【课件】碳水化合物代谢精品版

二、糖酵解过程概述
1、碳骨架的变化：

6 C糖(葡萄糖 ) 2个3 C糖(丙酮酸)
2、能量的变化
2 乳酸（酵解）
2 乙醇 ＋2 CO2 （发酵）
4ATP(总) 2ATP(消耗) 2ATP(净)
3、糖酵解中间产物都是磷酸化合物
（1）带有极性，不易随便出入细胞 （2）被酶识别，与酶结合 （3）传递能量，保存能量
6-磷酸葡萄糖 G-6-P
己糖激酶：
（1）专一性不强 (mannose/fructose) （2）受产物葡萄糖-6-磷酸和ADP抑制（变构抑制剂）
葡萄糖激酶（肝脏）：
（1）只作用于葡萄糖 （2）对葡萄糖的Km较大（与己糖激酶相比）
[葡萄糖] 较高时作用，G6P促进糖原合成 （3）不受产物葡萄糖-6-磷酸的抑制
意义： 活化葡萄糖；磷
酸化后葡萄糖无 法出细胞。 是细胞的保糖机 制。
葡萄糖与已糖激酶结合时的构象变化

结合前
结合后
（二）G-6-P异构化成果糖-6-磷酸
Conversion of Glucose-6-Phosphate to Fructose-6-Phosphate
2-O3POCH2
4
5 二羟丙酮磷酸
6 2 Pi
甘油醛-3-磷酸
9
磷酸烯醇式丙酮酸 2H2O
7
8
1,3-二磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
四、糖酵解第一阶段的反应机制
葡萄糖 2ADP 2NAD 2Pi
2丙酮酸 2ATP 2NADH 2H 2H2O
准备阶段-消耗ATP
葡萄糖
H
OH HO
H
OH
H OH
OH
6-磷酸葡萄糖 G-6-P
H－C＝O
CH2OH
| H－C－OH .
|
磷酸己糖
异构酶
HO－C－H
| C＝. O | HO－C－H
2-O3POCH2 O
CH2OH
| H－C－OH
| H－C－OH
H H HO OH
| H－C－OH
|
| H－C－OH
|
OH H
CH2OPO32-
3-磷酸甘油醛
① 该反应 在标准状况下是吸能反应
②
在生理条件下是放能反应，两个三碳糖不断被消耗
② 高等植物组织, 脊椎动物组织的醛缩酶不需要二价离子—— Aldolase-Ⅰ type
③ 许多微生物的(细菌、酵母、真菌及藻类)醛缩酶含Zn2+—— Aldolase-Ⅱ type
Mechanism of aldol醇醛 cleavage catalyzed by aldolases
ATP (1) 己糖激酶G 7.5 kcal / mol 活化 不可逆
葡萄糖-6-磷酸 (2) 磷酸葡萄糖异构酶 G 0.6 kcal / mol 异构 可逆
果糖-6-磷酸
ATP (3) 磷酸果糖激酶 G 5.0 kcal / mol 二次活化 不可逆
1,6-二磷酸果糖
(4) 醛缩酶G 0.3kcal / mol 裂解 可逆
（四）F-1,6-BP裂解 Cleavage of Fructose-1,6-Bisphosphate
C| H2OPO32-
C＝O | HO－C－H
醛缩酶
CH2OPO32| C＝O
| H－C－OH
|
|
+
CH2OH
H－C－OH
| CH2OPO32-
磷酸二羟丙酮
H－C＝O |
H－C－OH | CH2OPO32－
三、糖酵解和酒精发酵的全过程图解
乳酸
12 2 H＋
丙酮酸 13
11 2 CO2
H
烯醇式丙酮酸 10
2ATP 2ADP
ATP
1
ADP
2

葡萄糖
葡萄糖-6-P
14 2 H＋
CH2OH | CH3
乙醇
2 NAD＋
果糖-6-P 3
ATP ADP
果糖-1,6-二磷酸
CHO | CH3
乙醛
2 NADH＋H＋
引起的
Eduard Buchner
1897 榨酵母汁 蔗糖 Hans Buchner 和 Edward Buchner
发酵并不需要整个完 整细胞参与
Otto Fritz Meyerhof
Embden, Meyerhof, Parnas 等人贡献最多, 故糖酵解过程也叫
Embden-MeyerhofParnas途径, 简称 EMP途径.
Carbohydrate
Metabolism 2
Glycolysis
To teach is not to fill a vase but to light a fire
一 、糖酵解的研究历史 解释发酵现象的人 发现酵解本质的人 贡献最多的人

1822-1895
Louis Paster 发酵是由微生物
甘油醛-3-磷酸
二羟丙酮磷酸
(5) 丙糖磷酸异构酶G 0.6kcal / mol 异构 可逆
（一）葡萄糖的磷酸化 Phosphorylation of Glucose
‥
HOCH2
H
OH
ATP
ADP
2-O3POCH2
H
OH
OH H
HO
OH

Mg2+
OH H
HO
OH
H OH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ己糖激酶
H OH
葡萄糖 G
OH H
6-磷酸果糖
F-6-P
H H HO CH2OPO32-
OH H
1,6-二磷酸果糖 F-1,6-BP
磷酸果糖激酶-1 ① ATP抑制 ATP既是底物又是变构抑制剂。怎么实现？结合
部位不同。 ② AMP去除ATP抑制作用 通过 AMP/ATP 比值调节酶活性. ③ [H+]过高抑制酶活性 避免酸中毒。
CH2OPO32-
Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate
6-磷酸果糖
(open-chain form)
(open-chain form)
F-6-P
① 磷酸葡萄糖异构酶（磷酸果糖异构酶）异构时开环。 ② 可逆反应 ③ 使羰基从C1位转移到C2位上，C1位上-OH游离，为第
Fructose 1,6-bisphosphate is the aldol substrate.
Aldolases have an electron-withdrawing group (－X) that polarizes
二次磷酸化打基础
磷酸己糖异构酶催化机制

（三）F6P形成果糖-1,6-二磷酸 Phosphorylation of F6P to Fructose-1,6-Bisphosphate
2-O3POCH2 O OH
ATP
ADP

2-O3POCH2 O OH
H H HO CH2OH 6-磷酸果糖激酶-1