第七章糖類代謝

第七章糖類代謝要求掌握：1、糖酵解的定義。2、掌握糖酵解的全過程以及丙酮酸的去路。3、糖酵解作用的調(diào)節(jié)作用以及關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)。4、糖酵解的生理意義。5、何謂檸檬酸循環(huán)。6、掌握檸檬酸循環(huán)的全過程以及化學(xué)能量的計算。7、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控。8、檬酸循環(huán)的生理意義。9、掌握戊糖磷酸途徑的過程及特點。10、掌握戊糖磷酸途徑的生理意義。11、何謂葡糖的異生作用。12、熟識乙醛酸循環(huán)途徑。第一節(jié)多糖的酶促降解

糖代謝即糖類物質(zhì)在生物體內(nèi)所起的一切生物化學(xué)變化，包括分解和合成兩個方面。

糖的分解代謝是指糖類物質(zhì)分解成為小分子物質(zhì)的過程。通過一系列的分解反應(yīng)，釋放出大量能量，供生物體利用。

糖分解過程中形成的某些中間產(chǎn)物可作為脂類、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子物質(zhì)的原料（碳架）。如：多糖類酶促降解葡萄糖（G）酶促分解代謝丙酮酸（中間產(chǎn)物）丙酮酸（中間產(chǎn)物）蛋白質(zhì)酶促分解代謝氨基轉(zhuǎn)化合成酶促降解脫氨基作用逆EMP途徑逆EMP途徑乙酸（乙酰輔酶A的形式）高級脂肪酸脂肪合成脂肪酸的合成轉(zhuǎn)化氨基酸酶促降解酶促分解代謝轉(zhuǎn)化糖類物質(zhì)是大多數(shù)微生物、動物及人類在生命活動中的主要能源和碳架。糖的概念（一）化學(xué)概念：糖類是多羥醛或多羥酮及其縮聚物及某些衍生物的總稱。其分子式通常：Cn(H2O)n主要是由碳、氫、氧三種元素構(gòu)成的，故有碳水化合物（Carbohydrate)之稱。（二）糖類分布：植物的淀粉、纖維素等；動物的糖原。（三）糖的生物學(xué)作用：通過氧化釋放能量，以滿足生命活動；或轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)等。(四)糖的分類糖類可分為單糖、寡糖、多糖和復(fù)合糖四大類。第一節(jié)、生物體內(nèi)的糖類一、生物體內(nèi)的糖類（一）單糖單糖是不能水解的最簡單糖類，是多羥醇的醛或酮的衍生物，如葡萄糖、果糖等。

根據(jù)所含碳原子數(shù)目又分為丙糖、丁糖、戊糖和己糖等。每種單糖都有醛糖（含醛基）和酮糖（含酮基）即同分異構(gòu)體。（二）低聚糖（寡糖）

寡糖：由少數(shù)分子的單糖（3－6個）縮合形成的糖。與稀酸共煮，可以水解成單糖。（1）蔗糖（2）乳糖（3）麥芽糖（4）異麥芽糖1、二糖：三種二糖的比較

三糖中的棉子糖與人類關(guān)系較大，因為棉子可被用作飼料和油料。棉子糖主要存在于棉子和甜菜中。用蜜二糖酶可使棉子糖水解成蔗糖和半乳糖，也可提高用甜菜制蔗糖的產(chǎn)量。用甜菜制糖的廢糖蜜中，含有大量的棉子糖，是酵母不可發(fā)酵糖。2、三糖：包括棉子糖、龍膽三糖和松三糖等。（三）多糖

高分子多糖是指由多個單糖分子縮合而成的糖類，相對分子質(zhì)量都很大，在水中不能成真溶液，只能成膠態(tài)糖液，纖維素根本不溶于水，皆無甜味，也無還原性。1、淀粉

