生物化学简明教程第四版第九章糖代谢(糖酵解)
生物化学课件 第9章：糖代谢
目录
目录
糖 原 的 合 成
ATP ADP
葡萄糖
G-6-P
葡萄糖激酶
G-1-P
UTP UDPG焦磷酸化酶
ADP
PPi UDPG
糖原引物
ATP UDP
Gn
糖原合酶
糖原Gn ＋1
分枝酶
糖原
二、糖原的分解代谢
* 定义
糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原 分解成为葡萄糖的过程。
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C3
C4 6-磷酸果糖
C6
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
目录
磷 酸
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
戊 糖
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
途
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。
目录
小结 ⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ G-6-P的代谢去路
G（补充血糖）
6-磷酸葡萄糖内酯 （进入磷酸戊糖途径）
G-6-P
F-6-P
（进入酵解途径）
ห้องสมุดไป่ตู้
G-1-P
UDPG
葡萄糖醛酸 （进入葡萄糖醛酸途径）
Gn（合成糖原）
目录
3. 糖原的合成与分解总图
UDP
糖原n+1
糖原n 糖原合酶
第一阶段
径
3NADP+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
3NADP+3H+
生物化学 第九章 糖代谢1
醛缩酶
H C OH CH2 O P F-1,6-BP
由醛缩酶(aldolase)催化
5. 磷酸丙糖同分异构化
CH2 O P C O CH2OH
96%
CHO CHOH 磷酸丙糖异构酶 CH2 O P 3-磷酸甘油醛
4%
磷酸二羟丙酮
• 生理条件下G-3-P不断形成丙酮酸，故反应向生 成G-3-P方向进行。 • 磷酸丙糖异构酶：磷酸对其有弱竞争性抑制
8.
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
COO
-
COO 磷酸甘油酸 变位酶
-
CHOH CH2 O P 3-磷酸甘油酸
CH O P CH2OH 2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶(phosphglycerate mutase)
9.
2-磷酸甘油酸
-
脱水
磷酸烯醇式丙酮酸
C O ~ P + H 2O CH O P 烯醇化酶 CH2OH CH2 磷酸烯醇式 磷酸烯醇式 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 (PEP) 丙酮酸
抑制剂：ATP、Ala、乙酰辅酶A、脂肪酸 共价修饰调节： 胰高血糖素通过cAMP使酶磷酸化而抑制其活性
聚合
解聚
二聚体（活性低）
四聚体（活性高）
、脂肪酸
己糖激酶
磷酸果糖激酶
丙酮酸激酶
总的来说：体内ATP/AMP调控EMP速率 制， 则EMP↓
活，则EMP↑ 若ATP/AMP（或ADP）↑，酶被抑 若ATP/AMP（或ADP）↓，酶被激
四川省精品课程 生物化学
三、酵解(glycolysis)作用
G（糖原）
• 动物在激烈运动时或由于 呼吸、循环系统障碍而发 生供氧不足时。 • 生长在厌氧或相对厌氧条 件下的许多细菌比如乳酸 菌（乳杆菌、乳链球菌）。
生物化学简明教程第4版习题、试题集
化学与生物工程学院11食品质量与安全肖翔第一章蛋白质蛋白质等电点：调节溶液的PH,使蛋白质所带的正电荷与负电荷恰好相等，总净电荷为零，在电场中既不向阳极运动，也不向阴极运动，这时溶液的PH称为该蛋白质的等电点蛋白质变性：天然蛋白质受物理或化学因素的影响，其分子内部原有的高度规律性结构发生变化，致使蛋白质的物理性质和生物学性质都有所改变，但蛋白质的一级结构不被破坏，这种现象称变性第二章核酸一种DNA 分子含40％的腺嘌呤核苷酸，另一种DNA分子含30％的胞嘧啶核苷酸，请问哪一种DNA的 Tm值高为什么解：后一种，因为G-C对含量高，A-T之间只有两个氢键，G-C之间有三个氢键已知人类细胞基因组的大小约 30亿 bp，试计算一个二倍体细胞中 DNA 的总长度，这么长的 DNA 分子是如何装配到直径只有几微米的细胞核内的解：*30*10^8=,1m=10^9nm;原因：DNA是高度螺旋化的，处于高度盘旋和压缩状态第三章酶酶的活性中心：在整个酶分子中，只有一小部分区域的氨基酸残基参与对底物的结合与催化作用，这些特异的氨基酸残基比较集中的区域称为酶的活性部位，或称为酶的活性中心酶的必需基团有哪几种，各有什么作用解：酶的必需基团分为活性中心内的必需基团和活性中心外的必需基团。
