糖酵解ppt课件
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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
糖酵解PPT课件
糖酵解
1
新陈代谢
糖代谢
分解
合成
脂代谢 蛋白质代谢 核酸代谢
糖酵解
无氧
磷酸戊糖途径及其他
有氧
酵解〔乳酸+ATP〕 柠檬酸循环〔H2O+CO2+ATP〕 发酵〔酒精+CO2+ATP〕
2
糖酵解主要内容
• 概念表述〔识记〕
• 将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反响， 是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作 Embden-Meyethof-Parnas 途径，简称ＥＭＰ途径。
糖原，淀粉
糖蛋白等 甘露糖
半乳糖
水果果糖
肌肉
肝脏
半乳糖-1-磷酸
果糖-1-磷酸
UDP-半乳糖
甘油醛
甘露糖-6-磷酸
UDP-葡萄糖 葡萄糖-1-磷酸
甘油
磷酸二羟丙酮
甘油-3-磷酸
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
果糖-6-磷酸
甘油醛-3-磷酸
23
生成了具有高能磷酸基团转移势能的化合物
10
第七步反响：甘油酸-1，3-二磷酸的去磷酸化
糖酵解过程开场收获ATP
11
第八步反响: 甘油酸-3-磷酸的异构化
为进一步去磷酸化做准备
12
第九步反响: 甘油酸-2-磷酸的脱水
为进一步去磷酸化做准备
13
第十步反响: 烯醇式丙酮酸的去磷酸化
糖酵解过程最终收获ATP
• 无氧条件：留在细胞质，不彻底分解
• 发酵生成酒精：
酵母等
• C6H12O6 + 2ADP + 2Pi → 2C2H5O + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
1
新陈代谢
糖代谢
分解
合成
脂代谢 蛋白质代谢 核酸代谢
糖酵解
无氧
磷酸戊糖途径及其他
有氧
酵解〔乳酸+ATP〕 柠檬酸循环〔H2O+CO2+ATP〕 发酵〔酒精+CO2+ATP〕
2
糖酵解主要内容
• 概念表述〔识记〕
• 将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反响， 是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作 Embden-Meyethof-Parnas 途径，简称ＥＭＰ途径。
糖原，淀粉
糖蛋白等 甘露糖
半乳糖
水果果糖
肌肉
肝脏
半乳糖-1-磷酸
果糖-1-磷酸
UDP-半乳糖
甘油醛
甘露糖-6-磷酸
UDP-葡萄糖 葡萄糖-1-磷酸
甘油
磷酸二羟丙酮
甘油-3-磷酸
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
果糖-6-磷酸
甘油醛-3-磷酸
23
生成了具有高能磷酸基团转移势能的化合物
10
第七步反响：甘油酸-1，3-二磷酸的去磷酸化
糖酵解过程开场收获ATP
11
第八步反响: 甘油酸-3-磷酸的异构化
为进一步去磷酸化做准备
12
第九步反响: 甘油酸-2-磷酸的脱水
为进一步去磷酸化做准备
13
第十步反响: 烯醇式丙酮酸的去磷酸化
糖酵解过程最终收获ATP
• 无氧条件：留在细胞质，不彻底分解
• 发酵生成酒精：
酵母等
• C6H12O6 + 2ADP + 2Pi → 2C2H5O + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
糖酵解PPT课件
4ATP
丙酮酸 (2 - 3C) (PYR)
C-C-C C-C-C (PYR) (PYR)
糖酵解的全部反应
休要惊慌!