淀粉為D－葡萄糖所組成。直鏈淀粉與支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)各有差異。

直鏈淀粉與支鏈淀粉皆與碘作用而顯色。直鏈淀粉與碘作用呈藍色，支鏈淀粉與碘作用則呈紫紅色。淀粉水解后產(chǎn)生的紅色糊精與碘作用呈紅色，無色糊精與碘作用不顯色酸可使淀粉分解成葡萄糖，淀粉酶可使淀粉水解成麥芽糖。在水解過程中有不同的糊精產(chǎn)生（淀粉→紅糊精→無色糊精→麥芽糖）。

（1）直鏈淀粉是由葡萄糖單位所組成，連接方式和麥芽糖分子中的葡萄糖單位間的連接相同，是以α－葡萄糖苷鍵（即α－1，4－苷鍵）連接而成，鏈長約為250到300個葡萄糖單位，其結(jié)構(gòu)式如下：

（2）支鏈淀粉是由多個較短的1，4苷鍵直鏈（不超過30個葡萄糖單位）結(jié)合而成。每2個短直鏈之間的連接為1，6苷鍵，即1個較短直鏈鏈端葡萄糖分子第1碳原子上的OH基與鄰近另1個短鏈中葡萄糖第6碳原子上的OH基結(jié)合。支鏈淀粉分子中的小支鏈又和鄰近的短鏈相結(jié)合，因此支鏈淀粉的分子形式是樹枝狀態(tài)。支鏈淀粉的每一單位直鏈的長度約為20～30個葡萄糖分子。主鏈中每隔8～9個葡萄糖單位即有一分支。淀粉→熱水糊化→吸水膨脹淀粉粒解體，分子分散→形成膠體溶液（1）淀粉的糊化作用：■淀粉的糊化和凝沉（2）糊化淀粉的凝沉作用糊化淀粉溶液→快速冷卻凍狀凝膠↓→緩慢冷卻渾濁→凝結(jié)沉淀→凝沉＆發(fā)生凝沉的淀粉不易再溶解，也不易被水解(3)OE值:即葡萄糖值,是在淀粉糖漿生產(chǎn)中用于表示淀粉水解程度的術(shù)語.其定義為還原糖總量(按葡萄糖計)占試樣中干物質(zhì)量的質(zhì)量分數(shù).◆目前,生產(chǎn)上常用的淀粉水解方法有酸法、酸酶二步法和雙酶法.◆利用DE值代表淀粉水解(糖化)的程度，DE值越高,說明還原糖越多,剩余的糊精就越少,淀粉的水解程度也就越大.DE值定義為還原糖總量(按葡萄糖計)占試樣中干物質(zhì)量的質(zhì)量分數(shù).◆隨著水解反應(yīng)的進行,還原糖逐漸增加,測定還原糖量,計算葡萄糖值,可以代表淀粉水解(糖化)的程度.◆生產(chǎn)上常用生產(chǎn)上,常用酒精沉淀和碘反應(yīng)來了解淀粉水解過程.

如：取淀粉水解液加入到50%－70%酒精中,若有白色沉淀,則證明有糊精存在,說明淀粉未完全水解.二、糖原（動物淀粉）

糖原也是由D一葡萄糖構(gòu)成，分子中主鏈的葡萄糖連接方式與支鏈淀粉相同，是以α－l，4糖苷鍵相連接。支鏈的連接鍵亦為α－1，6苷鍵。但糖原含支鏈較多，而且外圍的支鏈約含6－7個葡萄糖單位，主鏈含12－18個，多數(shù)為12個葡萄糖單位所組成。在主鏈中平均每隔3個葡萄糖單位即有一個支鏈。

糖原分子的部分結(jié)構(gòu)

