第五章 糖酵解

CH3C
（二）三羧酸循环化学途径
1.乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合形成柠檬酸
Citrate synthase 柠檬酸合酶
＊ ＊ CH3 C～SCoA O 乙酰辅酶A
+
O C COOH
＊ ＊ CH2 COOH
HO C COOH
柠檬酸
CH2 COOH H2O HSCoA CH2 COOH
草先乙酸
单向不可逆
2H
-----L－苹果酸脱氢酶

TCA中第四次氧化的步骤
乙 酰 CoA
草 酰 乙 酸 NADH NAD
+
檬 酸 柠檬酸合成酶 柠 顺 乌 头 酸
苹 果 酸
异 柠 檬 酸
TCA
延 胡 索 酸 FADH2 FAD 琥 珀 酸 琥 珀 酰 CoA GTP GDP Pi
NAD
+
异柠檬酸脱氢酶
戊 二 酸 α- 酮
NADH CO2 NAD
+
NADH CO2
TCA循环特点：
（1）进行部位：主要是线粒体
（2）关键酶：柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，-酮戊二酸脱氢酶系 （3）三羧酸循环：
4次脱氢（其中三次以NAD+为受氢体,一次以FAD为受氢体）
2次脱羧 3个关键酶 1次底物水平磷酸化 每循环一周产生12个ATP （4）三羧酸循环的中间产物不会因参与循环而被消耗， 但可以参加其他代谢而被消耗
6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸
嵌入线粒体内膜 COOH COOH 琥珀酸脱氢酶CH CH2 CH +FADH2 +FAD CH2 2H COOH COOH
琥珀酸 延胡索酸

