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第二节 糖酵解 glycolysis Louis Pasteur in his laboratory
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(Embden-Meyerhof Parnas pathway)
一. 糖酵解的概念 定义 指葡萄糖通过一系列步骤,降解成三碳化合物(丙酮酸)的过程。 糖酵解途径又称 EMP途径 (Embden-Meyerhof Parnas pathway)
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第一阶段 二. 糖酵解的过程 第一步:葡萄糖的磷酸化 激酶:催化将ATP上的磷酸基团转移到受体上的酶。激 酶都需要Mg2+作为辅助因子。
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二. 糖酵解的过程
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第一阶段 二. 糖酵解的过程 第二步:6-磷酸果糖的生成
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二. 糖酵解的过程 第三步:1, 6-二磷酸果糖的生成 第一阶段
二. 糖酵解的过程 第一阶段 第三步:1, 6-二磷酸果糖的生成 磷酸果糖激酶(PFK)是EMP途径的关键酶,其活性大小控制着整个途径的进程。
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二. 糖酵解的过程 第三步:1, 6-二磷酸果糖的生成 第一阶段
二. 糖酵解的过程 第一阶段 第三步:1, 6-二磷酸果糖的生成 磷酸果糖激酶(PFK)是EMP途径的关键酶,其活性大小控制着整个途径的进程。
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Phosphofructokinase with ADP shown in white and fructose-6-P in red
二. 糖酵解的过程 Phosphofructokinase with ADP shown in white and fructose-6-P in red
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碳链不变,但两头接上了磷酸基团,为断裂作好准备。
第一阶段 二. 糖酵解的过程 碳链不变,但两头接上了磷酸基团,为断裂作好准备。 消耗两个ATP。
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第二阶段 二. 糖酵解的过程 第四步:1,6-二磷酸果糖的裂解 1个己糖分裂成2个丙糖 —— 丙酮糖和丙醛糖,它们为同分异构体。
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第二阶段 二. 糖酵解的过程 第五步:磷酸丙糖的同分异构化 1分子二磷酸已糖裂解成2分子3-磷酸甘油醛。
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二. 糖酵解的过程 第六步:3-磷酸甘油醛氧化 第三阶段
二. 糖酵解的过程 第六步:3-磷酸甘油醛氧化 糖酵解过程中第一次产生高能磷酸键,并且产生了还原剂 NADH。催化此反应的酶是巯基酶,所以它可被碘乙酸(ICH2COOH)不可逆地抑制。故碘乙酸能抑制糖酵解。
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第三阶段 二. 糖酵解的过程 第七步:3-磷酸甘油酸和ATP的生成 糖酵解过程中第一次产生 ATP。
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第三阶段 二. 糖酵解的过程 醛氧化成羧酸 NAD+还原成NADH 糖酵解中第一次产生ATP
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第四阶段 二. 糖酵解的过程 第八步:3-磷酸甘油酸异构 Mg2+
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第四阶段 二. 糖酵解的过程 The phosphoglycerate mutase of wheat germ catalyzes an intramolecular phosphoryl transfer
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二. 糖酵解的过程 第九步:PEP的生成 Mg2+ 第四阶段
二. 糖酵解的过程 第九步:PEP的生成 Mg2+ 这一步其实是分子内的氧化还原,使分子中的能量重新分布,使能量集中,第二次产生了高能磷酸键。
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第四阶段 二. 糖酵解的过程 第十步:丙酮酸的生成 Mg2+ 或 K+ 糖酵解过程中第二次产生 ATP。
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二. 糖酵解的过程 Summary 通过分子内结构的调整, 生成了枢纽物质丙酮酸
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三. 糖酵解的能量计算
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要点: 三. 糖酵解的能量计算 1. 全过程:三个阶段,10步反应,需10种酶 2. 三个关键酶?不可逆反应!
