糖酵解作用PPT课件

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1、内容提要内容提要 糖酵解作用的研究历史 糖酵解过程概述 糖酵解和酒精发酵的全过程 糖酵解的反应机制 丙酮酸的去路 糖酵解作用的调节第1页/共39页ATPATP的形成的形成葡萄糖1）有氧时：C6H12O6CO2+H2O+ATP,释放出大量自由能2）无氧条件下:葡萄糖丙酮酸+ 2 ATP糖酵解（glycolysis）：在无氧条件下，葡萄糖进行分解，形成2分子丙酮酸并提供能量。第2页/共39页22.1 22.1 糖酵解作用的研究历史糖酵解作用的研究历史 从历史的纪元开始，人们已经学会用酵母将葡萄糖发酵成乙醇和CO2.酿酒、制造工业酒精和面包制造。对发酵的研究是在19世纪后半叶才开始的。对发酵现象的解

2、释， 1854到1864年的10年间，LouisPaster的观点占主要地位。 第3页/共39页1897年，Hans Bchner 和Edward Bchner兄弟用酵母浸出液发酵。 发现：C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2Edward Buchner糖酵解作用的研究历史糖酵解作用的研究历史第4页/共39页糖酵解作用的研究历史糖酵解作用的研究历史第5页/共39页Arthur Harden 和William Young 1905年研究酵母榨汁的作用原理，发现磷酸参与到发酵过程。1，6二磷酸果糖发酵酶，不耐热，不能透析的酶发酵辅酶，耐热，能透析。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、腺嘌磷核苷酸等

3、氟化物：3-磷酸甘油酸、2-磷酸甘油酸的积累碘乙酸：1，6-二磷酸果糖的积累糖酵解作用的研究历史糖酵解作用的研究历史第6页/共39页22.2 22.2 糖酵解过程概述糖酵解过程概述 葡萄糖3-磷酸甘油醛+磷酸二羟基丙酮3-磷酸甘油醛丙酮酸在细胞质中进行在细胞质中进行第7页/共39页糖酵解过程概述糖酵解过程概述 发酵（fermentation）： 葡萄糖 丙酮酸 （糖酵解）乙醇（乙醇发酵）乙醇（乙醇发酵）乳酸（乳酸发酵）乳酸（乳酸发酵）第8页/共39页糖的有氧氧化： 葡萄糖丙酮酸 乙酰-CoA （Krebs循环） CO2 +H2O +ATP糖酵解过程概述糖酵解过程概述第9页/共39页 葡萄糖葡萄

4、糖-6-p果糖-6-p果糖-1，6-2p二羟丙酮磷酸甘油醛-3-pOCH2OHOHOHOHOHOCH2OPOHOHOHOHOCH2OHOHOHCH2OPOCH2OPOHOHCH2OPCH2OPC OCH2OHCHOCHOHCH2OP糖酵解第10页/共39页甘油醛-3-p1,3-2p-甘油酸3-p-甘油酸2-p-甘油酸CHOCHOHCH2OPCOOPCHOHCH2OPCOOHCHOHCH2OPCOOHCHOPCH2OHCOOHCO-PCH2COOHCOHCH2COOHCCH3O磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸NAD+NADH2糖酵解第11页/共39页HSCoACO2+NAD+NADH2CO2C

5、HOCH3CH2OHCH3NADH2NAD+乙醇COOHCCH3OCOOHHCCH3OHNADH2NAD+乳酸SCoACCH3O乙酰-SCoA发酵发酵第12页/共39页22.3 22.3 糖酵解第一阶段的反应机制糖酵解第一阶段的反应机制葡萄糖的磷酸化:葡萄糖+ATP葡萄糖-6-磷酸+ADPOHOHHOHHOHHOHHCH2OH+ ATP已糖激酶 + Mg2+葡萄糖OHOHHOHHOHHOHHCH2OPO3H2+ ADP+ H+葡萄糖6磷酸第13页/共39页己糖激酶己糖激酶： 还催化其他六碳糖，还催化其他六碳糖，D-D-甘露糖，甘露糖， D- D- 果糖、氨基萄糖果糖、氨基萄糖 是是调节酶调节酶

6、： ATPATP 有强的竞争性抑制作用；有强的竞争性抑制作用； 产物产物葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸，ADPADP使酶使酶 受到变构抑制。受到变构抑制。 葡萄糖激酶葡萄糖激酶：肝脏中，维持血糖：肝脏中，维持血糖糖酵解的反应机制糖酵解的反应机制第14页/共39页 葡萄糖-6-磷酸异构化 果糖-6-磷酸OHOHHOHHOHHOHHCH2OPO3H2磷酸葡萄糖异构酶OHCH2OHHCH2O3POH2OHHHOHO葡萄糖6磷酸糖酵解的反应机制糖酵解的反应机制第15页/共39页果糖-6-磷酸 +ATP 果糖-1，6-二磷酸+ADP HOCH2OHHCH2O3POH2OHHHOHOOHCH2OPO3H2

7、HCH2O3POH2HOHHOHO+ ATP磷酸果糖激酶Mg2+ ADP + H+果糖6磷酸果糖1，6二磷酸糖酵解的反应机制糖酵解的反应机制第16页/共39页磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶： 变构酶变构酶 催化效率很低催化效率很低, , 限速酶限速酶 抑制：高浓度抑制：高浓度ATPATP抑制其活性，但可被抑制其活性，但可被 AMPAMP解除。解除。 pHpH下降时，即下降时，即H H+ + 对酶有抑制作用对酶有抑制作用糖酵解的反应机制糖酵解的反应机制第17页/共39页Phosphofructokinase第18页/共39页 果糖-1，6-二磷酸 甘油醛-3-磷酸磷酸二羟基丙酮(二羟丙酮磷酸)CH2O

8、PO3H2COCHHOCOHHCOHHCH2OPO3H2CH2OPO3H2COCHHOHCOHCOHHCH2OPO3H2醛缩酶果糖1，6二磷酸 (FBP)二羟丙酮磷酸 (DHAP)甘油醛3磷酸 (GAP)第19页/共39页磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 甘油醛甘油醛-3-3-磷酸磷酸丙糖磷酸异构酶催化丙糖磷酸异构酶催化CH2OPO3H2COCHHOHCOHCOHHCH2OPO3H2二羟丙酮磷酸 (DHAP)甘油醛3磷酸 (GAP)磷酸丙糖异构酶第20页/共39页 22.4 22.4 糖酵解第二阶段糖酵解第二阶段-放能阶段的反应机制放能阶段的反应机制 甘油醛-3-磷酸氧化 1，3-二磷酸甘油酸 + N

9、ADHCOHCOHHCH2OPO3H2+ NAD+ PiCOOPO3H2COHHCH2OPO3H2甘油醛3磷酸脱氢酶+ NADH+ H+第21页/共39页 1 ， 3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATPOPO32-COCOHHCH2OPO32-CCHCH2OPO32-1,3二磷酸甘油酸3磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶 Mg2+OHOO-+ADP+ ATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化第22页/共39页 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 O-COCOHHCH2OPO32-CCHCOHHH3磷酸甘油酸2磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶OPO32-OO-第23页/共39页磷酸甘油酸变位酶2，3二磷酸甘油酸 中间

10、产物第24页/共39页 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸CHOPO3 2-COHHH2磷酸甘油酸COO-烯醇化酶COPO3 2-CHHCOO- + H2O磷酸烯醇式丙酮酸第25页/共39页烯醇化酶：烯醇化酶： 氟化物氟化物是强烈的抑制剂。是强烈的抑制剂。 氟与氟与MgMg2+2+和无机磷酸形成复合物，取代酶上镁和无机磷酸形成复合物，取代酶上镁离子的位置。离子的位置。第26页/共39页磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 ATP COPO3 2-CHHCOO-磷酸烯醇式丙酮酸COCHHCOO-H丙酮酸激酶ADP + PiATPsubstrate level phosphorylation底物水平磷酸化底物水

