第八章糖代谢
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第8章_糖代谢 PPT课件
一、糖酵解
㈠、糖酵解的生物化学过程
糖酵解（glycolysis）是指在无氧条件下，把葡 萄糖转变为乳酸，并伴随生成ATP的过程。
糖酵解的底物一般为葡萄糖，全过程在细胞质 中进行，参与糖酵解各反应的酶都存在于细胞质 中。
① 此步不可逆
己糖激酶
激酶(kinase)：将ATP上的磷酸基团转移到受体上的酶。
硫辛酸 FAD
C2单位的氧化并转移 给CoA
氧化型硫辛酰胺的再 生
E1: 丙酮酸脱氢酶 E2:二氢硫辛酸转乙酰酶 E3: 二氢硫辛酸脱氢酶
E1 E2
E2
E3 E3
三羧酸循环（Krebs循环）
① 此步不可逆，为限速步骤 柠檬酸合成酶
② 乌头酸酶
③ 此步不可逆，为限速步骤 异柠檬酸脱氢酶
1、葡萄糖 → 6- 磷酸葡萄糖
葡萄糖
己糖激酶（肌肉）
己糖激酶 and 葡萄糖激酶（肝脏）
6-磷酸葡萄糖
2、 6- 磷酸葡萄糖 → 1- 磷酸葡萄糖
3、 1-磷酸葡萄糖 → UDPG UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖
UDPG 是生物体内重要的活化单糖，单糖必须 经过活化后才能用于寡糖和多糖的合成。
1-磷酸葡萄糖＋UTP
简答题 1、何谓糖酵解？糖酵解与糖异生途径有那些差异？糖酵解与糖的无氧 氧化有何关系? 2、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学意义何在？ 3、何谓底物水平磷酸化，举例说明。 4、为什么说三羧酸循环是糖、脂、蛋白质代谢的共同通路？ 5、为什么说6-磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的交叉点?
熟悉下列酶催化的反应 已糖激酶、磷酸果糖激酶、3- 磷酸甘油醛脱氢酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱 氢酶系、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α- 酮戊二酸脱氢酶系、琥珀酸脱 氢酶、苹果酸脱氢酶、6- 磷酸葡萄糖脱氢酶、6- 磷酸葡萄糖酸脱氢酶
第八章 糖代谢-PPT精品文档83页
第一个调控位点在丙酮酸脱氢酶复合物和糖异生的丙 酮酸羧化酶。乙酰辅酶A是前者的变构抑制剂、后者的变构 激活剂，所以如果线粒体中的燃料（乙酰辅酶A）过剩，异 生作用就加强，氧化作用减弱。
第二个调控位点是酵解的FPK-1和糖异生的 果糖-1,6-二磷酸酶，AMP是前者的变构激活剂， 后者的抑制剂。磷酸果糖激酶II催化果糖2,6-二 磷酸的生成，促进糖酵解，抑制糖异生。
NADH。只有在细胞溶胶中的[NADH]/[NAD]大于线粒体 中的[NADH]/[NAD]时，溶胶中的NADH才能进入线粒体。
三 羧 酸 循 环 是 物 质 代 谢 的 枢 纽
三羧酸循环的调控： 决定三羧酸循环的速度的因素有以下三个：
a 底物的可用浓度 所以乙酰CoA、草酰乙酸的浓度变化可
以影响三羧酸循环的速度。
CoA
丙酮酸脱氢酶复合物的活性调节： a: 产物及能量的变构调节： 当 [ATP]/[ADP]、[NADH]/[NAD+]和[acetylCoA]/CoA]
比例升高时，表示细胞中的能量和物质过剩，酶活性被ATP、 NADH+等变构抑制；当比例下降时，酶则被变构激活；
b： 可逆磷酸化作用的共价调节 脱氢酶复合物的E1上特定的Ser可被磷酸激酶磷酸化而 使整个酶的活性降低；这个磷酸基再被磷酸化酶水解后，酶 活性又可以恢复。
二、 糖酵解的放能阶段
6 . 3-磷酸甘油醛氧化成1,3-二磷酸甘油酸
(3-磷酸甘油醛脱氫酶)
这是糖酵解过程中第一次氧化脱氢并产生高 能磷酸化合物的反应。
7. 1,3-二磷酸甘油酸将磷酰基转移给ADP形成ATP
(磷酸甘油酸激酶)
这是糖酵解中第一次通过底物水平磷酸化产生ATP 的反应。
8. 3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸
第二个调控位点是酵解的FPK-1和糖异生的 果糖-1,6-二磷酸酶，AMP是前者的变构激活剂， 后者的抑制剂。磷酸果糖激酶II催化果糖2,6-二 磷酸的生成，促进糖酵解，抑制糖异生。
NADH。只有在细胞溶胶中的[NADH]/[NAD]大于线粒体 中的[NADH]/[NAD]时，溶胶中的NADH才能进入线粒体。
三 羧 酸 循 环 是 物 质 代 谢 的 枢 纽
三羧酸循环的调控： 决定三羧酸循环的速度的因素有以下三个：
a 底物的可用浓度 所以乙酰CoA、草酰乙酸的浓度变化可
以影响三羧酸循环的速度。
CoA
丙酮酸脱氢酶复合物的活性调节： a: 产物及能量的变构调节： 当 [ATP]/[ADP]、[NADH]/[NAD+]和[acetylCoA]/CoA]
比例升高时，表示细胞中的能量和物质过剩，酶活性被ATP、 NADH+等变构抑制；当比例下降时，酶则被变构激活；
b： 可逆磷酸化作用的共价调节 脱氢酶复合物的E1上特定的Ser可被磷酸激酶磷酸化而 使整个酶的活性降低；这个磷酸基再被磷酸化酶水解后，酶 活性又可以恢复。
二、 糖酵解的放能阶段
6 . 3-磷酸甘油醛氧化成1,3-二磷酸甘油酸
(3-磷酸甘油醛脱氫酶)
这是糖酵解过程中第一次氧化脱氢并产生高 能磷酸化合物的反应。
7. 1,3-二磷酸甘油酸将磷酰基转移给ADP形成ATP
(磷酸甘油酸激酶)
这是糖酵解中第一次通过底物水平磷酸化产生ATP 的反应。
8. 3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸
生物化学 第八章 糖代谢习题含答案
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 生物化学第八章糖代谢习题含答案第八章糖代谢习题一、是非题 1．判断下列关于戊糖磷酸途径的论述对或错：① 在这一代谢途径中可生成 5-磷酸核糖。
② 转醛酶的辅酶是 TPP，催化 -酮糖上的二碳单位转移到另一个醛糖上去。
③ 葡萄糖通过这一代谢途径可直接生成 ATP。
④ 这一代谢途径的中间物 4-磷酸赤藓糖，是合成芳香族氨基酸的起始物之一。
2．判断下列关于柠檬酸循环的论述对或错：① 此循环的第一个反应是乙酰 CoA 和草酰乙酸缩合生成柠檬酸② 此循环在细胞质中进行。
③ 琥珀酸脱氢酶的辅酶是 NAD+。
④ 该循环中有 GTP 生成。
3．判断下列关于光合作用的叙述对或错：① 光反应为暗反应提供 NADPH 和 ATP。
② 暗反应只能在无光的条件下进行。
③ 循环式光合磷酸化需要两个光反应系统参加。
④ 在三碳（Calvin）循环过程中， CO2 最初受体是 5-磷酸核酮糖。
4．判断下列关于己糖激酶和葡萄糖激酶的叙述对或错：1 / 16① 己糖激酶对葡萄糖的亲和力比葡萄糖激酶高 100 倍。
② 己糖激酶对底物的专一性比葡萄糖激酶差。
③ 6-磷酸葡萄糖对己糖激酶和葡萄糖激酶都有抑制作用。
④ 在肝和脑组织中既有己糖激酶也有葡萄糖激酶。
5．判断下列关于糖异生的叙述对或错：① 糖异生是酵解的逆转。
② 糖异生只在动物组织中发生。
③ 丙酮酸羧化酶激酶是糖异生的关键酶之一。
④ 凡能转变为丙酮酸的物质都是糖异生的前体。
6．判断下列关于乙醛酸循环的叙述对或错：① 异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶是乙醛酸循环中的两个关键酶。
② 许多植物和微生物能在乙酸环境中生活是因为它们细胞中有乙醛酸循环。
生物化学第八章糖代谢
第八章 糖代谢 (saccharometabolism) 糖是生物体内主要能源 生命过程 消耗能量
第八章：糖代谢
01
02
03
1 多糖和底聚糖的酶促降解
2 糖的分解代谢
3 糖的合成代谢
葡萄糖的主要代谢细胞定位
细胞膜
细胞质
线粒体
高尔基体
细胞核
内质网
溶酶体
细胞壁
叶绿体
有色体
白色体
液体
晶体
分泌物
01
02
03
04
糖酵解过程: 10步反应 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 能量转换发生在前10步. 可划分为两个主要阶段： 前五步为准备阶段，葡萄糖通过磷酸化、异构化裂解为三碳糖。每裂解一个已糖分子，共消耗2分子ATP。使己糖分子的1，6位磷酸化。最后形成一个共同的中间产物甘油醛-3-磷酸。 后五步为产生ATP的贮能阶段。磷酸三碳糖转变成丙酮酸，每分子三碳糖产生2分子ATP。 整个过程需要10种酶，这些酶都在细胞质中，所以 ， EMP途径的发生部位在细胞质中。
