杨荣武生物化学原理南京大学糖酵解PPT课件

水解从非还原端开始 产物：
麦芽糖、极限糊精
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分支酶 5
糖原磷酸化酶 非还原断逐一切断α－1，4
糖原脱支酶（糖基转移酶） 非还原断逐一转移至α－1，4； 切断α－1，6
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二糖的酶水解
蔗糖+H2O 蔗糖酶 葡萄糖+果糖
麦芽糖酶
麦芽糖+H2O
2 葡萄糖
乳糖 +H--2O β-半乳糖苷酶 葡萄糖+半乳糖
2-脱氧葡萄糖-6-磷酸也能够与此酶的活性中心结合， 但由于不能形成烯二醇中间物，所以无法完成反应， 反而因为它占据活性中心而抑制酶的活性。
现已发现磷酸己糖异构酶是一种兼职蛋白，除了参与 糖酵解以外，它还是一种神经生长因子。
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第三步反应: 磷酸果糖的激活
FDP
糖酵解途径的限速步骤!！
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糖酵解第二次引发反应 ΔG 是一个大的负值，不可逆反应 受到高度的调控
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• 糖的吸收和转运
细胞膜
转运蛋白 （Transport protein）
+
Na G
+
Na
－葡萄糖转运系统
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糖的主要分解代谢途径
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
Байду номын сангаас
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
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糖酵解——EMP途径
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一、糖酵解的全部反应
糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP 生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄 糖降解的途径。该途径也称作EmbdenMeyethof-Parnas途径，简称ＥＭＰ途径。
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糖的消化、吸收和转运
• 糖的消化
淀粉的酶水解
α,β-淀粉酶：都能水解α-1、4苷键，但不能水解α-1、6苷键。 α-1、6葡萄糖苷酶：水解α-1、6苷键
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非还原端
α-淀粉酶 （主要在动物体中）
水解任何部位的α-1、4 糖苷键 产物： 糊精、寡糖、少量麦芽糖
还原端
极限糊精
β-淀粉酶 （主要在植物体中）
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葡萄糖在细胞内磷酸化以后不能再离开细胞
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已糖激酶 I、II、III
已糖激酶IV
别名
已糖激酶
葡糖激酶
分布
不同组织
肝脏
底物
G、F、M等
G
对G的亲和力 Km低，亲和力高 Km高，亲和力低
抑制
受G-6-P抑制
不受G-6-P抑制
用途
主要用于糖的分解 主要用于糖的合成
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己糖激酶----“诱导契合”学说的典型例子
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糖酵解的全部反应14
糖酵解的化学反应途径：共10步
第一步反应——葡萄糖的磷酸化
G6P
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己糖激酶或葡萄糖激酶 ΔG 是一个大的负值，不可逆反应 引发反应——ATP被消耗，以便后面得到更多的ATP
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☻ 葡萄糖的磷酸化至少有两个意义： 首先葡萄糖因此带上负电荷，极性猛增，很难再 从细胞中“逃逸”出去；其次葡萄糖由此变得不 稳定，有利于它在细胞内的进一步代谢。
•底物诱导的裂缝闭合现象是很多种激酶的共同特征，除了己糖激酶，在参与糖
酵解的其它几种激酶分子上也能够观测到。
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第二步反应:葡糖-6-磷酸异构化
F6P
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异构化反应，有不稳定的烯二醇中间体。通过此反应 ，酮基从1号位变到2号，为下一步磷酸化反应创造了 条件，也有利于后面由醛缩酶催化的C-3和C-4之间的 断裂反应。
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第四步反应: 果糖-1，6-二磷酸的裂解
DHAP
GAP
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两类醛缩酶
动物
其它生物
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第五步反应: 磷酸丙糖的异构化
磷酸丙糖异构酶
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TIM具有独特的防止副反应发 生的机制：
在反应中形成了磷酸烯二 醇中间物，酶的构象发生变 化，其分子上一段由10个氨 基酸残基组成的环像一个盖 子堵住了活性中心，致使烯 二醇中间物无法离开酶分子 ，形成丙二醛的可能性几乎 为零，而是异构化生成甘油 醛-3-磷酸。
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高能酰基磷酸键 高能硫酯键
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甘油醛-3-磷酸脱氢酶的抑制剂作用机理
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第七步反应: 甘油酸-1，3-二磷酸的底物水平磷酸化
3PG ☺ 这是一步底物水平的磷酸化反应 ☺ 红细胞内存在生成2,3-BPG的支路
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第八步反应: 甘油酸-3-磷酸的异构化
2PG
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☺ 不同来源的磷酸甘油酸变位酶具有不同的催化机制， 一类需要微量的甘油酸-2,3-二磷酸（2,3-BPG）作为辅 助因子，并需要活性中心的一个His残基；另一类则不 需要2,3-BPG，其变位实际上是甘油酸-3-磷酸分子内的 磷酸基团的转移，
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2，3-BPG
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来源于2，3-BPG
依赖于甘油酸-2,3-二磷酸的磷酸甘油酸变位酶的作用机制
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第九步反应: 甘油酸-2-磷酸的烯醇化
PEP
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☺ 甘油酸-2-磷酸上原子重排，形成具有较高的磷酸转移 势能的高能分子。
☺ 氟合物能够与Mg 2＋和磷酸基团形成络化物，而干扰甘 油酸-2-磷酸与烯醇化酶的结合从而抑制该酶的活性。
新陈代谢的主要过程
糖代谢：
合成：
单糖
多糖
分解：多糖
单糖
脂代谢：
合成：
甘油、脂肪酸
脂肪
分解：脂肪
甘油、脂肪酸
蛋白质代谢：
合成：
氨基酸
蛋白质
分解：蛋白质
氨基酸
核酸代谢：
合成：
核苷酸
核酸
分解：核酸
核苷酸 ·
遗传信息的传递 和表达（分子生物学）
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糖代谢
分解代谢 多糖降解 糖酵解 柠檬酸循环
合成代谢 光合作用 多糖合成 糖异生
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第十步反应: 烯醇式丙酮酸的底物水平磷酸化
Py
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第二步底物水平磷酸化，第三步不可逆反应。 产生两个ATP，可被视为糖酵解途径最后的能量回报。 ΔG为大的负值——受到调控!
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第六步反应:甘油醛-3-磷酸的氧化和磷酸化
醛 1,3-BPG
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☻ 整个糖酵解途径唯一的一步氧化还原反应 ☻ 产生1,3-BPG和NADH ☻ 为巯基酶，使用共价催化，碘代乙酸和有机汞（破坏巯基）能够
抑制此酶活性。 ☻ 砷酸在化学结构和化学性质与无机磷酸极为相似，因此可以代替
无机磷酸参加反应，形成甘油酸-1-砷酸-3-磷酸，但这样的产物 很不稳定，很快就自发地水解成为甘油酸-3-磷酸并产生热，无法 进入下一步底物水平磷酸化反应。由于甘油酸-1-砷酸-3-磷酸的 自发水解，将导致ATP合成受阻，影响细胞的正常代谢，这就是砷 酸有毒性的原因。
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概述
♪ 发生在所有的活细胞
♪ 位于细胞液
♪ 共有十步反应组成——在所有的细胞都相同，但 速率不同。
♪ 两个阶段：
i) 第一个阶段——引发阶段:
ii)
葡萄糖 →F-1,6-2P →2G-3-P -2ATP
iii) 第二个阶段——产能阶段：
iv)
产生2丙酮酸 + 4ATP + 2NADH
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糖酵解的两阶段反应