你所要记忆的是总反应、三 步限速步骤、三种特异性抑 制剂、两步底物磷酸化反应 和主要的调控机制。
你不需要记住任何代谢物的结构式
反应1：葡萄糖的磷酸化
葡萄糖的磷酸化
第一步不可逆反应
缺氧与缺氧诱导的转录因子参与糖酵解途径的一些酶的兼职功能48糖酵解某些中间物的代谢流向49己糖激酶己糖激酶控制葡萄糖的进入控制葡萄糖的进入磷酸果糖激酶pfk最关键的调控酶丙酮酸激酶可调节酵解途径代谢物的输出第六节第六节糖酵解的调节糖酵解的调节50一葡萄糖的可得性51二己糖激酶和葡萄糖激酶的调节52三pfk1的调节
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
NADH和丙酮酸的去向
取决于细胞有氧还是无氧？？
在有氧状态下NADH和丙酮酸的命运
糖酵解某些中间物的代谢流向
第六节 糖酵解的调节
己糖激酶 控制葡萄糖的进入
磷酸果糖激酶 (PFK)
丙酮酸激酶
最关键的调控酶
可调节酵解途径代谢物的输出
一、葡萄糖的可得性
二、己糖激酶和葡萄糖激酶的调节
三、PFK-1的调节：别构调节
1 2
负别构调节 正别构调节
ATP、柠檬酸、质子
AMP、ADP、F-2,6-BP
内的进一步代谢。
葡萄糖在细胞内磷酸化以后不能再离开细胞
生化单元说课糖酵解精品PPT课件
G-6-P
G-1-P UDPG Gn
（糖异生） （酵解途径）
（糖原分解）
F-6-P
丙酮酸
（有氧氧化）
CO2+H2O
（无氧酵解）
乳酸
教法分析——对比法
反应部位
糖酵解
糖的 有氧氧化 磷酸戊糖
途径
细胞液 细胞液 线粒体
细胞液（肝)
糖异生 糖原的合成 糖原的分解
肝、肾 细胞液 （肝、肌肉） 细胞液 （肝）
课程概况
• 《》是我院药学专业、医药营销专业学 生必修的专业基础课程。
• 主要是阐述生物体内生命大分子物质的 结构与功能，营养物质与非营养物质以 及能量的代谢过程、规律及调节机制， 遗传信息的传递与表达等。
课程概况
支撑课程
课程名称
联系点
承前启后
桥梁作用
本课
后续课程
程
生
课程名称
联系点
有机化学
物 化学结构式、反 应原理
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
• 讨论：1、患者为什么出现乏力症状？
• 2、为什么患者食欲增强时，体重反而减轻？
• 3、你能判断出患者得什么病吗？
教学方法
注重加强与药学专业后续课程联系： 与药理学科联系
胰岛素降血糖的机制（加速葡萄糖的 无氧氧化和有氧氧化，促进糖原的合成， 抑制糖异生等）
口服降血糖药物降血糖的机制
主要 内容
教学内 容分析 教法分析
掌握糖的分解 代谢中的能量计 算
生物化学课件：11 糖酵解
生物化学
第11章 糖代谢
——糖酵解
第一节 生物体内的糖类
一、糖的概念
糖是多羟基醛与多羟基 酮及其衍生物或聚合物 的总称
甘油醛
二羟丙酮
含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮糖形式
单糖结构通式
Name
Formula
三碳糖(Triose) 四碳糖(Tetrose) 五碳糖(Pentose) 六碳糖(Hexose) 七碳糖(Heptose) 八碳糖(Octose)
醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate, PEP)； ⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）将高能磷酸基交给ADP生
成ATP
。CHO
CH OH
CH2 O P
3-磷酸甘油醛
NAD++Pi
NADH+H+
(6)
O=C O P
3-磷酸甘油醛 脱氢酶,GAPDH
C OH
CH2 O P
1,3-二磷酸甘油酸
一些细菌 和真菌能 分泌纤维 素酶
三、糖的生理功能
1. 生物体的主要能源物质
通过生物氧化提供生命活动需要的能量，能源贮存
2. 提供合成体内其他物质的原料
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等 物质的原料。
3. 作为机体组织细胞的组成成分
糖脂、糖蛋白构成生物膜，纤维素，肽聚糖。
4. 作为细胞识别的信息分子
砷酸（AsO43-）与磷酸（PO43-） 结构相似，替代磷酸形成1-砷酸3-磷酸甘油酸，但其不稳定易水 解为3-磷酸甘油酸，这样导致无 法形成高能磷酸键，不能生产 ATP，但并不影响酵解反应。
解偶联剂：解除氧化和磷酸化的 偶联作用
。CHO
CH OH
CH2 O P
第11章 糖代谢
——糖酵解
第一节 生物体内的糖类
一、糖的概念
糖是多羟基醛与多羟基 酮及其衍生物或聚合物 的总称
甘油醛
二羟丙酮
含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮糖形式
单糖结构通式
Name
Formula
三碳糖(Triose) 四碳糖(Tetrose) 五碳糖(Pentose) 六碳糖(Hexose) 七碳糖(Heptose) 八碳糖(Octose)
醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate, PEP)； ⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）将高能磷酸基交给ADP生
成ATP
。CHO
CH OH
CH2 O P
3-磷酸甘油醛
NAD++Pi
NADH+H+
(6)
O=C O P
3-磷酸甘油醛 脱氢酶,GAPDH
C OH
CH2 O P
1,3-二磷酸甘油酸
一些细菌 和真菌能 分泌纤维 素酶
三、糖的生理功能
1. 生物体的主要能源物质
通过生物氧化提供生命活动需要的能量，能源贮存
2. 提供合成体内其他物质的原料
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等 物质的原料。
3. 作为机体组织细胞的组成成分
糖脂、糖蛋白构成生物膜，纤维素，肽聚糖。
4. 作为细胞识别的信息分子
砷酸（AsO43-）与磷酸（PO43-） 结构相似，替代磷酸形成1-砷酸3-磷酸甘油酸，但其不稳定易水 解为3-磷酸甘油酸，这样导致无 法形成高能磷酸键，不能生产 ATP，但并不影响酵解反应。
解偶联剂：解除氧化和磷酸化的 偶联作用
。CHO
CH OH
CH2 O P
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+。
糖酵解ppt课件
糖酵解途径涉及10个酶催化反应，途径中的酶都位于细 胞质中，一分子葡萄糖通过该途径被转换成两分子丙酮酸。 糖酵解的10个反应可以分为己糖和丙糖两个阶段。己糖阶段 是从葡萄糖到果糖-1,6-二磷酸，丙糖阶段是从果糖-1,6-二磷 酸裂解转换为两个三碳的磷酸丙糖开始到糖酵解的产物丙酮 酸为止。
ห้องสมุดไป่ตู้ 葡萄糖酵解过程
磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内，因为磷酸化的糖含有带负电荷的磷 酰基，可防止糖分子再次通过质膜。这是细胞的一种保糖机制。在糖代谢 的整个过程中，直至净合成能量之前，中间代谢物都是磷酸化的。
己糖激酶以六碳糖为底物，专一性不强。除了葡萄糖可作为己糖激酶 的底物外，它也可催化甘露糖、果糖等己糖的磷酸化。己糖激酶对D-葡萄 糖的Km=0.1mmol/L，而肝葡萄糖激酶的Km=10 mmol/L，平时细胞内葡萄 糖浓度为5 mmol/L，此时己糖激酶的酶促反应已达最大速度，而葡萄糖 激酶并不活跃。只有在进食后，肝细胞内葡萄糖浓度高时葡萄糖激酶才起 作用，所以葡萄糖激酶是个诱导酶。
－NAD+ CH2O-P
-SH
Pi NADH+ +H+
见教材下册P66，糖酵解过程中，中间产物磷酸化的 重要意义是：
（1） （2） （3）
糖酵解包括10步酶催化反应
1、己糖激酶催化葡萄糖磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸，消 耗一分子ATP.
糖酵解的第一步反应是葡萄糖的C-6被磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸，这 一磷酰基团转移反应是由己糖激酶催化的，消耗一分子ATP，该反应是不 可逆反应。
2、葡萄糖-6-磷酸异构酶催化葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸
葡萄糖-6-磷酸异构酶催化葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸，这是一个醛 糖－酮糖同分异构化反应，反应是可逆的。
ห้องสมุดไป่ตู้ 葡萄糖酵解过程
磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内，因为磷酸化的糖含有带负电荷的磷 酰基，可防止糖分子再次通过质膜。这是细胞的一种保糖机制。在糖代谢 的整个过程中，直至净合成能量之前，中间代谢物都是磷酸化的。
己糖激酶以六碳糖为底物，专一性不强。除了葡萄糖可作为己糖激酶 的底物外，它也可催化甘露糖、果糖等己糖的磷酸化。己糖激酶对D-葡萄 糖的Km=0.1mmol/L，而肝葡萄糖激酶的Km=10 mmol/L，平时细胞内葡萄 糖浓度为5 mmol/L，此时己糖激酶的酶促反应已达最大速度，而葡萄糖 激酶并不活跃。只有在进食后，肝细胞内葡萄糖浓度高时葡萄糖激酶才起 作用，所以葡萄糖激酶是个诱导酶。
－NAD+ CH2O-P
-SH
Pi NADH+ +H+
见教材下册P66，糖酵解过程中，中间产物磷酸化的 重要意义是：
（1） （2） （3）
糖酵解包括10步酶催化反应
1、己糖激酶催化葡萄糖磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸，消 耗一分子ATP.
