糖代谢2

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三羧酸循环的要点
✓ 一次底物水平磷酸化（1分子GTP） ✓ 二次脱羧（2分子CO2） ✓ 三次不可逆反应
关键酶有：柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体
✓ 四次脱氢 (1分子FADH2，3分子NADH+H+ )
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TCA循环的中间产物必须不断更新和补充
三羧酸循环中间产物起催化剂的作用， 本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直 接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中 其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧 酸循环中被氧化为CO2及H2O。
CO2
NADH+H+ (5) NADH+H+
的生成 NAD+
(4) 硫辛酰胺的生成
(2)乙酰硫辛酰 胺的生成
CoASH (3)乙酰CoA
的生成
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2.三羧酸循环 从乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成含有3
个羧基的柠檬酸开始，经过一系列反应，最 终仍生成草酰乙酸而构成循环，故称为三羧 酸循环(tricarboxylic acid cycle, TAC)、TCA cycle或柠檬酸循环 、Krebs循环。
激活许多酶
GTP
ATP
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三羧酸循环的调节
三羧酸循环与上游和下游反应相协调 三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循
环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生 多少丙酮酸以生成乙酰CoA； 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环，前者速率 降低，则后者速率也减慢。
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有氧氧化的调节特点
⑴有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现 ⑵有氧氧化的调节是为了适应机体或器官对能量
氧化脱羧 无
3次
产物 产生能量 生理意义
乳酸
2 ATP（从糖原开始 为3 ATP）
迅速供能
彻底氧化生成H2O、CO2 32 ATP（或30 ATP） 机体获得能量的主要方式
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糖的有氧氧化 要求
【掌握】
1. 糖的有氧氧化概念 2. 有氧氧化的基本反应过程、关键酶 3. ATP生成及生理意义；
【熟悉】
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1. 丙酮酸脱氢酶复合体的调节 别构调节 抑制剂：乙酰CoA、 NADH+H+、 ATP 、长链脂肪酸 激活剂：AMP、ADP、NAD+、CoASH 化学修饰调节 丙酮酸脱氢酶复合体磷酸化后失去活性。
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丙酮酸脱氢酶复合体的调节
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2. 三羧酸循环的调节 乙酰CoA
– ATP 柠檬酸 NADH 琥珀酰CoA
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Ⅰ.机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合 的，TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他 物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。
例如： 草酰乙酸 α-酮戊二酸 柠檬酸 琥珀酰CoA
天冬氨酸
谷氨酸 脂肪酸 卟啉
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Ⅱ.机体糖供不足时，可能引起TAC运转障碍，这 时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进 一步生成乙酰CoA进入TAC氧化分解。
NADH+H+
③
⑧苹果酸脱氢酶
NAD+
GDP+Pi GTP
NADH+H+
④
CO2
⑤
CoASH
CO2 CoASH
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总反应方程式
乙酰CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O 2CO2 +3(NADH +H+) +FADH2 +GTP +HSCoA
ADP ATP
GTP
GDP
1．糖的有氧氧化的调节 2．巴斯德效应的概念
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的需要 ⑶ ATP/ADP或ATP/AMP比值全程影响有氧氧化
的速率
ATP/ADP或ATP/AMP↑,则抑制有氧氧化， ATP/ADP或ATP/AMP↓,则促进有氧氧化。
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三、有氧氧化的生理意义
糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。 它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐 步分次释放，相当一部分形成ATP，所以能 量的利用率也高。
30或32
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糖无氧氧化与有氧氧化的储能效率
糖无氧氧化： 1G +2ADP+2Pi→ 2乳酸 +2ATP+2H2O
∆G0’＝ - 47kcal/mol （每mol ATP储能7.3kcal）
储能效率=2 ×7.3 / 47= 31%
有氧氧化：C6H12O6 + 30/32 ADP + 30~32Pi＋6O2
30/32 ATP + 6CO2＋44 H2O ∆G0’＝ -679kcal/mol
储能效率=32 (30)×7.3/679= 34.4%（32.3%)
❖ 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。
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糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化
有氧氧化抑制生醇发酵（或糖无氧氧化） 的现象称为巴斯德效应（Pastuer effect）。
NAD+ NADH + H+ CO2
苹果酸
苹果酸酶
丙酮酸
CO2
草酰乙酸
丙酮酸
草酰乙酸脱羧酶
所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。