糖原的性質(zhì)與紅糊精相似，溶于沸水，遇碘呈紅色。無還原性．亦不能與苯肼作用成糖脎。完全水解后產(chǎn)生D一葡萄糖。

三、纖維素纖維素為植物纖維部分（如細胞壁）的主要成分。纖維素是β－D－葡萄糖以1，4－β－葡萄糖苷鍵相連接（淀粉、糖原分子的D－葡萄糖是α－葡萄糖以l．4－α－葡萄糖苷鍵連接），不含支鏈，其結(jié)構(gòu)式如下：（四）復(fù)合糖由糖與非糖物質(zhì)結(jié)合形成的分子為復(fù)合糖主要有糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖。1、糖蛋白2、蛋白聚糖糖代謝包括分解代謝和合成代謝。動物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖的分解代謝提供的。另方面，糖分解的中間產(chǎn)物，又為生物體合成其它類型的生物分子，如為氨基酸、核苷酸和脂肪酸等提供碳源或碳鏈骨架。植物和某些藻類能夠利用太陽能，將二氧化碳和水合成糖類化合物，即光合作用。光合作用將太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（主要是糖類化合物），是自然界規(guī)模最大的一種能量轉(zhuǎn)換過程。蔗糖→D-葡萄糖+D-果糖→酒精+CO2水解發(fā)酵乳糖→水解↗D-葡萄糖→發(fā)酵酒精+CO2↘麥芽糖→水解2分子D-葡萄糖異麥芽糖→不能被酵母發(fā)酵D-半乳糖（較難發(fā)酵）第二節(jié)雙糖和多糖的酶促降解一、雙糖的酶促降解（一）蔗糖的酶促降解（二）麥芽糖的酶促降解（三）乳糖的酶促降解二、淀粉的酶促降解1、定義：凡是能夠催化淀粉分子降解的酶，統(tǒng)稱為淀粉酶。2、淀粉酶的種類1）-淀粉酶（淀粉-1.4糊精酶液化型淀粉酶）

（2）-淀粉酶以直鏈淀粉為底物時，反應(yīng)按兩個階段進行：首先，直鏈淀粉快速地降解而產(chǎn)生寡糖這是-淀粉酶隨機作用于淀粉的結(jié)果。在這一階段直鏈淀粉的粘度下降。（1）-淀粉酶是一種內(nèi)切酶能在淀粉分子內(nèi)部隨機切割-1.4-糖苷鍵，生成小分子糊精。第二階段包括寡糖緩慢水解生成最終產(chǎn)物葡萄糖和麥芽糖而且并不是隨機作用的模式。（一）淀粉的水解-淀粉酶只能水解淀粉鏈的-D-1.4-葡萄糖苷鍵，但不能水解麥芽糖，它作用最小的底物為麥芽三糖。（3）-淀粉酶主要作用是淀粉水解生成糊精，使粘度下降而成為稀溶液狀態(tài)，工業(yè)上稱為“液化”。（4）-淀粉酶存在于植物、動物和微生物中，現(xiàn)已經(jīng)從大麥芽、人的唾液和豬胰臟以及古草桿菌和米曲霉等微生物制備?，F(xiàn)工業(yè)上的酶制劑主要靠芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)-淀粉酶。（5）-淀粉酶一般在PH4.5-7.0之間具有最高的活力，而且-淀粉酶的耐熱性比-淀粉酶高。如淀粉液化芽孢桿菌-淀粉酶在最適條件下的最高溫度為85-900C。（這些取決于它們的來源。）2）-淀粉酶（淀粉-1.4-麥芽糖苷酶）-淀粉酶是一種外切酶，作用于淀粉分子的非還原性末端裂開-1.4-糖苷鍵，依次切下麥芽糖單位，同時將-構(gòu)型轉(zhuǎn)變成型。-淀粉酶不能裂開支鏈淀粉中的-1.6-糖苷鍵，也不能繞過支鏈淀粉的分支點而繼續(xù)作用于-1.4-糖苷鍵。故-淀粉酶對支鏈淀粉的作用是不完全的。-淀粉酶的產(chǎn)物主要為麥芽糖

-淀粉酶作用的最適pH范圍是5.0-6.0，-淀粉酶的熱穩(wěn)定性比-淀粉酶的低。-淀粉酶主要存在于植物中，現(xiàn)有報道微生物中也存在有-淀粉酶。3)糖化酶（淀粉--葡糖苷酶，葡萄糖淀粉酶）1.41.6

