂解裂解(li ji)成成3-磷酸甘油醛和磷酸磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮二羟丙酮123456123456第14页/共88页第十五页，共89页。3 21456An aldehydeA ketone第15页/共88页第十六页，共89页。123

4、123 磷酸磷酸(ln sun)二羟丙酮异构成二羟丙酮异构成3-磷酸磷酸(ln sun)甘油醛甘油醛第16页/共88页第十七页，共89页。123456123456123123第17页/共88页第十八页，共89页。第18页/共88页第十九页，共89页。磷酸解作用(zuyng)高能中间(zhngjin)产物P753-磷酸甘油醛脱氢酶作用(zuyng)机理第19页/共88页第二十页，共89页。第一个底物第一个底物(d w)水平磷酸化水平磷酸化 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第20页/共88页第二十一页，共89页。第21页/共88页第二十二页，共89页。第22页/

5、共88页第二十三页，共89页。2,3-bisphosphoglycerate: both a coenzyme and an intermediate第23页/共88页第二十四页，共89页。第24页/共88页第二十五页，共89页。第三个限速步骤第三个限速步骤(bzhu)，不可逆，不可逆 PEP转变成丙酮酸转变成丙酮酸第25页/共88页第二十六页，共89页。1.2 糖酵解过程中糖酵解过程中ATP的生成的生成(shn chn)和消耗和消耗 2 ATP + 2 NADH2 ATP + 2 NADH 35ATP葡萄糖葡萄糖 + 2ADP + 2Pi +2NAD+ 2丙酮酸丙酮酸 + 2ATP +2NA

6、DH +2H+ + 2H2O第26页/共88页第二十七页，共89页。糖酵解途径糖酵解途径(tjng)ADPATPADPATP第27页/共88页第二十八页，共89页。1.3 丙酮丙酮酸的去路酸的去路(ql)第28页/共88页第二十九页，共89页。有氧时有氧时第29页/共88页第三十页，共89页。第30页/共88页第三十一页，共89页。糖酵解中糖酵解中NAD+的再生的再生(zishng) 第31页/共88页第三十二页，共89页。 生成生成(shn chn)乙醇乙醇 酵母细胞酵母细胞n脱羧，辅酶脱羧，辅酶(f mi)：焦磷：焦磷酸硫胺素酸硫胺素(TPP)n脱氢，脱氢，NADH第32页/共88页第三十

7、三页，共89页。含硫的噻唑(sizu)环和含氨基的嘧啶环。TPP(硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸)第33页/共88页第三十四页，共89页。甘油磷酸穿梭系统甘油磷酸穿梭系统第34页/共88页第三十五页，共89页。第35页/共88页第三十六页，共89页。控制控制(kngzh)糖糖酵解的入口酵解的入口G G-6-P己糖激酶己糖激酶- 己糖激酶己糖激酶(jmi)的调控的调控己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外，都受到葡萄糖己糖激酶同功酶中除葡萄糖激酶外，都受到葡萄糖-6-磷酸磷酸(ln sun)的抑制。的抑制。第36页/共88页第三十七页，共89页。果糖果糖(gutng)2，6-二磷酸二磷酸果糖果糖6-磷酸磷酸果

8、糖果糖1，6-二磷酸二磷酸第37页/共88页第三十八页，共89页。第38页/共88页第三十九页，共89页。第39页/共88页第四十页，共89页。F-6-PF-2,6-2P果糖果糖-2，6-二磷酸酶二磷酸酶n磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2(PFK-2 或或FBPase-2) n双功能双功能(gngnng)酶酶n受胰高血糖素的调控受胰高血糖素的调控第40页/共88页第四十一页，共89页。控制控制(kngzh)糖酵解糖酵解的出口的出口第41页/共88页第四十二页，共89页。由英国生化学家由英国生化学家Hans Krebs发现发现第42页/共88页第四十三页，共89页。第43页/共88页第四十四页，共8

9、9页。第44页/共88页第四十五页，共89页。柠檬酸合酶柠檬酸合酶第45页/共88页第四十六页，共89页。丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体第46页/共88页第四十七页，共89页。n硫胺素焦磷酸（硫胺素焦磷酸（TPPTPP）VB1VB1n硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酸硫辛酸n Mg2+ Mg2+第47页/共88页第四十八页，共89页。缩写缩写辅基辅基催化反应催化反应丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶TPP二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺乙酰转移酶乙酰转移酶将乙酰基转移到将乙酰基转移到CoA二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺脱氢酶脱氢酶FAD将还原型将还原型大肠杆菌大肠杆菌(d chn n jn)的丙酮酸脱氢酶复合的丙酮酸脱氢酶

10、复合体组成体组成 第48页/共88页第四十九页，共89页。第49页/共88页第五十页，共89页。二氢硫辛酸转乙酰酶：二氢硫辛酸转乙酰酶：2424个亚基（个亚基（3 3个个8 8聚体）聚体）(Science,1992)4 4个亚基个亚基第50页/共88页第五十一页，共89页。第51页/共88页第五十二页，共89页。第52页/共88页第五十三页，共89页。1.脱羧，生成脱羧，生成(shn chn)羟乙基羟乙基TPP，由由E1催化。催化。丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶羟乙基羟乙基-TPP第53页/共88页第五十四页，共89页。第54页/共88页第五十五页，共89页。2.羟乙基被氧化成乙酰基，转移羟乙基被氧

