糖的分解代谢

磷酸二羟丙酮
变 脱羧酶
2×NADH+ 2H+ 2×NAD+
为
2×丙酮酸
3-磷酸甘油醛 2×Pi
乙 醇 2×烯醇式丙酮酸 2×ATP
2×ADP
2×磷酸烯醇式丙酮酸
2× 2-磷酸甘油酸
2×1,3-二磷酸甘油酸 2×ADP
2×ATP 2× 3-磷酸甘油酸
2×H2O
糖酵解过程小结：
葡萄糖转变为乳酸：
葡萄糖 无氧或缺氧 2 乳酸 + 2 ATP 反应的条件： 无氧或缺氧
CO
HO C H
H C OH 醛缩酶
HC H2C
OH HO
O PO OH
fructose-1,6-diphosphate
(F-1,6-2P）
返回
HO
H2C
O PO
HO
CO
CH2 OH
磷酸二羟丙酮
H
O
C
HC OH HO
H2C O P O OH
3-磷酸甘油醛
糖酵解过程:
（5）磷酸丙糖的互换
HO
H2C
O PO
C OH CH2
烯醇式丙酮酸
(enolpyruvate)
糖酵解过程的第三个调节酶，
返回
也是第二次底物水平磷酸化反应
糖酵解过程:
（11）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸
COOH C OH CH2
自发进行
COOH CO CH3
烯醇式丙酮酸 (enolpyruvate)
丙酮酸 (pyruvate)
ADP
ATP
磷酸烯醇式丙酮酸
反应的部位： 细胞的胞浆 反应的底物： 葡萄糖/糖原
反应的产物： 乳酸、ATP
反应的特点： 一次脱氢、二次底物磷酸化
反应中间物：在葡萄糖与丙酮酸之间均为磷
返回
酸化合物
1-磷酸葡萄糖
Pi 糖原(Gn)
糖
Gn-1 ATP ADP
原
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
转
变
2×乳酸
为
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
化的调节
返回
（一）糖有氧氧化的概念
糖的有氧氧化：是指体内组织在有氧条件下， 葡萄糖彻底氧化分解生成CO2和 H2O的过程。
C6H12O6 + 6O2
6 CO2 + 6 H2O + 30/32 ATP
有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多 数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。
返回
糖酵解
乳酸
线粒体内
丙酮酸
丙酮酸激酶
返回
糖酵解过程:
（12） 丙酮酸还原为乳酸
O
O
乳酸脱氢酶
H3C C C OH
H3C
丙酮酸
(pyruvate)
NADH+H+ NAD +
OH O
C C OH
H
乳酸 (lactate)
返回
糖酵解小结： 1、糖酵解过程的11个酶
已糖激酶/葡萄糖激酶 磷酸已糖异构酶
磷酸果糖激酶-1
醛缩酶
H2C OH CO
H2C C
OH
-
O- P O
O OH
HO C H ATP
H C OH
ADP HO C H
Mg2+
H C OH
H C OH HO
磷酸果糖激酶-1
H2C O P O （PK- 1 ） OH
H C OH HO
H2C O P O OH
(F-6-P）
糖酵解过程的第二个调节酶
返回
也是酵解中的限速酶
第四阶段： 丙酮酸还原为乳酸(还原)
返回
糖酵解过程:
（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖
O
H
C
O
H
C
H C OH ATP
ADP
HO C H
Mg2+
H C OH H C OH
已糖激酶
H2C OH
glucose(G)
这是酵解过程中的 第一个调节酶
返回
H C OH
HO C H
H C OH
H C OOHH H2C OO- HP O OH
glucose-6-phosphate
(G-6-P）
葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖的意义：
1.葡萄糖磷酸化后容易参与反应 2.磷酸化后的葡萄糖带负电荷，不能透过
细胞质膜，因此是细胞的一种保糖机制
返回
糖酵解过程:
（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖
O
H
C
H C OH
H2C OH CO
HO C H
HO
CO
H
O
C
HC OH HO
CH2 OH
磷酸丙糖异构酶 H2C O P O
磷酸二羟丙酮
OH
(dihydroxyacetone phosphate)
3-磷酸甘油醛
(glyceraldehyde 3-phosphate)
1,6-二磷酸果糖
2× 3-磷酸甘油醛
返回
糖酵解过程:
（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
糖分解代谢主要途径
糖的无氧分解 糖的有氧氧化 乙醛酸循环 磷酸戊糖途径 其它已糖的代谢
一、糖的无氧分解
GlycolysisDerived from the Greek words：
glycos- sugar(sweet) lysis- dissolution
(一)概念：糖的无氧分解是指：
-
磷 酸
OH OH
OH OP O