葡萄糖淀粉酶是一種外切酶，從淀粉分子非還原性末端逐個水解下葡萄糖分子。當(dāng)它裂開淀粉分子中的糖化酶的產(chǎn)物為葡萄糖。-1.4-糖苷鍵時，將型轉(zhuǎn)變?yōu)樾?。在商業(yè)上各種不同純度的葡萄糖淀粉酶主要是由霉菌中的曲霉和根霉生產(chǎn)的。工業(yè)用的糖化酶主要是霉菌發(fā)酵生產(chǎn)。4）異淀粉酶（淀粉-1.6-葡萄糖苷酶）

異淀粉酶工業(yè)用的酶制劑主要由微生物發(fā)酵生產(chǎn)，主要的菌種有酵母菌、細菌、放線菌。

異淀粉酶能水解支鏈淀粉分子中的-D-1.6-葡糖苷鍵使支鏈淀粉變?yōu)橹辨湢畹暮?，故稱為脫支酶。（γ-淀粉酶）（二）淀粉的磷酸解作用三、糖原的酶促降解

糖原的降解主要是在糖原磷酸化酶、糖原脫支酶兩種酶催化的。細胞內(nèi)糖原在磷酸化酶和脫枝酶催化下形成1-磷酸葡萄糖二、纖維素的酶促降解1、纖維素的組成：由葡萄糖組成，由-D-1.4-葡糖苷鍵組成的多糖。2、能分解纖維素作為營養(yǎng)源的微生物是細菌、放線菌、真菌等，現(xiàn)在主要為真菌。3、纖維素酶是水解纖維素的一類酶的總稱，至少包括三種類型：?破壞天然纖維素晶狀結(jié)構(gòu)的C1酶—降解結(jié)晶的纖維素?水解游離（直鏈）纖維素分子的Cx酶（-1.4-葡聚糖酶）?水解纖維二糖的-葡萄糖苷酶{-1.4-葡聚糖酶{外切--1.4-葡聚糖酶：從纖維素鏈的非還原性末端逐個地將葡萄糖水解下來。內(nèi)切--1.4-葡聚糖酶：以隨機的方式從纖維素鏈的內(nèi)部將它裂開。纖維素酶作用的順序為：天然纖維素C1鏈酶直鏈（游離）纖維素纖維二糖葡萄糖-葡糖苷酶Cx酶（結(jié)晶）（無定型）4、纖維素酶的存在有兩種方式胞外酶：溶解并游離于培養(yǎng)基中。如霉菌細胞表面酶：結(jié)合存在于細胞表面上。如粘細菌5、影響纖維素酶作用的因素最適PH值：一般在4.5~6.5之間纖維素酶具有較高的熱穩(wěn)定性，隨生產(chǎn)菌的不同而異。{糖代謝的概況

葡萄糖酵解途徑丙酮酸有氧無氧H2O及CO2乳酸糖異生途徑乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途徑

核糖

+NADPH+H+淀粉消化與吸收ATP第三節(jié)糖酵解作用（EMP途徑）葡萄糖的分解代謝葡萄糖進入細胞后，在一系列酶的催化下，發(fā)生分解代謝過程。葡萄糖的分解代謝分兩步進行：（1）無氧環(huán)境下進行糖酵解：葡萄糖丙酮酸。此反應(yīng)過程一般在無氧條件下進行，又稱為無氧分解。（2）有氧條件下的檸檬酸循環(huán)(三羧酸循環(huán))：丙酮酸

CO2+H2O。由于此氧化過程是通過檸檬酸等幾種三元羧酸的循環(huán)反應(yīng)來完成的，通常稱為三羧酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán)。由于分子氧是此系列反應(yīng)的最終受氫體，所以又稱為有氧分解。酵解與發(fā)酵的涵義酵解（glycolysis）：是酶將葡萄糖降解成丙酮酸并伴隨著生成ATP的過程。發(fā)酵（fermentation）：是指微生物在有氧或無氧條下通過物質(zhì)的分解與合成的代謝過程產(chǎn)生某些中間產(chǎn)物的生物化學(xué)過程。一、糖酵解的過程糖酵解在胞液中進行（無氧條件），是葡萄糖經(jīng)過酶催化作用降解成丙酮酸，并伴隨生成ATP的過程。它是動物、植物和微生物細胞中葡萄糖分解的共同代謝途徑。三羧酸循環(huán)在線粒體中進行（有氧條件）。在有氧條件下，糖酵解生成的丙酮酸進入線粒體，經(jīng)三羧酸循環(huán)氧化成CO2和H2O。酵解過程中產(chǎn)生的NADH，則經(jīng)呼吸鏈氧化產(chǎn)生ATP和H2O。所以糖酵解是三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化的前提。如果供氧不足，NADH不進入呼吸鏈，而是把丙酮酸還原成乳酸或乙醇等.⑴葡萄糖磷酸化：葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）準(zhǔn)備階段（葡萄糖分解成磷酸丙糖）⑵6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化生成為6-磷酸果糖