TCA中第三次氧化的步骤


丙二酸为该酶的竞争性抑制剂
开始四碳酸之间的转变
7.延胡索酸被水化生成苹果酸
延胡索酸酶
8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸
有氧
核糖 +
磷酸戊糖途径
葡萄糖
酵解途径
H2O及CO2
丙酮酸
无氧
NADPH+H+
消化与吸收 糖异生途径
乳酸
淀粉
乳酸、氨基酸、甘油
第二节 糖的分解代谢
一、糖酵解
1 、概念：葡萄糖或糖原在无氧条件下分解成 乳酸的过程，成为糖的无氧氧化。此过程与酵 母菌的生醇发酵过程相似，又称为糖酵解。 2、过程： Ⅰ、葡萄糖分解成丙酮酸并伴随着ATP的生成 （糖酵解途径-EMP）（十步反应） Ⅱ、丙酮酸转变成乳酸(乳酸发酵)
异柠檬酸脱氢酶为第二个关键酶
5.琥珀酰COA转化成琥珀酸，并生成GTP
S COA GDP+ GTP+HSCOA CO COOH Pi CH2 CH2 CH2 琥珀酰COA合成酶 CH2
COOH 琥珀酰硫激酶
琥珀酰辅酶A
COOH
琥珀酸
TCA中唯一底物水平磷酸化直接产生高能磷酸化 合物的步骤 GTP+ADP GDP+ATP
P
CH2 O
P
CHO
CH2O
P
醛缩酶 (aldolase) CH2OH
C
O
+
CH
OH
CH2 O
P
1,6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
⑸ 磷酸丙糖的同分异构化
CH2 O C O
P
磷酸丙糖异构酶
CHO CH OH
CH2OH
CH2 O
P
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase)
己糖激酶与葡萄糖激酶的区别：
己糖激酶能催化一切己糖(如D-果糖、D-甘露糖等， 但对葡萄糖亲和力较大 )，存在于细菌、酵母及多种动 植物中；
葡萄糖激酶只能催化葡萄糖转变为 6-磷酸-葡萄糖， 只存在于肝脏，肌肉中没有。肝脏中的葡萄糖激酶量 比己糖激酶量高。
⑵ 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖
P O CH2
二、葡萄糖的有氧氧化
糖在有氧的条件下，彻底分解成H2O和CO2，同时释放出能 量的过程。
O2 O2 O
2
H 2O H+ + e
三羧酸循环 (3)
(1)
CO2
(2)
G
6-磷酸葡萄糖
丙酮酸
丙酮酸
乙酰CoA
胞液 葡萄糖有氧氧化概况
线粒体
有氧氧化反Байду номын сангаас过程 （一）葡萄糖分解成丙酮酸
（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A （三）乙酰辅酶A进入三羧酸循环
O=C O C
P
ADP
ATP
COOH C OH
OH
CH2 O
P
磷酸甘油酸激酶
CH2 O
P
1,3-二磷酸 甘油酸
3-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)
化学反应过程中，底物分子内部能量重新分布，生成高 能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程. 高能化合物类型
烯醇式磷酸化合物
酰基磷酸化合物 焦磷酸化合物 胍基磷酸化合物 硫酯键化合物
O=C O C
P
OH
CH2 O
P
1,3-二磷酸 甘油酸
甲硫键化合物
⑻ 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
COOH C OH
COOH C O
P
OH
CH2 O
P
磷酸甘油酸 变位酶
CH2
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase)
丙酮酸脱氢酶系--丙酮酸氧化脱羧酶系 丙酮酸硫辛酸氧化还原酶（ E1） 二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2） 二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）
丙酮酸氧化脱羧的总反应式：
O 丙 酮 酸 辅 酶A
丙 酮 酸 脱 氢 酶 系
+ CH3CCOOH + HS -C oA + NAD
O SCoA＋ CO2 ＋ NADH 乙 酰 辅 酶A
（一）、糖酵解的途径
⑴ 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
HO CH2 H HO O H OH H H H OH
P O CH2
ATP Mg2+ 己糖激酶 (hexokinase)
HO
ADP
H
O H OH H H
H OH
OH
OH
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)
丙酮酸的有氧氧化
（一）丙酮酸的氧化脱羧 （二）三羧酸循环的化学途径 （三）葡萄糖氧化分解所产生的能量
（四）三羧酸循环的生物学意义
（一）丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸脱氢酶系 CH3COCOOH + HS-CoA
NAD+ NADH+H+
CH3CO~SCoA CO2
辅助因子 焦磷酸硫胺素(TPP) 硫辛酸 FAD NAD+ CoA Mg2+
调节方式
② 共价修饰调节
(一) 己糖激酶或葡萄糖激酶
6- 磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝 葡萄糖激酶不受其抑制。 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。
（二） 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1) * 别构调节
别构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 别构抑制剂： 柠檬酸; ATP（高浓度）
草酰乙酸 -酮戊二酸
天冬氨酸 谷氨酸
草酰乙酸 CH3
丙酮酸
丙氨酸 COOH
C = O + CO2
COOH 丙酮酸
生物素 丙酮酸羧化酶
CH2
CO
COOH 草酰乙酸
（三）葡萄糖氧化分解所产生的能量
1、糖酵解：
1分子葡萄糖 2分子丙酮酸，共消耗了2个ATP，产 生了4 个ATP，
实际上净生成了2个ATP，同时产生2个NADH相当于6ATP 2、丙酮酸氧化脱羧：
途径
2、三羧酸循环是糖、脂、某些氨基酸代谢联系和互变的枢 纽
3、三羧酸循环是体内产生CO2和能量的主要机制之一
一分子葡萄糖经EMP和TCA彻底氧化成H2O、CO2，可生成 38个ATP 4、中间产物可以为其他物质的合成提供C骨架
三、磷酸戊糖途径

磷酸戊糖途径是糖酵解途径的一条旁路，所以又称 磷酸戊糖旁路。
磷酸己糖异构酶
----变位酶
磷酸果糖激酶 烯醇化酶
--------
丙酮酸激酶
糖酵解小结
⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ 糖酵解是一个不需氧的产能过程 ⑶ 反应全过程中有三步不可逆的反应
ATP ADP
G
F-6-P
己糖激酶 ATP ADP 磷酸果糖激酶-1 ADP ATP
G-6-P
F-1,6-2P 丙酮酸
PEP
丙酮酸 乙酰CoA，生成1个NADH，生成3ATP x 2
3、三羧酸循环： 乙酰CoA CO2和H2O，产生一个GTP（相当于ATP） 3个NADH和1个FADH2，共生成12ATP x 2 葡萄糖有氧分解共产生38个ATP
（四）三羧酸循环的生物学意义
1、三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质最终氧化的共同
柠檬酸合酶是一个调控酶，是柠檬酸循环中的限速酶
2.柠檬酸异构化生成异柠檬酸（顺乌头酸酶催化）
柠檬酸
顺乌头酸
异柠檬酸
3.异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸
COOH NAD+ NADH+H+ HO- CH CH-COOH Mg 2+ CH2 异柠檬酸脱氢酶 COOH Isocitrate 异柠檬酸 COOH H+ CO CH-COOH CH2 COOH dehydyogenase 草酰琥珀酸 COOH CO2 CO CH2 CH2 COOH α-酮戊二酸 TCA中第一次氧化作用、脱羧过程 三羧酸到二羧酸的转变