糖酵解的第一步反应是葡萄糖的C-6被磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸，这 一磷酰基团转移反应是由己糖激酶催化的，消耗一分子ATP，该反应是不 可逆反应。
2、葡萄糖-6-磷酸异构酶催化葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸
葡萄糖-6-磷酸异构酶催化葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸，这是一个醛 糖－酮糖同分异构化反应，反应是可逆的。
糖酵解途径简介课件
• 第1步：葡萄糖磷酸化
已糖激酶
• 第2步：磷酸己糖异构化
磷酸葡萄糖异构酶
• 第3步：再次磷酸化
磷酸果糖激酶
• 第4步：果糖一1， 6－二磷酸裂解
醛缩酶
• 第5步：磷酸丙糖异构化
磷酸丙糖异构酶
• 后五步反应为产生ATP的贮能阶段
• 此阶段磷酸三碳糖变成丙酮酸，每分子的 三碳糖产生2分子的ATP。
一、糖酵解的研究历史
• 1897年，Hans Buchner和Eduard Buchner兄弟 发现，酵母汁可以把蔗糖变成酒精，证明发酵可 以在细胞外进行。
• 1905年，Arhur Harden和William Young发现发酵 与无机磷酸盐有关。
• 1940年，Gustar Embden和Otto Meyerhof等人发 现肌肉中也存在着与酵母发酵类似的不需要氧的 分解葡萄糖并产生能量的过程他们称之为酵解过 程。
①活化
G
CH2O O
P
②异构
P OCH2O CH2OH
HO
③活化
葡萄糖 HO
6-磷酸葡萄糖 OH 6-磷酸果糖
6
1
P OCH2O CH2O P
5 HO 2
④裂解
1
H2C O
P
+ 2 C O ⑤异构
4
OH
3
3
磷酸二羟丙酮 H2COH
P
⑥脱氢
P OCH2O CH2O P
HO
OH
4 HHC O 5
HCOH
丙酮酸
五、糖酵解中关键酶的调节
主要为磷酸果糖激酶、另外己糖激酶、丙酮酸激 酶也有所调节
1.磷酸果糖激酶
最重要的调节酶（变构酶） 抑制剂：ATP、柠檬酸（碳骨架） 激活剂：AMP、ADP
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你不需要记住任何代谢物的结构式
7
糖酵解第一阶段的反应
第一步反应——葡萄糖的磷酸化
己糖激酶或葡萄糖激酶 引发反应——ATP被消耗，以便后面得到更多
的ATP ATP的消耗是葡萄糖的磷酸化能够自发地进行
8
己糖激酶和葡萄糖激酶
糖酵解的第一步反应；ΔG 是一个大的负值
葡萄糖的磷酸化至少有两个意义：首先葡萄糖因此带上负电 荷，极性猛增，很难再从细胞中“逃逸”出去；其次葡萄糖 由此变得不稳定，有利于它在细胞内的进一步代谢。
4ADP + P 4ATP
0 ATP - 消耗 4 ATP - 产生 2 NADH - 产生
丙酮酸 (2 - 3C) (PYR)
GAP GAP
C-C-C C-C-C
C-C-C C-C-C (PYR) (PYR)
6
糖酵解的全部反应
休要惊慌!
你所要记忆的是总反应、三步 限速步骤、三种特异性抑制剂、 两步底物磷酸化反应和主要的调 控机制。
23
TIM具有独特的防止副反应发生 的机制，在反应中形成了磷酸烯 二醇中间物，这样的中间物如果 离开酶分子，在溶液中很容易释 放出磷酸根生成丙二醛，而能异 构化生成甘油醛-3-磷酸的并不 多。但是，在细胞内形成丙二醛 的可能性几乎为零，这是因为当 烯二醇中间物形成以后，酶的构 象发生变化，其分子上一段由10 个氨基酸残基组成的环像一个盖 子堵住了活性中心，致使烯二醇 中间物无法离开酶分子，只能异 构化成甘油醛-3-磷酸。当甘油 醛-3-磷酸形成以后，上述环消 失，产物得以释放。
☺如何证明第一类醛缩酶生成Schiff氏碱中间物?
