(精品)有氧糖代谢

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Aerobic Oxidation of Glucose,第三节,糖的有氧氧化,葡萄糖在,有氧条件,下，彻底氧化成,水和,CO,2,的反应过程称为,有氧氧化,。这是糖氧化的主要方式。,一、,有氧氧化的反应过程,分为三个阶段：,（一）丙酮酸的氧化脱羧,经脱氢、脱羧、酰化生成乙酰,CoA,，,这是不可逆反应。在线粒体内进行。,丙酮酸脱氢酶复合体,二氢硫辛酰胺转乙酰酶,由,三种酶,组成 丙酮酸脱氢酶,二氢硫辛酰胺脱氢酶,五种辅助因子,：,TPP（VB,1,）、NAD,+,（,Vpp,）、,硫辛酸、,FAD（VB,2,）、,HSCoA,（,泛酸）,HSCoA,NAD,+,丙酮酸脱氢酶复合体,辅酶,A,结构,由乙酰,CoA,与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始，经反复脱氢、脱羧再生成草酰乙酸的循环反应过程。又称柠檬酸循环和,Krebs,循环。,部位：线粒体基质,（二）三羧酸循环,(,tricarboxylic,acid cycle),线粒体膜,第三个碳以,CO,2,形式失去,四碳二羧酸,第二个碳以,CO,2,形式失去,三羧酸,？,循环,？,五碳二羧酸,每个分子具有,4,个碳的草酰乙酸库（,基质中,）,丙酮酸,每个分子具有,3,个碳的丙酮酸库（,基质中,）,六碳三羧酸,三种羧酸！,草酰乙酸打循环！,第一个碳以,CO,2,形式失去,重新加入到草酰乙酸库,Citrate cycle,三羧酸循环小结：,Reducing equivalents,在,TAC,中，,1,分子乙酰,CoA,经,2,次脱羧,，生成,2个,CO,2,，,这是体内,CO,2,的主要来源；,4,次脱氢,，其中,3,次以,NAD+,为受氢体，,1,次以,FAD,为受氢体；,1,次底物水平磷酸化,。,总反应式：,乙酰,CoA,+3NAD,+,+FAD+GDP+Pi+2H,2,O,2CO,2,+3NADH+3H,+,+FADH,2,+GTP+,HSCoA,+,4,NAD(P),+,+,FAD,+,GDP,+,Pi,+,3H,2,O,3CO,2,+,4NAD(P)H,+,4H,+,+,FADH,2,+,GTP,4NAD(P)H,+,4H,+,10ATP 4H,2,O,FADH,2,1.5ATP 1H,2,O,ADP ATP,-,3H,2,O,GTP GDP,1ATP 1H,2,O,12.5ATP,2H,2,O,氧化磷酸化作用,O,2,.,糖酵解,+,三羧酸循环,的效率,糖酵解,1,G,2ATP,+,2NADH,+,2H,+,+,2,丙酮酸,=,2+22.5,=,7,ATP,三羧酸循环,2,丙酮酸,25,ATP+6CO,2,+4H,2,O,32ATP,储能效率,=,32 7.3/686,=,34.05,%,比世界上任何一部热机的效率都高！,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,。,三、有氧氧化的调节,除对酵解途径三个关键酶的调节外，还对,丙酮酸脱氢酶复合体,、,柠檬酸合酶,、,异柠檬酸脱氢酶,和,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,四个关键酶存在调节。,1.,丙酮酸脱氢酶复合体,变构调节：,共价修饰调节：,磷酸化失活；胰岛素和,Ca,2+,促进其去磷酸化，使其活性增加。,2.,柠檬酸合酶,变构激活剂：,ADP,变构抑制剂：,NADH、,琥珀酰,CoA,、,柠檬酸、,ATP,3.,异柠檬酸脱氢酶,变构激活剂：,ADP、Ca,2+,变构抑制剂：,ATP,4.,酮戊二酸脱氢酶复合体,与丙酮酸脱氢酶复合体相似。,总体说，,氧化磷酸化促进,TAC。,ATP/ADP，,抑制,TAC，,氧化磷酸化,；,ATP/ADP，,促进,TAC，,氧化磷酸化,。,.,生物意义,三羧酸循环,是各种好氧生物体内,最主要的产能途径,！,也是脂类、蛋白质彻底分解的共同途径,！,三羧酸循环,焚烧炉,中间酸是合成其他化合物的碳骨架,百宝库,。,例如,草酰乙酸,天冬氨酸、天冬酰胺等等,-,酮戊二酸,谷氨酸,其他氨基酸,琥珀酰,CoA,血红素,既是“焚烧炉又是百宝库”,乙醛酸循环,（2,）,乙醛酸循环,三羧酸循环支路,三羧酸循环在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径。