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草酰乙酸的来源
丙酮酸 柠檬酸
丙酮酸 羧化酶
CO2 乙酰CoA
柠檬酸 裂解酶
苹果酸
脱氢酶
草
苹果酸
酰 NADH+H+ NAD+ 乙 谷氨酸 α-酮戊二酸
酸
天冬氨酸
谷草转氨酶
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三羧酸循环的反应部位：线粒体
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乙酰 CoA
草酰乙酸
(8)
21
苹果酸
(7) H2O
延胡索酸
(6) FADH2 FAD
琥珀酸
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NADH+H+ H2O(1)
NADH+
HSCoA
柠檬酸
(2) H2O
顺乌头 酸
(2) H2O
HSCoA
GTP
(5)
GDP+Pi
NAD+ 异柠檬
H2O琥珀酰 CoNAADH+H+NADHN+ADH+H+
丙酮酸 丙酮酸脱氢酶复合体 乙酰辅酶A
NAD＋， HSCoA NADH＋H＋，CO2
反应部位：线粒体
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丙酮酸脱氢酶复合体的组成
HSCoA NAD+
酶 E1：丙酮酸脱氢酶 E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶 E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶
辅酶
TPP
S
硫辛酸（ L ) HSCoA S
FAD, NAD+
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(1) -羟乙基-TPP的生成
＋ ADP
① ATP、ADP的影响
柠檬酸合酶
草酰乙酸
柠檬酸
② 产物堆积引起抑制
异柠檬酸
苹果酸
NADH 异柠檬酸 – ATP
③ 循环中后续反应 FADH2
脱氢酶
＋ ADP Ca2反应中的酶
α-酮戊二酸
α-酮戊二酸
脱氢酶复合体 ＋ Ca2+
④ 其他，如Ca2+可
琥珀酰CoA – 琥珀酰CoA NADH
三羧酸循环的生理意义
是三大营养物质氧化分解的共同途径； 是三大营养物质代谢联系的枢纽； 为其它物质代谢提供小分子前体； 为呼吸链提供H+ + e。
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二、有氧氧化的调节
① 酵解途径：己糖激酶
关 键
6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶
酶 ② 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体
③ 三羧酸循环：柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体
酸(3)
CO2
α-酮戊二酸
(4)
CO2
HSCoA
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NADH+H+
H2O
①
CoASH
H2O
②
H2O
②
⑧
NAD+
①柠檬酸合酶 ②顺乌头酸酶
③异柠檬酸脱氢酶
GTP
GDP
核苷二磷酸激酶
⑦
ADHP2O
FADHA2TP
⑥ FAD
④α-酮戊二酸脱氢酶复合体 ⑤琥珀酰CoA合成酶
NAD+
⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦延胡索酸酶
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
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糖的有氧氧化
概念 反应过程
（1）葡萄糖分解成丙酮酸 （2）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA （3）三羧酸循环及氧化磷酸化
调节 生理意义
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概念
糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指 在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成 H2O和CO2，并释放出能量的过程。是 机体主要供能方式。
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有氧氧化生成的ATP
H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的 同时ADP偶联磷酸化生成ATP。
[O] NADH+H+
[O] FADH2
H2O、2.5ATP H2O、1.5ATP
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有氧氧化生成的ATP
反应
第一阶段
胞质
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 1,3-二磷酸甘油酸
机制： 有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙
酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸; 缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞质
浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。
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无氧氧化和有氧氧化的区别
无氧氧化
有氧氧化
氧的参与 无
有
反应部位 胞质
胞质及线粒体
关键酶 3个
7个
ATP生成 底物水平磷酸化
底物水平磷酸化+氧化磷酸化
Metabolism of Carbohydrates
内容提纲
概述 糖的分解代谢
糖的无氧氧化 糖的有氧氧化 磷酸戊糖途径
糖原的合成与分解 糖异生作用 血糖及其调节
2
Contents
糖
的
分
01 糖的无氧氧化
解 代
02 糖的有氧氧化
03
谢
磷酸戊糖途径 04
糖醛酸途径
3
第三节 糖的有氧氧化
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
第二阶段 第三阶段
线 粒 体
丙酮酸 乙酰辅酶A
异柠檬酸 -酮戊二酸 -酮戊二酸 琥珀酰辅酶A
琥珀酰辅酶A
琥珀酸
琥珀酸 延胡索酸
苹果酸 草酰乙酸
合
计
辅酶
NAD+
NAD+ NAD+ NAD+
FAD NAD+
ATP产生
-1 -1 2.5(或1.5)×2 1×2 1×2 2.5×2 2.5×2 2.5×2 1×2 1.5×2 2.5×2
部位：细胞质及线粒体
6
糖的有氧氧化概况
O2 葡萄糖
胞质 O2
丙酮酸
线粒体
O2 H++e
H2O
乙酰CoA
6-磷酸 葡萄糖
丙酮酸
TAC CO2
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一、有氧氧化的反应过程
第一阶段：糖酵解（细胞质） 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧（线粒体） 第三阶段：三羧酸循环及氧化磷酸化
（线粒体）
8
1. 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA 总反应式: