糖酵解

磷酸果糖激酶
这一步反应是酵解中的关键反应。磷酸果糖激酶的活性决 定了酵解的速度。磷酸果糖激酶是分子量为3400的四聚体， 它是一个别构酶，ATP对此酶有抑制效应，在有柠檬酸、 脂肪酸时加强抑制效应。然而AMP、ADP或无机磷可消 除抑制，增加酶的活性
4.F－1,6－2P裂解成3－磷酸甘油醛 和磷酸二羟丙酮（DHAP）
糖酵解
3.D－甘露糖
已糖激酶 D－甘露糖+ATP 6-磷酸甘露糖+ADP+H+
6-磷酸甘露糖 6-磷酸果糖 磷酸甘露糖激酶
六.糖酵解的调节控制
1.糖酵解的最重要控制步骤是由磷酸果糖激酶(PFK)催化的不 可逆反应。 该酶的调节有多种途径： a. ATP／AMP：PFK被ATP变构抑制，但这种抑制作用被AMP逆 转，这使糖酵解对细胞能量需要得以应答。当ATP供应短缺 (和AMP充足) 时，加快酵解速度，于是能制造更多的ATP， 当已经有足够ATP时，酵解速度减慢。 b. 柠檬酸(citrate)：PFK也被柠檬酸循环的第一产物——柠 檬酸抑制。高水平的柠檬酸发出的信号是有足够的柠檬酸循环 中间体供应，因此不需要经糖酵解另外分解葡萄糖。 c.H+离子：磷酸果糖激酶被H+抑制，因此当PH显著下降时，糖 酵解速率降低。由此防止在缺氧的情况下形成过量的乳酸从而 防止医学上所谓的酸中毒（一种血液中pH中毒性的下降）
丙酮酸激酶
现已得到丙酮酸激酶，分子量是250000，是由66000的亚基 组成的四聚体。丙酮酸激酶是一个别构酶，酵解途径中的重 要调节酶。长链脂肪酸，乙酰COA，ATP和丙氨酸能抑制该 酶活性。1，6—二磷酸果糖活化此酶。
四. 丙酮酸的去路
1.变为乙酰CoA，进入三羧酸循环（在有氧条件下）
O 丙酮酸 辅酶A 丙酮酸脱氢酶系 O CH3C SCoA ＋ CO2 ＋ NADH 乙酰辅酶A
1－ 磷酸半乳糖尿苷酰转移酶 UDP－葡萄糖 UDP半乳糖
半乳糖
1－磷酸半乳糖
1－磷酸葡萄糖
磷酸葡萄糖变位酶
半乳糖激酶
6－磷酸葡萄糖
半乳糖血症指先天性缺乏1－磷酸半乳糖尿苷酸转移酶，可从 血液中缺乏此酶进行鉴定。 患者不能将1－磷酸半乳糖转化 成UDP—半乳糖，使半乳糖不能进入酵解途径，以致血中半 乳糖增多，引起半乳糖血，严重的导致半乳糖尿。患儿生长 迟缓，喝奶后呕吐、腹泻，肝肿大，黄疽，智力迟钝。若继 续摄取半乳糖，会因血液中毒致死。血液中毒物之一是半乳 糖醇，他是由半乳糖经还原酶还原而成。 在眼睛的晶体中， 半乳糖醇积累会造成白内障。吃没有半乳糖的膳食可改善健 康状况，但智力不能恢复。
7. 1，3－二磷酸甘油酸将磷酰基转 给ADP生成磷酸甘油酸和ATP
磷酸甘油酸激酶
底物水平磷酸化：ATP（GTP）的形成直接与一个代 谢中间物上的磷酸基因转移相偶联的作用
8.3－磷酸甘油酸变位形成2－磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶
9. 2－磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙 酮酸（PEP）
烯醇化酶
10. 磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给 ADP形成ATP和丙酮酸
F－1,6－2wk.baidu.com醛缩酶
5.磷酸三碳糖的同分异构化
磷酸丙糖异构酶
96%
4%
6. 3－磷酸甘油醛氧化成1，3－二磷酸 甘油酸
磷酸甘油醛脱氢酶
碘乙酸可强烈抑制磷酸甘油醛脱氢酶的活性，因为与酶的半胱氨酸 残基上的－SH反应。 砷酸盐（AsO43－）可以与H3PO4竞争同高能硫酯中间物结合，形成 不稳定的化合物1－砷－3磷酸甘油酸，它可以进一步分解产生3磷酸 甘油酸，但没有磷酸化作用。因此砷酸使这一步的氧化作用和磷酸 化作用解偶联。这是砷酸中毒的反应之一。
五.其它单糖进入酵解的途径
1. D－果糖
1.脂肪组织中 已糖激酶 D－果糖+ATP 6－磷酸果糖+ADP+H+ Mg2+ 2.肝细胞中 ATP ADP ATP ADP 1－磷酸果糖醛缩酶 D－果糖 1－磷酸果糖 甘油醛 3－磷酸甘油醛 ＋ 三碳糖激酶 果糖激酶 磷酸二羟丙酮
