【正文】 （ 之二 ） 糖分解代謝主要途徑 ? 糖的無氧分解 ? 糖的有氧氧化 ? 乙醛酸循環(huán) ? 磷酸戊糖途徑 ? 其它已糖的代謝 一、糖的無氧分解 Derived from the Greek words： glycos lysis Glycolysis (一 )概念：糖的無氧分解是指： 體內(nèi)組織在無氧或缺氧情況下，葡萄糖或糖原在細(xì)胞質(zhì)中分解產(chǎn)生乳酸和少量 ATP的過程。 sugar(sweet) dissolution 乳酸與 ATP 的結(jié)構(gòu) : 乳 酸 （ lactate） A T P (三磷酸腺苷 ) POO HOH ONOC H2OO HO HPOO HNNNN H2OO HOPHO HCH 3 C C OO H～ ～ 糖的無氧氧化的過程及產(chǎn)物 : 丙酮酸 葡萄糖 乙醇：酵母菌、 植物 EMP途徑 乳酸：動物肌肉、 乳酸菌 無氧 有氧 CO2+H2O 糖酵解 定義：糖酵解是 在細(xì)胞質(zhì)中 ,酶將葡萄糖降解為丙酮酸并伴隨 ATP生成的過程。是一切有機體中普遍存在的 葡萄糖降解途徑。 1940年被闡明。 (研究歷史 ) Embden,Meyerhof,Parnas等人貢獻(xiàn)最多，故糖酵解過程一也叫 EmbdemMeyerhofParnas途徑，簡稱 EMP途徑。 在細(xì)胞質(zhì)中進行 （二）糖酵解過程 11個酶催化的 12步 反應(yīng) 第一階段： 磷酸已糖的生成 (活化 ) 三個階段 第二階段： 磷酸丙糖的生成 (裂解 ) 第三階段： 3磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸岵? 釋放能量 (氧化、轉(zhuǎn)能 ) 無氧氧化： 丙酮酸還原為乳酸 (還原 ) 糖 酵 解 過 程 : （ 1） 葡萄糖磷酸化生成 6磷酸葡萄糖 ATP glucose(G) HCCCCCCH2O HOH O HOH HH O HH O Hglucose6phosphate (G6P） HCCCCCCH2O HOH O HO HH O HH O H 已糖激酶 Mg2+ 這是酵解過程中的第一個調(diào)節(jié)酶 O P OOHOHADP 激酶（磷酸化、去磷酸化酶） 能夠在 ATP、 ADP和任何一種底物之間起催化作用，將 ATP上的磷酸基團轉(zhuǎn)移給底物 (使底物磷酸化）或?qū)⒌孜锷系牧姿峄鶊F轉(zhuǎn)移給 ADP(使底物去磷酸化 )的酶。 已糖激酶 (hexokinase) ： 已糖激酶有 4種同功酶，即 Ⅰ ～ Ⅳ 型 已糖激酶的分型 Ⅰ ～ Ⅲ 型 Ⅳ 型 中文名稱 已糖激酶 (HK) 葡萄糖激酶 (GK) 英 文 hexokinase glucokinase 存在范圍 在組織細(xì)胞中 僅在肝臟和胰腺 廣泛存在 β 細(xì)胞存在 與葡萄糖親和力 高 低 Km: : 10～ 100mmol/L 產(chǎn)物反饋抑制 有 無 激素調(diào)控 受激素調(diào)控 ATP與 Mg2+的相互作用： A T P (三磷酸腺苷 ) O HN+C HC HOC HCHC H2OO HPOOOOOOPCCCNC HN HCHNN H2POOOO HN+C HC HOC HCHC H2OO HPOOOOOOPCCCNC HN HCHNN H2POOOMg2+ Mg2+ HK與 G結(jié)合的 誘導(dǎo)契合作用： The conformation of hexokinase changes markedly on binding glucose (shown in red). The two lobes of the enzyme e together and surround the substrate. 葡萄糖磷酸化生成 6磷酸葡萄糖的意義： ，不能透過 細(xì)胞質(zhì)膜，因此是細(xì)胞的一種保糖機制 糖 酵 解 過 程 : （ 2） 6磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?6磷酸果糖 fructose6phosphate (F6P） O HCH2CCCCCH2OOOH HH O HH O HP OOHO H 磷酸已糖異構(gòu)酶 glucose6phosphate (G6P） HCCCCCCH2OOH O HOH HH O HH O HP OO HO H（ 3） 6磷酸果糖再磷酸化生成 1,6二磷酸果糖 1,6二磷酸果糖 (fructose1,6diphosphate) OCH2CCCCCH2OOOH HH O HH O HP OOHO HATP O P OOHOH 磷酸果糖激酶 1 （ PK 1 ） Mg2+ (F6P） O HCH2CCCCCH2OOOH HH O HH O HP OOHO H 糖酵解過程的第二個調(diào)節(jié)酶也是酵解中的限速酶 糖 酵 解 過 程 : ADP 限速酶 / 關(guān)鍵酶 (ratelimiting enzyme / key enzyme) 特點 EMP途徑的限速酶：磷酸果糖激酶 磷酸果糖激酶 (phosphofructokinase) 磷酸果糖激酶 是糖酵解三個調(diào)節(jié)酶中催化效率最低的酶 ,因此是糖酵解作用 限速酶。 