[化学]第八章 糖代谢-有氧分解
八章糖代谢-资料
核酮糖
核酮糖
核酮糖
木酮糖
C2
核糖
木酮糖
C3 P
C3
C7 P
C4 P
C2
C3 P
木酮糖 C3 P
核糖
木酮糖
C6 P
C6 P
C6 P
C6 P
C6 P
6 6-磷酸-葡萄糖
6 H+ + 6 NADPH
氧
6 6-磷酸葡萄糖酸-δ-内酯
6 6-磷酸葡萄糖酸
6 HO2
化 阶 段
6 H+ + 6 NADPH 6
5-磷酸-核酮糖
HMP途径调控：限速酶是6-磷酸-葡萄糖脱氢酶，最重要的 调控因子是NADP+。
三 糖的合成代谢
自然界中糖的基本来源是绿色植物及光能细菌进行的光合 作用（Photosynthesis）
（一）蔗糖的合成
G-1-P + UTP ←→UDPG + PPi PPi + H2O → 2Pi
UDPG
C6H12O6 + 6H2O + 10NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4Pi 6CO2 + 10NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP G → CO2 + H2O 产生ATP 38 个（肌肉、神经组织中36个） [G] → CO2 + H2O 产生ATP 39个
TCA的生物学意义： 1. 是生物利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。 2. 是三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）转化的枢纽。 3. 提供多种化合物的碳骨架。
O
CO~ P
Phosphoglyceric kinase
生物化学第八章糖代谢II
N+
O
O
HC
CH
CH CH
OH OH
ATP (三磷酸腺苷)
ADP (二磷酸腺苷)
高能磷酸键
18
限速酶 / 关键酶 (rate-limiting enzyme / key enzyme)
1.催化非可逆反应 2.催化效率低 特 3.受激素或代谢物的调节 点 4.常是在整条途径中催化初始反应的酶 5.活性的改变可影响整个反应体系的速度
PEP →PA
底物水平磷酸化）
1,3-DPG→3-PG
(底物水平磷酸化）
关键酶
HK PFK1
PK
ATP
-ATP -ATP
+ATP*2 +ATP*2
1 mol 葡萄糖→ 2 mol 乳酸 + ？mol ATP
2 mol ATP
糖原中的1mol葡萄糖→2mol 乳酸 +？mol ATP 3 mol ATP
44
二、糖的有氧氧化 (aerobic oxidation)
概念 过程 意义 有氧氧化的调节
（一）糖有氧氧化的概念
糖的有氧氧化： 是指体内组织在有氧条件下，葡萄糖彻
底氧化分解生成CO2和H2O的过程。
C6H12O6 + 6O2
6 CO2 + 6 H2O + 36/38 ATP
有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多 数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。
TCA循环
⑶ 异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸
H2C COOH HC COOH
NAD+ H2C COOH HC COOH
H2C COOH CH2
磷酸二羟丙酮
OH
(dihydroxyacetone phosphate, DHAP)
生物化学第八章糖代谢
§2 糖的分解代谢
主要有以下途径: (一)糖的无氧酵解 (二)糖的有氧氧化 (三)乙醛酸循环 (四)戊糖磷酸途径
途径具体过程
提示
反应实质 个酶作用 进程变化 学习途径时要重点注意噢！
温馨提示
加油！！！
• 酵解过程要学好
• 首条途径很重要 • 总结经验找规律 • 后边学习基础牢
• 举一反三相比较 • 触类旁通有参照 • 事半功倍学的巧 • 一路轻松兴趣高
甘油酸-3-磷酸
磷酸甘油8反酸应变图位酶
甘油酸-2-磷酸
9、2-磷酸甘油酸脱水烯醇化
甘油酸-2-磷酸
烯醇化9反酶应图
磷酸烯醇式丙酮酸
9、2-磷酸甘油酸的脱水生成磷酸烯醇式丙 酮酸
烯醇化酶（enolase） 这一步反应也可看作分子内氧化还原反应，分子 内能量重新分布，又一次产生了高能磷酯键。
反应可以被氟离子抑制，取代天然情况下酶分 子上镁离子的位置，使酶失活。
细胞核
内质网 溶酶体
细胞膜
动物细胞
植物细胞
细胞壁 叶绿体
有色体 白色体 液体 晶体
葡萄糖的主要代谢途径
糖异生
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
第八章：糖代谢
§1 多糖和底聚糖的酶促降解 §2 糖的分解代谢 §3 糖的合成代谢
⑹氧化脱氢，产生 NADH+H+ （磷酸化，使用无机磷酸）
甘油醛-3-磷酸
无机磷酸
甘油醛-3-磷酸 脱氢酶
1,3-二磷酸甘油酸
产生 的 NADH+H+ 的氢，条件不同， H的去向不同，走进的途径不同。
第八章 糖代谢(1)
第八章糖代谢知识点：一、糖类的消化知识点：糖原的降解、淀粉的降解、了解体内血糖的来源与去路二、糖酵解知识点：糖酵解途径的发现历史及实验依据，糖酵解反应历程，限速步骤及其酶；能量结算；乙醇发酵和乳酸发酵的原理；糖酵解的意义三、有氧氧化知识点：丙酮酸脱氢酶系，TCA循环的步骤，ATP生成部位，脱氢，底物水平磷酸化位点，限速酶，意义四、磷酸己糖旁路知识点：磷酸戊糖途径的两个阶段，磷酸戊糖途径的生理意义。
五、糖异生知识点：糖异生途径；与糖酵解对照关键酶；糖异生的前体；生糖氨基酸；丙酮酸羧化支路；Cori循环；葡萄糖－丙氨酸循环六、糖原合成知识点：糖原合成酶、UDPG、分枝酶七、光合作用知识点：光合作用，光反应，暗反应，光合磷酸化，Calvin（卡尔文）循环八、代谢调节发酵知识点：代谢调节发酵的思路；甘油发酵原理；柠檬酸发酵原理五、糖类的消化知识点：糖原的降解、淀粉的降解、了解体内血糖的来源与去路选择题:1．催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是：A、R酶B、D酶C、Q酶D、α-1,6糖苷酶2．支链淀粉降解分支点由下列那个酶催化？A、α和β-淀粉酶B、Q酶C、淀粉磷酸化酶D、R-酶3．高等植物体内蔗糖水解由下列那种酶催化？A、转化酶B、磷酸蔗糖合成酶C、ADPG焦磷酸化酶D、蔗糖磷酸化酶4. α-淀粉酶的特征是：A、耐70℃左右的高温B、不耐70℃左右的高温C、在pH7.0时失活D、在pH3.3时活性高5．支链淀粉中的α-1,6支点数等于：A、非还原端总数B、非还原端总数减1C、还原端总数D、还原端总数减1填空题：1．α和β淀粉酶只能水解淀粉的键，所以不能够使支链淀粉彻底水解。
2．淀粉磷酸化酶催化淀粉降解的最初产物是。
3．淀粉的磷酸解通过降解α-1,4糖苷键，通过酶降解α-1,6糖苷键。
4、糖原的降解主要是糖原非还原性末端进行磷酸解，反应由糖原磷酸化酶和脱支酶共同催化生成1－磷酸葡萄糖。
问答题：简述体内血糖的来源和去路。
[王镜岩生物化学第三版笔记]第八章 糖代谢
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第八章 糖代谢自养生物 分解代谢糖代谢包括 异养生物 自养生物 合成代谢异养生物 能量转换（能源） 糖代谢的生物学功能物质转换（碳源）可转化成多种中间产物，这些中间产物可进一步转化成氨基酸、脂肪酸、核苷酸。
糖的磷酸衍生物可以构成多种重要的生物活性物质：NAD 、F AD 、DNA 、RNA 、A TP 。
分解代谢：酵解（共同途径）、三羧酸循环（最后氧化途径）、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
合成代谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。
分解代谢和合成代谢，受神经、激素、别构物调节控制。
第一节糖酵解 glycolysis一、 酵解与发酵1、 酵解 glycolysis （在细胞质中进行）酵解酶系统将Glc 降解成丙酮酸，并生成A TP 的过程。
它是动物、植物、微生物细胞中Glc 分解产生能量的共同代谢途径。
在好氧有机体中，丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环被彻底氧化成CO 2和H 2O ，产生的NADH 经呼吸链氧化而产生A TP 和水，所以酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。
若供氧不足，NADH 把丙酮酸还原成乳酸（乳酸发酵）。
2、 发酵fermentation厌氧有机体（酵母和其它微生物）把酵解产生的NADH 上的氢，传递给丙酮酸，生成乳酸，则称乳酸发酵。
若NAPH 中的氢传递给丙酮酸脱羧生成的乙醛，生成乙醇，此过程是酒精发酵。
、视网膜。