作用：活性中心内1、催化基团：使底物分子不稳定形成过滤态，并最终将其转化为最终产物；2、结合基团：与底物分子相结合，将其固定于酶的活性中心活性中心外的必需基团为维持酶活性中心的空间构象所必需说明温度对酶促反应速度的影响及其实用价值。
解：在较低的温度范围内，酶促反应速率随温度升高而增大，超过一定温度后，反应速率反而下降。
实用价值：略举例说明竞争性抑制作用在临床上的应用。
解：具有抗菌作用的磺胺类药物作为氨基苯甲酸的类似物，可抑制细菌二氢叶酸合成酶的活性，从而使细菌不能产生必需的二氢叶酸，从而直接利用食物中的叶酸，因此不受该类药物的影响。
说明酶原与酶原激活的意义。
《生物化学》第九章
- 19 -
第二节 糖的分解代谢
三、三羧酸循环
（一）三羧酸循环的化学历程
三羧酸循环的过程包括 8 步反应。丙酮酸氧化 脱羧生成的乙酰 CoA 首先与草酰乙酸缩合成含三 个羧基的柠檬酸，紧接着，柠檬酸在一系列酶的作 用下，经过 4 次脱氢和 2 次脱羧反应，又重新生成 草酰乙酸。
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第二节 糖的分解代谢
烯醇式丙酮酸 自发丙酮酸
- 10 -
第二节 糖的分解代谢
一、糖酵解
（二）糖酵解途径的调控点
糖酵解代谢途径中存在三个调控点，即三个 不可逆的单向反应，对应的三个关键酶为己糖激 酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。关键酶的活性 受到代谢物（包括ATP、ADP）和激素（如胰岛 素、胰高血糖素）等的周密调控，对机体代谢的 正常运行有重要作用。
-酮戊二酸＋CO
2＋NADH＋H＋
（4）α- 酮戊二酸氧化脱羧 -酮戊二酸＋NAD＋＋CoASH -酮戊二酸脱氢酶系琥珀酰CoA＋NADH＋H＋＋CO2
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第二节 糖的分解代谢
三、三羧酸循环
（5）琥珀酰 CoA 生成琥珀酸 琥珀酰CoA＋GDP＋Pi 琥 珀 酰CoA合成酶琥珀酸＋GTP＋CoASH
3-磷酸甘油 醛脱氢
1,3-二磷酸甘 油酸生成3磷酸甘油酸
3-磷酸甘油 酸生成2-磷 酸甘油酸
2-磷酸甘油 酸生成烯醇 式丙酮酸
丙酮酸 的生成
磷酸甘油酸变位酶
3-磷酸甘油酸 Mg 2＋ 2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸＋ADP
丙酮酸激酶 Mg2＋或K＋
烯醇式丙酮酸＋ATP
3-磷酸甘油醛＋NAD＋＋Pi 3-磷酸甘油醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸＋NADH＋H＋
为某些物质的合成提供原料
生物化学原理-糖酵解
第十五章糖酵解一、糖酵解 糖酵解概述：• 位置：细胞质• 生物种类：动物、植物以及微生物共有 • 作用：葡萄糖分解产生能量•总反应：葡萄糖+ 2ADP+2NAD++2Pl -2 丙酮酸+ 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H9具体过程：第一阶段（投入ATP 阶段）：1分子葡萄糖转换为2分子甘油醛-3-磷酸；投入2分子ATP.. ©反应式：葡萄糖+ ATPf 葡萄糖-6-磷酸+ADP 酶:己糖激酶（需Mg ＞参与） 是否可逆：否 说明： • 保糖机制一磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内，磷酸化的糖带有负电荷的磷酰基，可防 止糖分子再次通过质膜。
（应用：解释输液时不直接输葡萄糖-6-磷酸的原因） • 己糖激酶以六碳糖为底物，专一性不强。
• 同功的一一葡萄糖激酶，是诱导酸。
葡萄糖浓度高时才起作用。
②反应式：葡萄糖・6・磷酸-＞果糖6磷酸 醒：葡萄糖-6-磷酸异构酶 是否可逆：是 说明：本章主线：糖酵解丙酮酸代谢命运 （乙醇发酵乳酸发酵） 糖酵解调控 巴斯德效应 3种单糖代谢（果糖、半乳糖、甘露OH I cn 2 CH 3乙醇CH 3 丙酮酸无氧COOcn-OH CH 3乳酸CH O1I葡翱精C = O无较•是一个醛糖一酮糖转换的同分异构化反应（开链-异构一环化）•葡萄糖-6-磷酸异构酶表现出绝对的立体专一性•产物为a-D-吠喃果糖-6-磷酸③反应式：果糖6磷酸+ATP7果糖-L 6•二磷酸+ADP霹：磷酸果糖激酶-I是否可逆：否说明：•磷酸果糖激酸-I的底物是B-D-果糖-6-磷酸与其a异头物在水溶液中处于非酶催化的快速平衡中。
•是大多数细胞糖醉解中的主要调节步骤。
