物质代谢及其调节1课件

乳酸糖酵解一次脱氢二次底物水平磷酸化已糖激酶6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶三个关键酶①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾葡萄糖G-6-P丙酮酸丙酮酸乙酰CoACO2H2O胞液线粒体H＋+eO2O2O2TAC糖的有氧氧化概况概念：

葡萄糖在有氧条件下彻底氧化为CO2、H2O，并释放出大量能量的过程。地点：胞浆、线粒体

反应过程：分为三个阶段

1.G→丙酮酸（糖酵解途径）2.丙酮酸→乙酰辅酶A3.乙酰辅酶A→三羧酸循环

第三节糖的有氧氧化丙酮酸脱氢酶复合体三种酶：

丙酮酸脱氢酶

二氢硫辛酰胺转乙酰酶

二氢硫辛酰胺脱氢酶五种辅助因子：

TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、HSCoAE2E3E1E1E2E3B1

B2

Vpp

泛酸

SS(CH2)4COE2①②④③⑤三羧酸循环

乙酰CoA进入由一连串反应构成的循环体系，被氧化生成CO2和H2O并释放出大量能量的过程。由于循环反应开始于乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成含有三个羧基的柠檬酸，因此称之为三羧酸循环或柠檬酸循环(tricarboxylic

acidcycle，TAC)。

Krebs于1937年首先提出，又称Krebs循环。O=C-COOH

HC-COOH

H3C–C~SCoA

O

H2OHSCoA①缩合2CHOCOOHCHCOOHHCHCOOHH2O②脱水2CCOOHCHCOOHCHCOOHH2O③加水CH2COOHCHCOOHCHCOOHOHNAD+NADH+H+CO2④氧化脱羧CH2COOHCHHCCOOHOCH2COOHCHHCSCoAO~NAD+NADH+H+CO2HSCoA⑤氧化脱羧FADFADH2⑦脱氢CCOOHCCOOHHHCCOOHCHCOOHHHHOH2O⑧加水γβαCHCOOHCHCOHOHHGDPGTP⑥HSCoAPiNADH+H+⑨再脱氢NAD+柠檬酸草酰乙酸顺乌头酸异柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸苹果酸琥珀酰CoA乙酰CoA

NAD+NADH+H+NADH+HNADNADH

+

H++GDP+PiGTPFADH2FAD+NAD+CO2H2OCO2乙酰CoA(1)(6)(7)(8)(9)(4)(5)(2)柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸HO2(1)柠檬酸合酶(2)(3)顺乌头酸酶(4)异柠檬酸脱氢酶(5)α-酮戊二酸脱氢酶复合体(6)琥珀酰CoA合成酶(7)琥珀酸脱氢酶(8)延胡索酸酶(9)苹果酸脱氢酶三羧酸循环H2OHSCoAHSCoAHSCoA一次底物水平磷酸化H2OH2O二次脱羧反应三个不可逆反应四次脱氢反应1234总反应方程式乙酰CoA

+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O

2CO2+3NADH+3H++FADH2+GTP+HsCoA3NADH+3H+

9ATP

FADH2

2ATP

ADPATP

GTP

GDP

1ATP—————————————————————————

12ATP氧化磷酸化作用O2三羧酸循环小结1.条件：有氧2.地点：线粒体3.反应：两次脱羧，4次脱氢4.受氢体：NAD＋，FAD5.产能：可产生12ATP6.终产物：H2O、CO27.循环不可逆8.三大代谢联系的枢纽两次脱羧基反应

β-氧化脱羧：异柠檬酸脱氢酶催化

α-氧化脱羧：α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化注意：以CO2方式失去的碳并非来自乙酰基的两个碳原子，而是来自草酰乙酸。四次脱氢

三对氢原子:以NAD+为受氢体，可生成3ATP一对氢原子:以FAD为受氢体，可生成2ATP有氧氧化生成的ATP合计第三阶段第二阶段第一阶段36或38ATP产生辅酶反应

-1葡萄糖6-磷酸葡萄糖3×2NAD+苹果酸草酰乙酸2×2FAD琥珀酸延胡索酸

1×2琥珀酰辅酶A琥珀酸3×2NAD+a-酮戊二酸琥珀酰辅酶A3×2NAD+异柠檬酸a-酮戊二酸3×2NAD+丙酮酸乙酰辅酶A1×2磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸1×21,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸3（或2）×2NAD+3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸-16-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖糖酵解与有氧氧化的储能效率糖酵解：

1G+2ADP+2Pi→2乳酸+2ATP+2H2O∆G0’＝-47kcal/mol（每molATP储能7.3kcal）储能效率=2×7.3/

47=

31%提问：其余能量何处去？答案：以热量形式。一部分维持体温，一部分散失。有氧氧化：C6H12O6+36～38ADP+38Pi＋6O236～38ATP+6CO2＋44H2O∆G0’＝-679kcal/mol储能效率=38(36)×7.3/679=41%（38.5%)比世界上任何一部热机的效率都高！糖酵解途径的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节三羧酸循环的调节有氧氧化的调节有氧氧化的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节

变构调节：抑制剂—乙酰CoA、NADH+H+、ATP（产物）激活剂—AMP

共价修饰调节：磷酸化（失活）：丙酮酸脱氢酶激酶去磷酸（复活）：丙酮酸脱氢酶磷酸酶有氧氧化的调节三羧酸循环的调节

三个不可逆反应：柠檬酸合酶、

异柠檬酸脱氢酶

α-酮戊二酸脱氢酶后两者是三羧酸循环的调节点，主要通过产物的反馈抑制来实现的。

有氧氧化的调节三羧酸循环的主要调节物

ATP/ADP、

NADH/NAD+比值增高时，可反馈抑制异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶。ADP是异柠檬酸脱氢酶的变构激活剂。线粒体内Ca2+的浓度也是三羧酸循环和有氧氧化的激活剂。

乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸苹果酸NADHFADH2GTPATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体–ATP

+ADP

ADP

+ATP

–柠檬酸

琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH

+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影响②产物堆积引起抑制③循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶④其他，如Ca2+可激活许多酶三羧酸循环的调节Crabtree效应在癌细胞发现给予葡萄糖时不论供氧充足与否都呈现很强的酵解反应，而糖的有氧氧化受抑制，称为Crabtree效应或反巴斯德效应。这种现象较普遍地存在于癌细胞中，此外也存在于一些正常组织细胞如视网膜、睾丸、颗粒白细胞等。

临床讨论：患者主诉：开始时：下肢软弱无力、麻木，常有沉重感（如同“带了脚镣”）。厌食、体重下降、消化不良和便秘。还头痛、失眠、不安、易怒、健忘等。后来：从脚开始，出现灼痛或异样感觉，逐渐向小腿发展，原来感觉过敏处渐趋迟钝，甚则痛觉，温觉及振动感觉依次消失。肌肉酸痛，以腓肠肌为著，上下楼梯困难。继而足、趾下垂，肌肉挛缩，卧床不起。临床生化检验：①测定尿中硫胺素排泄量：↓②红细胞转酮醇酶试验：