二、 糖酵解过程（EMP）Embden-Meyerhof Pathway ，1940在细胞质中进行1、反应步骤P79 图 13-1 酵解途径，三个不可逆步骤是调节位点。
（1）、 葡萄糖磷酸化形成G-6-P反应式此反应基本不可逆，调节位点。
△G0= - 4.0Kcal/mol使Glc活化，并以G-6-P形式将Glc限制在细胞内。
催化此反应的激酶有，已糖激酶和葡萄糖激酶。
激酶：催化A TP分子的磷酸基（r-磷酰基）转移到底物上的酶称激酶，一般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子，底物诱导的裂缝关闭现象似乎是激酶的共同特征。
生物化学总结下生科第八章糖代谢一名词
⽣物化学总结下⽣科第⼋章糖代谢⼀名词⽣物化学总结下————By ⽣科2005 狐狸Z第⼋章糖代谢⼀、名词解释：糖酵解途径：是指糖原或葡萄糖分⼦分解⾄⽣成丙酮酸的阶段。
是体内糖代谢的最主要的途径。
糖酵解：是指糖原或葡萄糖分⼦在⼈体组织中，经⽆氧分解为乳酸和少量ATP的过程，和酵母菌使葡萄⽣醇发酵的过程基本相同，故称为糖酵解作⽤。
糖的有氧氧化：指糖原或葡萄糖分⼦在有氧条件下彻底氧化成⽔和⼆氧化碳的过程。
巴斯德效应：指有氧氧化抑制⽣醇发酵的作⽤糖原储积症：是⼀类以组织中⼤量糖原堆积为特征的遗传性代谢病。
引起糖原堆积的原因是患者先天性缺乏与糖代谢有关的酶类。
底物循环：是指两种代谢物分别由不同的酶催化的单项互变过程。
催化这种单项不平衡反应的酶多为代谢途径中的限速酶。
乳酸循环：指肌⾁收缩时（尤其缺氧）产⽣⼤量乳酸，部分乳酸随尿排出，⼤部分经⾎液运到肝脏，通过糖异⽣作⽤和成肝糖原或葡萄糖补充⾎糖，⾎糖可在被肌⾁利⽤，这样形成的循环（肌⾁-肝-肌⾁）称为乳酸循环。
磷酸戊糖途径：指机体某些组织（如肝，脂肪组织等）以6－磷酸葡萄糖为起始物在6－磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6－磷酸葡萄糖酸进⽽代谢⽣成磷酸戊糖为中间代谢物的过程，⼜称为⼰糖磷酸⽀路。
糖蛋⽩：由糖链以共价键与肽链连接形成的结合蛋⽩质。
蛋⽩聚糖：由糖氨聚糖和蛋⽩质共价结合形成的复合物。
别构调节：指某些调节物能与酶的调节部位以次级键结合，使酶分⼦的构想发⽣改变，从⽽改变酶的活性，称为酶的别构调节。
共价修饰：指⼀种酶在另⼀种酶的催化下，通过共价键结合或⼀曲某种集团，从⽽改变酶的活性，由此实现对代谢的快速调节。
底物⽔平磷酸化：底物⽔平磷酸化指底物在脱氢或脱⽔时分⼦内能量重新分布形成的⾼能磷酸根直接转移ADP给⽣成ATP的⽅式。
激酶：使底物磷酸化，但必须由ATP提供磷酸基团催化，这样反应的酶称为激酶。
三羧酸循环：⼄辅酶A的⼄酰基部分是通过三羧酸循环，在有氧条件下彻底氧化为⼆氧化碳和⽔的。
生物化学糖类代谢糖的有氧氧化
NAD+
NADH+H+ H2C COOH
苹果酸脱氢酶 O C COOH
草酰乙酸
(oxaloacetate)
2021/3/12
22
CH2CO～SoA (乙酰辅酶A)
O C COOH 草酰乙酸
H2C COOH
2H
HO CHCOOH 苹果酸
H2C COOH
CH2 COOH HO-C COOH 柠檬酸
COA SH
O CH3-C-SCoA
NAD +
NNAADD+H+ +H+H+
9
（三）乙酰辅酶A进入TAC
三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle TCA循 环)又称柠檬酸循环(citric acid cycle) 或Krebs 循环(Krebs cycle)。
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成六碳三
⑷
NAD+
NADH+H+
+HSCoA
+CO2
succinyl CoA
GDP+Pi ⑸
HSCoA+GTP
琥珀酰CoA 合成酶
琥珀酸脱氢酶
⑹
2021/3/12 fumarate
FADH2
FAD
succinate
32
fumarate
延胡索酸酶
⑺ H2O
malate
NAD+ ⑻
NADH+H+
苹果酸脱氢酶
2021/3/12
2 1 ATP 2 7.5 ATP 2 1.5 ATP
总计：32ATP或30 ATP
糖有氧分解代谢途径
糖有氧分解代谢途径糖是人体中最重要的能量来源之一，它能够被分解为三种代谢产物：乳酸、乙醛和丙酮。
这些产物可以通过有氧和无氧代谢途径进行分解和利用。
在有氧条件下，糖会被完全分解为二氧化碳和水，并释放出大量的能量。
而在无氧条件下，糖只能被部分分解，产生少量的能量。
一、糖的有氧代谢途径1. 糖的有氧代谢途径概述糖的有氧代谢途径也称为三羧酸循环（TCA循环）或柠檬酸循环。
这个过程需要大量的氧气参与，主要发生在细胞线粒体内。
2. 糖的有氧代谢途径步骤首先，葡萄糖经过磷酸化反应变成葡萄糖-6-磷酸（G6P），然后通过各种反应逐渐转化为丙酮酸。
丙酮酸进入线粒体内，在TCA循环中被完全分解为二氧化碳和水，并释放出大量的能量。
这个过程中还会产生一些重要的物质，如ATP、NADH和FADH2等。
3. 糖的有氧代谢途径的意义糖的有氧代谢途径是人体中最主要的能量来源之一，它可以提供大量的ATP分子，维持人体正常的生命活动。
此外，有氧代谢还可以产生一些重要的物质，如NADH和FADH2等，这些物质在其他代谢过程中也发挥着重要作用。
二、糖的无氧代谢途径1. 糖的无氧代谢途径概述糖的无氧代谢途径也称为糖酵解或乳酸发酵。
这个过程不需要氧气参与，主要发生在细胞质内。
2. 糖的无氧代谢途径步骤首先，葡萄糖经过磷酸化反应变成G6P，在一系列反应下被转化为丙酮酸。
但由于没有足够的氧气参与，丙酮酸只能被部分分解成乳酸，并释放出少量能量。
3. 糖的无氧代谢途径的意义糖的无氧代谢途径可以在没有氧气的情况下产生少量能量，维持人体短时间内的生命活动。
此外，无氧代谢还可以产生一些重要物质，如乳酸和ATP等。
三、糖的分解与利用1. 糖分解的意义糖分解是将葡萄糖等碳水化合物转化为能量和其他重要物质的过程。
这个过程是人体正常生命活动所必需的。
2. 糖分解途径概述在有氧条件下，糖会通过TCA循环完全分解为二氧化碳和水，并释放出大量能量。
而在无氧条件下，糖只能被部分分解成乳酸，并释放出少量能量。
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Aerobic Oxidation of Carbohydrates
糖的有氧分解概念
指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成
H2O和CO2，并释出许多能量的过程。是机
体主要供能方式。
部位：胞液及线粒体
一、有氧分解的反应过程
G（Gn） 第一阶段：糖酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 第四阶段：氧化磷酸化 H2O [O] ATP ADP TCA循环 NADH+H+ FADH2 CO2 丙酮酸 胞液
CH3 乙酰CoA
2. 丙酮酸脱氢酶复合体的组成
HSCoA
NAD+
酶 E1：丙酮酸脱氢酶 E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶 E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶
辅助因子 TPP 硫辛酸 HSCoA FAD, NAD+
3. 丙酮酸脱氢酶复合体的辅助因子介绍：
Vitamin B1(Thiamine,硫胺素)的活性形式：焦磷酸 硫胺素（TPP）,是酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶的 辅基
硫辛酸（lipoic acid）
硫辛酸氧化型和还原型结构以及E2分子上的赖氨酸残基 结合。硫辛酸起转移酰基和传递氢的作用
-巯基乙胺
辅酶A （Coenzyme A ， CoA, HS~CoA)组成
4-磷酸泛酰巯基乙胺 除了参与HS~CoA外， 还是酰基载体蛋白 （ACP）的组成部分。 HS~CoA和 ACP都是 酰基转移酶的辅酶， 参与酰基转移作用。
4. 硫辛酰胺的生成
5. 反应特点
反应部位：线粒体 反应性质 ：氧化脱羧，产物为NADH+H+ 、CO2 和CH3CO~SCoA；不可逆反应(Go´=-39.5kJ/mol ) 丙酮酸脱氢酶复合体：三个酶和五个辅助因子 （TPP、LA、HS~CoA、FAD、NAD+），连续催 化，没有游离的中间产物，无副反应，该复合体活 性受到调节。
（二）三羧酸循环（第三阶段）
1. 三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)
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也称为柠檬酸循环，又称为Krebs循环 2. 反应部位：线粒体 3. 总反应: CH3CO~SCoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + HSCoA + GTP
