糖酵解

EMP 小 结：
1、底物：1分子葡萄糖或葡萄糖单位 产物：2分子丙酮酸 2、三步不可逆反应（关键酶）： 己糖激酶 果糖磷酸激酶 别构酶 丙酮酸激酶 3、耗能：2分子或1分子ATP 产能：4分子ATP，净生成2或3分子ATP 4、细胞定位：细胞液 5、总反应： C6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2C3H4O3 + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
如从糖原开始酵解：
糖原（或淀粉）
磷酸化酶+H3PO4
葡糖磷酸变位酶 催化的变位机制
酶- P
+ 葡糖-1-磷酸
wk.baidu.com葡糖-1-磷酸
葡糖磷酸变位酶
酶 +
葡糖-6-磷酸
磷酸己糖异构酶
葡糖-1,6-二磷酸
果糖-6-磷酸
酶- P
+
葡糖-6-磷酸
2. 丙糖磷酸的生成：第四、五步－－果糖-1,6二磷酸分裂为两个丙糖磷酸 CH2-O- P CH2O- P C O C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2O- P
EMP中间产物磷酸化的意义： 从葡萄糖到丙酮酸，所有中间产物都是磷酸 化的，磷酸基团的功能有三个方面： ①在细胞内接近中性环境时，各中间物质为 带负电的极性物质，不会因扩散而漏出细胞膜， 使全部反应在胞液中进行； ②在形成ES复合物时，底物上的磷酸基团有 利于结合或识别酶； ③有利于保存和转移能量。
甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用机理如下图：
甘油醛-3-磷酸 脱氢酶作用机理
硫代半缩醛
硫酯
第七步：甘油酸-3-磷酸和第一个ATP生成
⑦
甘油酸磷酸 激酶 核糖
腺嘌呤
核糖
腺嘌呤
甘油酸-1,3-二磷酸
甘油酸-3-磷酸
底物水平磷酸化
第八步：甘油酸-2-磷酸的生成
⑧ 甘油酸磷酸 变位酶
甘油酸-3-磷酸
甘油酸-2-磷酸
甘油醛-3-磷酸
无机磷酸
甘油酸-1,3-二磷酸
甘油醛-3-磷酸脱氢酶： 分子量140 000，四个亚基，各紧密结合1分 子NAD+ 。 碘乙酸可强烈抑制此酶活性；砷酸盐可以与 磷酸竞争与酶结合，生成不稳定的1-砷-3-磷酸甘 油酸，破坏甘油酸-1,3-二磷酸的形成。
E-SH + ICH2COOE-S-CH2COO- + HI
D-甘油醛-3-磷酸
糖酵解的后续反应
3. 丙酮酸和ATP的生成—生成2个NADH, 4个ATP
NAD+ Pi NADH+H+
ADP ATP
脱氢酶
激酶
变 位 酶
ATP ADP H2O
丙酮酸激酶 丙酮酸
Mg或Mn 烯醇化酶
PEP
第六步：甘油酸-1,3-二磷酸的生成（氧化作用）
高 能 磷 酸 键
⑥
甘油醛-3-磷酸 脱氢酶
一、糖酵解（glycolysis）
（一）糖酵解的概念 葡萄糖经酶促作用降解成丙酮酸，并伴随 生成ATP的过程称为糖酵解，也称作EmbdenMeyerhof-Parnas途径，简称ＥＭＰ途径。 此过 程在细胞胞液中进行，是动物、植物和微生物 细胞中葡萄糖分解的共同代谢途径。
（二）酵解与发酵 发酵作用（fermentation）是指葡萄糖或其 他有机营养物通过厌氧呼吸降解获得能量，贮 存ATP的过程。根据产物不同，有乳酸发酵、 生醇发酵之分。 酵解与发酵均不需氧的参加，故统称为糖 的无氧分解；只是二者的最终产物不同。
（三）糖酵解过程
从葡萄糖或糖原开始至生成丙酮酸, 分别包 括10或11步连续的酶促步骤: 1. 己糖磷酸酯的生成 2. 丙糖磷酸的生成 3. 丙酮酸和ATP的生成
3个阶段
EMP的化学历程
第 己糖磷酸酯的生成 一 阶 段 丙糖磷酸的生成
第 二 阶 段
糖原（或淀粉） 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
第二节
糖的分解代谢
生物体内葡萄糖 ( 糖原 ) 的分解主要有三条途径: 1、酵解（有氧或无氧） ： 葡萄糖（Glucose）→丙酮酸（Pyr） 2、 三羧酸循环（有氧）: Glucose → CO2 + H2O 3、戊糖磷酸途径： Glucose → CO2 + H2O 此外, 还有乳酸发酵、生醇发酵及乙醛酸循环。
（八）、丙酮酸的去路
1、无氧条件下，生成乳酸
1）乳酸脱氢酶
2）辅酶 NADH+H+——来自甘油醛3-磷酸脱氢
CH3
乳酸脱氢酶（LDH）
CH3
CHOH
C O
COOH
丙酮酸
（12）
NADH+H+ NAD+
COOH
乳酸
1,3-二磷酸 甘油酸
（ 7）
3-磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸 甘油醛
