生物化学第19章糖酵解汇总课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,19,章 糖酵解作用,Department of biological science and technology, USTB,第19章 糖酵解作用Department of biolog,糖酵解全过程,糖酵解全过程,糖酵解全过程,糖酵解全过程,在剧烈运动，肌肉局部血流不足，肌肉收缩时相对缺氧，葡萄糖有氧氧化过程较长，供能较慢，可由糖酵解迅速提供能量。在缺氧、缺血性疾病时，机体供氧不足，也需由糖酵解迅速供能；,成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧氧化，完全依赖糖酵解供应能量；,神经、白细胞、骨髓等代谢活跃组织，即使不缺氧也由糖酵解提供部分能量。,糖酵解的生理意义,在剧烈运动，肌肉局部血流不足，肌肉收缩时相对缺氧，葡萄糖有氧,主要内容,糖酵解第一阶段,糖酵解第二阶段,丙酮酸的去路,糖酵解的调节,其它,C6,糖进入糖酵解途径,主要内容糖酵解第一阶段,糖酵解第一阶段反应,1,、葡萄糖的磷酸化,催化此反应的酶为已糖,激酶，该反应必需有,Mg,2+,参加，已糖激酶的底物,除,Glc,外，还可以是其它,六碳糖，如,D-,甘露糖、,D-,果糖、氨基葡萄糖等。在,反应过程中,Mg,2+,与,ATP,形,成复合物。,糖酵解第一阶段反应1、葡萄糖的磷酸化催化此反应的酶为已糖,糖酵解第一阶段反应,1,、葡萄糖的磷酸化,葡萄糖与,ATP,反应机制：,糖酵解第一阶段反应1、葡萄糖的磷酸化,糖酵解第一阶段反应,1,、葡萄糖的磷酸化,葡萄糖与已糖激酶结合时的构象变化,结合前,结合后,糖酵解第一阶段反应1、葡萄糖的磷酸化结合前结合后,糖酵解第一阶段反应,1,、葡萄糖的磷酸化,已糖激酶是一种调节酶，它所催化的反应产物,G-6-P,和,ADP,能使该酶受到变构抑制。这一反应也可由葡萄糖激酶催化，但此酶不受产物,G-6-P,的抑制，且对,Glc,的,Km,比已糖激酶要大得多，即亲和力要小，因此要高浓度时才起作用。,糖酵解第一阶段反应1、葡萄糖的磷酸化,糖酵解第一阶段反应,1,、葡萄糖的磷酸化,反应的能量变化,-D-Glu,+ ATP,4-,G6P,2-,+ ADP,3-,+ H,+,G = -16.7 KJ/mol,胞内条件下，,G = -33,.9 KJ/mol,糖酵解第一阶段反应1、葡萄糖的磷酸化G = -16.7,生理意义：,带负电荷的磷酸基团使中间产物具有极性，从而使这些产物不易透过脂膜而失散。,磷酸基团在各反应步骤中，对酶来说，起着信号基团的作用，有利于与酶结合而被催化。,葡萄糖向,G6P,的迅速转化，便于保持胞内低浓度，使葡萄糖易于向胞内运输。,糖酵解第一阶段反应,生理意义：糖酵解第一阶段反应,糖酵解第一阶段反应,2,、,G-6-P,异构成,F-6-P,葡萄糖磷酸异构酶,糖酵解第一阶段反应2、G-6-P异构成F-6-P葡萄糖磷酸异,糖酵解第一阶段反应,2,、,G-6-P,异构成,F-6-P,葡萄糖磷酸异构酶,催化该反应的,PGI,具有绝对的底物专一性和立体专一性，,一些,C5,磷酸代谢途径的中间物如赤藓糖,-4-,磷酸、景天庚酮,糖,-7-,磷酸等都是它的竞争性抑制剂。,糖酵解第一阶段反应2、G-6-P异构成F-6-P葡萄糖磷酸异,糖酵解第一阶段反应,2,、,G-6-P,异构成,F-6-P,葡萄糖磷酸异构酶催化机制,糖酵解第一阶段反应2、G-6-P异构成F-6-P葡萄糖磷酸异,糖酵解第一阶段反应,3,、,F-6-P,形成,F-1,6-2P,磷酸果糖激酶,该反应为不可逆反应，,PFK,是一种变构酶，它的催化效率很低，,糖酵解的速率严格地依赖于该酶的活力水平，是哺乳动物糖酵,解的,关键调控酶,，,PFK,是一四聚体蛋白。