2.D－半乳糖
ATP ADP
3. 丙酮酸激酶的调控
1,6-二磷酸果糖使丙酮酸激酶活化，使其与磷酸果糖激酶 催化加速协调，接受大量代谢中间物，因此加速酵解。 酵解产物丙酮酸转氨合成的丙氨酸也可以别构抑制这个酶 的活性，这是生物合成前体过剩的信号。 丙酮酸激酶缺乏病人由于酵解产物不能进入三羧酸循环， 使酵解中间产物浓度增加，使红细胞中2,3－二磷酸甘油 酸浓度增高，而使血红蛋白与氧的亲和力非常低。由于 病人不能很好地进行酵解，ATP减少，因而降低Na＋， K+－ATP酶的活性，细胞无法维持正常离子浓度而肿胀， 裂解，造成溶血性贫血。
1. 糖是有机体重要的能源和碳源。糖分解产生 能量，可以供给有机体生命活动的需要，
2. 糖代谢的中间产物又可以转变成其他的含碳 化合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。 3. 糖的磷酸衍生物可以形成重要的生物活性物 质．如NAD、FAD、DNA、RNA、ATP等。
4. 糖蛋白、糖脂与细胞的免疫反应，识别作用 有关。
5.磷酸丙糖异构化
此阶段中，葡萄糖通过磷酸化分解成三碳糖，每 分解一个已糖分子消耗2分子的ATP。
后五步反应为产生产生ATP的贮能阶段，
6.甘油醛氧化；7.底物水平磷酸化
8.变位反应；9.烯醇化
10.再次底物水平磷酸化
磷酸三碳糖变成丙酮酸，每分子的三碳糖 产生2分子的ATP。
1. 葡萄糖磷酸化形成6－磷酸葡萄糖
已糖激酶
已糖激酶（分子量52000）以六碳糖为底物，其专 一性不强，不仅可以作用于葡萄糖，还可以作用于 D－果糖和D－甘露糖。已糖激酶像其他激酶一样， 需为Mg2+或其他二价金属如Mn2+所活化。
2. 6－磷酸葡萄糖转化成6－磷酸果糖
磷酸葡萄糖异构酶
3. 6－磷酸果糖磷酸化形成1,6－ 二磷酸果糖（ F－1,6－2P）
第二十二章：糖 酵 解
一. 糖酵解的研究历史
1897年，Hans Buchner和Eduard Buchner兄弟发现，酵母汁 可以把蔗糖变成酒精，证明了发酵可以在细胞以外进行 1905年ArhurHarden和WilliamYoung把酵母汁加入葡萄糖中， 发现发酵过程中无机磷酸盐逐渐消失，只有不断补充无机磷酸 盐才能使发酵速度不降低，因此推测发酵与无机磷将糖磷酸化 有关。他们还发现当将酵母汁透析或加热到50℃后，就会失去 发酵能力，当加热失活的酵母汁与透析失活的酵母汁混合后又 恢复了发酵能力。由此证明，发酵活性取决于两类物质，一类 是热不稳定的，不可透析的组称为酿酶，一类是热稳定，可透 析的组分称为辅酶，还有金属离子。 1940年，酵解的全过程才被全面了解。Gustar Embden和Otto Meyerhof等人发现肌肉中也存在着与酵母发酵十分类似的不 需氧的分解葡萄糖并产生能量的过程，他们称此为酵解过程； 因此有时称酵解为Embden—Meyerhof途径。
糖酵解：葡萄糖在酶促反应下生成丙酮酸并 伴随着ATP生成的过程。
酵解过程ATP的合成
葡萄糖酵解的总反应式为：
葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O
无氧情况下酵解共产生2分子的ATP，2分子NADH将H交给2分子 丙酮酸生成2分子乳酸。在有氧情况下，2分子NADH经呼吸链氧 化成H2O可产生6分子ATP，因此一分子葡萄糖酵解共产生8分子 ATP。 在某些组织，如骨骼肌、脑组织NADH进入线粒体要通过甘油磷 酸穿羧系统。细胞质中磷酸二羟丙酮被催化成3－磷酸甘油进入线 粒体重新氧化成磷酸二羟丙酮，但在线粒体中的3－磷酸甘油脱氢 酶的辅基是FAD，为此只产生2分子ATP。在这些组织中一分子葡 萄糖酵解共产生6分子ATP。（改错，P87）
课后问题
1.某一化合物是3－磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂。若该化合 物被加入以葡萄糖为惟一的底物肝细胞中，那么，它对糖 酵解中间产物的浓度有何影响?