OH O P O CH2
OH
OH OH
O OH
葡
OH HO 磷酸葡萄糖变位酶
OH
萄
1-磷酸葡萄糖
糖 (glucose-1-phosphate)
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
糖酵解过程中ATP的生成：
反应
ATP
葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖
-1
⑸ 磷酸二羟丙酮 → 3-磷酸甘油醛
⑹ 3-磷酸甘油醛 → 1,3-二磷酸甘油酸
⑺ 1,3-二磷酸甘油酸→ 3-磷酸甘油酸
2、糖酵解过程的12步反应：
⑻ 3-磷酸甘油酸 → 2-磷酸甘油酸
⑼ 2-磷酸甘油酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸 ⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸→ 烯醇式丙酮酸
⑾ 烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸
⑿ 丙酮酸
体内组织在无氧或缺氧情况下，葡萄糖或糖 原在胞浆中分解产生乳酸和少量ATP的过程， 也称糖酵解途径。
返回
乳酸与 ATP 的结构:
OH
乳酸
（lactate）
H3C CH COOH
NH2
N N
ATP
O
O
O
(三磷酸腺苷)
HO P ～O P～O P O CH2
N
O
N
OH
OH
OH
返回
OH OH
糖的无氧分解途径，亦称为EMP途径:
1,6-二磷酸果糖
(fructose-1,6-diphosphate)
限速酶 / 关键酶 (rate-limiting enzyme / key enzyme)
1.催化非可逆反应 2.催化效率低 特 3.受激素或代谢物的调节 点 4.常是在整条途径中催化初始反应的酶
5.活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向
R-C-CH2-O-H H
CHO H-C-OH C- R H-C + H2O H
5.缩合反应 返回
6C的酮糖
3C的醛糖 + 3C的酮糖
ATP ADP
ATP ADP
葡 萄 葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
糖
2×乳酸
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
转
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
变
2×NADH+ 2H+ 2×NAD+
乳
2×丙酮酸 2×NADH+ 2H+ 2×NAD+
2×Pi
酸
2×1,3-二磷酸甘油酸
2×烯醇式丙酮酸 2×ATP
2×ADP
2×ADP
2×磷酸烯醇式丙酮酸
2× 2-磷酸甘油酸
2×ATP 2× 3-磷酸甘油酸
2×H2O
糖 原 (Gn)
糖 原
H3PO4
分
磷酸化酶
解
生
糖 原 (Gn-1)
成
6 HO CH2 O
(1,3-DPG)
糖酵解过程:
（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸
O
C O-～ P
HC OH HO
ADP
ATP
H2C
O
PO OH
3-磷酸甘油酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸
(1,3diphosphoglycerate)
(1,3-DPG)
返回
这是糖酵解 中第一次 底物水平 磷酸化反应
O C OH
2-磷酸甘油酸
(2-phosphoglycerate)
返回
糖酵解过程:
（9） 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
O
C HC
H2C
OH OH
O PO
OH OH
H2O
烯醇化酶
Mg2+或Mn2+
O C OH C O-
OH
P+～ OP
CH2
OH
磷酸烯醇式丙酮酸
(phosphoenolpyruvate)
2-磷酸甘油酸
O CH
NAD＋＋H3PO4
O
NADH+H+ C O-～ P
HC OH
3-磷酸甘油醛脱氢酶
HO
H2C O P O OH
HC OH HO
H2C O P O OH
3-磷酸甘油醛
(glyceraldehyde 3-phosphate)
返回
糖酵解 中唯一的 脱氢反应
1,3-二磷酸甘油酸
1,3-diphospho-glycerae
6 - 磷酸果糖 → 1,6-二磷酸果糖 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
-1 2× 1 2× 1
1 mol 葡萄糖→ 2 mol 乳酸 + ？mol ATP
2 mol ATP
糖原中的1mol葡萄糖→2mol 乳酸 +？mol ATP 3 mol ATP
返回
磷酸丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸甘油酸激酶 烯醇化酶
磷酸甘油酸变位酶 丙酮酸激酶
乳酸脱氢酶
磷酸化酶*
磷酸葡萄糖变位酶*
返回