8反应图
甘油酸-3-磷酸
磷酸甘油酸变位酶
甘油酸-2-磷酸
9、2-磷酸甘油酸脱水烯醇化
9反应图 烯醇化酶 甘油酸-2-磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸
2-磷酸甘油酸的脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶（enolase） 这一步反应也可看作分子内氧化还原反应，分子内能量重新分布，又一次产生了高能磷酯键。 反应可以被氟离子抑制，取代天然情况下酶分子上镁离子的位置，使酶失活。
二次磷酸化。形成果糖-1，6-二磷酸。
该反应不可逆
酶：称为磷酸果糖激酶（PFK），
该酶需要Mg2+参加反应。
ATP可降低该酶对果糖-6-磷酸的亲和力，但ATP对该酶的这种变构抑制效应可被AMP解除。因此ATP/AMP的比例关系对此有明显的调节作用。H+对酶活性也有很大影响。
第八章糖代谢PPT课件
3.2 高能磷酸基团的转移
+ ADP
+ ATP
1,3-BPG
3-PG
高能磷酸化合物1，3-BPG在磷酸甘油酸激酶作用 下，通过底物水平磷酸化转变为ATP；因为每1mol 己糖代谢后生成2mol丙糖，所以在这个反应及随后 的放能反应中有2倍ATP产生
3.3 3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸
3-PG
砷酸盐破坏甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化产物 1， 3-二磷酸甘油酸的形成，砷酸盐代替磷酸与 GAP结合并氧化，所得1-砷酸-3-磷酸甘油酸 化合物不稳定，迅速水解生成3-磷酸甘油酸
在砷酸盐存在下，虽然酵解过程照样进行，但 是却没有形成高能磷酸键，由甘油醛-3-磷酸 氧化释放的能量未能与磷酸化偶联，因此，砷 酸盐起着解偶联的作用，即解除了氧化和磷酸 化的偶联作用
二、糖的分解代谢
糖代谢为生物体提供重要的碳源和能源，糖 的分解代谢是生物体的取能方式，实质上是 糖的氧化作用
糖酵解作用——无氧降解 Ⅰ.糖酵解概念与反应过程 Ⅱ.糖酵解作用的调控 Ⅲ.EMP的能量计算与意义
糖的分解代谢
葡萄糖
糖酵解途径
（有氧或无氧）
胞液
（无氧） 丙酮酸
（有氧）
乙酰 CoA 线粒体
ATP ADP
磷酸果糖 变位酶
糖 原 磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸
②. 磷酸丙糖的生成。（F-1,6-2P →2GAP）
CH2O P HC O HO CH H COH HO C
CH2O P 果糖-1,6-二磷酸
2.1 果糖-1,6-二磷酸的裂解
磷酸二羟丙酮 DHAP
3-磷酸甘油醛 GAP
2.2 丙糖磷酸的同分异构化
产
能 ③. 丙酮酸的生成。（2GAP →2Pyr） 阶
第八章糖代谢-有氧分解
NADH
异柠檬酸 – ATP
脱氢酶
+ ADP Ca2+
制前面反应中的酶
α-酮戊二酸
α-酮戊二酸
脱氢酶复合体 + Ca2+
④ 其他，如Ca2+可
琥珀酰CoA – 琥珀酰CoA NADH
激活许多酶
GTP
ATP
3. 有氧分解的调节特点
⑴ 有氧分解的调节通过对其关键酶的调节实现。 ⑵ ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节，其中
5、TCA小结
TCA部位：线粒体。 三羧酸循环的要点: – 消耗一分子乙酰CoA， – 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。 – 生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，
1分子GTP。 关键酶：柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、 异柠檬酸脱氢酶 整个循环反应为不可逆反应