變構(gòu)激活劑： 2,6二磷酸果糖 （ BPF） 變構(gòu)抑制劑： ATP、檸檬酸、 長鏈脂肪酸 AMP、 ADP 磷酸果糖激酶 p71 磷酸果糖己酶 ( PFG) 哺乳動物糖酵解途徑中最重要的調(diào)控酶 變構(gòu)酶（ 4個亞基構(gòu)成） 受高濃度 ATP的抑制 PH值可以調(diào)解（生物學(xué)意義） P71（ 防止乳酸，酸中毒） 3種同工酶磷酸果糖己酶 PFG A: 磷酸肌酸、檸檬酸、 Pi 抑制 PFG B: 2,3－二磷酸甘油酸 PFG C: 腺嘌呤核苷酸 糖 酵 解 過 程 : （ 4）磷酸丙糖的生成 p72 3磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮 O HC H 2C OCH 2 O P OOHOHO HHOCCHCH 2 O P OOHO Hfructose1,6diphosphate (F1,62P） CCCCCH2OOOH HH O HH O HCH2O P OOHOHP OOHO H 醛縮酶 醛縮酶的作用機理 糖 酵 解 過 程 : （ 5）磷酸丙糖的 互換 p72 磷酸二羥丙酮 (dihydroxyacetone phosphate) O HC H 2C OCH 2 O P OOHOHO HHOCCCH 2 O P OOHO H3磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3phosphate) 磷酸丙糖異構(gòu)酶 1,6二磷酸果糖 2 3磷酸甘油醛 糖 酵 解 過 程 : （ 6） 3磷 酸甘油醛氧化為 1,3二磷 酸甘油酸 p74 3磷酸甘油醛脫氫酶 3磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3phosphate) O HHOCCHCH2O P OOHO H糖酵解 中唯一的 脫氫反應(yīng) O HO OCCHCH2O P OOHO H1,3二磷酸甘油酸 1,3diphospho glycerae (1,3DPG) ～ P NAD＋ ＋ H3PO4 NADH+H+ 生物氧化 （氧化磷酸化和底物水平磷酸化： 生物體內(nèi) 有機 物質(zhì)氧化而產(chǎn)生大量能量的過程稱為 生物氧化 。 在底物脫氫被氧化時， 電子 或 氫原子 在呼吸鏈上的傳遞過程中伴隨 ADP磷酸化生成 ATP的作用，稱為 氧化磷酸化 。 在底物被氧化的過程中，底物分子內(nèi)部能量重新分布產(chǎn)生 高能磷酸鍵（或高能硫酯鍵） ，由此高能鍵提供能量使 ADP（或 GDP）磷酸化生成 ATP（或 GTP）的過程稱為 底物水平磷酸化 。 3磷酸甘油醛脫氫酶作用機理： p75 O HCHOCHCH 2O P O 3H 2 NAD+ 酶 SH NAD+ 酶 S O HCHO HCHCH 2O P O 3H 2 NADH+H+ 酶 S～ O HC= OCHCH 2O P O 3H 2 NAD+ 酶 S～ O HC= OCHCH 2 O P O 3 H 2NADH+H+ O ～ PO 3 H 2OO HCCHCH 2O P O 3H 2Pi + 此酶含巰基，碘乙酸可強烈抑制其活性 NAD+ 糖 酵 解 過 程 : （ 7） 1,3二磷 酸甘油酸 轉(zhuǎn)變 為 3磷 酸甘油酸 p76 3磷酸甘油酸激酶 HO HOOCCHCH2O P OOHO H 3磷酸甘油酸 (3phosphoglycerate) 這是糖酵解 中第一次 底物水平 磷酸化反應(yīng) ADP ATP O HO OCCHCH2O P OOHO H1,3二磷酸甘油酸 (1,3diphosphoglycerate) (1,3DPG) ～ P 糖 酵 解 過 程 : （ 8） 3磷 酸甘油酸 轉(zhuǎn)變 為 2磷 酸甘油酸 p77 3磷酸甘油 (3phosphoglycerate) HO HOOCCHCH2O P OOHO H磷酸甘油酸變位酶 2磷酸甘油酸 (2phosphoglycerate) OHHO OOCCHCH2O P OOHOH 糖 酵 解 過 程 : （ 9） 2磷 酸甘油酸 轉(zhuǎn)變 為 磷 酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate) OHOOCCCH2P+OOHOH2磷酸甘油酸 (2phosphoglycerate) HO HHOOOCCCH 2P OO HO H烯醇化酶 Mg2+或 Mn2+ 氟化物能與 Mg2+絡(luò) 合而抑制此酶活性 p7