己糖異構(gòu)酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)⑶6-磷酸果糖被ATP磷酸化生成1,6-二磷酸果糖

ATPADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖激酶(6-phosphfructokinase)6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)1,6-雙磷酸果糖⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛縮酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛+3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮⑸磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖異構(gòu)酶(phosphotrioseisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脫氫酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸（二）放能階段（丙酮酸的生成）⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸

※在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸變位酶(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖嵯┐蓟?enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，并通過底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸糖原的磷酸化生成1-磷酸葡萄糖細胞內(nèi)糖原在磷酸化酶和脫枝酶催化下形成1-磷酸葡萄糖（三）糖原的磷酸解作用1-磷酸葡萄糖異構(gòu)化生成６-磷酸葡萄糖該反應(yīng)由磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化糖酵解的代謝途徑二、丙酮酸的代謝去路

葡萄糖經(jīng)EMP途徑生成丙酮酸后，在無氧條件下繼續(xù)降解通常歸于葡萄糖的酵解范圍。酵解過程隨不同的微生物或不同的條件而異。（1）乳酸發(fā)酵乳酸的生成CH3-C-COOHCH3CHOHCOOHO=NAD.2HNAD+乳酸脫氫酶在無氧條件下，糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸能夠被NADH還原成乳酸：乳酸脫氫酶丙酮酸+NADH========L-乳酸+NAD+催化此反應(yīng)的酶為乳酸脫氫酶。在供氧不足時，人體的大多數(shù)組織都能通過糖酵解途徑生成乳酸。人在激烈運動時，肌肉細胞中乳酸含量增高，會產(chǎn)生酸疼感。乳酸可以通過血液進入肝、腎等組織內(nèi)，重新轉(zhuǎn)變成丙酮酸，再合成葡萄糖和肝糖元，或進入三羧酸循環(huán)氧化。肌肉中的乳酸可以被氧化，為肌肉運動提供能量。Cori循環(huán)——在激烈運動時，糖酵解作用產(chǎn)生的NADH的速度超出通過呼吸鏈再形成NAD+的能力。這時肌肉中酵解過程形成的丙酮酸由乳酸脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗崾筃AD+再生，這樣糖酵解作用才能繼續(xù)提供ATP。肌肉細胞內(nèi)的乳酸擴散到血液并隨著血流進入肝臟細胞，在肝臟中通過糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，又回到血液，隨血流供應(yīng)肌肉和腦對葡萄糖的需要。這個循環(huán)過程稱Cori循環(huán)乳酸循環(huán)的生理意義：促進乳酸再利用，更新肝糖原，防止酸中毒（2）酒精發(fā)酵（酵母菌的酒精發(fā)酵）C6H12O6+2ADP+2H3PO42CH3CH2OH+2CO2+2ATP乙醇的生成在酵母作用下，糖可以轉(zhuǎn)變成乙醇，這是釀酒和發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的基本過程，稱為生醇發(fā)酵。生醇發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)中，從葡萄糖到丙酮酸這一段反應(yīng)與葡萄糖的酵解完全相同。生成的丙酮酸在酵母催化下，脫羧產(chǎn)生乙醛，乙醛在醇脫氫酶催化下被NADH還原成乙醇。乙醇在人體及動物體中可以氧化成乙醛，再轉(zhuǎn)變成乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)氧化。（3）丙酮酸乙酸和丁酸丙酮酸氧化脫羧產(chǎn)生的乙酰CoA可以與磷酸作用，生成乙酰磷酸，再在乙酸激酶催化下產(chǎn)生乙酸。（4）酒精酵母的甘油發(fā)酵酵母菌在特定的條件下，可以進行甘油發(fā)酵，主要有兩種方法：亞硫酸鹽法甘油發(fā)酵CHOCH3+NaHSO3CH-OSO2NaCH3OHCH2OHC=OCH2O~+NADH+H+CH2OHCHOHCH2O~+NAD+-甘油脫氫酶磷酸二羥丙酮CH2OHCHOHCH2O~+H2OCH2OHCHOHCH2OH+H3PO4-甘油磷酸脂酶水解C6H12O6+NaHSO3CH2OHCHOHCH2OHCH-OSO2NaCH3-OH++CO2堿法甘油發(fā)酵CH3CHO+H2OCH3COOHNAD+NAD.2HCH3CHOCH3CH2OHNAD.2HNAD+乙醛脫氫酶乙醇脫氫酶?總反應(yīng)式如下：2C6H12O6+H2OCH2OHCHOHCH2OH+CH3CH2OH2+CH3COOHCO2

