生化糖酵解的学习教案

生化糖酵解的学习教案第1页/共52页

10个酶催化的反应第一阶段：

磷酸已糖的生成(活化)四个阶段第二阶段：磷酸丙糖的生成(裂解)第三阶段：

3-磷酸甘油醛转变为2-磷酸苷油酸第四阶段：由2-磷酸甘油酸生成丙酮酸糖酵解过程第2页/共52页糖酵解的概念糖酵解的化学历程糖酵解途径的调控糖酵解的化学计量糖酵解的生物学意义丙酮酸的去路第3页/共52页指葡萄糖通过一系列步骤，降解成丙酮酸并生成ATP的过程。糖酵解＝Glycolysis＝EMP途径（Embden-MeyerhofParnaspathway）

一、名称和定义第4页/共52页二、葡萄糖降解有多种去路乳酸（动物）乙醇（微生物）丙酮酸葡萄糖糖酵解彻底氧化分解氧气不足发酵

CO2+H2O其它有机物反应部位：细胞质第5页/共52页EMP途径分2个阶段第一阶段：耗能过程，是磷酸丙糖生成过程G→G3P：4-5步反应第二阶段：产能过程，是丙酮酸生成阶段G3P→Pyr：5步反应

糖酵解的化学历程第6页/共52页①磷酸化：G→G6P第一阶段①己糖激酶EMP途径中第一个限速酶第7页/共52页激酶：一类从高能供体分子（如ATP）转移磷酸基团到特定靶分子（底物）的酶；这一过程谓之磷酸化。已糖激酶：催化从ATP转移磷酸基团至各种六碳糖上去的酶。激酶都需要Mg2+作为辅助因子。第一阶段①第8页/共52页葡萄糖的磷酸化至少有两个意义：首先葡萄糖因此带上负电荷，极性猛增，很难再从细胞中“逃逸”出去；其次葡萄糖由此变得不稳定，有利于它在细胞内的进一步代谢。第9页/共52页1、催化不可逆反应特点2、催化效率低3、受激素或代谢物的调节4、常是在整条途径中催化初始反应的酶5、活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向限速酶第一阶段①第10页/共52页二.糖酵解的过程第一阶段①第11页/共52页②异构化：G6P→F6P第一阶段②磷酸葡萄糖异构酶第12页/共52页第一阶段②磷酸葡萄糖异构酶第13页/共52页③磷酸化：F6P→FDP第一阶段③第14页/共52页第一阶段③PFK是第二个限速酶，也是EMP途径的关键酶，其活性大小控制着整个途径的进程。磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶是一种别构酶，是糖酵解三个限速酶中催化效率最低的酶,因此被认为是糖酵解作用最重要的限速酶。第15页/共52页④裂解（FBP→DHAP+G3P）第一阶段④第16页/共52页醛缩酶第17页/共52页第一阶段⑤⑤异构化（DHAP→G3P）1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛第18页/共52页第一阶段：耗能过程，是磷酸丙糖生成过程G→G3P：4-5步反应第二阶段：产能过程，是丙酮酸生成阶段G3P→Pyr：5步反应第19页/共52页◎上述5步反应完成了糖酵解的准备阶段。◎包括两个磷酸化步骤，由六碳糖裂解为两分子三碳糖，最后都转变为3-磷酸甘油醛。◎在准备阶段中，并没有从中获得任何能量，与此相反，却消耗了两个ATP分子。◎以下的5步反应包括氧化-还原反应、磷酸化反应。这些反应正是从3-磷酸甘油醛提取能量形成ATP分子。第20页/共52页第二阶段⑥⑥氧化（G3P→1,3-BPG）◎EMP第一次产生高能磷酸键；◎EMP中唯一的脱氢反应，并产生了还原剂NADH。◎该酶是巯基酶，所以它可被碘乙酸不可逆地抑制，所以碘乙酸能抑制糖酵解。

高能磷酸键第21页/共52页

3-磷酸甘油醛脱氢酶第二阶段⑥第22页/共52页⑦转化（1,3-BPG→3PG）第二阶段⑦EMP中第一次底物水平磷酸化反应第23页/共52页◎底物水平磷酸化：直接利用代谢中间物氧化释放的能量产生ATP的磷酸化类型。

◎其中ATP的形成直接与一个代谢中间物（1,3-二磷酸甘油酸）上的磷酸基团的转移相偶联。◎这一步反应是糖酵解过程的第7步反应，也是糖酵解过程开始收获的阶段。在此过程中产生了第一个ATP。第24页/共52页第二阶段⑧⑧转化（3PG→2PG）Mg2+第25页/共52页⑨脱水（2PG→PEP）这一步其实是分子内的氧化还原，使分子中的能量重新分布，使能量集中，第二次产生了高能磷酸键。Mg2+第二阶段⑧氟化物能与Mg2+络合而抑制此酶活性第26页/共52页第二阶段⑩⑩转变（PEP→Pyr）Mg2+或K+第三个限速酶