3NADP+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
3NADP+3H+
CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7 4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C4 6-磷酸果糖
C3
C6
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
第一阶段 第二阶段
二、磷酸戊糖途径的调节
* 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性
第八章 糖代谢－有氧分解
Aerobic Oxidation of Carbohydrates
糖的有氧分解概念
指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成 H2O和CO2，并释出许多能量的过程。是机 体主要供能方式。 部位：胞液及线粒体
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ADP
1.3 1,6-二磷酸果糖的生成
P
ATP
ADP
果糖磷酸激酶PFK是EMP中第二个调节酶,并且是最 关键的限速酶，糖酵解速度决定于此酶的活性；催化 此途径中的第二个ATP磷酸化反应；反应不可逆；
➢ PFK是一种别/变构酶，ATP结合到此酶的调控部位， 降低该酶对F-6-P的亲和力，ATP对该酶的变构抑制 效应可被AMP解除，因此，ATP/AMP的比例关系 对此酶有明显的调节作用
The conformation of hexokinase changes markedly on binding glucose (shown in red). The two lobes of the enzyme come together and surround the substrate. p69
➢ PFK活性受H+的影响，当pH下降时H+对该酶有抑 制作用，可以阻止整个糖酵解途径的继续进行，从 而防止乳酸的继续形成，可防止血液pH的下降，有 利于避免酸中毒。
葡
果
葡
萄
果
糖
萄 糖
糖
糖
－
己己糖糖激激酶酶 － 磷酸己糖 －磷果酸糖果磷糖酸激激酶酶 1
6 异构酶 6
ATP ADP －
－
磷
磷
酸
酸
ATP ADP
产
能 ③. 丙酮酸的生成。（2GAP →2Pyr） 阶
段 3.1 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
CHO
COO～ P
CHOH+NAD++Pi
CHOH +NADH+H+
CH2OP
3-磷酸甘油醛 GAP
CH2OP
1，3-二磷酸甘油酸 1,3-BPG
GAP的氧化是EMP中唯一一次遇到的氧化作用，GAP
ATP 柠三檬羧酸酸/三 羧酸循循环环
乳酸 乙醇
CO2 H2O
Ⅰ.糖酵解作用(glycolysis)（Embden Meyerhof Parnas EMP）概念与反应过程
（一）概念：在无氧的条件下，葡萄糖或 糖原分解成丙酮酸，并释放少量能量的 过程称为糖的无氧分解。这一过程与酵 母菌使糖发酵的过程相似，又称为糖酵 解，简称EMP途径。
（二）反应部位：细胞液（胞浆） （三）EMP途径的生化历程—2个阶段
EMP途径的2个阶 段葡萄糖
丙酮酸
己糖 耗能阶段
激酶
产能阶段
耗能阶段 1. 己糖磷酸酯的生成（G →F-1,6-2P ）
2. 磷酸丙糖的生成（F-1,6-2P →2GAP）
1. 己糖磷酸酯的生成（G →F-1,6-2P ）
P
ATAPTP
1.2 己糖磷酸异构化G-6-P F-6-P
CH2OPO3H2 H OH
OH H
H2O3PO CH2 O CH2OH
磷酸己糖异构酶
OH
H
OH
OH
OH
OH H 己糖激酶
H OH
6－磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖 HO
己糖磷AD酸P 异构酶（磷酸葡萄糖异构酶ATP）
有Mg绝己对糖的磷酸底激酶物专一性和立体专M一g 性磷。酸果糖激酶
