【管理资料】生物化学课件——第4章糖代谢汇编
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第一个底物水平磷酸化(substrate phosphorylation)
2. Generation of a second ATP ( 3 reactions )
第一个反应由磷酸甘油酸变位酶(phosphoglyceromutase) 催化 第二个反应由烯醇化酶(enolase)催化 第三个反应由丙酮酸激酶(pyruvate kinase)催化 这是第二个底物水平磷酸化(substrate-level phosphorylation)
二、糖酵解(glycolysis) 1. 糖酵解(glycolysis)
指机体缺氧时，葡萄糖经酵解途径生成的丙酮酸最终 转变为乳酸的过程。 2. 丙酮酸生成乳酸的反应
由乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase)催化。 由3-磷酸甘油醛氧化生成的NADH提供H原子，进行还原反应。 乳酸脱氢酶有多种同工酶，在不同组织发挥不同作用。
2. 丙酮酸激酶(Pyruvate kinase)
同时具有别构调节作用和共价修饰调节。 ATP是其主要的别构抑制剂。 丙氨酸也具有别构抑制作用。 磷酸化失活(共价修饰调节)。 1,6-双磷酸果糖是其别构激活剂。
3. 葡萄糖激酶或己糖激酶(Glucokinase or hexokinase)
己糖激酶被6-磷酸葡萄糖抑制，而葡萄糖激酶则不受其影响。 长链脂酰CoA对其有别构抑制作用。 Insulin可诱导基因转录，促进酶合成(酶含量调节)。 肝脏中葡萄糖激酶的Km值较高，为大脑及肌肉组织首先利用 葡萄糖提供了条件。
3. 6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate)
第二个磷酸化反应 由6-磷酸果糖激酶-1 (6-phosphofructokinase-1)催化
4. 1,6-二磷酸果糖分解为两分子磷酸丙糖(triose phosphate)
由醛缩酶(aldolase)催化 丙糖为磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛组成
3. 糖酵解的总反应
Glucose + 2Pi + 2ADP
Hale Waihona Puke Baidu
2lactate + 2ATP + 2H2O
4. 糖酵解的生理意义 主要是在机体缺氧时，能迅速提供能量。
第三节、糖的有氧氧化(aerobic oxidation)
指葡萄糖在有氧条件下彻底氧化生成CO2和H2O。 (一). 有氧氧化的反应
Fructose 6-phosphate
fructose 1,6-diphosphate
-1
2 1,3-Diphosphoglycerate
2 3-phosphoglycerate
+2
2 Phosphoenolpyruvate
2 pyruvate
+2
Net +2
Net reaction: Glucose + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ 2pyruvate + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
(三). 糖酵解途径的调节 糖酵解途径中有三个非平衡反应，催化这些反应的酶是
调节糖酵解途径流量的关键因素。
1. 磷酸果糖激酶(Phosphofructokinase)
是糖酵解途径中最重要的调节因素。 是一个四聚体酶(tetrameric enzyme)， 具有别构调节作用(allosteric effect)。 高浓度ATP可抑制其活性(别构抑制)。 可被AMP、ADP和双磷酸果糖激活。 可被柠檬酸抑制(负反馈)。
CHO
CHOH
+ NAD+ + Pi
CH2OPO3 2―
O C-O PO3 2― CHOH + NADH + H+
CH2OPO3 2―
O C-O PO3 2―
CHOH
O
phosphoglycerate kinase
+ ADP
C-O ― CHOH
+ ATP
CH2OPO3 2―
CH2OPO3 2―
3-磷酸甘油醛(3-PG)的氧化及磷酸化均由3-磷酸甘油醛脱氢 酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)催化
FG
F G The glycolytic pathway
糖酵解途径中ATP的消耗与产生 Consumption and generation of ATP in glycolysis
Reaction
ATP change per glucose
Glucose
glucose 6-phosphate
-1
生物化学课件——第4章糖代谢
小肠: a-葡萄糖苷酶水解麦
芽糖和麦芽三糖成葡萄糖
a临界糊精酶可水解a-1,4 和1,6糖苷键,将临界糊精和异麦
芽糖水解成葡萄糖
葡萄糖在小肠的主动转运示意图
第二节. 糖的无氧分解 section 2. Catabolism of glucose
糖的分解代谢
无氧氧化(糖酵解):G 6’-P-G 丙酮酸 乳酸 有氧氧化:G 6’-P-G 丙酮酸 …… CO2+H2O
两 个 丙 糖 之 间 可 在 磷 酸 丙 糖 异 构 酶 (triose phosphate isomerase)的作用下互变
第二阶段：2 steps, generate 1ATP respectively(4ATP in total) 1. Generation of the first ATP ( 2 reactions )
己糖激酶(hexokinase)催化, 需要Mg++为辅酶, 有多种同工酶 糖原葡萄糖基酵解时, 先形成1-磷酸葡萄糖, 再转换成6-磷酸 葡萄糖
2. 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate)
酮糖与醛糖之间的异 构化 由磷酸己糖异构酶 (phosphoglucose isomerase)催化
其中从葡萄糖到丙酮酸这段代谢途径为无氧氧化和有氧 氧化所共有，称为糖酵解途径(glycolytic pathway)
一 糖酵解途径的反应 分为两个阶段：
第一阶段：Glucose 2 triose phosphate 第二阶段：triose phosphate pyruvate + ATP