11、平磷酸化第27页/共39页丙酮酸激酶丙酮酸激酶： 糖酵解途径中的重要糖酵解途径中的重要变构调节酶变构调节酶。 抑制作用：抑制作用：ATPATP、长链脂肪酸、乙酰、长链脂肪酸、乙酰-CoA-CoA、 丙氨酸丙氨酸 激活作用：果糖激活作用：果糖1 1，6-6-二磷酸，磷酸烯醇式丙二磷酸，磷酸烯醇式丙酮酸酮酸第28页/共39页22.5 22.5 由葡萄糖转变为两分子丙酮酸由葡萄糖转变为两分子丙酮酸 能量转变能量转变的估算的估算反应 每分子葡糖ATP变化的分子数-葡萄糖 葡糖-6-p -1果糖-6-p 果糖-1，6-2p -12 1,3-2p-甘油酸 23-p-甘油酸 +22磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸

12、 +2 -总计 +2第29页/共39页葡萄糖葡萄糖+ 2Pi +2ADP+ 2NAD+ 2Pi +2ADP+ 2NAD+ + 2 2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2ATP+2NADH2NADH +2H +2H+ + +2H+2H2 2O O糖酵解第30页/共39页22.6 22.6 丙酮酸的去路丙酮酸的去路生成生成 乳酸乳酸生成生成 乙醇乙醇生成生成 乙酰乙酰-CoA-CoA第31页/共39页 22.6.1 22.6.1生成乳酸生成乳酸(Lactic acid)(Lactic acid) 乳酸脱氢酶：哺乳动物有几种不同的亚基？临床上利用测定血液中LDH的比例关系作为诊断心肌、肝脏等疾病的指标，原理?

13、COCHHCOO-H丙酮酸HCOHCHHCOO-H乳酸+ NADH+ H+乳酸脱氢酶+ NAD+第32页/共39页无氧条件下，每分子萄萄糖代谢形成乳酸的总反应无氧条件下，每分子萄萄糖代谢形成乳酸的总反应：C6H12O6+2ADP+2Pi 2C3H6O3+2ATP+2H2O第33页/共39页22.6.2 22.6.2 生成乙醇生成乙醇(Alcohol fermentation)(Alcohol fermentation)COCH3COO-HCOCH3CH2OHH3CCO2NADH + H+NAD+丙酮酸乙醛乙醇丙酮酸脱羧酶乙醇脱氢酶第34页/共39页22.7 22.7 糖酵解作用的调节糖酵解作用

14、的调节1 1） 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶是关键：是关键：己糖激酶、磷酸果己糖激酶、磷酸果糖激酶糖激酶 和和丙酮酸激酶丙酮酸激酶催化的反应都是不可逆催化的反应都是不可逆的的 这三种酶都具有调节作用这三种酶都具有调节作用 果糖果糖-2-2，6-6-二磷酸对二磷酸对酵解的调节作用：是酵解的调节作用：是磷酸果糖激酶强有力的变构激活剂磷酸果糖激酶强有力的变构激活剂. . 可提高可提高果糖激酶与果糖果糖激酶与果糖-6-6-磷酸的亲和力。磷酸的亲和力。2 2） 己糖激酶和丙酮酸激酶己糖激酶和丙酮酸激酶对糖酵解的调节作对糖酵解的调节作用用. . 第35页/共39页22.7 22.7 其他六碳糖进入糖酵解途径其

15、他六碳糖进入糖酵解途径22.7.2 22.7.2 半乳糖半乳糖 半乳糖血症半乳糖血症22.7.3 22.7.3 甘露糖甘露糖22.7.1 22.7.1 果糖果糖第36页/共39页作业：1.1.什么是糖酵解？什么是糖酵解？2.2.糖酵解的主要反应都有哪些？糖酵解的主要反应都有哪些？3.3.糖酵解有几处还原反应产生糖酵解有几处还原反应产生NADH, NADH, 说出反应过程？说出反应过程？4.4.糖酵解有几处需能过程，是哪几步反应？糖酵解有几处需能过程，是哪几步反应？5.5.糖酵解有哪几处产能过程？糖酵解有哪几处产能过程？6.6.糖酵解的调节酶有哪些，最重要的是什么酶？糖酵解的调节酶有哪些，最重要的是什么酶？第37页/共39页第38页/共39页感谢您的观看！第39页/共39页