糖代谢 (3)精选PPT.ppt
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1、关于糖代谢(3)第1页,讲稿共76张,创作于星期二一、糖的有氧氧化一、糖的有氧氧化(aerobic oxidation)定义:葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化定义:葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化生成生成COCO2 2、H H2 2O O和大量和大量ATPATP的代谢过程,称的代谢过程,称为糖的有氧氧化。为糖的有氧氧化。有氧氧化是糖氧化的主要方式,绝大多有氧氧化是糖氧化的主要方式,绝大多数组织细胞都通过有有氧氧化获得能量。数组织细胞都通过有有氧氧化获得能量。反应部位:细胞液和反应部位:细胞液和线粒体线粒体C C6 6H H1212O O6 6+6O O2 2 6 COCO2 2+6 H H2 2O O
2、 +36/38 ATP第2页,讲稿共76张,创作于星期二1.1.糖有氧氧化概况糖有氧氧化概况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第3页,讲稿共76张,创作于星期二反应分为三个阶段反应分为三个阶段第一阶段第一阶段:丙酮酸的生成(在细胞液中进行):丙酮酸的生成(在细胞液中进行)葡萄糖葡萄糖2NAD2NAD2ADP2ADP2P2Pi i 2 2丙酮酸丙酮酸 2ATP2ATP2NADH2NADH2H2H第二阶段第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧生成乙酰:丙酮酸的氧化脱羧生成乙酰Co
3、A CoA(在线粒体中)(在线粒体中)第三阶段第三阶段:乙酰:乙酰CoACoA进入三羧酸循环彻底氧化进入三羧酸循环彻底氧化(线粒体中)(线粒体中)第4页,讲稿共76张,创作于星期二第5页,讲稿共76张,创作于星期二2.2.糖的有氧氧化糖的有氧氧化与与糖酵解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(糖酵解糖酵解)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)丙酮酸丙酮酸第6页,讲稿共76张,创作于星期二3.丙酮酸的生成(胞浆)丙酮酸的生成(胞浆)葡萄糖葡萄糖 +NAD+NAD+2ADP+2Pi+2ADP+2Pi 2 2(丙酮酸(丙酮酸+AT
4、P+ATP +NADH+H+NADH+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+H2(NADH+H+)2H2O+6/8 ATP线粒体内膜上特异载体线粒体内膜上特异载体穿梭系统穿梭系统氧化呼吸链氧化呼吸链第7页,讲稿共76张,创作于星期二4.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A第8页,讲稿共76张,创作于星期二丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系3 3 种种 酶酶:E E1 1丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶(TPP(TPP、MgMg2+2+)E E2 2二氢硫辛酸乙酰基转移酶二氢硫辛酸乙酰基转移酶(硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A)A)E E3 3二氢硫辛酸脱氢
5、酶二氢硫辛酸脱氢酶(FAD(FAD、NADNAD+)6 6种辅助因子种辅助因子:TPPTPP、MgMg2+2+、硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A A、FADFAD、NADNAD+(含(含B B1 1、硫辛酸、泛酸、硫辛酸、泛酸、B B2 2、PPPP五种维生素)五种维生素)第9页,讲稿共76张,创作于星期二第10页,讲稿共76张,创作于星期二A model of the E.coli pyruvate dehydrognase complex showing the three kinds of enzymes and the flexible lipoamide arms covalently a
6、ttached to E2E2(dihydrolipoyl transacetylase):consisting the core,24 subunits;E1(pyruvate dehydrogenase):bound to the E2 core,24 subunits;E3(dihydrolipoyl dehydrogenase):bound to the E2 core,12 subunits.PyruvateE2E3Hydroxyethyl-TPPCO2Acetyl-CoA第11页,讲稿共76张,创作于星期二Three-dimensional image of the PDH com
7、plex第12页,讲稿共76张,创作于星期二X-ray structure of the E2 transacetylase core:only four out of eight trimers are shown here.The E2 core(a total of 24 subunits)forms a hollowcube.第13页,讲稿共76张,创作于星期二第14页,讲稿共76张,创作于星期二第15页,讲稿共76张,创作于星期二第16页,讲稿共76张,创作于星期二第17页,讲稿共76张,创作于星期二第18页,讲稿共76张,创作于星期二丙酮酸脱氢丙酮酸脱氢酶系催化的酶系催化的反应反应
8、第19页,讲稿共76张,创作于星期二第20页,讲稿共76张,创作于星期二Oxidative decarboxylation of pyruvate to acetyl-CoA by the PDH complex第21页,讲稿共76张,创作于星期二丙酮酸氧化脱羧反应丙酮酸氧化脱羧反应羟乙基TPP二氢硫辛酰胺乙酰二氢硫辛酰胺硫辛酰胺丙酮酸丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰乙酰CoA+C O2+NADH+H+第22页,讲稿共76张,创作于星期二*丙酮酸经丙酮酸脱氢酶系催化后生成乙丙酮酸经丙酮酸脱氢酶系催化后生成乙 酰辅酶酰辅酶A A,产生一分子,产生一分子COCO2 2和一对和一对NADH+HNA
9、DH+H+(在线粒体中(在线粒体中NADH+HNADH+H+经呼吸链的传递,经呼吸链的传递,氧化磷酸化产生氧化磷酸化产生3 3个个ATPATP。)。)第23页,讲稿共76张,创作于星期二砷化物对硫辛酰胺的毒害作用第24页,讲稿共76张,创作于星期二5.5.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 cycle)/(citric acid cycle)/KrebsKrebs循环循环(Krebs cyc
