糖酵解第一阶段的反应机制葡萄糖的磷酸化

NADH + H+
NAD+
H3C CH2OH
丙酮酸脱羧酶
CH3
乙醇脱氢酶
丙酮酸
乙醛
乙醇
22.7 糖酵解作用的调节
1） 磷酸果糖激酶是关键：己糖激酶、磷酸果糖激酶 和丙 酮酸激酶催化的反应都是不可逆的 这三种酶都具有调节作用 果糖 -2 ， 6- 二磷酸对酵解的调节作用：是磷酸果糖激 酶强有力的变构激活剂 . 可提高果糖激酶与果糖-6-磷酸的 亲和力。 2） 己糖激酶和丙酮酸激酶对糖酵解的调节作用.
○
3-p-甘油酸 2-p-甘油酸
CHOH CH2OP COOH CHOP
○
CH2OH COOH
磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇式丙酮酸
CO---P CH2
○
COOH COH CH2
COOH
丙酮酸
C O CH3
COOH C O
CO2
HSCoA +NAD+
NADH2 NAD+
CH3
CO2 +NADH2
CHO
COOH
O C C H C H
O-
O C
O-
O H
+ NADH + H+
乳酸脱氢酶
H
HC C H
OH H
+ NAD+
丙酮酸
乳酸
无氧条件下，每分子萄萄糖代谢形成乳酸的总反应 ： C6H12O6+2ADP+2Pi →2C3H6O3+2ATP+2H2O
22.6.2 生成乙醇
O C C CH3 O O-
CO2
HC O
葡萄糖-6-p
果糖-6-p
O OH
○ CH2OP
果糖-1，6-2p
OH
二羟丙酮磷酸
甘油醛-3-p
CH2OP ○ C O CH2OH
CHO CHOH CH2OP ○
Glycolysis
CHO
甘油醛-3-p 1,3-2p-甘油酸
CHOH CH2OP
NAD+ NADH2
COOP CHOH
○
COOH
CH2OP
+ ATP
HO
磷酸果糖激酶
Mg2+
果糖—6—磷酸
CH2O3POH2 H H HO
CH2OPO3H2 O OH
+ ADP + H+
OH
H
果糖—1，6—二磷酸
糖酵解的反应机制
磷酸果糖激酶： 变构酶。 催化效率很低, 限速酶。 抑制：高浓度ATP抑制其活性，但可被 AMP解除。 pH下降时，即H+ 对酶有抑制作用。
甘油醛—3—磷酸 (GAP)
磷酸二羟丙酮 → 甘油醛-3-磷酸 丙糖磷酸异构酶催化
CH2OPO3H2 H C HO C H O C O
磷酸丙糖异构酶
H H C OH
CH2OPO3H2
二羟丙酮磷酸 (DHAP)
甘油醛—3—磷酸 (GAP)
22.4 糖酵解第二阶段---放能阶段的反应机制
甘油醛-3-磷酸氧化 → 1，3-二磷酸甘油酸 + NADH
O C H H C C H
O-
O C
O-
OPO3 2-
C
OPO3 2-
烯醇化酶
OH
H
C H
+ H2O
2—磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶：
氟化物是强烈的抑制剂。 氟与Mg2+和无机磷酸形成复合物，取代酶上镁离 子的位置。
磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸 ＋ATP
O O C C H C H H OPO3
SCoA C O CH3
CH3
NADH2 NAD+
HC OH CH3
CH2OH CH3
乳酸
乙酰-SCoA
Fermentation
乙醇
22.3 糖酵解第一阶段的反应机制
CH2OH H H O H
葡萄糖的磷酸化:
OH
OH
H OH
+ ATP
已糖激酶 + Mg2+
葡萄糖+ATP →葡萄糖-6-磷酸 +ADP
糖酵解作用的研究历史
1897年，Hans Bü chner 和Edward Bü chner兄 弟用酵母浸出液发酵。
发现：C6H12O6
→ 2CH3CH2OH+2CO2
Edward Buchner
糖酵解作用的研究历史
糖酵解作用的研究历史
Arthur Harden 和William Young 1905年研究酵母 榨汁的作用原理，发现磷酸参与到发酵过程。
糖酵解的反应机制
葡萄糖-6-磷酸异构化 → 果糖-6-磷酸
CH2OPO3H2 H H OH OH H OH H OH O H
磷酸葡萄糖异构酶
葡萄糖—6—磷酸
CH2O3POH2 H H OH
O OH
CH2OH
OH H
糖酵解的反应机制
果糖-6-磷酸 +ATP→ 果糖-1，6-二磷酸+ADP
CH2O3POH2 H H OH H CH2OH O OH
CH2OPO32-
1,3—二磷酸甘油酸
3—磷酸甘油酸
底物水平磷酸化
3-磷酸甘油酸 → 2-磷酸甘油酸
O C
O-
O C
O-
磷酸甘油酸变位酶
H C OH CH2OPO32-
H H
C C H
OPO32OH
3—磷酸甘油酸
2—磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶
2，3二磷酸甘油酸 中间产物
2-磷酸甘油酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸


22.7 其他六碳糖进入糖酵解途径
22.7.2 半乳糖 半乳糖血症 22.7.3 甘露糖 22.7.1 果糖

作业：
1. 什么是糖酵解？ 2. 糖酵解的主要反应都有哪些？ 3. 糖酵解有几处还原反应产生NADH, 说出反应过 程？ 4. 糖酵解有几处需能过程，是哪几步反应？ 5. 糖酵解有哪几处产能过程？ 6. 糖酵解的调节酶有哪些，最重要的是什么酶？
2-
OC
O-
ADP + Pi
ATP
C O H
丙酮酸激酶
H
C
磷酸烯醇式丙酮酸
底物水平磷酸化
丙酮酸激酶：
糖酵解途径中的重要变构调节酶。
抑制作用：ATP、长链脂肪酸、乙酰-CoA、 丙氨酸 激活作用：果糖1，6-二磷酸，磷酸烯醇式丙酮酸
22.5 由葡萄糖转变为两分子丙酮酸能量 转变的估算
反应 每分子葡糖ATP变化的分子数 -----------------------------------------------------葡萄糖→ 葡糖-6-p -1 果糖-6-p→ 果糖-1，6-2p -1 2× 1,3-2p-甘油酸→ 2×3-p-甘油酸 +2 2×磷酸烯醇式丙酮酸 →2×丙酮酸 +2 --------------------------------------------------总计 +2
H C H C OH O
+ NAD
+
+ Pi
甘油醛3—磷酸脱氢酶
CH2OPO3H2
O C H C
OPO3H2
OH
+
NADH
+ H+
CH2OPO3H2
1 ， 3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATP
O C H C OH OPO3
2-
O C
O-
+ADP
磷酸甘油酸激酶 Mg2+
H
C
OH
+ ATP
CH2OPO32-
H
OHΒιβλιοθήκη 葡萄糖CH2OPO3H2 H H OH OH H OH H OH O H
+ ADP
+ H+
葡萄糖—6—磷酸
糖酵解的反应机制
己糖激酶：
还催化其他六碳糖，D-甘露糖， D- 果糖、氨基萄糖 是调节酶： ATP 有强的竞争性抑制作用；
产物葡萄糖-6-磷酸，ADP使酶 受到变构抑制。 葡萄糖激酶：肝脏中，维持血糖
葡萄糖+ 2Pi +2ADP+ 2NAD+→
2丙酮酸+2ATP+2NADH +2H+ +2H2O
22.6 丙酮酸的去路 生成 乳酸 生成 乙醇 生成 乙酰-CoA
22.6.1生成乳酸
乳酸脱氢酶：哺乳动物有几种不同的亚基？临床上利用测定血液中LDH的比 例关系作为诊断心肌、肝脏等疾病的指标，原理?
糖酵解（ glycolysis）：在无氧条件下，葡萄糖进 行分解，形成2分子丙酮酸并提供能量。
22.1 糖酵解作用的研究历史
从历史的纪元开始，人们已经学会用酵母将葡萄糖发酵成
乙醇和CO2.酿酒、制造工业酒精 和面包制造。 对发酵的研究是在19 世纪后半叶才开始的。 对发酵现象的解释， 1854到1864年的10年间， Louis Paster 的观点占主要 地位。
糖酵解过程概述

发酵（fermentation）：
乙醇（乙醇发酵） 葡萄糖 →丙酮酸 （糖酵解）

乳酸（乳酸发酵）
糖酵解过程概述
糖的有氧氧化：
葡萄糖→丙酮酸 →乙酰-CoA （Krebs循环） →CO2 +H2O +ATP
Glycolysis
葡萄糖
OH
CH2OH O OH OH OH CH2OP ○ O OH CH2OP ○ OH OH OH O OH OH CH2OP ○ CH2OH
1，6—二磷酸果糖 发酵酶，不耐热，不能透析的酶 发酵辅酶，耐热，能透析。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、腺嘌磷核苷酸等 氟化物：3-磷酸甘油酸、2-磷酸甘油酸的积累 碘乙酸：1，6-二磷酸果糖的积累
22.2 糖酵解过程概述
葡萄糖 →3-磷酸甘油醛+磷酸二羟基丙酮
3-磷酸甘油醛 → 丙酮酸
在细胞质中进行
第22章 糖酵解作用
Glycolysis
内容提要
糖酵解作用的研究历史 糖酵解过程概述 糖酵解和酒精发酵的全过程 糖酵解的反应机制 丙酮酸的去路 糖酵解作用的调节

ATP的形成 葡萄糖 1） 有氧时：C6H12O6→CO2+H2O +ATP, 释放出 大量自由能 2） 无氧条件下:葡萄糖→丙酮酸+ 2 ATP
果糖-1，6-二磷酸 → 甘油醛-3-磷酸＋磷酸二羟基丙酮(二羟丙酮磷酸)
CH2OPO3H2 C HO H H C C C O CH2OPO3H2 H H O C H C OH
醛缩酶
OH HO OH
C C H
O H
CH2OPO3H2
CH2OPO3H2
果糖—1，6—二磷酸 (FBP)
二羟丙酮磷酸 (DHAP)