糖代谢精选课件.ppt
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1、关于糖代谢1第一页,本课件共有80页2糖类的消化、吸收及转运糖类的消化、吸收及转运少量麦芽糖少量麦芽糖 很少分解很少分解 葡萄糖葡萄糖 血液血液 肝脏肝脏(肝葡萄糖肝葡萄糖 肝糖原肝糖原)血液血液(血糖血糖)分解分解 肌肉肌肉(肌葡萄糖肌葡萄糖 肌糖原肌糖原)食物食物 口腔口腔 胃胃 十二指肠十二指肠 肠肠血糖正常范围:血糖正常范围:3.96.1mmol/L 第二页,本课件共有80页3根皮苷抑制根皮苷抑制此系统此系统第三页,本课件共有80页4糖分解代谢:主要介绍糖分解代谢:主要介绍 G 的分解的分解酵解:酵解:G 丙酮酸丙酮酸发酵:发酵:G 丙酮酸丙酮酸乳酸或乙醇乳酸或乙醇(厌氧厌氧)G 丙酮
2、酸丙酮酸 CO2+H2O(有氧时的主要分解途径有氧时的主要分解途径)G CO2+H2O(磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径)乙醛酸途径乙醛酸途径糖醛酸途径糖醛酸途径糖原的分解糖原的分解糖类在代谢过程中均转成糖类在代谢过程中均转成G或或G的衍生物的衍生物。动物和人不能直接利用无机物合成糖类。动物和人不能直接利用无机物合成糖类。第四页,本课件共有80页5第一节第一节 糖酵解糖酵解glycolysis一、糖酵解研究历史一、糖酵解研究历史发酵:发酵:酵母不需氧,葡萄糖变成酒精或乳酸,并产生能量酵母不需氧,葡萄糖变成酒精或乳酸,并产生能量1897年,酵母汁可把蔗糖变成酒精。年,酵母汁可把蔗糖变成酒精。1905年,
3、把酵母汁加入葡萄糖中,无机磷酸盐逐渐消失。年,把酵母汁加入葡萄糖中,无机磷酸盐逐渐消失。将酵母汁透析或加热到将酵母汁透析或加热到50度后,就会失去发酵能力。若将二度后,就会失去发酵能力。若将二者混合活性恢复。者混合活性恢复。发酵活性取决于两类物质:发酵活性取决于两类物质:酶蛋白、辅酶及金属离子酶蛋白、辅酶及金属离子酵解:酵解:肌肉中不需氧,葡萄糖变成丙酮酸,并产生能量肌肉中不需氧,葡萄糖变成丙酮酸,并产生能量第五页,本课件共有80页6二、糖酵解途径二、糖酵解途径(G 丙酮酸,丙酮酸,EMP途径途径)第六页,本课件共有80页7激酶:激酶:凡是催化凡是催化ATP分子磷酰基键转移到受体上的分子磷酰基
4、键转移到受体上的 酶都称为激酶。酶都称为激酶。步聚步聚已糖激酶已糖激酶2磷酸己糖异磷酸己糖异构酶构酶 1第一个不第一个不可逆步聚可逆步聚第七页,本课件共有80页8磷酸果糖激酶或磷酸果糖激酶或二磷酸果糖激酶二磷酸果糖激酶 3第二个不第二个不可逆步聚可逆步聚第八页,本课件共有80页9v动物组织中的醛缩酶有多种动物组织中的醛缩酶有多种同功酶同功酶。v磷酸缩水甘油对它有强烈的抑制作用。磷酸缩水甘油对它有强烈的抑制作用。醛缩酶醛缩酶 13644磷酸丙糖异构酶 P3113596%磷酸丙糖异构酶 第九页,本课件共有80页10v此酶是由四个相同亚基组成的四聚体,此酶是由四个相同亚基组成的四聚体,v氧化反应的能
5、量驱动磷酸化反应进行。氧化反应的能量驱动磷酸化反应进行。v碘乙酸(碘乙酸(ICH2COO)与与酶酶SH反应强烈抑制此酶活性。反应强烈抑制此酶活性。v砷酸盐(砷酸盐(AsO3)与磷酸竟争。与磷酸竟争。6磷酸甘油醛磷酸甘油醛脱氢酶脱氢酶1,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸4第十页,本课件共有80页11酶H 磷酸甘油醛脱氢酶的催化机制磷酸甘油醛脱氢酶的催化机制6砷酸盐竟争性抑制剂碘乙酸碘乙酸与与SH反应强反应强烈抑制此酶活性。烈抑制此酶活性。第十一页,本课件共有80页12ADPATP磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶7底物水平磷酸化底物水平磷酸化第十二页,本课件共有80页138磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶2
6、磷酸甘油酸磷酸甘油酸第十三页,本课件共有80页14v磷酸烯醇式丙酮酸分子中有高能键。磷酸烯醇式丙酮酸分子中有高能键。v由于由于F能与能与Mg形成络合物并结合在酶上,因此可以抑制酶形成络合物并结合在酶上,因此可以抑制酶的活性。的活性。9磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶烯醇化酶Mg2+或或Mn2+第十四页,本课件共有80页15丙酮酸激酶丙酮酸激酶10底物水平磷酸化底物水平磷酸化第三个不第三个不可逆步聚可逆步聚第十五页,本课件共有80页16第十六页,本课件共有80页17三、葡萄糖酵解总结三、葡萄糖酵解总结1.在细胞质中进行,不需氧,在细胞质中进行,不需氧,共共10 步,需步,需10 种种 酶