2. 如果习题1中的底物是乳酸，那么，此抑制剂对糖酵解 途径中间产物的浓度影响又是怎么样？
3.什么因素阻碍糖酵解途径的中间产物脱离产生它的细胞? 4.果所有糖酵解途径中的酶，ATP、ADP、NAD＋和葡萄 糖一同在理想条件下培养，那么会产生丙酮酸吗? 5.哺乳动物细胞中，乳酸有何代谢去路？ 6.理论上下列个化合物，在糖酵解途径中通过底物水平磷 酸化作用而净产生最多ATP？1分子蔗糖，2分子葡萄糖， 或2分子果糖？
糖类代谢
二.糖酵解的概述 EMP途径的概念
• 糖酵解是指葡萄糖在酶促反应下生成 丙酮酸并伴随着ATP生成的过程。酵 解过程相关的酶都在细胞质中。 • 它是动物、植物、微生物细胞中葡萄 糖分解产生能量的共同代谢途径。
三.糖酵解过程
前五步为准备阶段：
1.葡萄糖磷酸化；2.磷酸已糖异构化；
3.再次磷酸化；4.果糖一1，6－二磷酸裂解；
d. 2,6-二磷酸果糖是磷酸果糖激酶的有效的别构活化剂， 它可以通过增加2，6-二磷酸果糖与酶的亲和力从而消除 ATP对酶的抑制效应，使酶活化。
2,6-二磷酸果糖是由磷酸果糖激酶2催化6—磷酸果糖磷酸 化而形成的。2,6-二磷酸果糖又可被果糖二磷酸酶2水解成 6-磷酸果糖。上述两个酶都是由相同的53000的多肽链组成， 只是由于一个丝氨酸残基磷酸化或去磷酸化而造成活性不 同。这种酶称为前后酶或双功能酶。 当葡萄糖缺少，高血糖激素导致双功能酶磷酸化，从而活 化果糖二磷酸酶2并抑制磷酸果糖激酶2的活性。使F-2,6BP水平降低，结果由于使磷酸果糖激酶活性减少而降低酵 解速度。 当葡萄糖含量丰富时，双功能酶失去磷酸基，导致果糖二 磷酸酶2的活性被激活，使F-2,6-BP水平升高，磷酸果糖激 酶被活化。P121
七.糖酵解的生物意义
1.糖酵解是生物界最普遍的代谢途径之一
2.糖酵解在缺氧的条件下提供能量的有效途径， 也是生物体在缺氧的条件下对能要求暂时适应 方式。 3.是进化过程中保存下来的一条原始代谢过程， 在有氧的条件下，糖酵解还是剧烈的进行。
小
结
1.不需氧的条件下，完成的一条代谢途径。
2.以NAD＋作为递H体 3.放能过程（能量少） 4.控制酵解过程的三个关键点 5.酵解的部位（细胞质） 6.所有的中间物都以磷酸酯形式存在
2.已糖激酶的调控
已糖激酶催化酵解的第一步不可逆步骤，它受葡萄糖 6－磷酸的抑制。而当磷酸果糖激酶（PFK）被抑制时， 果糖6－磷酸增加，同时葡萄糖6－磷酸也增加。因此 已糖激酶的抑制又加强了在PFK步骤的抑制作用。从 这里看，似乎已糖激酶应该是主要的控制酶，而不是 PFK。然而，已糖激酶反应的产物葡萄糖6－磷酸也能 进入糖原合成或戊糖磷酸途径。所以PFK催化的反应 才是主要的调控步骤。
第一部分
糖
代
谢
糖类代谢
第一节：糖的来源及生理作用 • 一.糖的来源
绿色植物和光合微生物的光合作用 和动物体内糖异生
叶绿体
糖类代谢
二.糖的中间代谢
• • • • • • 糖酵解途径 ( EMP) 三羧酸循环 (TCA) 磷酸戊糖途径 (HMP) 糖异生作用 植物体内乙醛酸循环 糖原的合成与分解
二. 糖的作用
+ CH3CCOOH + HS-CoA + NAD
2.生成乳酸（在无氧或暂时缺氧条件下）
乳酸脱氢酶
3.转化为乙醇（酵母菌或其它微生物中）
丙酮酸脱羧酶
丙酮酸＋H＋
乙醛＋CO2
醇脱氢酶
乙醛＋NADH＋H＋
乙醇＋NAD＋
酵解与发酵概念的区别
发酵（fermentation): 厌氧有机体（如酵母
或其他微生物）把酵解生成的NADH中的氢交给丙酮 酸脱羧生成的乙醛，使之形成乙醇。这个过程称为 酒精发酵。若将氢交给丙酮酸生成的乳酸，则是乳 酸发酵。