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《糖酵解TCA》PPT课件
己糖激酶特性：
① 需要二价金属离子如Mg2+或Mn2+作为辅助因 子，己糖激酶才有活性；
② 别构酶：G-6-P和ATP是其别构抑制剂； ③ 同工酶：分布很广，动植物及微生物细胞中
均有； ④ 专一性：不强，能催化许多六碳糖，如D-果
糖、D-甘露糖等，但对葡萄糖亲和力较大； ⑤ 糖酵解的第一个调节酶（限速酶）。
其中一部分通过
磷酸化储存在 ATP中。
重点： ①酵解途径。 ②三羧酸循环的途径。 难点： ①计算酵解途径中ATP的量及能量利用效率。 ②计算三羧酸循环中ATP的量及能量利用效率。 ③淀粉及糖原的合成。
一 糖的酶水解 二 葡萄糖的分解代谢 三 糖的合成代谢
一、糖的酶水解（消化）
细胞外的降解是一种水解作用 细胞内的降解则是磷酸解
23-磷酸甘油酸
F-1,6-BP
ATP Ala
22-磷酸甘油酸
+
- 2磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸激酶
2丙酮酸
通过酶的别构效应或共价 修饰实现活性的调节
1）己糖激酶
此酶催化的产物6-磷酸葡萄糖是它的变构抑制剂。
2）磷酸果糖激酶
ATP和柠檬酸是此酶的变构抑制剂。这个酶所催 化的反应需要ATP，但随着糖酵解的进行，ATP 逐渐积累，高浓度的ATP对此酶活性又有抑制作 用
葡萄糖的主要代谢途径
葡萄糖
糖异生
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
动物细胞
磷酸戊糖途径 糖酵解 糖异生
胞饮
中心体
丙酮酸氧化 三羧酸循环
细胞膜 细胞质 线粒体 高尔基体
糖酵解 PPT
反应中间物：在葡萄糖与丙酮酸之间均为磷 酸化合物
• 一、填空题
• 1、糖酵解在细胞的___细_胞_质____中进行，该 途径是将___葡_萄_糖____转变为__丙__酮_酸__，同时 生成____AT_P___和__N_A_D_H__的一系列酶促反 应。
• 2、糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应， 这些酶是_______己_糖_激_、酶 ____________ 和 ___磷_酸__果_糖_激__酶___。 丙酮酸激酶
～ C
O-
PP+ O
CH2
OH
磷酸烯醇式丙酮酸
(PEP)
ADP
ATP O
Mg2+或Mn2+
C OH
丙酮酸激酶
(PK)
C OH
CH2
烯醇式丙酮酸
糖酵解过程的第三个调节酶， 也是第二次底物水平磷酸化反应
（102）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸
COOH C OH CH2
烯醇式丙酮酸
自发进行
COOH CO CH3
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 反应体系的速度和方向
葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖的意义：
1.为葡萄糖随后的裂解活化了葡萄糖分子。 2.磷酸化后的葡萄糖带负电荷，不能透过
细胞质膜，因此是细胞的一种保糖机制。
（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖
O
H
C
H C OH
(G-6-P）
已糖激酶(hexokinase)
激酶：能够在ATP和任何一种
底物之间起催化作用，转移磷酸 基团的一类酶。
已糖激酶：是催化从ATP转移 磷酸基团至各种六碳糖（G、F） 上去的酶。
糖酵解ppt课件
糖酵解
17
9. 2-磷酸甘油酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸
COO
Mg2+
烯醇化酶
C O～P CH 2
2-磷酸甘油酸 2-PG
磷酸烯醇式丙酮酸 (PEP)
分子内脱水形成双键，引起分子内能量重 新分布，形成高能磷酸键。
糖酵解
18
10. PEP转变成丙酮酸（pyruvate)
8
3. 6-磷酸果糖磷酸化，生成1,6-二磷酸果糖
磷酸果糖激酶
CH 2 OH CO
HO C H
H C OH
H C OH
CH 2 O
P
关键反应步骤，决定酵解速度，限速酶，
该步反应再消耗一分子ATP★
CH 2 O P
ATP
ADP
CO
Mg2+
磷酸果糖激酶 PFK-Ⅰ
HO C H
H C OH
H C OH
CH 2 O
3-磷酸甘油醛
DHAP
GAP
糖酵解
11
（三）丙酮酸的生成（5步反应）