7、,需酶,需Mg2+2.有有3处不可逆处不可逆,决定了,决定了G的分解速度。的分解速度。3.有有2处底物水平磷酸化处底物水平磷酸化,形成,形成4分子分子ATP。4.耗用耗用2ATP。有多次异构和有磷酸化。有多次异构和有磷酸化。5.形成形成 2NADHH 总反应式如下:总反应式如下:C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi 2CH3COCOOH+2NADH+2H+2ATP+2H2O第十七页,本课件共有80页186.两个阶段:两个阶段:前前5步为准备阶段:步为准备阶段:1个个6C 糖糖2个个3C 糖糖G1,6二磷酸果糖二磷酸果糖2个个3磷酸甘油醛磷酸甘油醛后后5步为产生步为产生ATP的贮能阶段:的
8、贮能阶段:2个个3磷酸甘油醛磷酸甘油醛2个丙酮酸个丙酮酸四、糖酵解生物学意义:四、糖酵解生物学意义:在无氧情况下,产生在无氧情况下,产生ATP的最有效的方式,也是生物进化的最有效的方式,也是生物进化中最古老的形式,虽产能不多,但是非常有用。中最古老的形式,虽产能不多,但是非常有用。在有些组织中,无氧下,必须靠糖酵解进行能量的产生。在有些组织中,无氧下,必须靠糖酵解进行能量的产生。如:成熟红细胞无线粒体,不能进行有氧氧化。只能通过酵如:成熟红细胞无线粒体,不能进行有氧氧化。只能通过酵解提供能量。解提供能量。2ATP4ATP第十八页,本课件共有80页19五、糖酵解的调节(五、糖酵解的调节(120页
9、)页)第十九页,本课件共有80页20已糖激酶:第一个不可逆步聚已糖激酶:第一个不可逆步聚v肌肉已糖激酶是一个肌肉已糖激酶是一个别构酶别构酶,被产物,被产物6-P-G抑制。抑制。v肝葡萄糖激酶,肝葡萄糖激酶,G浓度高时才起作用。转化浓度高时才起作用。转化6-P-G成糖原贮成糖原贮存。是一个诱导酶,由胰岛素促使合成。存。是一个诱导酶,由胰岛素促使合成。v已糖激酶(肌肉):只要胞浆中有已糖激酶(肌肉):只要胞浆中有G,Km 0.1mmol/LvG 激酶激酶(肝脏中肝脏中):胞浆中:胞浆中G 达到一定程度时。达到一定程度时。Km 10mmol/L第二十页,本课件共有80页21磷酸果糖激酶:第二个不可逆
10、步聚磷酸果糖激酶:第二个不可逆步聚v磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(PFK-1)是一个四聚体的是一个四聚体的别构酶别构酶,酵解的速,酵解的速度决定于此酶所以称为度决定于此酶所以称为-限速酶。关键步聚限速酶。关键步聚vATP可与酶的调节位点结合,抑制活性。可与酶的调节位点结合,抑制活性。AMP、ADP、无机磷酸可消除抑制。无机磷酸可消除抑制。v高浓度柠檬酸,脂肪酸可增加高浓度柠檬酸,脂肪酸可增加ATP的抑制作用。的抑制作用。vH可抑制其活性。防止肌肉中形成过量乳酸。可抑制其活性。防止肌肉中形成过量乳酸。v2,6二磷酸二磷酸-D果糖是有效的别构活化剂。增加底物与果糖是有效的别构活化剂。增加底物与酶的亲合
11、力。酶的亲合力。第二十一页,本课件共有80页22磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶第二十二页,本课件共有80页23丙酮酸激酶:第三个不可逆步聚丙酮酸激酶:第三个不可逆步聚v丙酮酸激酶是四聚体的酶。是重要调节酶。调节出口。丙酮酸激酶是四聚体的酶。是重要调节酶。调节出口。v高浓度乙酰高浓度乙酰CoA,ATP,和丙氨酸能抑制此酶。和丙氨酸能抑制此酶。v1,6二磷酸果糖活化此酶。二磷酸果糖活化此酶。第二十三页,本课件共有80页24各种已糖进入酵解的途径各种已糖进入酵解的途径丙酮酸丙酮酸91页页第二十四页,本课件共有80页25丙酮酸和丙酮酸和NADHH的去路的去路86页页无氧条件下:无氧条
12、件下:乳酸发酵乳酸发酵乙醇发酵乙醇发酵有氧条件下:有氧条件下:丙酮酸进入线粒体形成乙酰丙酮酸进入线粒体形成乙酰CoA参加参加三羧酸循环。彻底氧化成三羧酸循环。彻底氧化成CO2和和H2O。NADHH经经穿梭机制穿梭机制进入线粒体后,再经呼吸进入线粒体后,再经呼吸链氧化成链氧化成H2O,第二十五页,本课件共有80页26G的无氧降解的无氧降解1.乳酸发酵乳酸发酵2ATP2H2O总反应式总反应式:葡萄糖葡萄糖2Pi2ADP2乳酸乳酸2ATP2H2O第二十六页,本课件共有80页272.乙醇发酵乙醇发酵总反应式:总反应式:葡萄糖葡萄糖2Pi2ADP2乙醇乙醇2ATP2H2O2CO22ATP2H2O第二十七