第八章糖代谢
本章主要介绍生物体内糖的新陈 代谢——分解代谢和合成代谢， 伴随物质代谢进行能量代谢。重 点掌握糖的主要分解代谢途径— —糖酵解、三羧酸循环、葡糖异 生作用；糖原的降解与生物合成； 糖代谢中的调节酶。
理解戊糖磷酸途径、乙醛酸循环。
第八章 糖代谢
一、糖代谢总论 二、糖的分解代谢 （1）糖酵解作用 （2）丙酮酸去路 （3）柠檬酸循环 （4）戊糖磷酸途径 （5）葡糖异生作用 （6）乙醛酸途径
相当于果糖-1,6-二磷酸裂解 为两分子的甘油醛-3-磷酸。
• 丙糖磷酸异构酶的催化反应是极其迅速 的，只要酶与底物分子一旦相互碰撞， 反应就即刻完成，因此任何加速丙糖磷 酸异构酶催化效率的措施都不能再提高 它的反应速度；又由于DHAP和GAP互 变异构极其迅速，因此这两种物质总是 维持在反应的平衡状态。在正常进行的 酶解系统里,易向生成GAP的方向转移.只 有转变成GAP 才能进入糖酵解途径。
生物小分子
一、糖代谢总论
糖代谢包括分解代谢和合成代谢。
动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖 的分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产 物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如 氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链 骨架
植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳 和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用 将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物）， 是自然界规模最大的一种能量转换过程
,
Байду номын сангаас6 － 二 磷
磷酸果糖
酸
变位酶
糖 原 磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸
②. 磷酸丙糖的生成。（F-1,6-2P →2GAP）
CH2O P HC O HO CH H COH HO C
CH2O P 果糖-1,6-二磷酸
2.1 果糖-1,6-二磷酸的裂解
磷酸二羟丙酮 DHAP
3-磷酸甘油醛 GAP
2.2 丙糖磷酸的同分异构化
三、葡聚糖（糖原、 淀粉）的代谢
（1）糖原的降解 （2）糖原的生物合成
（3）淀粉的水解
（4）淀粉的生
物合成
新陈代谢的概念:生物体与外界环境进行物质 交换和能量交换的全过程.
新陈代谢
生物小分子合成为 生物大分子 合成代谢 （同化作用）
需要能量 释放能量
能量 代谢
物质代谢
分解代谢 （异化作用） 生物大分子分解为
二、糖的分解代谢
糖代谢为生物体提供重要的碳源和能源，糖 的分解代谢是生物体的取能方式，实质上是 糖的氧化作用
糖酵解作用——无氧降解 Ⅰ.糖酵解概念与反应过程 Ⅱ.糖酵解作用的调控 Ⅲ.EMP的能量计算与意义
糖的分解代谢
葡萄糖
糖酵解途径
（有氧或无氧）
胞液
（无氧） 丙酮酸
（有氧）
乙酰 CoA 线粒体
ADP
1.1 葡萄糖磷酸化
葡萄糖G
葡萄糖-6-磷酸G-6-P
己糖激酶是EMP途径中第一个调节酶，催化第一个ATP磷酸化 反应基本上是不可逆的；这就保证了进入细胞内的G可立即被转 化为磷酸化形式；不但活化了G分子，还保证了G分子一旦进入 细胞就有效地被捕获，不会再透出胞外。
己糖激酶与葡萄糖 结合的诱导契合作用
的醛基氧化为羧基时，同时进行脱氢和磷酸化作用，并 引起分子内部能量重新分配，生成高能磷酸化合物1,3BPG ，脱下的氢为NAD+ 接受。甘油醛-3-磷酸脱氢酶的 作用是负协同效应
➢ 甘油醛-3-磷酸脱氢酶GAPDH具有4个亚基可以和4个NAD+ 结合，但结合常数不一样，结合NAD+后会引起酶构象变 化，酶结合了2个NAD+后再要结合第3、4个NAD+就不容 易了，实验发现此酶只能结合2个NAD+，即此酶只有一 半位点能与NAD+结合并起反应——半位反应性。