丙酮酸除了脫羧生成乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)氧化外，也可以有其它的代謝途徑。在不同條件下，丙酮酸可以被轉(zhuǎn)化成乳酸、乙醇、乙酸、丁酸和丙酮等。工業(yè)上常利用微生物發(fā)酵方法生產(chǎn)這些化合物。三、糖酵解過程的化學(xué)計量與生物學(xué)意義葡萄糖己糖激酶ATPADP6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1.6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶ATPADP磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸二羥丙酮磷酸丙酮異構(gòu)酶醛縮酶3-磷酸甘油醛1.3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ATPADPATPADPH2O烯醇酶丙酮酸激酶磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油醛脫氫酶（一）糖酵解過程的化學(xué)計量★是葡萄糖在生物體內(nèi)進行有氧或無氧分解的共同途徑,通過糖酵解，生物體獲得生命活動所需要的能量；★形成多種重要的中間產(chǎn)物，為氨基酸、脂類合成提供碳骨架；★為糖異生提供基本途徑。（二）糖酵解的生物學(xué)意義四、糖酵解的調(diào)控關(guān)鍵酶①

己糖激酶②

磷酸果糖激酶③

丙酮酸激酶調(diào)節(jié)方式①別構(gòu)調(diào)節(jié)②共價修飾調(diào)節(jié)1、己糖激酶或葡萄糖激酶*6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。*長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。

2、6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)

*別構(gòu)調(diào)節(jié)

別構(gòu)激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P別構(gòu)抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）

此酶有二個結(jié)合ATP的部位：①活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時）②活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）F-1,6-2P正反饋調(diào)節(jié)該酶3、丙酮酸激酶別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：ATP,丙氨酸別構(gòu)激活劑：1,6-二磷酸果糖五、其它單糖的降解果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶變位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶變位酶除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進入酵解途徑。糖酵解小結(jié)⑴反應(yīng)部位：胞漿⑵糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程⑶反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)GG-6-PATPADP己糖激酶ATPADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATPPEP丙酮酸丙酮酸激酶E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代謝途徑GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+第四節(jié)三羧酸循環(huán)有氧氧化的反應(yīng)過程

第一階段：葡萄糖→→→丙酮酸（細胞液）第二階段：丙酮酸→乙酰CoA（線粒體）第三階段：三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化（線粒體）糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。*部位：胞液及線粒體

*概念有氧氧化的反應(yīng)過程第一階段：酵解途徑第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第三階段：三羧酸循環(huán)G（Gn）第四階段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循環(huán)胞液線粒體一、丙酮酸的氧化脫羧轉(zhuǎn)化為乙酰CoA丙酮酸進入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA(acetylCoA)。丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體總反應(yīng)式:丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成

酶E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶HSCoANAD+

輔酶

TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+Ｍg２＋SSL三種酶，六種輔助因子丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程1.丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP。2.由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3.二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基。4.二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時將氫傳遞給FAD。5.在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將FADH2上的H轉(zhuǎn)移給NAD+，形成NADH+H+。CO2CoASHNAD+NADH+H+5.