泛酸
4 磷 酸 泛 酰 巯 基 乙 胺
-
异咯嗪
核醇
Vitamin B2 两种辅基形式：黄素单核苷酸（FMN）, 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。它们构成一类黄素 酶的辅基，起递氢作用。
4、反应过程
1. -羟乙基-TPP的生成
CO2
2.乙酰硫辛酰 胺的生成 NADH+H+ 5. NADH+H+ 的生成 NAD+ CoASH 3.乙酰CoA 的生成
6. 三羧酸循环的生理意义
是三大营养物质氧化分解的共同途径； 是三大营养物质代谢联系的枢纽； 为其它生物合成提供前体分子； 为呼吸链提供H+ + e，最终产生大量的ATP
二、 糖有氧分解生成的ATP
1、糖有氧氧化生成的ATP 的途径： H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同时 ADP偶联磷酸化生成ATP。 NADH+H+ FADH2 [O] 氧化磷酸化 [O] 氧化磷酸化
5、TCA小结
TCA部位：线粒体。 三羧酸循环的要点: – 消耗一分子乙酰CoA， – 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。 – 生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP。 关键酶：柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、 异柠檬酸脱氢酶 整个循环反应为不可逆反应
三、有氧分解的调节
③ CO2
ATP
FAD
GDP+Pi GTP
NADH+H+
④
⑤ CoASH CO2 CoASH
-酮戊二酸脱氢酶系—调节酶
-酮戊二酸脱氢酶系与丙酮酸脱氢酶系相 似, 即由-酮戊二酸脱氢酶E1、琥珀酰转 移酶E2和二氢硫辛酸脱氢酶E3，以及6种辅 因子, TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA和 Mg2+ 组成，但是在酶的结构和功能上则有 些差别。
乙酰CoA
线粒体
（一）丙酮酸的氧化脱羧（第二阶段）
1. 总反应式: 丙酮酸进入线粒体，氧化
脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。
COOH C=O
NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+
COOH SCoA C=O
丙酮酸脱氢酶复合体 CH3 丙酮酸 （pyruvate dehydrogenase complex）
H2O、3ATP
H2O、2ATP
2、葡萄糖有氧分解生成的ATP计算
反 第 一 阶 段 应 辅 酶 ATP 葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 → 1,6-双磷酸果糖 2×3-磷酸甘油醛→ 2×1,3-二磷酸甘油酸 2×1,3-二磷酸甘油酸→ 2×3-磷酸甘油酸 2 ×磷酸烯醇式丙酮酸 → 2×丙酮酸 2 ×丙酮酸→ 2 × 乙酰CoA 2×异柠檬酸 → 2 × α-酮戊二酸 2×α-酮戊二酸 → 2 × 琥珀酰CoA 2×琥珀酰CoA → 2 × 琥珀酸 2×琥珀酸 → 2 × 延胡索酸 2×苹果酸 → 2 × 草酰乙酸 FAD NAD+ NAD+ NAD+ NAD+
-1 -1
NAD+ 2× 3或2 × 2* 2×1 2×1 2×3 2×3 2×3 2×1 2×2 2×3 38(或36)ATP
第二阶段 第 三 阶 段
净生成
3、有氧分解的产能效率
葡萄糖体外燃烧： C6H12O6+ 6O2 6CO2 + 6H2O + 能 （2840kJ/mol） 葡萄糖体内氧化总反应： C6H12O6 + 38ADP + 38Pi + 6O2 38ATP + 6CO2 + 44H2O 38ATP= 30.5 38 = 1159kJ/mol 产能效率= 40%
4、反应过程
H2O
H2O
①
NADH+H+ NAD+ CoASH
②
H2O
②
ADP
①柠檬酸合酶 ②顺乌头酸酶 ③异柠檬酸脱氢酶 ④α-酮戊二酸脱氢酶复合体 GTP GDP ⑤琥珀酰CoA合成酶 核苷二磷酸激酶 ⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦ ⑦延胡索酸酶 ⑧苹果酸脱氢酶 H2O FADH2 ⑧ ⑥
NAD+
NADH+H+ NAD+