反应式：果糖6・二磷酸一磷酸二羟丙酮+甘油醛3磷酸醉：醛缩酷是否可逆：是说明：•平衡有利于逆反应方向，但在生理条件下，甘油醛-3-磷酸不断地转化成丙酮酸，大大地降低了甘油醛-3-磷酸的浓度，从而驱动反应向裂解方向进行。
•注意断链位置：C3-C4⑤反应式：磷酸二羟丙酮f甘油酸3磷酸酶:丙糖磷酸异构酶是否可逆：是说明：・葡萄糖分子中的C-4和C-3 T甘油醛3磷酸的C-1；葡萄糖分子中的C-5和C-2 T甘油醛-3-磷酸的C-2；葡萄糖分子中的C-6和C-1 T甘油醛-3-磷酸的C-3o•缺少丙糖磷酸异构酶，将只有一半丙糖磷酸酵解，磷酸二羟丙酮堆枳。
生物化学 糖酵解 课件
也称EMP（Embden－Meyerhof途径），指葡 萄糖在无氧条件下分解生成2分子丙酮酸并释放出 能量的过程。
▪ 总反应式：
Glc+2Pi+2ADP+2NAD+
2丙酮酸＋2ATP+2NADH+H++2H2O
它是氧化磷酸化和三羧酸循环的前奏。
是动物、植物、微生物细胞中葡萄糖分解产生能量
的共同代谢途径。
2021/10/10
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乳酸生成 (发酵) 动物包括人在剧烈运动时或供氧不足时：
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酒精发酵 酵母在无氧条件下，进行乙醇发酵。
丙酮酸 丙酮酸脱羧酶
乙醇脱氢酶
乙醛
乙醇
CO2
NADH
NAD＋
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七、糖酵解作用的调节
糖酵解代谢途径有三个关键酶：
己糖激酶
磷酸果糖激酶
该反应的标准自由能表明该反应是趋向与缩合，但
在细胞中由于底物浓度的驱动，反应趋向于裂解。
两个三碳糖相同的原子序号其来源不同。
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（五）二羟丙酮转变成甘油醛—3-磷酸
丙糖磷酸异构酶
该反应尽管平衡点处二羟丙酮的浓度要高，但由 于后续反应对甘油醛的消耗，导致反应趋向甘油 醛方向。
2021/10/10
丙酮酸激酶
三种酶催化的反应均为不可逆的，因此，都具有 调节糖酵解的作用。
其中，磷酸果糖激酶所催化的反应是糖酵解的限 速步骤。
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1.磷酸果糖激酶（PFK）的调节
① ATP：高浓度的ATP使酶与底物F-6-P的亲和力 降
低，从而抑制该酶活性。
生物化学第九章：糖代谢
COOH C=O + NADH + H+ CH3 丙酮酸
乳酸脱氢酶
COOH CHOH + NAD+ CH3 乳酸
COOH 丙酮酸脱羧酶 C=O CH3 丙酮酸 CHO CH3 乙醛 + NADH + H+ TPP， TPP，Mg2+ CHO CH3 乙醛 乙醇脱氢酶 CH2OH CH3 乙醇 + NAD+ + CO2
P96图23P96图23-1
2、乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 乙酰CoA CoA进入三羧酸循环彻底氧化 ① 三羧酸循环的反应过程: 9步（P98图23－3） 三羧酸循环的反应过程: 9步 P98图23－ Ⅰ. 缩合反应
*
▲ ▲ ▲
*
▲
*
*
柠檬酸合酶
Ⅱ.第一次氧化脱羧 Ⅱ.第一次氧化脱羧
*
▲ ▲ ▲ ▲
糖的消化、 第一节 糖的消化、吸收和转运
一、消化
1、α-淀粉酶（唾液淀粉酶，液化酶；胰腺） 淀粉酶（唾液淀粉酶，液化酶；胰腺） 是一种内切酶，水解α 1,4-糖苷键， 是一种内切酶，水解α-1,4-糖苷键，将淀粉随机切断成 分子量较小的糊精。 分子量较小的糊精。 淀粉酶（胰腺） 2、β-淀粉酶（胰腺） 从链的非还原性末端开始，水解α 糖苷键， 从链的非还原性末端开始，水解α-1,4-糖苷键，每次切 下两个葡萄糖单位—— ——β 麦芽糖。 下两个葡萄糖单位——β-麦芽糖。 淀粉酶（糖化酶） 3、γ-淀粉酶（糖化酶） 从链的非还原性末端开始，水解α 糖苷键和α 从链的非还原性末端开始，水解α-1,4-糖苷键和α-1,6糖苷键，将淀粉完全水解成葡萄糖。 糖苷键，将淀粉完全水解成葡萄糖。
生物化学第9章 糖代谢
生物化学第9章糖代谢生物化学第9章糖代谢第九章糖代谢课外练习题一、名词解释1、糖酵解：在缺氧情况下，葡萄糖分解为乳酸的过程成为糖酵解。
2、糖酵解途径：葡萄糖分解为丙酮酸的过程3、糖有氧氧化：葡萄糖在有氧条件下氧化生成CO2和H2O的反应过程。
4、三羧酸循环：由乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始，经过反复脱氢、脱羧，再生成草酰乙酸的循环反应过程称为三羧酸循环（TAC，或Krebs循环）。