（,省了,6,步,）,异柠檬酸,柠檬酸,琥珀酸,苹果酸,草酰乙酸,CoASH,三羧酸循环,乙酰,CoA,乙醛酸,乙酰,CoA,CoASH,由非糖前体生成糖时需要丙酮酸或者草酰乙酸作为合成的前体。在动物体内，乙酰,CoA,不能作为净合成葡萄糖的碳源。可是在植物、微生物和酵母中却存在着一个可以由2碳化合物生成糖的生物合成途径乙醛酸循环.在乙醛酸循环中乙酰,CoA,中的碳原子并没有以,CO2,形式释放，而 是净合成了一分子草酰乙酸，草酰乙酸正是合成葡萄糖的前体。,只有一些,植物和微生物,兼具,有这样的途径；,异柠檬酸裂解酶,异柠檬酸 琥珀酸 乙醛酸,乙醛酸 乙酰,CoA,苹果酸,苹果酸合成酶,这种途径对于植物和微生物意义重大！,只保留三羧酸循环中的（,10,）脱氢（,1,NADH）,产能，只相当于,2.5个,ATP，,意义不在于产能，在于生存,。,.,种子发芽,糖异生,油类植物种子中的油,脂代谢,糖,乙醛酸循环,草酰乙酸,乙酰,CoA,原始细菌生存,乙酸菌,以乙酸为主要食物的细菌,（物质循环中的重要一环）,乙酸,NH,3,生存,乙醛酸循环,四碳、六碳化合物,转化,乙酸,+,ATP+CoASH,乙酰,CoA,+H,2,O+AMP+PPi,乙酰,CoA,合成酶,3.,磷酸戊糖途径（磷酸己糖,支路）,NADPH,2,CO,磷酸戊糖途径,细胞质中,磷酸戊糖,磷酸戊糖为,代表性中间产物,。,支路,糖酵解在磷酸己糖处分,生出的新途径,。,A.,过程,5,-,磷酸,核糖,5,-,磷酸,木酮糖,6-,磷酸葡萄糖,糖酵解,6-,磷酸葡萄糖,酸,NADP,+,NADPH+H,+,5-,磷酸核酮糖,NADP,+,NADPH+H,+,CO,2,7,-,磷酸,景天酮糖,3,-,磷酸,甘油醛,6,-,磷,酸果糖,4,-,磷酸,赤藓糖,3,-,磷酸,甘油醛,氧化阶段,(,脱碳产能,),非氧化阶段,(,重组,),2,NADPH,生物氧化,O,2,5,ATP+2H,2,O,6,(6-,磷酸葡萄糖,)+,6,O,2,6,(5-,磷酸核酮糖,)+,6,CO,2,+,6,H,2,O+,30,ATP,葡萄糖,+,O,2,6CO,2,+6H,2,O+,32,ATP,5,(,6-,磷酸葡萄糖,),B.,生物意义,提问：？,.,产能,不通过糖酵解；,.,产物,磷酸核糖用于,DNA、RNA,的合成；,木酮糖参与光合作用固定,CO,2,；,各种单糖用于合成各类多糖；,NADPH,用于脂肪酸的合成,糖酵解,7,步可逆步骤,+,3,特异反应,3.3,糖的合成,A.,植物的光合作用,在植物叶绿体中，在光能驱动下,CO,2,与,H,2,O,合成葡萄糖，放出氧气的过程。,B.,动物的糖异生,异生,非糖,物质(甘油、乳酸、丙酮酸）,转变成,糖原。,部位：,肝脏,a.,过程,第,1,步,丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,提问,：如何进行？,答案：,提供更多的活化能量。,草酰,乙酸,丙酮酸,丙酮酸羧化酶,CO,2,ATP,ADP+Pi,GTP,GDP,CO,2,烯醇丙酮酸磷酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸,提问,：,这里,CO,2,的作用是什么？,能量载体,合成的,草酰乙酸新,COOH,中储存了,ATP,水解的键能，脱碳时损失的键能相对较少，总体自由能上升。,磷酸烯醇式丙酮酸逆行至,1，6-,二磷酸果糖,第,2,步,提问：,如何进行？,水解酶催化,P,6-,磷酸果糖,P,P,1，6-,二磷酸果糖,答案：,在,水解,酶作用下水解。,第,3,步,糖原的形成,提问：,丙酮酸通过糖异生形成一个,G,，,消耗多少个,ATP,能量？,答案：,6（,4,（,22）+2,（,1 2,）,）,提问：,哪些物质可以通过糖异生途径形成糖元？,答案：,凡能转变成糖代谢中间产物的物质,。,乳酸,回炉再造解毒、节能,饥饿状态下,氨基酸、甘油,维持血糖浓度,纤维素,有机酸,微生物发酵,糖异生,葡萄糖、糖原,提问：,其他多糖是如何产生的？,答案：,由,磷酸戊糖途径提供各种单糖,，由类似糖元合成途径合成。,糖代谢总图,戊糖磷酸途径,储存性糖类,（糖原、淀粉等）,葡糖,-6-,磷酸,甘露糖,葡萄糖,果糖,磷酸丙糖,丙酮酸,乳酸、乙醇,乙酰辅酶,A,ATP,CO,2,+H,2,O,三羧酸循环,乙醛酸循环,戊糖磷酸,核糖,CO,2,+H,2,O,各种脂类,其他生糖物质,生糖氨基酸,酵解,发酵,糖异生,重点,