6. 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
O
CHO
NA+D NADH+H C O～P
CHOH
CHOH
Pi
CH 2 O P 3-磷酸甘油醛脱氢酶 CH 2 O P
3-磷酸甘油醛
GAPDH
1,3-二磷酸甘油酸
GAP
1,3-BPG
•此步为糖酵解中唯一一步脱氢反应。
2丙酮酸 + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
➢ ATP的生成：
糖酵解时，1分子葡萄糖共生成4分子 ATP， 净生成2分子ATP和2分子NADH+H+。
22章糖酵解作用PPT课件
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, dialyzable cozymase (metal ions, ATP, ADP,
甘油醛－3-磷酸 后5步，贮能阶段， 三碳糖氧化， 产生2NADH和4ATP
丙酮酸
糖酵解的全部反应过程在胞浆(cytoplasm)中进行，一 分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。
1. 酵解途径详解（10种酶催化10步反应）
⑴ Hexokinase（己糖激酶）
ATP binds to the enzyme as a complex with Mg++. The first priming reaction Traps glucose inside cells Irreversible
葡萄糖磷 酸化生成6-
磷酸葡萄 糖(G-6-P)
6CH2OH
5
H
O
H
4 OH
H
OH
3
2
H
OH
glucose
ATP ADP 6CH2OPO32
5
H
H
OH
H
1
Mg2+
4
OH
OH
OH
3
H
1
OH
2
Hexokinase H
OH
glucose-6-phosphate
Hexokinase
heat-labile, nondialyzable zymase (enzymes) and the other heat-stable, dialyzable cozymase (metal ions, ATP, ADP,
甘油醛－3-磷酸 后5步，贮能阶段， 三碳糖氧化， 产生2NADH和4ATP
丙酮酸
糖酵解的全部反应过程在胞浆(cytoplasm)中进行，一 分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。
1. 酵解途径详解（10种酶催化10步反应）
⑴ Hexokinase（己糖激酶）
ATP binds to the enzyme as a complex with Mg++. The first priming reaction Traps glucose inside cells Irreversible
葡萄糖磷 酸化生成6-
磷酸葡萄 糖(G-6-P)
6CH2OH
5
H
O
H
4 OH
H
OH
3
2
H
OH
glucose
ATP ADP 6CH2OPO32
5
H
H
OH
H
1
Mg2+
4
OH
OH
OH
3
H
1
OH
2
Hexokinase H
OH
glucose-6-phosphate
Hexokinase
生物化学 糖酵解 (课堂PPT)
第八章 糖酵解
重点：
糖酵解的反应途径 糖酵解过程中的能量转变 糖酵解的调节
1
糖的分解代谢 生物体中提供能量的主要物质是ATP，而ATP
的形成主要有糖的分解代谢产生
葡萄糖 酵解 丙酮酸
OX
三羧酸循环
乙酰CoA
CO2+H2O
无氧分解 （有氧、无氧）
有氧分解 （有氧）
2
一、糖酵解（glycolysis)概念
(二）由1,3-二磷酸甘油酸生成3－磷酸甘油酸
这是酵解过程第一个产生ATP的部位。
18
（三）3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸
该反应通过一个中间产物:2,3-二磷酸甘油酸。当3磷酸甘油酸与酶结合后，酶分子上的磷酸转移到2位， 生成 2,3-二磷酸甘油酸，使酶分子的活性部位再结合1 分子的磷酸，同时产生游离的2-磷酸甘油酸。
10
第一阶段的反应
（一）葡萄糖的磷酸化
催化这一反应的酶有己糖激酶和葡萄糖激酶。己糖激 酶专一性弱，Km值小，存在所有的细胞内；别构调节酶, 受ADP和葡萄糖6-磷酸的变构抑制。
葡萄糖激酶专一行强，Km值高，在肝脏中，当肝糖浓 度较高时，催化葡萄糖6-磷酸的合成，维持血糖的稳定. 11
糖酵解过程中的中间产物都带有磷酸基团，它们 的意义在于：
9