5、糖异生：由非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程6、糖异生途径：从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程7、乳酸循环：在肌肉中葡萄糖经糖酵解生成乳酸，乳酸经血液运到肝脏，肝脏将乳酸异生成葡萄糖。
葡萄糖释放进入血液后又被肌肉摄取，这种代谢循环途径成为乳酸循环。
8、糖原：是机体内糖的贮存形式，是可以迅速动用的葡萄糖贮备。
9、糖原合成：由葡萄糖合成糖原的过程10、活性葡萄糖：在葡萄糖合成糖原的过程中，UDPG中的葡萄糖基称为活性葡萄糖。
二、符号辨识1、EMP酵解途径；2、TCA/Krebs环三羧酸循环；3、PPP/HMP磷酸戊糖途径；4、CoA辅酶A；5、G-1-p1-磷酸葡萄糖；6、PEP磷酸烯醇式丙酮酸；三、填空1、将简单的小分子物质转变成复杂的大分子物质的代谢过程被称为（合成）代谢，而将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程则是（分解）代谢。
2、唾液中含有（α淀粉）酶，可水解淀粉中的α-1,4糖苷键。
淀粉消化主要在（小肠）内进行，降解形成寡糖。
3、二糖在酶作用下，能水解成单糖。
主要的二糖酶有（蔗糖）酶、（半乳糖）酶和（麦芽糖）酶。
4、糖在血液中的运输形式是（葡萄糖）。
糖的贮存形式是（糖原）。
5、糖的分解代谢途径包括（糖酵解）、（三羧酸）循环和（磷酸戊糖）途径。
糖的合成代谢途径包括（糖原）的合成以及非糖物质的（糖异生）作用。
6、人体内主要通过（磷酸戊糖）途径生成核糖，它是（核苷酸）的组成成分。
7、由于红细胞没有（线粒体），其能量几乎全部由（糖酵解）途径提供。
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C H 2O P
CH OH
1,6-二磷酸果糖
CH2 O P
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
⑸ 磷酸丙糖的同分异构化
CH2 O P
CO C H 2O H
磷酸丙糖异构酶
磷酸二羟丙酮
CHO CH OH
CH2 O P 3-磷酸甘油醛
磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase)
⑹ 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
糖代谢的概况
糖原
糖原合成
肝糖原分解
核糖 磷酸戊糖途径
酵解途径
+
葡萄糖
NADPH+H+
消化与吸收
糖异生途径
ATP
有氧
丙酮酸
无氧
H2O及CO2 乳酸
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
淀粉和糖原的酶促降解
淀粉和糖原的结构特点
α-1,4糖苷键 α-1,6糖苷键
水解糖苷键的酶
细胞外的酶促降解酶 细胞内的酶促降解酶
葡萄糖激酶只能催化葡萄糖转变为6-磷酸-葡萄糖， 只存在于肝脏，肌肉中没有。肝脏中的葡萄糖激酶量 比己糖激酶量高。
⑵ 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖
P O CH2
H H
OH
OH H
HO
O H 磷酸己糖异构酶
H OH
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P)
丙酮酸激酶
G-6-P F-1,6-2P 丙酮酸
1mol 葡萄糖酵解过程中所产生的ATP mol数
反应 葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸
ATP mol数 -1
果糖-6-磷酸→果糖-1，6-二磷酸
-1
甘油酸-1，3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸 +1×2
烯醇式丙酮酸磷酸→丙酮酸
+1×2
净产生ATP mol数
+2
葡萄糖酵解的 获能效率
甘油醛-3-磷酸
甘油 醛-3磷酸 脱氢
酶
甘油酸-1,3-二 磷酸
乳酸
乳酸脱氢酶
丙酮酸
乙醇
乳酸
乳酸
丙酮酸
二、糖酵解的调节
关键酶
ADP
ATP
K+ Mg2+
丙酮酸激酶 (pyruvate kinase)
磷酸烯醇式丙酮酸COOH C=O CH3丙酮酸糖酵解小结
⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ 糖酵解是一个不需氧的产能过程 ⑶ 反应全过程中有三步不可逆的反应
G F-6-P
PEP
ATP
ADP
己糖激酶
ATP
ADP
磷酸果糖激酶-1
ADP
ATP
HO CH2
H H
OH
OH H
HO
OH
H OH
葡萄糖
ATP
ADP
Mg2+
己糖激酶
P O CH2
H H
