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第二十二章 糖酵解

第二十二章 糖酵解. 糖的生理功能 1 、结构物质 2 、 能量物质 3 、为其它物质合成提供碳骨架 4 、 功能物质. 结构物质. 1 、糖脂、糖蛋白构成生物膜 2 、核糖构成核酸 3 、抗体、酶、激素、受体均有糖. 功能物质. 保持水分 防止震动 信息传递 细胞识别 防止血液凝固. 只从糖代谢中获能的组织. 脑 视网膜 血红细胞 胚胎. 机体中所需的能量 70% 来自糖分解供能 糖供能没副作用 在无氧情况下糖也可供能. 来源. 淀粉（糖原） 1 、从食物中获取

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第二十二章 糖酵解

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Presentation Transcript

  1. 第二十二章 糖酵解

  2. 糖的生理功能 • 1、结构物质 • 2、能量物质 • 3、为其它物质合成提供碳骨架 • 4、功能物质

  3. 结构物质 1、糖脂、糖蛋白构成生物膜 2、核糖构成核酸 3、抗体、酶、激素、受体均有糖

  4. 功能物质 保持水分 防止震动 信息传递 细胞识别 防止血液凝固

  5. 只从糖代谢中获能的组织 脑 视网膜 血红细胞 胚胎 机体中所需的能量70%来自糖分解供能 糖供能没副作用 在无氧情况下糖也可供能

  6. 来源 淀粉（糖原） 1、从食物中获取 纤维素（反刍动物） 2、体内糖异生 （由非糖物质转化）

  7. 糖类物质进入体内（细胞内）的途径： 肠腔（多糖、寡糖及二糖分解为单糖）--------肠粘膜细胞------肠壁毛细血管--------肝静脉-------肝------血液（血糖）---组织

  8. 糖的转运 血液中的糖主要是葡萄糖，称为血糖。 血糖含量是体内糖代谢的一项重要指标 血糖浓度 80-120mg/100ml 正常 血糖浓度 > 160mg/100ml 高血糖 血糖浓度 < 70mg/100ml 低血糖 受很多激素调节，范围恒定

  9. 氧化分解 CO2, H2O, ATP 血糖 合成 糖原 转化 脂肪酸、氨基酸等

  10. 单糖 主要是葡萄糖 转移酶 去分枝酶 磷酸酶 糖代谢概况 多糖和低聚糖的酶促降解 1.胞外降解(水解过程) 细胞外 多糖和低聚糖 胞外水解酶 （淀粉酶、寡糖酶） 2.胞内降解（磷酸分解） 磷酸化酶 细胞内储备的 糖原或淀粉 活化、水解 断支链 活化、水解

  11. 如此复杂步骤的生物意义？ 有效地控制能量的产生，加以转化！ 原子能→电能 缓慢受控 糖化学键能→ATP化学能缓慢受控 产生生物合成所需的中间产物！

  12. “三羧酸循环” CO2 + H2O 有氧情况 “乙醛酸循环” 好氧生物 “糖酵解” 不需氧 “乳酸发酵” 缺氧情况 乳酸 葡萄糖 厌氧生物 “乳酸发酵”、“乙醇发酵” 乳酸或乙醇 “磷酸戊糖途径” 需氧 总论 丙酮酸 CO2 + H2O 重点

  13. 有氧呼吸 糖在有氧存在下分解为CO2、水和放出能量 • 无氧呼吸 糖的无氧分解过程 酵解、发酵

  14. 糖酵解（Glycolysis)——EMP途径 • 无氧条件下，1葡萄糖分解产生2丙酮酸，并伴随ATP生成的过程。 • 位置：细胞质 细胞质 丙酮酸 G→2丙酮酸 + 2NADH + 2ATP

  15. 一 、 糖酵解的研究历史 解释发酵现象的人 1854-1864 Louis Paster 发酵是由微生物引起的

  16. 发现酵解本质的人 1897 榨酵母汁 蔗糖 Hans Buchner 和 Eduard Buchner 发酵并不需要整个完整细胞参与

  17. 1897, Eduard Buchner (Germany), accidental observation : sucrose (as a preservative) was rapidly fermented into alcohol by cell-free yeast extract. The accepted view that fermentation is inextricably tied to living cells (i.e., the vitalistic dogma) was shaken and Biochemistry was born: Metabolism became chemistry!

  18. 1900s, Arthur Harden and William Young ：Piis needed for yeast juice to ferment glucose, a hexose diphosphate (fructose 1,6-bisphosphate) was isolated.

  19. 1900s, Arthur Harden and William Young (Great Britain) separated the yeast juice into two fractions: one heat-labile, nondialyzable zymase(enzymes)and the other heat-stable, dialyzablecozymase (metal ions, ATP, ADP, NAD+).