13、页,本课件共有80页28G的有氧降解的有氧降解在有氧情况下,将在有氧情况下,将 G 彻底氧化成彻底氧化成CO2和和H2O同时同时放出大量放出大量ATP的过程。的过程。G6O2 6CO2 6H2O 能量能量1.葡萄糖葡萄糖2丙酮酸丙酮酸2.丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA3.乙酰乙酰CoA 进入三羧酸循环进入三羧酸循环4.NADHH和和FAD2H经呼吸链传递经呼吸链传递EMP第二十八页,本课件共有80页29细胞质线粒体内膜线粒体基质第二十九页,本课件共有80页30第二节三羧酸循环第二节三羧酸循环91页页在有氧情况下将酵解产生的丙酮酸进入线粒体后,在有氧情况下将酵解产生的丙酮酸进入线粒体后,氧化脱羧形成
14、氧化脱羧形成.乙酰乙酰CoA.经一系列氧化、脱羧、最终生成经一系列氧化、脱羧、最终生成CO2和和H2O并产生能量的过程称三羧酸循环,又称柠檬并产生能量的过程称三羧酸循环,又称柠檬酸循环,简称酸循环,简称TCA循环。(循环。(Krebs)循环(循环(1937年提出,年提出,1953年获得诺贝尔奖)。年获得诺贝尔奖)。1.丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA第三十页,本课件共有80页31E1E2E3E1E2E3E2E3E2E3碱性 pH尿素+E1丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶(24个个),E2二氢硫辛酸转乙酰基酶二氢硫辛酸转乙酰基酶(24个个),E3E3二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶(12),它们均,它们均以二
15、聚体的形式存在。以二聚体的形式存在。1297页页丙酮酸脱氢酶复合体:丙酮酸脱氢酶复合体:是结构化的是结构化的 以一定方式结以一定方式结合成复合体。是一个包括三个酶的复杂的多酶体系,一合成复合体。是一个包括三个酶的复杂的多酶体系,一共需要六种辅酶或辅助因子:共需要六种辅酶或辅助因子:TPP,硫辛酸,硫辛酸,FAD,辅酶辅酶A,NAD+,和和Mg2+。第三十一页,本课件共有80页32第三十二页,本课件共有80页33丙酮酸丙酮酸脱羧酶脱羧酶二氢硫辛酸二氢硫辛酸转乙酰基酶转乙酰基酶二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶不可逆不可逆抑制抑制抑制抑制2丙酮酸丙酮酸CoASH2乙酰乙酰CoA2NADHH2CO26
16、ATPGTP抑制抑制AMP第三十三页,本课件共有80页34调节与控制:调节与控制:95页页(1)产物抑制,反应物产物抑制,反应物CoA、NAD逆转逆转(2)核苷酸反馈调节()核苷酸反馈调节(GTP抑制,抑制,AMP活化活化E1)(3)可逆磷酸化作用的共价调节)可逆磷酸化作用的共价调节ATP/ADP,乙酰乙酰CoA/CoA,NADH/NAD比值高,酶比值高,酶的的磷酸化作用增加,变得没有活性。磷酸化作用增加,变得没有活性。丙酮酸,丙酮酸,Ca+增加,胰岛素可去磷酸化增加反应速度。增加,胰岛素可去磷酸化增加反应速度。2.三羧酸循环途径三羧酸循环途径第三十四页,本课件共有80页35调节酶:调节酶:柠
17、檬酸合成酶柠檬酸合成酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶体系酮戊二酸脱氢酶体系琥珀酸脱氢酶:是三羧酸循环中唯一掺琥珀酸脱氢酶:是三羧酸循环中唯一掺入线粒体内膜的酶,直接与呼吸链联系入线粒体内膜的酶,直接与呼吸链联系顺乌头酸酶顺乌头酸酶琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶ADPGDPATP琥珀酰脱氢酶琥珀酰脱氢酶丙二酸是竞争抑制剂延胡索酸酶延胡索酸酶L苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶第三十五页,本课件共有80页36第三十六页,本课件共有80页37总式总式乙酰乙酰CoA 3NADH+FADH2 +2CO2 +ATP第三十七页,本课件共有80页38C2C6C4C5CO2图10-3 三羧酸循环示意图CO2
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