2、无氧条件下，生成乙醇 1）丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶 2）NADH+H+——来自甘油醛3-磷酸脱氢
己糖激酶活性的调控 G-6-P是该酶的别构抑制剂 （反馈抑制）
丙酮酸激酶活性的调节 果糖-1,6-二磷酸是该酶的激活剂（前馈激活） 丙氨酸是该酶的别构抑制剂。酵解产物丙酮酸为 丙氨酸的生成提供了碳骨架。丙氨酸抑制丙酮 酸激酶的活性，可避免丙酮酸的过剩（反馈抑 制） ATP、乙酰CoA等也可抑制该酶活性，减弱酵解 作用（反馈抑制）
甘油酸磷酸变位酶的作用机理
+
第九步：烯醇式丙酮酸磷酸的生成
⑨
高能磷酸键
烯醇化酶
甘油酸-2-磷酸
烯醇式丙酮酸-2-磷酸
第十步：丙酮酸和第二个ATP的生成
高能磷酸键
⑩ 丙酮酸激酶※
核糖
腺嘌呤
烯醇式丙酮酸 磷酸
丙酮酸
核糖
腺嘌呤
底物水平磷酸化
丙酮酸激酶
自动
烯醇式结构 丙酮酸
酮式结构
丙酮酸激酶——第三个关键酶 + 1ATP 第三处不可逆反应
果糖-1,6-二磷酸
（4）
CH2OH
（5）
二羟丙 酮磷酸
醛缩酶
丙糖磷酸 异构酶
H-C=O H-C-OH CH2O- P
甘油醛3-磷酸
④ 醛缩酶
果糖-1,6-二磷酸
二羟丙酮磷酸
甘油醛3-磷酸
⑤
丙糖磷酸 异构酶
二羟丙酮磷酸
甘油醛-3-磷酸
果糖-1,6-二磷酸
醛缩酶
二羟丙酮磷酸
甘油醛-3-磷酸
丙糖磷酸异构酶
丙酮酸 脱羧酶
醇脱氢酶
3、有氧条件下，氧化成CO2和H2O 丙酮酸 线粒体 丙酮酸 三羧酸循环 乙酰CoASH CO2 ＋ H2O
（七）糖酵解的生物学意义
★提供能量；
是在不需要氧供应的条件下，产生ATP的一种供能 方式，其最主要的生理意义在于迅速提供能量（为厌氧 微生物和缺氧下某些组织细胞正常活动提供能量，如机 体缺氧、剧烈运动肌肉局部缺血等，能迅速获得能量）
★形成多种重要的中间产物，为其他生物合成 （如氨基酸、脂类等）提供原料； ★为葡萄糖的彻底氧化分解作准备。
若糖原的一个葡萄糖单位分解生成2个丙酮酸，则产生 3个ATP
（六）糖酵解反应速度的调控 ----3个关键酶 （1）果糖磷酸激酶是最关键的限速酶 （2）己糖激酶活性的调控 （3）丙酮酸激酶活性的调节
果糖磷酸激酶是最关键的限速酶 ADP、AMP、 β-D-果糖-2,6-二磷酸是别构激活 剂；ATP、H+是别构抑制剂 ATP／AMP比值对该酶括性的调节对细胞有重 要的生理意义 H+可抑制果糖磷酸激酶活性，它可防止肌肉中 形成过量乳酸而使血液酸中毒 柠檬酸可增加ATP对酶的抑制作用 β-D-果糖-2,6-二磷酸可消除ATP对酶的抑制效 应，使酶活化（控制酶构象转换）
第一步 ：葡萄糖磷酸化
①
己糖激酶※ （肝为葡萄糖激酶） 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸
（注：ATP的磷酸基团转移给接受体的反应都由 激酶催化，并需Mg2+）
不可逆反应，第一个关键反应，消耗1分子ATP
己糖激酶——第一个关键酶
部位 己糖激酶 普遍 （别构酶） 存在 葡萄糖激酶 肝或胰 细胞 km 0.1 mmol 底 物 抑制剂 G-6-P ADP 作用 EMP 途径
糖原合成维 持血糖水平
D-葡萄糖 D-果糖 D-甘露糖 D-葡萄糖
10mmol
第二步：葡萄糖-6-磷酸生成果糖-6-磷酸
② 己糖磷酸异构酶
葡萄糖-6-磷酸
果糖-6-磷酸
第三步：果糖-6-磷酸生成果糖-1,6-二磷酸
③
果糖磷酸激酶※
果糖-6-磷酸
果糖-1,6-二磷酸
（1）不可逆反应，第二个关键酶 （2） ∆ G0 ' = -14.2 kJ/mol －ATP （3）果糖磷酸激酶是EMP 中最关键的限速酶。
（四）糖酵解中的反应类型：
1. 磷酸转移 G + ATP → G-6-P + ADP 2. 磷酸移位 3-PG ←→2-PG 3. 异构化 DHAP ←→G-3-P 4. 脱水 2-PG ←→ PEP 5. 醇醛断裂 F-1,6-2P → DHAP + G-3-P
(五 ) 糖 酵 解 的 能 量 计 算
1，6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
葡萄糖
21，3-二磷酸甘油酸
第 丙酮酸与ATP的合成 三 阶 段
23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸 2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
1、己糖磷酸酯的生成——从葡萄糖开始经过三 步--消耗2个ATP，有2个不可逆反应
ATP ADP
异构酶
葡萄糖激酶
ATP 果糖磷 酸激酶 ADP