  20. 1910s-1930s, Gustav Embden and Otto Meyerhof(Germany), studied muscle and its extracts: • Reconstructed all the transformation steps from glycogen to lactic acid in vitro; revealed that many reactions of lactic acid (muscle) and alcohol (yeast) fermentations were the same! • Discovered that lactic acid is reconverted to carbohydrate in the presence of O2 (gluconeogenesis); observed that some phosphorylated compounds are energy-rich.

  21. Glycolysis was also known asEmbden-Meyerhof pathway. • The whole pathway of glycolysis (Glucose to pyruvate) was elucidated by the 1940s.

  22. ③活化 1，6-二磷酸果糖 P P 与酵解有关的物质： （1） 磷酸（磷酸酯）

  23. ①活化 ②异构 G 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 P P

  24. （2）辅酶（NAD+） （3）ADP、ATP及金属离子 （4）抑制剂（碘乙酸、氟化物）

  25. 二、糖酵解过程概述

  26. 1、碳骨架的变化： 6C糖 2个3C糖 葡萄糖 2 乳酸 或 葡萄糖 2 乙醇 + 2 CO2

  27. 2、能量的变化 酵解（产生乳酸） 2ATP 发酵 （产生酒精） 2ATP ADP+Pi ATP 吸能过程 物质代谢 放能过程

  28. ①活化 ②异构 ③活化 G 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖 1 4 6 1 P P 5 O C H C H O ④裂解 2 O 2 2 H 5 2 H O ⑤异构 3 6 4 3 P P P P P P P P P P P P 磷酸二羟丙酮 O H 磷酸甘油醛 H O ⑩产能 ⑦产能 ⑧异构 ⑨脱水 C O H H C O H OH O H C 2 1，3-二磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 + ⑥脱氢

  29. 3、糖酵解中间产物都是磷酸化合物 意义： （1）带有极性，不易随便出入细胞 （2）被酶识别，与酶结合 （3）传递能量

  30. 三、糖酵解过程全图 Glucose + 2 ADP + 2Pi + 2NAD+ 2 pyruvate + 2ATP + 2H2O + 2NADH + 2H+

  31. 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1， 6-二磷酸 丙酮酸 磷酸二 甘油醛 烯醇式丙酮酸 羟丙酮 + 3-磷酸 甘油酸-1，3-二磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 乙醇 乳酸 乙醛

  32. ①活化 ②异构 ③活化 G 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖 1 4 6 1 P P 5 O C H C H O ④裂解 2 O 2 2 H 5 2 H O ⑤异构 3 6 4 3 P P P P P P P P P P P P 磷酸二羟丙酮 O H 磷酸甘油醛 H O ⑩产能 ⑦产能 ⑧异构 ⑨脱水 C O H H C O H OH O H C 2 1，3-二磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 + ⑥脱氢

  33. 两个阶段： 1、准备阶段：消耗ATP 2、放能阶段：产生ATP 和NADH

  34. 四、糖酵解第一阶段的反应

  35. 1

  36. （一）葡萄糖的磷酸化 Phosphorylation of Glucose irreversible under intracellular conditions

  37. 己糖激酶 的作用需Mg2+（或其他二价离子）(hexokinase)

  38. Mg2+-ATP结合时的构象变化 使ATP与葡萄糖上的6位羟基靠近 Glucose Hexokinase Induced fit

  39. 己糖激酶： （1）专一性不强 (mannose/fructose) （2）受产物葡萄糖-6-磷酸和ADP抑制（变构抑制剂） 葡萄糖激酶（肝脏）： （1）只作用于葡萄糖 （2）对葡萄糖的Km较大（与己糖激酶相比） [葡萄糖] 较高时作用，G6P促进糖原合成 （3）不受产物葡萄糖-6-磷酸的抑制

  40. GG6P 意义：活化葡萄糖； 磷酸化后葡萄糖无法出细胞， ——是细胞的保糖机制。

  41. ① 己糖激酶 葡萄糖 G 6-磷酸葡萄糖 G-6-P

  42. （二）G6P异构化成果糖-6-磷酸Conversion of Glucose-6-Phosphate to Fructose-6-Phosphate ketose （F6P） Reversible aldose （G6P）

  43. 磷酸葡萄糖异构酶 磷酸果糖异构酶 异构时，开环 可逆 意义：使羰基从1位C上转移到2位C上， 1位C上-OH游离 ——为第二次磷酸化打基础

  44. ② 磷酸己糖异构酶 6-磷酸葡萄糖 G-6-P 6-磷酸果糖 F-6-P

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