▪ 糖酵解可分为两个阶段： 1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸需经10步反应，
前5步反应为准备阶段，1Glc转变为2三碳物： 磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛，消耗2ATP。
第二阶段是能量获得阶段（payoff phase)， 3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸，生成4ATP和 2NADH +H+。
葡萄糖的碳架分解产生丙酮酸、磷酸化ADP 产生ATP、产生的氢转变为NADH。
重点：
糖酵解的反应途径 糖酵解过程中的能量转变 糖酵解的调节
1
糖的分解代谢 生物体中提供能量的主要物质是ATP，而ATP
的形成主要有糖的分解代谢产生
葡萄糖 酵解 丙酮酸
OX
三羧酸循环
乙酰CoA
CO2+H2O
无氧分解 （有氧、无氧）
有氧分解 （有氧）
2
一、糖酵解（glycolysis)概念
(二）由1,3-二磷酸甘油酸生成3－磷酸甘油酸
这是酵解过程第一个产生ATP的部位。
18
（三）3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸
该反应通过一个中间产物:2,3-二磷酸甘油酸。当3磷酸甘油酸与酶结合后，酶分子上的磷酸转移到2位， 生成 2,3-二磷酸甘油酸，使酶分子的活性部位再结合1 分子的磷酸，同时产生游离的2-磷酸甘油酸。
10
第一阶段的反应
（一）葡萄糖的磷酸化
催化这一反应的酶有己糖激酶和葡萄糖激酶。己糖激 酶专一性弱，Km值小，存在所有的细胞内；别构调节酶, 受ADP和葡萄糖6-磷酸的变构抑制。
葡萄糖激酶专一行强，Km值高，在肝脏中，当肝糖浓 度较高时，催化葡萄糖6-磷酸的合成，维持血糖的稳定. 11
糖酵解过程中的中间产物都带有磷酸基团，它们 的意义在于：
9
▪ 糖酵解可分为两个阶段： 1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸需经10步反应，
前5步反应为准备阶段，1Glc转变为2三碳物： 磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛，消耗2ATP。
第二阶段是能量获得阶段（payoff phase)， 3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸，生成4ATP和 2NADH +H+。
葡萄糖的碳架分解产生丙酮酸、磷酸化ADP 产生ATP、产生的氢转变为NADH。
糖酵解PPT课件
PEP的合成
反应10:第二步底物水平的磷酸化
PEP转化成丙酮酸，同时产生 ATP
是第三步不可逆反应 由丙酮酸激酶催化 产生两个ATP，可被视为糖酵解途径最后 的能量回报。 ΔG为大的负值——受到调控!
第二次底物水平的磷酸化
3-磷酸甘油醛脱氢酶催化的反应及其作用机理
碘代乙酸和甲基汞抑制3-磷酸甘油醛脱氢酶的机理
反应7: 第一步底物水平的磷酸化
从高能磷酸化合物合成ATP
由磷酸甘油酸激酶催化 红细胞内存在生成2,3-BPG的支路
底物水平磷酸化：是指物质在脱氢或脱水过程中， 产生高能代谢物并直接将高能代谢物中能量转移到 ADP生成ATP的过程。
TIM防止副反应发生的机制
糖酵解第二个阶段的反应
产生4 ATP
导致糖酵解净产生2ATP 涉及两个高能磷酸化合物
1. 二磷酸甘油酸（ 1,3- BPG ） 2. 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）
反应6: 3-磷酸甘油醛的脱氢
3-磷酸甘油醛被氧化成1,3-二磷酸甘油酸
这是整个糖酵解途径唯一的一步氧化还原反应 由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化 产生1,3-BPG和NADH 为巯基酶，使用共价催化，碘代乙酸和有机汞能 够抑制此酶活性。 砷酸在化学结构和化学性质与Pi极为相似，因此 可以代替无机磷酸参加反应，形成1-砷酸-3-磷酸 甘油酸，但这样的产物很容易自发地水解成为3磷酸甘油酸并产生热，无法进入下一步底物水平 磷酸化反应。
C-C-C-C-C-C
2ADP + P 3-磷酸甘油醛 (2 - 3C) (G3P 或GAP)
C-C-C
C-C-C
能量收获阶段
甘油醛-3-磷酸 (2 - 3C) (G3P 或 GAP) 4ADP + P
糖酵解作用(共67张PPT)