18
19
20
反应5: 磷酸丙糖异构酶（TIM ）
磷酸二羟丙酮转变成甘油醛-3-磷酸
☺反应机制涉及烯二醇中间体 ☺活性中心的Glu充当广义碱 ☺TIM是一种近乎完美的酶（为什么？）
——反应速率仅仅受到底物与酶碰撞的速 率决定。
21
22
磷酸丙糖异构酶的作用机理
☻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，形成甘油酸-1-砷酸 -3-磷酸，但这样的产物很不稳定，很快就自发地 水解成为甘油酸-3-磷酸并产生热，无法进入下一 步底物水平磷酸化反应。由于甘油酸-1-砷酸-3-磷 酸的自发水解，将导致ATP合成受阻，影响细胞 的正常代谢，这就是砷酸有毒性的原因。
2
3
糖酵解的两阶段反应
糖酵解
A. 能量投资阶段:
葡萄糖 (6C)
2ATP 2ADP + P
2 ATP - 消化 0 ATP - 产生 0 NADH - 产生
甘油醛-3磷酸 (2 - 3C) (G3P 或GAP)
C-C-C-C-C-C C-C-C C-C-C
糖酵解
B. 能量收获阶段：
甘油醛-3-磷酸 (2 - 3C) (G3P 或 GAP)
13
反应2: 磷酸葡糖异构酶
葡糖-6-磷酸转变成果糖-6-磷酸
☻这是一步异构化反应，反应的机制牵涉到不稳定 的烯二醇中间体。通过此反应，酮基从1号位变到 2号，这既为下一步磷酸化反应创造了条件，也有 利于后面由醛缩酶催化的C-3和C-4之间的断裂反 应。
☻2-脱氧葡萄糖-6-磷酸也能够与此酶的活性中心结 合，但由于不能形成烯二醇中间物，所以无法完 成反应，反而因为它占据活性中心而抑制酶的活 性。
糖酵解——EMP途径
1
糖酵解概述
发生在所有的活细胞 位于细胞液 共有十步反应组成——在所有的细
胞都相同，但速率不同。 两个阶段：
i) 第一个阶段——投资阶段或引发阶 段: 葡萄糖 →F-1,6-2P →2G-3-P
ii) 第二个阶段——获利阶段：产生2 丙酮酸+2ATP
丙酮酸的三种命运
☻现已发现磷酸己糖异构酶是一种兼职蛋白，除了 参与糖酵解以外，它还是一种神经生长因子。
14
15
反应3: 磷酸果糖激酶
是糖酵解的限速步骤!
糖酵解第二次引发反应 有大的自由能降低，受到高度的调控
16
17
反应4: 醛缩酶
C6 被切成 2 C3
☺有两类醛缩酶，第一类来源于动物，为共价催 化，在反应中，底物与活性中心的赖氨酸残基 形成共价的Schiff氏碱中间物；第二类主要来 源于其它生物，其活性中心含有二价的Zn2＋， 为金属催化。
11
己糖激酶的“诱导契合” 12
诱导契合： 葡萄糖与己糖激酶 的结合诱导酶发生大的构象变化
上述底物诱导的裂缝闭合现象不仅仅发现在己 糖激酶，实际上在参与糖酵解的其它几种激酶 分子上也能够观测到，这说明它已成为各种激 酶的共同特征。
使用少一个C原子的木糖代替葡萄糖，结果发 现己糖激酶能够催化ATP水解。ATP之所以发 生水解，很可能是因为体积较小的木糖进入活 性中心以后，无法赶走“水分子”，诱使酶“ 上当受骗”而将ATP的γ-磷酸转移给留在活性 中心的水分子上的羟基所致。
24
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
•
.