第一阶段：4 reactions 1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)
2. Generation of a second ATP ( 3 reactions )
第一个反应由磷酸甘油酸变位酶(phosphoglyceromutase) 催化 第二个反应由烯醇化酶(enolase)催化 第三个反应由丙酮酸激酶(pyruvate kinase)催化 这是第二个底物水平磷酸化(substrate-level phosphorylation)
二、糖酵解(glycolysis) 1. 糖酵解(glycolysis)
指机体缺氧时，葡萄糖经酵解途径生成的丙酮酸最终 转变为乳酸的过程。 2. 丙酮酸生成乳酸的反应
由乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase)催化。 由3-磷酸甘油醛氧化生成的NADH提供H原子，进行还原反应。 乳酸脱氢酶有多种同工酶，在不同组织发挥不同作用。
2. 丙酮酸激酶(Pyruvate kinase)
同时具有别构调节作用和共价修饰调节。 ATP是其主要的别构抑制剂。 丙氨酸也具有别构抑制作用。 磷酸化失活(共价修饰调节)。 1,6-双磷酸果糖是其别构激活剂。
3. 葡萄糖激酶或己糖激酶(Glucokinase or hexokinase)
己糖激酶被6-磷酸葡萄糖抑制，而葡萄糖激酶则不受其影响。 长链脂酰CoA对其有别构抑制作用。 Insulin可诱导基因转录，促进酶合成(酶含量调节)。 肝脏中葡萄糖激酶的Km值较高，为大脑及肌肉组织首先利用 葡萄糖提供了条件。
3. 6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate)
第二个磷酸化反应 由6-磷酸果糖激酶-1 (6-phosphofructokinase-1)催化
4. 1,6-二磷酸果糖分解为两分子磷酸丙糖(triose phosphate)
由醛缩酶(aldolase)催化 丙糖为磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛组成
3. 糖酵解的总反应
Glucose + 2Pi + 2ADP
Hale Waihona Puke Baidu
2lactate + 2ATP + 2H2O
4. 糖酵解的生理意义 主要是在机体缺氧时，能迅速提供能量。
第三节、糖的有氧氧化(aerobic oxidation)
指葡萄糖在有氧条件下彻底氧化生成CO2和H2O。 (一). 有氧氧化的反应
Fructose 6-phosphate
fructose 1,6-diphosphate
-1
2 1,3-Diphosphoglycerate
2 3-phosphoglycerate
+2
2 Phosphoenolpyruvate
2 pyruvate
+2
Net +2
Net reaction: Glucose + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ 2pyruvate + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
(三). 糖酵解途径的调节 糖酵解途径中有三个非平衡反应，催化这些反应的酶是
调节糖酵解途径流量的关键因素。
1. 磷酸果糖激酶(Phosphofructokinase)
是糖酵解途径中最重要的调节因素。 是一个四聚体酶(tetrameric enzyme)， 具有别构调节作用(allosteric effect)。 高浓度ATP可抑制其活性(别构抑制)。 可被AMP、ADP和双磷酸果糖激活。 可被柠檬酸抑制(负反馈)。
CHO
CHOH
+ NAD+ + Pi
CH2OPO3 2―
O C-O PO3 2― CHOH + NADH + H+
CH2OPO3 2―
O C-O PO3 2―
CHOH
O
phosphoglycerate kinase
+ ADP
C-O ― CHOH
+ ATP
CH2OPO3 2―
CH2OPO3 2―
3-磷酸甘油醛(3-PG)的氧化及磷酸化均由3-磷酸甘油醛脱氢 酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)催化
FG
F G The glycolytic pathway
糖酵解途径中ATP的消耗与产生 Consumption and generation of ATP in glycolysis
Reaction
ATP change per glucose
Glucose
glucose 6-phosphate
-1
生物化学课件——第4章糖代谢
小肠: a-葡萄糖苷酶水解麦
芽糖和麦芽三糖成葡萄糖
a临界糊精酶可水解a-1,4 和1,6糖苷键,将临界糊精和异麦
芽糖水解成葡萄糖
葡萄糖在小肠的主动转运示意图
第二节. 糖的无氧分解 section 2. Catabolism of glucose
糖的分解代谢
无氧氧化(糖酵解):G 6’-P-G 丙酮酸 乳酸 有氧氧化:G 6’-P-G 丙酮酸 …… CO2+H2O
两 个 丙 糖 之 间 可 在 磷 酸 丙 糖 异 构 酶 (triose phosphate isomerase)的作用下互变
第二阶段：2 steps, generate 1ATP respectively(4ATP in total) 1. Generation of the first ATP ( 2 reactions )
己糖激酶(hexokinase)催化, 需要Mg++为辅酶, 有多种同工酶 糖原葡萄糖基酵解时, 先形成1-磷酸葡萄糖, 再转换成6-磷酸 葡萄糖
2. 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate)
酮糖与醛糖之间的异 构化 由磷酸己糖异构酶 (phosphoglucose isomerase)催化
其中从葡萄糖到丙酮酸这段代谢途径为无氧氧化和有氧 氧化所共有，称为糖酵解途径(glycolytic pathway)
一 糖酵解途径的反应 分为两个阶段：
第一阶段：Glucose 2 triose phosphate 第二阶段：triose phosphate pyruvate + ATP
第一阶段：4 reactions 1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)