,糖酵解第一阶段反应3、F-6-P形成F-1,6-2P磷酸果糖,糖酵解第一阶段反应,3,、,F-6-P,形成,F-1,6-2P,ATP,可降低,PFK,对,F-6-P,的亲和力，,AMP,、,F-2,6-2P,可解除,ATP,的别构作用。,另外，,H,+,浓度上升对,该酶有抑制作用。,糖酵解第一阶段反应3、F-6-P形成F-1,6-2PATP可,Question,：,细胞内存在如下反应：,已知在细胞中,ATP,的浓度是,1850 uM,，,ADP,的浓度是,145 uM,，,AMP,浓度是,5 uM,，总的腺苷核苷酸浓度是,2000,，平衡常数,K=0.44,，计算当,ATP,浓度下降,8%,时，,AMP,的浓度,?,糖酵解第一阶段反应,腺苷酸激酶,ATP + AMP,ADP + ADP,Question：糖酵解第一阶段反应腺苷酸激酶ATP + A,糖酵解第一阶段反应,4,、,F-1,6-2P,形成甘油醛,- 3-P,和二羟丙酮磷酸,醛缩酶,糖酵解第一阶段反应4、F-1,6-2P形成甘油醛- 3-P和,醛缩酶有,2,种不同类型：,醛缩酶,I,：高等动、植物，不需要,2,价金属离子。,醛缩酶,II,：细菌、酵母、真菌、藻类，需要,2,价金属离子。,二者作用机制也不同。,糖酵解第一阶段反应,醛缩酶有2种不同类型：糖酵解第一阶段反应,糖酵解第一阶段反应,糖酵解第一阶段反应,糖酵解第一阶段反应,醛缩酶,I,经历西佛碱中间体的化学证据：,糖酵解第一阶段反应醛缩酶I经历西佛碱中间体的化学证据：,糖酵解第一阶段反应,5,、二羟丙酮磷酸异构成甘油醛,- 3-P,丙糖磷酸异构酶,糖酵解第一阶段反应5、二羟丙酮磷酸异构成甘油醛- 3-P丙糖,糖酵解第一阶段反应,5,、二羟丙酮磷酸异构成甘油醛,- 3-P,丙糖磷酸异构酶的活性部位,是以谷氨酸的游离羧基与底,物结合,.,糖酵解第一阶段反应5、二羟丙酮磷酸异构成甘油醛- 3-P丙糖,糖酵解第一阶段反应,5,、二羟丙酮磷酸异构成甘油醛,- 3-P,糖酵解第一阶段反应5、二羟丙酮磷酸异构成甘油醛- 3-P,糖酵解第二阶段反应,6,、甘油醛,- 3-P,氧化形成,1,3-,二磷酸甘油酸,甘油醛,-3-,磷酸脱氢酶,1,3-BPG,是一高能酰基磷酸化合物，催化该反应的酶也是,SH,基酶。,糖酵解第二阶段反应6、甘油醛- 3-P氧化形成1,3-二磷酸,糖酵解第二阶段反应,6,、甘油醛,- 3-P,氧化形成,1,3-,二磷酸甘油酸,催化机制,糖酵解第二阶段反应6、甘油醛- 3-P氧化形成1,3-二磷酸,糖酵解第二阶段反应,6,、甘油醛,- 3-P,氧化形成,1,3-,二磷酸甘油酸,砷酸盐可破坏,1,3-BPG,的形成。因为它可代替磷酸进攻硫酯中,间物的高能键，产生,1-,砷酸,-3-,磷酸甘油酸，而该化合物不稳定,迅速水解生成,3-,磷酸甘油酸。砷酸盐的加入使甘油酸,-3-,磷酸释,放的能量未能与磷酸化作用相偶联而被贮藏。,1-,砷酸,-3-,磷酸甘油酸,3-,磷酸甘油酸,+,砷酸,水解,糖酵解第二阶段反应6、甘油醛- 3-P氧化形成1,3-二磷酸,糖酵解第二阶段反应,7,、,1,3-,二磷酸甘油酸转移高能键形成,ATP,磷酸甘油酸激酶,该反应是糖酵解产生的第一个,ATP,。此步反应也称为,底物水平磷酸化（,substrate-level phosphorylation,ADP,或某些其它的核苷,-5-,二磷酸的磷酸化是通过来自一个非核苷酸底物的磷酰基的转移实现的。