10、le)(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个羧基的个羧基的柠檬酸开始,经过一系列代谢反应,乙酰基被柠檬酸开始,经过一系列代谢反应,乙酰基被彻底氧化,草酰乙酸得以再生的过程称为彻底氧化,草酰乙酸得以再生的过程称为三羧三羧酸循环酸循环。第25页,讲稿共76张,创作于星期二6.6.糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的生理意义p 糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。糖有氧氧化的基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的糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽。总枢纽。p 糖有氧氧化途径与体内其他代谢途径有着密糖有氧氧化途径与体内其
11、他代谢途径有着密切的联系。切的联系。第26页,讲稿共76张,创作于星期二二、三羧酸循环的定义二、三羧酸循环的定义 反应从乙酰辅酶反应从乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合成与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸为开始,最终以生含有三个羧基的柠檬酸为开始,最终以生成草酰乙酸而为循环成草酰乙酸而为循环,又称为柠檬酸循环,又称为柠檬酸循环,又称为又称为KrebsKrebs循环,又称为循环,又称为TCATCA循环。循环。Tricarboxylic acid cycle,TCATricarboxylic acid cycle,TCA环环三羧酸循环的反应部位:三羧酸循环的反应部位:线粒体基质线粒体基质第27页,讲稿
12、共76张,创作于星期二第28页,讲稿共76张,创作于星期二Mitochondria is the major site forfuel oxidation to generate ATP.第29页,讲稿共76张,创作于星期二三羧酸循环发现的大事记三羧酸循环发现的大事记1911-1920 T.Thunberg 等等 肌肉组织可氧化柠檬酸、琥珀酸、肌肉组织可氧化柠檬酸、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸等。延胡索酸和苹果酸等。1935 Albert,Szent 4C的二羧酸(琥珀酸、延胡索酸的二羧酸(琥珀酸、延胡索酸、-Gyorgyi 苹果酸和草酰乙酸等苹果酸和草酰乙酸等)能促进肌氧耗能促进肌氧耗 量量;并
13、确立琥珀酸经延胡索酸和苹果并确立琥珀酸经延胡索酸和苹果 酸转变成草酰乙酸。酸转变成草酰乙酸。Wagner-Janregy等等 异柠檬酸是柠檬酸的氧化产物。异柠檬酸是柠檬酸的氧化产物。1936 Green等等 猪心肌中提得苹果酸脱氢酶。猪心肌中提得苹果酸脱氢酶。1937 Martius,F.Knoop等等 证明柠檬酸经顺乌头酸异构化为异证明柠檬酸经顺乌头酸异构化为异 柠檬酸,并进一步氧化成柠檬酸,并进一步氧化成-酮戊二酮戊二 酸。酸。1937 Hans Krebs 证明柠檬酸来自乙酰证明柠檬酸来自乙酰CoA和和 草酰乙草酰乙 酸的缩合。酸的缩合。第30页,讲稿共76张,创作于星期二三、三羧酸循环
14、的反应过程三、三羧酸循环的反应过程(一)缩合反应(一)缩合反应 (二)(二)柠檬酸柠檬酸异构化生成异柠檬酸异构化生成异柠檬酸 (三)(三)异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧生成氧化脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸 (四)(四)-酮戊二酸酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰氧化脱羧生成琥珀酰CoACoA(五)(五)琥珀酰琥珀酰CoACoA水解生成琥珀酸水解生成琥珀酸(六)(六)琥珀酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸脱氢生成延胡索酸(七)(七)延胡索酸延胡索酸加水生成加水生成苹果酸苹果酸(八)(八)草酰乙酸草酰乙酸的再生的再生 第31页,讲稿共76张,创作于星期二The citricacid cycleFates of carbon
15、 andelectrons;ATP(GTP)formation.第32页,讲稿共76张,创作于星期二CH3 CSCoA+CH2OOCCOOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸合成酶合成酶HO CCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2OHHHHHHHHHHCH2COOHO柠檬酸柠檬酸合成酶合成酶乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸HSCoA(一)缩合反应(一)缩合反应柠檬酸合成酶是三羧酸循环的柠檬酸合成酶是三羧酸循环的第一个限速酶第一个限速酶不可逆反应,不可逆反应,2C+4C=6CH2O关键酶关键酶第33页,讲稿共76张,创作于星期二Large conformationalchange
16、 occurs for thecitrate synthase dimerafter binding to oxaloacetateOxaloacetateCarboxylmethyl-CoA第34页,讲稿共76张,创作于星期二Structure of citrate synthase-induced fit第35页,讲稿共76张,创作于星期二(二)柠檬酸(二)柠檬酸异构化异构化为异柠檬酸为异柠檬酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶HOHH2OHOHH2O柠
17、檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸失水、加水,H与OH互换位置第36页,讲稿共76张,创作于星期二4Fe-4S cubic array:each Fe is bonded to three inorganic S and a cysteine sulfur atom(except one)Dehydration/hydration.Catalyzed by aconitase,whichcontains a 4Fe-4S iron-sulfur centerReaction 2半胱氨酸第37页,讲稿共76张,创作于星期二HOH(三)异柠檬酸生成(三)异柠檬酸生成-酮戊二酸酮戊二酸CHC
18、OOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸 这是三羧酸循环的第一次这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧氧化脱羧反应,产生反应,产生NADH+HNADH+H+.异柠檬酸脱氢酶是异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶第二个限速酶。异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶HH第38页,讲稿共76张,创作于星期二(四)(四)-酮戊二酸氧化脱羧反应酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CHCOOHCH2COOHO-酮戊二酸酮戊
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