2、糖酵解过程的12步反应：
⑴ 葡萄糖
→ 6-磷酸葡萄糖
⑵ 6-磷酸葡萄糖 ⑶ 6-磷酸果糖
→ 6-磷酸果糖 → 1,6-二磷酸果糖
⑷ 1,6-二磷酸果糖 →磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛
→ 乳酸
⒀ 糖原 ⒁ 1-磷酸葡萄糖
→ 1-磷酸葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖
3、糖酵解过程的反应类型:
1.磷酸基转移反应
R-OH + ATP
OH
2.磷酸基移位 3.异构化作用
R-C-CH2-O- P H CH2OH C=O
H-C- R 4.脱水或脱氢反应 H-C-OH
H
R-O- P + ADP O- P
糖 酵
2×NAD+ 2×(NADH+H+ ) 人、动物、乳酸菌
解
与 发
C6H12O6
葡萄糖
2×CH3COCOOH
丙酮酸
酵
的
2×CO2
比 较
2×(NADH+2H×+)CH3CHO(乙醛)
2×NAD+
植物与酵母
返回
2×CH3CH2OH(乙醇)
糖酵解意义： 1.在无氧条件下迅速提供能量,供机体需要。
如:剧烈运动、人到高原 2.是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。
糖酵解过程的限速/调节酶：
酶的名称
已糖激酶
变构激活剂
Mg2+, Mn2+
变构抑制剂 G-6-P
*磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶
Mg2+, AMP, ADP, F-1,6-2P, F-2,6-2P
Mg2+, K+, F-1,6-2P
ATP，柠檬酸， 长链脂肪酸
ATP
返回
2×CH3CH(OH)COOH(乳酸)
为
2×丙酮酸
2×Pi
乳
2×1,3-二磷酸甘油酸
酸 2×烯醇式丙酮酸 2×ATP
2×ADP 2×ATP
2×ADP
2×磷酸烯醇式丙酮酸
2× 2-磷酸甘油酸
2× 3-磷酸甘油酸
2×H2O
ATP ADP
ATP ADP
葡 葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
萄
糖
2乙醛
转 丙酮酸 2CO2
2乙醇
HO C H
H C OH
H C OH
HC H2C
OH OH
O PO OH
磷酸已糖异构酶
H C OH HO
H2C O P O OH
glucose-6phosphate
(G-6-P）
fructose-6-phosphate
返回
(F-6-P）
糖酵解过程:
（3） 6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖
E： Embden；M: Meyerhof；P:Parnas
糖的无氧氧化的过程及产物:
乙醇：酵母菌、
EMP途径
葡萄糖
丙酮酸
返回
无
植物
氧
乳酸：动物肌肉、
有
乳酸菌
氧
CO2+H2O
（二）糖酵解过程
11个酶催化的12步反应
第一阶段： 磷酸已糖的生成(活化)
四
个
第二阶段： 磷酸丙糖的生成(裂解)
阶 段
第三阶段： 3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸并 释放能量(氧化、转能)
3.是某些病理情况下机体获得能量的方式。
4.是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用 大部分逆过程。
5.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径。
6.若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸 酸中毒。
返回
二、糖的有氧氧化 (aerobic oxidation)
概念
过程 意义 糖酵解和有氧氧
磷酸果糖激酶-1 (phosphofructokinase-1)
磷酸果糖激酶-1是糖酵解三个调节酶中催 化效率最低的酶,因此是糖酵解作用限速酶。
变构激活剂：2,6-二磷酸果糖 （BPF） AMP、ADP
变构抑制剂：ATP、柠檬酸、 长链脂肪酸
糖酵解过程:
（4）磷酸丙糖的生成
HO
H2C
O PO
HO
HC OH HO
H2C O P O OH
3-磷酸甘油酸
(3-phosphoglycerate)
糖酵解过程:
（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
O C OH
HC H2C
OH HO
磷酸甘油酸变位酶
O PO
OH
O
ຫໍສະໝຸດ BaiduC HC H2C
OH HO
O-- P O
OH OH
3-磷酸甘油
(3-phosphoglycerate)
(2-phosphoglycerate) 氟化物能与Mg2+络
合而抑制此酶活性
返回
糖酵解过程:
（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸
O
C O H OH
～ C O-
PP+ O
CH2
OH
磷酸烯醇式丙酮酸
(phosphoenolpyruvate)
ADP
ATP
Mg2+或Mn2+
O C OH
丙酮酸激酶
PK