糖酵解。糖经过消化后在小肠上部被吸收，进入血液循环，最终在组织细胞中进行代谢。糖酵解途径是葡萄糖转化为ATP和NADPH+H+的过程，为机体提供能量和还原力。在此过程中，多种酶发挥着关键作用，如蔗糖酶、麦芽糖酶和乳糖酶等参与双糖的水解，α-淀粉酶、β-淀粉酶和R-酶等则参与淀粉的水解，共同将多糖降解为单糖供机体利用。此外，淀粉的磷酸解也是糖代谢的重要环节，通过磷酸化酶的作用将淀粉非还原末端的葡萄糖残基转移给磷酸，生成葡萄糖-1-磷酸，进一步参与糖代谢的其他途径。糖酵解及其途径的研究对于理解机体能量供应和物质代谢具有重要意义。
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四、丙酮酸的去路
➢ 有氧条件下，进入线粒体变成乙酰CoA参加三羧 酸循环，彻底氧化产生CO2和H2O。 ➢ 无氧条件下，加氢还原生成乳酸。
➢ 在酵母等微生物中，丙酮酸脱羧生成乙醛，再加氢 还原生成乙醇。
丙C丙 CCC C C 酮HO=酮 =3O H 3O 丙 O酸酸 CCCO-+ H酮 O OHH 3O酸 SOC -CoONAN 2丙 A乳 酮 A D复 +酸 酸 乙D H合 NCC脱 N 脱 A+体 HH醛氢 DHO3氢 A +H酶 N酶 +D HH A+3H 乙 C D+ +酰 N+ O C CCC乳 AC ~ HH DOH酸O3S+oOCC乙H-C A HH醇23o+OA C H O 2
F-2,6-P2
ADP
F-2,6-P2是6-磷酸果糖激酶-1最强的变构激活剂。
27
28
（二）丙酮酸激酶
❖ 变构调节：
F-1,6-P2和PEP是变构激活剂； ATP、柠檬酸和长链脂肪酸是变构抑制剂。
❖ 共价修饰调节：
胰高血糖素通过cAMP和PKA使其磷酸化而抑制其活
性。
丙酮酸激酶—P
H2O
(无活性)
CO
磷酸二羟丙酮
CH 2 OH
DHAP
H C OH
H C OH
CH 2 O
P
CHO
H C OH
3-磷酸甘油醛
CH 2 O P
GAP
10
5. 磷酸丙糖的异构化
磷酸丙糖异构酶
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛#
CH 2 O P CO CH 2 OH
磷酸丙糖异构酶
CHO H C OH
CH 2O P
磷酸二羟丙酮 DHAP
3-磷酸甘油醛
GAP
11
（三）丙酮酸的生成（5步反应）
6. 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
O
CHO
NA+D NADH+H C O～P
CHOH
CHOH
Pi
CH 2 O P 3-磷酸甘油醛脱氢酶 CH 2 O P
3-磷酸甘油醛
GAPDH
1,3-二磷酸甘油酸
GAP
1,3-BPG
•此步为糖酵解中唯一一步脱氢反应。
磷酸己糖异构酶 反应可逆 ，反应方向由底物与产物含量 水平来控制
P O CH 2
CH 2 OH CO
H
H
OH OH
O H
H OH
磷酸己糖异构酶 HO C H
H C OH
H C OH
H
OH
6-磷酸葡萄糖
G-6-P
醛糖-酮糖同分异构化反应 酶具有绝对的立体专一性
CH 2 O
P
6-磷酸果糖 F-6-P 8
31
CO2+H2O
五、糖酵解的生理意义
机体缺氧时的主要供能方式。
红细胞没有线粒体，完全依赖糖酵解供能。 神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，也常
由糖酵解提供部分能量。
糖无氧分解不仅提供能量，还能提供碳源 物质，参与Pr、脂肪酸的生物合成，如 丙酮酸。
32
❖ 3-甘油醛磷酸脱氢酶的辅酶是NAD+，该酶 的活性部位有一个-SH，重金属离子和烷化 剂如碘乙酸能抑制该酶活性。
E
类似物， 能破坏1,3-二磷酸甘油酸的形成。
O= O=
OO—
O=C—O—As—O–
–
水解
1-砷酸-3-磷酸甘油酸
O=C—OH +
3-磷酸甘油酸
②② PFE-P6—-P丙—酮F-酸1,6-二P
➢ 总反应： 葡萄糖 + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ →
2丙酮酸 + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
➢ ATP的生成：
糖酵解时，1分子葡萄糖共生成4分子 ATP， 净生成2分子ATP和2分子NADH+H+。
能量支票≈
4或6分子ATP 21
二 、 糖 酵 解 反 应 历 程
大体分三个阶段
（一） 葡萄糖的磷酸化
（二） 磷酸己糖的裂解
（三） 丙酮酸和ATP的生成
葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 2 1,3-二磷酸甘油酸 2 3-磷酸甘油酸 2 2-磷酸甘油酸 2 磷酸烯醇丙酮酸