磷酸果糖激酶-1（PFK-1）特性： 1）需要二价金属离子Mg2+或Mn2+作为辅助因子； 2）别构酶：ATP是其别构抑制剂，柠檬酸、脂肪酸可 增强其抑制作用，ADP、AMP、无机磷是其别构激活 剂； 3）限速酶：糖酵解中最重要的限速酶。



⑷ 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖
CH2O C HO H H C C C O H OH OH
丙酮酸激酶
1mol 葡萄糖酵解过程中所产生的ATP mol数
反应 葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸 ATP mol数 -1 -1 +1×2 +1×2 +2
果糖-6-磷酸→果糖-1，6-二磷酸
甘油酸-1，3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸 烯醇式丙酮酸磷酸→丙酮酸
净产生ATP mol数
（二）、糖酵解的调节
① 己糖激酶 关键酶 ② 6-磷酸果糖激酶-1 ③ 丙酮酸激酶 ① 别构调节
（三）丙酮酸激酶
1. 别构调节 别构激活剂：1,6-二磷酸果糖 别构抑制剂：ATP, 丙氨酸 2. 共价修饰调节
（三）、糖酵解的生理意义
1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能 途径。 ① 无线粒体的细胞，如：红细胞 ② 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞
H HO O H OH H H H OH
OH
磷酸己糖异构酶
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P)
⑶ 6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖
ATP
ADP
Mg2+
磷酸果糖激酶-1
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖 F-1,6-2P)
磷酸果糖激酶-1(phosphfructokinase-1，PFK-1)
⑹ 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
CHO CH OH
Pi、NAD+
NADH+H+
O=C O C
P
OH
CH2 O
P
3-磷酸甘油醛脱氢酶
CH2 O
P
3-磷酸甘油醛
1,3-二磷酸 甘油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶
(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)
⑺ 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸

在胞浆中进行。
磷酸戊糖途径反应的主要特点是：6-磷酸葡萄糖直 接氧化脱氢和脱羧，脱氢酶的辅酶不是NAD+而是 NADP+，产生的NADPH+H+主要作为生物合成的 氢供体，而不是将氢传递给O2进行氧化；反应过 程中无ATP的产生与消耗。
G-6-P × 3 3NADP+ 6-磷酸葡萄糖 脱氢酶 3NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖酸内酯 × 3 6-磷酸葡萄糖酸 × 3 6-磷酸葡萄糖酸 3NADP+ 脱氢酶 3CO2 3NADPH+H+ 5-磷酸核酮糖 × 3 5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖 （5C） （5C） 7-磷酸景天糖 （7C） 4-磷酸赤藓糖 （4C） （3C） F-6-P（6C） 3-磷酸甘油醛
第五章 糖代谢
一、概述 二、糖的分解代谢 三、糖原合成与分解 四、糖异生 五、血糖及其调节
第一节 概 述
（一）糖的生理功能


1、氧化功能（最主要，16.7kJ/g） 能量供应顺序：糖类 脂肪 蛋白质 2、构成机体组织细胞 3、参与构成生物活性物质
（三）糖代谢的概况
糖原
糖原合成 肝糖原分解
ATP
硫酯键化合物
甲硫键化合物
⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP
COOH C O CH2
ADP
P
K+
Mg2+
ATP
COOH C=O CH3
丙酮酸激酶 (pyruvate kinase)
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
b
磷酸丙糖异构酶
己糖激酶
3-磷酸甘油醛脱氢酶
----磷酸甘油醛激酶
⑼ 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
COOH C O CH2
COOH
P
OH
C O
P + H 2O
烯醇化酶 (enolase)
CH2
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)
高能化合物类型
COOH
烯醇式磷酸化合物 酰基磷酸化合物
C O CH2
P
焦磷酸化合物 胍基磷酸化合物