,）,糖酵解第二阶段反应7、1,3-二磷酸甘油酸转移高能键形成AT,糖酵解第二阶段反应,8,、,3-,磷酸甘油酸转变成,2-,磷酸甘油酸,动物及酵母细胞中，该反应,需要,2,，,3-,二磷酸甘油酸（,2,，,3-BPG,）作为引物（中间产物）。,磷酸甘油酸变位酶,糖酵解第二阶段反应8、3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸动物,糖酵解第二阶段反应,2,，,3-,二磷酸甘油酸（,2,，,3-BPG,）作为引物，启动催化反应。,糖酵解第二阶段反应2，3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）作为,糖酵解第二阶段反应,麦芽中的磷酸甘油酸变位酶催化分子内磷酸转移反应,糖酵解第二阶段反应麦芽中的磷酸甘油酸变位酶催化分子内磷酸转移,糖酵解第二阶段反应,8,、,3-,磷酸甘油酸转变成,2-,磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶,2,3-,二磷酸甘油酸磷酸酶,2,3-,二磷酸甘油酸的合成和降解是糖酵解途径中的一个短支路,糖酵解第二阶段反应8、3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸磷酸,糖酵解第二阶段反应,8,、,3-,磷酸甘油酸转变成,2-,磷酸甘油酸,二磷酸甘油酸变位酶催化的磷酸基团转移反应,糖酵解第二阶段反应8、3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸二磷,糖酵解第二阶段反应,9,、,2-,磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸,烯醇化酶,糖酵解第二阶段反应9、2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸,糖酵解第二阶段反应,10,、磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酸酸,丙酮酸激酶,丙酮酸激酶是糖酵解中重要的变构调节酶，,ATP,、长链脂肪酸、,乙酰,CoA,、丙氨酸等都对该酶有抑制作用；而果糖,-1,6-,二磷酸,和,PEP,对它有激活作用；该酶是一四聚体蛋白，并至少有三种,同工酶。,糖酵解第二阶段反应10、磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酸酸丙酮酸激,糖酵解全过程,ADP,ATP,Phosphoglycerate kinase,ADP,ATP,糖酵解全过程ADPATPPhosphoglycerate k,丙酮酸的去路,丙酸酸的三种去向,丙酮酸,TCA,ycle,有氧条件,乳酸,乙醇,无氧条件,丙酮酸的去路丙酸酸的三种去向丙酮酸TCA ycle有氧条件,丙酮酸的去路,、生成乳酸,乳酸脱氢酶,LDH,有五种同工酶,M,4,、,M,3,H,、,M,2,H,2,、,MH,3,、,H,4,LDH,具有绝对,立体异构专一性,丙酮酸的去路、生成乳酸乳酸脱氢酶LDH有五种同工酶,丙酮酸的去路,、生成乙醇,先经丙酮酸脱羧酶生成乙醛再氧化成乙醇。,乙醇脱氢酶,丙酮酸脱羧酶,TPP,丙酮酸的去路、生成乙醇乙醇脱氢酶丙酮酸脱羧酶,糖酵解作用的调节,、磷酸果糖激酶是关键酶,在糖酵解中由已糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反应实际上是不可逆的，因此都有调节糖酵解途径的作用。它们的活性受到变构效应物及酶共价修饰的调节。