OH
OH H
HO
OH
(hexokinase)
H OH
6-磷酸葡萄糖
(glucose-6-phosphate, G-6-P)
己糖激酶与葡萄糖激酶的区别：
己糖激酶能催化一切己糖(如D-果糖、D-甘露糖等， 但对葡萄糖亲和力较大)，存在于细菌、酵母及多种动 植物中；
CHO
Pi、NAD+ NADH+H+
CH OH
CH2 O P
3-磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸甘油醛
O=C O P
C OH
CH2 O P 1,3-二磷酸
甘油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)
⑺ 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
30.5×2
=
196
=
31%
丙酮酸的去向： 如何保持氧化还原的平衡？
葡糖糖 2丙酮酸
NAD+ NADH+H+
2乙醇+2CO2
2乙酰COA
2乳酸
CO2+H2O
乙醇发酵 (Alcoholic fermentation)
甘油醛-3-磷 酸
甘油酸-1,3二磷酸
乙醇
乙醇脱氢酶 乙醛
丙酮酸
乳酸发酵 (Lactic acid fermentation)
高能化合物类型
O=C O P
C OH
CH2 O P 1,3-二磷酸
甘油酸
⑻ 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
COOH
COOH
C OH
CH2 O P
磷酸甘油酸 变位酶
3-磷酸甘油酸
CO P
CH2 OH
2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase)
⑼ 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
COOH
CO P
CH2 OH
烯醇化酶 (enolase)
COOH
C O P + H2O
CH2
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)
高能化合物类型
COOH
CO P
CH2
⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP
COOH
CO P
CH2
2）别构酶：ATP是其别构抑制剂，柠檬酸、脂肪酸可 增强其抑制作用，ADP、AMP、无机磷是其别构激活 剂；
3）限速酶：糖酵解中最重要的限速酶。
⑷ 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖
CH2 O P
C H 2O P
CO
CO
C H 2O H
HO C H
H C O H 醛缩酶
+
H C O H (aldolase) C H O
α-淀粉酶 β-淀粉酶 α-1,6糖苷键酶 磷酸化酶 寡聚1,4→1,4葡聚糖转移酶 脱枝酶
糖原的酶促降解过程
糖代谢的内容
CO2+H2O
氧化
葡萄糖
光合作用 分解
葡萄糖
合成
淀粉 糖原
糖的分解途径
葡糖
2丙酮酸 2乙醇+2CO2
2乙酰COA
2乳酸
糖的无氧酵解
葡萄糖
丙酮酸
乳酸
(糖酵解)
乙醛 乙醇
(生醇发酵)
糖酵解(glycolysis)
Derived from the Greek stem glyk-, “sweet,” and the word lysis, “dissolution
葡萄糖
2 丙酮酸
Embden-Meyerhof Pathway (EMP) 1930年
一、糖酵解的途径
⑴ 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
O = C O P ADP
ATP
C OH
CH2 O P
1,3-二磷酸 甘油酸
磷酸甘油酸激酶
COOH C OH
CH2 O P 3-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)
化学反应过程中，底物分子内部能量重新分布，生成高 能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程.
⑶ 6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖
ATP
ADP
Mg2+
磷酸果糖激酶-1
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖 (1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)
磷酸果糖激酶-1(phosphfructokinase-1，PFK-1)
磷酸果糖激酶-1（PFK-1）特性：
1）需要二价金属离子Mg2+或Mn2+作为辅助因子；