三. 糖酵解的能量计算 要点: 1. 全过程:三个阶段,10步反应,需10种酶 2. 三个关键酶?不可逆反应! 3. 调节位点:已糖激酶 G-6-P; 磷酸果糖激酶 ATP、柠檬酸、脂肪酸; ADP、AMP; 丙酮酸激酶 乙酰CoA、ATP; ADP、AMP
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三. 糖酵解的能量计算 要点: 4. 定位:细胞质 5. 意义:产生少许能量,产生一些中简产物如,丙酮酸 和甘油等 6. 底物水平的磷酸化
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四. 糖酵解产物的去路 (1)在无氧或相对缺氧时 —— 发酵 有两种发酵:酒精发酵、乳酸发酵 酒精发酵:由葡萄糖 → 乙醇的过程
1. 丙酮酸的去路 四. 糖酵解产物的去路 (1)在无氧或相对缺氧时 —— 发酵 有两种发酵:酒精发酵、乳酸发酵 酒精发酵:由葡萄糖 → 乙醇的过程 丙酮酸脱羧酶需要TPP作为辅酶。
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1. 丙酮酸的去路 四. 糖酵解产物的去路 (1)在无氧或相对缺氧时 ——酒精发酵
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四. 糖酵解产物的去路 (2)在无氧或相对缺氧时 ——乳酸发酵 乳酸发酵:由葡萄糖 → 乳酸的过程 乳酸脱氢酶在动物体内有5种同工酶:
1. 丙酮酸的去路 四. 糖酵解产物的去路 (2)在无氧或相对缺氧时 ——乳酸发酵 乳酸发酵:由葡萄糖 → 乳酸的过程 乳酸脱氢酶在动物体内有5种同工酶: H4、H3M、H2M2、HM3、M4
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许多微生物常进行这种过程。此外,高等动物在氧不充足时,也可进行这条途径,如肌肉强烈运动时即产生大量乳酸。
1. 丙酮酸的去路 四. 糖酵解产物的去路 (2)在无氧或相对缺氧时 ——乳酸发酵 许多微生物常进行这种过程。此外,高等动物在氧不充足时,也可进行这条途径,如肌肉强烈运动时即产生大量乳酸。
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四. 糖酵解产物的去路 (3)在有氧条件下 —— 丙酮酸有氧氧化 丙酮酸被彻底氧化成CO2。 1. 丙酮酸的去路
四. 糖酵解产物的去路 (3)在有氧条件下 —— 丙酮酸有氧氧化 丙酮酸被彻底氧化成CO2。 这一过程在线粒体中进行。通过此过程可以使葡萄糖彻底降解、氧化成CO2。
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四. 糖酵解产物的去路 (1)在无氧或相对缺氧时 酒精发酵中:作为 乙醛 → 乙醇 的供氢体 乳酸发酵中:作为 丙酮酸 → 乳酸 的供氢体
2. NADH的去路 四. 糖酵解产物的去路 (1)在无氧或相对缺氧时 酒精发酵中:作为 乙醛 → 乙醇 的供氢体 乳酸发酵中:作为 丙酮酸 → 乳酸 的供氢体 ∴ 1分子葡萄糖通过无氧酵解,只能生成 2 个ATP
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原核生物中:1分子的NADH通过呼吸链可产生3个ATP,
四. 糖酵解产物的去路 (2)在有氧条件下 原核生物中:1分子的NADH通过呼吸链可产生3个ATP, ∴ 1分子葡萄糖通过有氧酵解,可生成 2 + 3×2 = 8 个ATP 真核生物中:在植物细胞或动物的肌细胞中,1分子 的NADH通过呼吸链可产生2个ATP。 ∴ 1分子葡萄糖通过有氧酵解,可生成 2 + 2×2 = 6 个ATP
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如丙酮酸可转变为氨基酸,磷酸二羟丙酮可合成甘油。
五. 糖酵解的生物学意义 1. 为生物体提供一定的能量 ; 2. 糖酵解的中间物为生物合成提供原料; 如丙酮酸可转变为氨基酸,磷酸二羟丙酮可合成甘油。 3. 为糖异生作用提供了基本途径。
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六. 糖酵解的调控 在代谢途径中,发生不可逆反应的地方常常是整个途径的调控部位,而催化这些反应的酶常常要受到调控,从而影响这些地方的反应速度,进而影响整个途径的进程。这些酶称该途径的关键酶。 在糖酵解中,有三种酶催化的不可逆反应 —— 己糖激酶、PFK、丙酮酸激酶。所以它们是关键酶。 这三种酶都是变构酶。
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