,高浓度,ATP,对,PFK,有,抑制作用；,ADP,和,AMP,可消除,ATP,对,PFK,的别构,抑制；,糖酵解作用的调节、磷酸果糖激酶是关键酶,糖酵解作用的调节,、磷酸果糖激酶是关键酶,柠檬酸也是,PFK,的别构抑制剂；,果糖,-2,6-,二磷酸是,PFK,的激活剂；,糖酵解作用的调节、磷酸果糖激酶是关键酶,糖酵解作用的调节,2,、果糖,-2,6-,二磷酸对糖酵解的调节,果糖,-2,6-,二磷酸是,PFK,的变构激活剂，它可提高果糖激酶与果糖,-6-,磷酸的亲和力并降低,ATP,的抑制效应。,糖酵解作用的调节2、果糖-2,6-二磷酸对糖酵解的调节,糖酵解作用的调节,3,、已糖激酶,HK,和丙酮酸激酶,PVK,对糖酵解的调节,G-6-P,对,HK,有别构抑制作用。,丙酮酸激酶是糖酵解另一重要别构酶。,丙酮酸激酶通过磷酸化和去磷酸化来转变其活性，其活性形式是去磷酸化形式。丙氨酸和,ATP,是该酶的变构抑制剂。,糖酵解作用的调节3、已糖激酶HK和丙酮酸激酶PVK对糖酵解的,糖酵解作用的调节,3,、已糖激酶,HK,和丙酮酸激酶,PVK,对糖酵解的调节,不活跃的,磷酸化的丙酮酸激酶,活跃的,去磷酸化的丙酮酸激酶,葡萄糖浓度,减少,增加,H,2,O,P,i,ATP,ADP,F-1,6-BP,激活,ATP,丙氨酸,抑制,抑制,糖酵解作用的调节3、已糖激酶HK和丙酮酸激酶PVK对糖酵解的,其它六碳糖进入糖酵解途径,1,、果糖,果糖由己糖激酶催化磷酸化形成,F-6-P,。,但是在肝脏中只含有葡萄糖激酶，不能直接催化果糖的磷酸化，需要经过六种酶的转化来完成，即先形成,F-1-P,，再裂解成二羟丙酮磷酸和甘油醛，甘油醛再磷酸化成甘油醛,-3-P,，它也可再脱氢形成甘油，甘油在激酶作用下形成甘油,-3-P,，最后脱氢形成二羟丙酮磷酸，最后二羟丙酮磷酸都转变成甘油醛,-3-P,。,HEXOKINASE,己糖激酶,其它六碳糖进入糖酵解途径1、果糖HEXOKINASE,其它六碳糖进入糖酵解途径,1,、果糖,其它六碳糖进入糖酵解途径1、果糖,其它六碳糖进入糖酵解途径,2,、半乳糖,半乳糖与葡萄糖结构极为相似，它进入糖酵解途径需要,5,步反应，最后形成,G-6-P,而进入。,其它六碳糖进入糖酵解途径2、半乳糖,其它六碳糖进入糖酵解途径,2,、半乳糖,其它六碳糖进入糖酵解途径2、半乳糖,其它六碳糖进入糖酵解途径,2,、半乳糖血症,这是一种遗传病，不能将半乳糖转变成葡萄糖。原因是缺乏半乳糖,-1-,磷酸尿苷酰转移酶，不能使,Gal-1-P,转变成,UDP-Gal,。结果造成血中,Gal,升高，进一步造成眼睛晶状体,Gal,升高，从而引起晶状体混浊引起白内障。,其它六碳糖进入糖酵解途径2、半乳糖血症,其它六碳糖进入糖酵解途径,3,、甘露糖,甘露糖经二步反应形成,F-6-P,。先在己糖激酶下形成甘露糖,-6-P,，再经磷酸甘露糖异构酶催化形成,F-6-P,。,其它六碳糖进入糖酵解途径3、甘露糖,Questions,葡萄糖酵解过程的第一步是葡萄糖磷酸化形成,6-,磷酸葡萄糖，催化这一步反应的有两种酶：己糖激酶和葡萄糖激酶。己糖激酶对葡萄糖的,Km,值远低于平时细胞内的葡萄糖浓度。此外，己糖激酶受,6-,磷酸葡萄糖的强烈抑制，而葡萄糖激酶不受,6-,磷酸葡萄糖的抑制。根据上述描述，请你说明这两种酶在调节上的特点是什么,?,什么化学结构使得,1,，,3-,二磷酸甘油酸成为一个高能化合物,?,细胞是如何捕获这能量的,?,Questions葡萄糖酵解过程的第一步是葡萄糖磷酸化形成6,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,人有了知识，就会具备各种分析能力，,生物化学第19章糖酵解汇总课件,