第二次底物水平磷酸化第27页/共52页P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮123+P②异构6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化④裂解⑥脱氢⑤异构PP1，6-二磷酸果糖③活化⑦产能⑨脱水⑧异构⑩产能HHOH第28页/共52页E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+

NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+第29页/共52页糖酵解的调控1.控制部位

三个不可逆反应处，也叫“三个限速步”，由关键性酶控制。E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶E3:丙酮酸激酶2.调控方式

EMP是分解糖、最终产能的途径，关键酶都是别构酶，可通过能量和物质作用产生别构效应来调节酶活性。第30页/共52页（一）己糖激酶①能量调节：低能荷是激活剂高能荷是抑制剂己糖激酶没有ATP，己糖激酶不能催化反应但ATP过高，又抑制己糖激酶活性②物质调节底物G是激活剂产物G6P是抑制剂第31页/共52页（二）磷酸果糖激酶①能量调节：低能荷是别构激活剂高能荷是别构抑制剂②物质调节

G、果糖是激活剂柠檬酸、长链脂肪酸、NADH是抑制剂最关键性酶第32页/共52页③调节物调节

2,6-二磷酸果糖（F-2,6-BP）是磷酸果糖激酶的激活剂F-6-P调节物F-2,6-BPFBP（F-1,6-BP）PFK2PFK激活调节物2,6-二磷酸果糖（F-2,6-BP）是FBP的同分异构体。当F6P↑时，PFK2催化产生调节物，调节物又去激活PFK产生FBP，促进EMP途径的进行。第33页/共52页（三）丙酮酸激酶①能量调节：低能荷是别构激活剂高能荷是别构抑制剂②物质调节

FBP是第一激活剂，PEP是第二激活剂；柠檬酸、长链脂肪酸、丙酮酸是抑制剂Mg2+或K+第34页/共52页

糖酵解的化学计量1.糖酵解过程中ATP的消耗和产生2×1葡萄糖→6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸-1

反应ATP

-12×1净生成2ATP第35页/共52页2.从G→Pyr的总反应式G+2Pi+2ADP+2NAD+

2Pyr+2ATP+2NADH+2H++2H2O第36页/共52页淀粉1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸第一阶段第二阶段第三阶段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATP的生成磷酸G变位酶第37页/共52页3.淀粉、糖原磷酸化产物G1P的反应G1P+2Pi+3ADP+2NAD+

2Pyr+3ATP+2NADH+2H++2H2OG1P在变构酶作用下变成G6P不耗ATP第38页/共52页第39页/共52页在生物体内普遍存在，有氧、无氧条件下都能进行；在生物缺氧情况下，是产生能量的重要途径；糖酵解的中间物为生物合成提供原料如丙酮酸可转变为氨基酸，磷酸二羟丙酮可合成甘油。3.为糖异生作用提供了基本途径糖酵解的生物学意义第40页/共52页SUMMARY1.全过程：三个阶段，10步反应，需10种酶2.三个关键酶？不可逆反应！3.调节位点：已糖激酶G-6-P；

磷酸果糖激酶

ATP、柠檬酸、脂肪酸；ADP、AMP；

丙酮酸激酶乙酰CoA、ATP；ADP、AMP第41页/共52页4.定位：细胞质5.意义：产生少许能量，产生一些中间产物，如丙酮酸和甘油等6.底物水平的磷酸化

第42页/共52页丙酮酸的去路(一)Pyr的无氧降解（发酵）反应部位：在胞液中进行去路：随生物、条件不同，有所差异（1）酒精发酵：在酵母和一些微生物中利用该原理，可进行粮食发酵、酿酒的工艺第43页/共52页酒精发酵第44页/共52页(2)乳酸发酵：在动物和许多微生物中乳酸脱氢酶在动物体内有5种同工酶：H4、H3M、H2M2、HM3、M4

哪里见过？第45页/共52页许多微生物常进行这种过程。此外，高等动物在氧不充足时，也可进行这条途径，如肌肉强烈运动时即产生大量乳酸。第46页/共52页(二)Pyr的有氧降解－－丙酮酸氧化脱羧反应部位：线粒体反应式：在Pyr脱氢酶复合体催化下，经历了5小步反应，总反应式为Pyr+NAD++CoA乙酰CoA+CO2