11、化成乙酰基，转移(zhuny)给硫辛酰胺。由给硫辛酰胺。由E2催化。催化。E2E2乙酰乙酰-二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺羟乙基羟乙基-TPP3.乙酰基转给辅酶乙酰基转给辅酶(f mi)A形成乙酰辅酶形成乙酰辅酶(f mi)A。由。由E2催化。催化。E2E2乙酰辅酶乙酰辅酶A二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺乙酰转移酶乙酰转移酶Mg2+第55页/共88页第五十六页，共89页。4.氧化硫辛酰胺，生成氧化硫辛酰胺，生成(shn chn)FADH2。由。由E3催化。催化。E2E2二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶5.氧化氧化(ynghu)FADH2，生成，生成NADH。FADH2-E3 + NAD+ FAD-E3

12、 + NADH + H+ 第56页/共88页第五十七页，共89页。第57页/共88页第五十八页，共89页。第58页/共88页第五十九页，共89页。丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节(tioji)(tioji)a.变构调节变构调节(tioji)：乙酰：乙酰CoA抑制抑制E2, NADH抑制抑制E3 磷酸化失活；胰岛素和磷酸化失活；胰岛素和Ca2+Ca2+促进促进(cjn)(cjn)其失去磷酸化，使其活性增加。其失去磷酸化，使其活性增加。b.b.共价修饰调节：共价修饰调节：丙酮酸脱氢酶激酶丙酮酸脱氢酶激酶第59页/共88页第六十页，共89页。第60页/共88页第六十一页，共89页。柠

13、檬酸合酶柠檬酸合酶第61页/共88页第六十二页，共89页。第62页/共88页第六十三页，共89页。 柠檬酸的合成柠檬酸的合成(hchng) 反应不可逆反应不可逆,第一个调节酶。第一个调节酶。柠檬酸合酶柠檬酸合酶第63页/共88页第六十四页，共89页。二聚体草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰-CoA构象(u xin)改变第64页/共88页第六十五页，共89页。异柠檬酸的生成异柠檬酸的生成(shn chn)：两步均为可逆反应：两步均为可逆反应第65页/共88页第六十六页，共89页。 异柠檬酸被氧化异柠檬酸被氧化(ynghu)脱羧生成脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸 第66页/共88页第六十七页，共89页。第67页

14、/共88页第六十八页，共89页。nA A（CoACoA）n硫胺素焦磷酸（硫胺素焦磷酸（TPPTPP）VB1VB1n硫辛酰胺硫辛酰胺硫辛酸硫辛酸n Mg2+ Mg2+第68页/共88页第六十九页，共89页。第69页/共88页第七十页，共89页。丙二酸是很强的竞争性抑制丙二酸是很强的竞争性抑制剂剂第三个氧化还原第三个氧化还原(hun yun)反应反应反丁烯二酸反丁烯二酸第70页/共88页第七十一页，共89页。第71页/共88页第七十二页，共89页。第四个氧化第四个氧化(ynghu)还原反应还原反应第72页/共88页第七十三页，共89页。柠檬酸合酶柠檬酸合酶第73页/共88页第七十四页，共89页。三

15、羧酸三羧酸(su sun)循环的循环的总反应式总反应式 CH3COSCoA3NADFADGDPPi2H2O 2CO23NADH3HFADH2GTPCoASH 第74页/共88页第七十五页，共89页。第75页/共88页第七十六页，共89页。从乙酰从乙酰CoA开始开始(kish) （7） GTP 1ATP（4），（），（6），（），（10） （8） 1FADH210ATP从丙酮酸开始从丙酮酸开始(kish) 从葡萄糖开始从葡萄糖开始(kish) 7ATP(or 5ATP)+ 12.5ATP2=32ATP(or 30ATP)第76页/共88页第七十七页，共89页。P107 能量(nngling)计算

16、- 葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量(nngling)或或2.5 +3 或或5 + 5NADH 2.5 +5NADH 2.5 +5NADH 2.5 +5FADH2 1.5 +330或或32或或6C3C1 ATP1 ATP1 GTP(ATP)2 细胞液细胞液线粒体线粒体线粒体线粒体1 ATP1 ATP第77页/共88页第七十八页，共89页。第78页/共88页第七十九页，共89页。柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶第79页/共88页第八十页，共89页。第80页/共88页第八十一页，共89页。代谢代谢(dixi)枢纽枢纽两用两用(lin yn)代谢途径代谢途径第81页/共88页第八十二页，共89页。第82页/共88页第八十三页，共89页。第83页/共88页第八十四页，共89页。3 乙醛酸循环乙醛酸循环(xnhun)存在存在(cnzi)于植物和微生物中。于植物和微生物中。P159第84页/共88页第八十五页，共89页。第85页/共88页第八十六页，共89页。n底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate (substrate level phosphorylation)level phosphorylation)第86页/