4
2 丙酮酸
3. 6-磷酸果糖磷酸化，生成1,6-二磷酸果糖
磷酸果糖激酶
CH 2 OH CO
HO C H
H C OH
H C OH
CH 2 O
P
关键反应步骤，决定酵解速度，限速酶，
该步反应再消耗一分子ATP★
CH 2 O P
ATP
ADP
CO
Mg2+
磷酸果糖激酶 PFK-Ⅰ
HO C H
H C OH
H C OH
CH 2 O
P O CH2 O H
H OH
CH2 O P OH
OH
H
F-1,6-BP
P O CH2 O
H H
OH
CH2OH
OH OP
H
F-2,6-BP 25
别构抑制剂 ：ATP、柠檬酸
CH 2 OH CO
HO C H
H C OH
H C OH
CH 2 O
P
6-磷酸果糖 β-F-6-P
ATP
ADP
Mg2+
6-磷酸果糖激酶-Ⅰ PFK-Ⅰ
其它单糖的酵解
半乳糖
1-磷酸半乳糖
UDP-葡萄糖
葡萄糖
UDP-半乳糖 1-磷酸葡 萄糖
6-磷酸葡萄糖
果糖 （脂肪组织）
果糖 （肝脏）
1-磷酸果 糖
磷酸二羟 丙酮
6-磷酸果糖 果糖
1,6-双磷酸 （肝脏） 果糖 1-磷酸果糖
3-磷酸甘 油醛
甘油醛
丙酮酸
22
三、糖酵解的调节
❖ 细胞对酵解速度的调控是为了满足细胞对能量及 碳骨架的需求。
（一）葡萄糖磷酸化（3步反应）
1. 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖（G-6-P)
HO CH 2
H
H
OH OH
H
O
AT P AD P
H
H OH
Mg +
OH
己糖激酶
P O CH 2
H
H
OH OH
H
O H
H OH
OH
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
G
G-6-P
•消耗1分子ATP，反应不可逆。
5
激酶：一类从高能供体分子（如ATP）转移磷酸基团
磷酸烯醇式丙酮酸 + ADP
烯醇式丙酮酸 + ATP
丙酮酸
COOH
ADP ATP
C O～P
丙酮酸激酶
CH 2
磷酸烯醇式丙酮酸 PEP
COOH CO CH 3
丙酮酸 PA
❖ 第二个底物水平磷酸化，反应不可逆。
❖ 烯醇式立即自发转变为酮式。
19
糖酵解的全过程
32. .两两步步产耗能能反反应应：：
4. 一1糖步. 激三脱酶①5步氢①.、反不净1G应丙,可3生—-：酮二逆G成3磷-酸-反6能磷酸-激应P酸量甘;酶甘：2油分油己酸醛子— 糖—A3激-1T磷,酶P3酸-、二甘磷磷油酸酸酸甘；果油酸；20
到特定靶分子（底物）的酶；这一过程谓之磷酸化。
激酶都需要Mg2+作为辅助因子。
已糖激酶：催化从ATP转移磷酸基团至各种六碳糖上
去的酶。
6
❖ 葡萄糖的磷酸化使葡萄糖带上负电荷，不能自 由逸出细胞；
❖ 葡萄糖由此变得不稳定，有利于它在细胞内的
进一步代谢。
7
2. 6-磷酸葡萄糖异构化，生成6-磷酸果糖
❖ 在代谢途径中，催化不可逆反应的酶所处的部位 是控制代谢反应的有力部位。
❖ 糖酵解中有三步反应不可逆，分别由己糖激酶、 磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化，因此这三种酶 对酵解速度起调节作用。
23
关键酶（key enzyme）: 在一条代谢途径的多酶系 统中，通常存在一种或少数几种催化不可逆反应的酶 ，这些酶决定代谢途径反应方向。如己糖激酶、磷酸 果糖激酶、丙酮酸激酶。
CH 2 O P CO
HO C H
H C OH
H C OH
CH 2 O
P
1,6-二磷酸果糖 F-1,6-BP
酶分子有2个ATP的结合部位（催化部位和别构剂结合部位） 26
激活剂 ：AMP、ADP、F-1,6-二P、F-2,6-P2
Pi
果糖二磷酸酶-2
H2O
F-6-P
AMP
柠檬酸
ATP
(+)
(-) 6-磷酸果糖激酶-2
❖ 反应可逆
15
8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
COOH CHOH CH 2 O
COOH
磷酸甘油酸变位酶
CH O P
P
CH 2 OH
3-磷酸甘油酸 3-PG
2-磷酸甘油酸 2-PG
16
E
S
P
P
SP P
E
E
SP
P
变位酶上结合一个磷酸基团，将之转移至底物形成二磷酸化合物，
将底物上原有磷酸基团转移回变位酶。
ADP
胰高血糖素 (+)
Pi
丙酮酸激酶
（活性）
ATP
29
（三）己糖激酶
❖ 己糖激酶是别构酶，有四种同工酶，存在于 不同组织中，可催化多种己糖磷酸化，G-6P可反馈抑制己糖激酶；