– 1,3 BPG
– PEP
25
反应6: 甘油醛-3-磷酸脱氢酶
甘油醛-3-磷酸被氧化成甘油酸-1,3-二磷酸
☻这是整个糖酵解途径唯一的一步氧化还原反应 ☻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。
26
27
28
甘油醛-3-磷酸脱氢酶的抑制剂作用机理
29
反应7: 磷酸甘油酸激酶
从高能磷酸化合物合成ATP
☺这是一步底物水平的磷酸化反应 ☺红细胞内存在生成2,3-BPG的支路
30
31
32
反应8: 磷酸甘油酸变位酶
磷酸基团从 C-3转Байду номын сангаас到C-2
☺不同来源的磷酸甘油酸变位酶具有不同的催化 机制，一类需要2,3-BPG作为辅助因子，并需 要活性中心的一个His残基；另一类则不需要 2,3-BPG，其变位实际上是甘油酸-3-磷酸分子 内的磷酸基团的转移。
存在 底物特异性
对葡萄糖的 Km
产物反馈抑制 基因表达
己糖激酶和葡萄糖激酶的比较
己糖激酶
葡萄糖激酶
几乎所有的细胞
肝细胞
葡萄糖、甘露糖、氨基葡萄 糖、
果糖、2-脱氧葡萄糖等己糖
葡萄糖和2-脱氧葡萄糖
0.1mM
10mM
G-6-P反馈抑制 组成酶
不受G-6-P反馈抑制 9 诱导酶
10
葡萄糖在细胞内磷酸化以后不能再离开细胞
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糖酵解第一阶段的反应
第一步反应——葡萄糖的磷酸化
己糖激酶或葡萄糖激酶 引发反应——ATP被消耗，以便后面得到更多
的ATP ATP的消耗是葡萄糖的磷酸化能够自发地进行
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己糖激酶和葡萄糖激酶
糖酵解的第一步反应；ΔG 是一个大的负值
葡萄糖的磷酸化至少有两个意义：首先葡萄糖因此带上负电 荷，极性猛增，很难再从细胞中“逃逸”出去；其次葡萄糖 由此变得不稳定，有利于它在细胞内的进一步代谢。
4ADP + P 4ATP
0 ATP - 消耗 4 ATP - 产生 2 NADH - 产生
丙酮酸 (2 - 3C) (PYR)
GAP GAP
C-C-C C-C-C
C-C-C C-C-C (PYR) (PYR)
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糖酵解的全部反应
休要惊慌!
你所要记忆的是总反应、三步 限速步骤、三种特异性抑制剂、 两步底物磷酸化反应和主要的调 控机制。
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TIM具有独特的防止副反应发生 的机制，在反应中形成了磷酸烯 二醇中间物，这样的中间物如果 离开酶分子，在溶液中很容易释 放出磷酸根生成丙二醛，而能异 构化生成甘油醛-3-磷酸的并不 多。但是，在细胞内形成丙二醛 的可能性几乎为零，这是因为当 烯二醇中间物形成以后，酶的构 象发生变化，其分子上一段由10 个氨基酸残基组成的环像一个盖 子堵住了活性中心，致使烯二醇 中间物无法离开酶分子，只能异 构化成甘油醛-3-磷酸。当甘油 醛-3-磷酸形成以后，上述环消 失，产物得以释放。
☺如何证明第一类醛缩酶生成Schiff氏碱中间物?
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反应5: 磷酸丙糖异构酶（TIM ）
磷酸二羟丙酮转变成甘油醛-3-磷酸
☺反应机制涉及烯二醇中间体 ☺活性中心的Glu充当广义碱 ☺TIM是一种近乎完美的酶（为什么？）
——反应速率仅仅受到底物与酶碰撞的速 率决定。
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磷酸丙糖异构酶的作用机理
☻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，形成甘油酸-1-砷酸 -3-磷酸，但这样的产物很不稳定，很快就自发地 水解成为甘油酸-3-磷酸并产生热，无法进入下一 步底物水平磷酸化反应。由于甘油酸-1-砷酸-3-磷 酸的自发水解，将导致ATP合成受阻，影响细胞 的正常代谢，这就是砷酸有毒性的原因。
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糖酵解的两阶段反应
糖酵解
A. 能量投资阶段:
葡萄糖 (6C)
2ATP 2ADP + P
2 ATP - 消化 0 ATP - 产生 0 NADH - 产生
甘油醛-3磷酸 (2 - 3C) (G3P 或GAP)
C-C-C-C-C-C C-C-C C-C-C
糖酵解
B. 能量收获阶段：
甘油醛-3-磷酸 (2 - 3C) (G3P 或 GAP)
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反应2: 磷酸葡糖异构酶
葡糖-6-磷酸转变成果糖-6-磷酸
☻这是一步异构化反应，反应的机制牵涉到不稳定 的烯二醇中间体。通过此反应，酮基从1号位变到 2号，这既为下一步磷酸化反应创造了条件，也有 利于后面由醛缩酶催化的C-3和C-4之间的断裂反 应。
☻2-脱氧葡萄糖-6-磷酸也能够与此酶的活性中心结 合，但由于不能形成烯二醇中间物，所以无法完 成反应，反而因为它占据活性中心而抑制酶的活 性。
糖酵解——EMP途径
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糖酵解概述
发生在所有的活细胞 位于细胞液 共有十步反应组成——在所有的细
胞都相同，但速率不同。 两个阶段：
i) 第一个阶段——投资阶段或引发阶 段: 葡萄糖 →F-1,6-2P →2G-3-P
ii) 第二个阶段——获利阶段：产生2 丙酮酸+2ATP
丙酮酸的三种命运
☻现已发现磷酸己糖异构酶是一种兼职蛋白，除了 参与糖酵解以外，它还是一种神经生长因子。
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反应3: 磷酸果糖激酶
是糖酵解的限速步骤!
糖酵解第二次引发反应 有大的自由能降低，受到高度的调控
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反应4: 醛缩酶
C6 被切成 2 C3
☺有两类醛缩酶，第一类来源于动物，为共价催 化，在反应中，底物与活性中心的赖氨酸残基 形成共价的Schiff氏碱中间物；第二类主要来 源于其它生物，其活性中心含有二价的Zn2＋， 为金属催化。
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己糖激酶的“诱导契合” 12
诱导契合： 葡萄糖与己糖激酶 的结合诱导酶发生大的构象变化
上述底物诱导的裂缝闭合现象不仅仅发现在己 糖激酶，实际上在参与糖酵解的其它几种激酶 分子上也能够观测到，这说明它已成为各种激 酶的共同特征。
使用少一个C原子的木糖代替葡萄糖，结果发 现己糖激酶能够催化ATP水解。ATP之所以发 生水解，很可能是因为体积较小的木糖进入活 性中心以后，无法赶走“水分子”，诱使酶“ 上当受骗”而将ATP的γ-磷酸转移给留在活性 中心的水分子上的羟基所致。
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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
•
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– 1,3 BPG
– PEP
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反应6: 甘油醛-3-磷酸脱氢酶
甘油醛-3-磷酸被氧化成甘油酸-1,3-二磷酸
☻这是整个糖酵解途径唯一的一步氧化还原反应 ☻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。
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甘油醛-3-磷酸脱氢酶的抑制剂作用机理
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反应7: 磷酸甘油酸激酶
从高能磷酸化合物合成ATP
☺这是一步底物水平的磷酸化反应 ☺红细胞内存在生成2,3-BPG的支路
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反应8: 磷酸甘油酸变位酶
磷酸基团从 C-3转Байду номын сангаас到C-2
☺不同来源的磷酸甘油酸变位酶具有不同的催化 机制，一类需要2,3-BPG作为辅助因子，并需 要活性中心的一个His残基；另一类则不需要 2,3-BPG，其变位实际上是甘油酸-3-磷酸分子 内的磷酸基团的转移。
存在 底物特异性
对葡萄糖的 Km
产物反馈抑制 基因表达
己糖激酶和葡萄糖激酶的比较
己糖激酶
葡萄糖激酶
几乎所有的细胞
肝细胞
葡萄糖、甘露糖、氨基葡萄 糖、
果糖、2-脱氧葡萄糖等己糖
葡萄糖和2-脱氧葡萄糖
0.1mM
10mM
G-6-P反馈抑制 组成酶
不受G-6-P反馈抑制 9 诱导酶
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葡萄糖在细胞内磷酸化以后不能再离开细胞