NADH+H+的生成1.-羥乙基-TPP的生成2.乙酰硫辛酰胺的生成3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成三羧酸循環(huán)(Tricarboxylicacid,TCA)也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因為循環(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反應(yīng)組成。所有的反應(yīng)均在線粒體中進行。二、三羧酸循環(huán)的過程*概述*反應(yīng)部位C=OCOO-CH2COO-C-CH3S-COAOCH2C-SCOAHO-C-COO-COO-CH2OCH2COO-HO-C-COO-COO-CH2檸檬酸合酶++HS-COA+H+H2OCOA1）乙酰-COA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸

單向不可逆可調(diào)控的限速步驟氟乙酰CoA導(dǎo)致致死合成常作為殺蟲藥三羧酸CH2COO-HO-C-COO-COO-CH2CHCOO-C-COO-COO-CH2HO-CHCOO-CH-COO-COO-CH22）檸檬酸異構(gòu)化成異檸檬酸（順烏頭酸酶）H2OH2O順烏頭酸檸檬酸異檸檬酸HO-CHCOOH

CH-COOHCOOHCH23）由異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸（異檸檬酸脫氫酶）COCOOH

CH-COOHCOOHCH2C=OCOOHCH2COOHCH2NAD+NADH+H+H+CO2

TCA中第一次氧化脫羧過程異檸檬酸脫氫酶為第二個調(diào)節(jié)酶三羧酸到二羧酸的轉(zhuǎn)變草酰琥珀酸α-酮戊二酸Mg2+NADP+NADPH+H+4）α-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰COA（α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體）C=OCOOHCH2COOHCH2+COASH+NAD+C=OSCOACH2COOHCH2+NADH+H+

+CO2

TCA中第二次氧化作用、脫羧過程

α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體（受產(chǎn)物琥珀酰-CoA和NADH抑制，受高能荷抑制）與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似．α-酮戊二酸脫氫酶E1（不受磷酸化和去磷酸化調(diào)節(jié)）．氫硫辛酰轉(zhuǎn)琥珀酰酶E2．二氫硫辛酰脫氫酶E3

．輔助因子：TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD+、Mg2+．5）琥珀酰COA轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP（琥珀酰COA合成酶）C=OSCOACH2COOHCH2COOHCH2COOHCH2GDP+PiGTP+HSCOATCA中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸化合物的步驟產(chǎn)生一個高能磷酸鍵，哺乳動物中形成一分子GTP，植物和微生物中直接形成ATPGTP+ADPGDP+ATP6）琥珀酸脫氫生成延胡索酸（反丁烯二酸）COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOH+FAD+FADH2

TCA中第三次氧化的步驟丙二酸為該酶的競爭性抑制劑該酶含F(xiàn)AD外，還有三種鐵硫聚簇，2Fe-2S，3Fe-4S，4Fe-4S

開始四碳酸之間的轉(zhuǎn)變琥珀酸脫氫酶HCCOOHCH2COOH嵌入線粒體內(nèi)膜COOHCHCOOHCH7）延胡索酸被水化生成L-蘋果酸（延胡索酸酶）COOHHO-CHCOOHH-C-H+H2O延胡索酸酶COOHHO-CHCOOHH-C-H8）蘋果酸脫氫生成草酰乙酸（蘋果酸脫氫酶）+NAD+COOHC=OCOOHCH2+NADH+H+TCA中第四次氧化的步驟，最后一步。CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①檸檬酸合酶②順烏頭酸梅③異檸檬酸脫氫酶④α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脫氫酶⑦延胡索酸酶⑧蘋果酸脫氫酶TCA經(jīng)四次氧化，二次脫羧，通過一個循環(huán)，可以認為乙酰CoAH++e進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O的同時ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、3ATP[O]H2O、2ATPFADH2[O]三、檸檬酸循環(huán)產(chǎn)生的能量

乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoA+3H+

循環(huán)有以下特點：

1、乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸，使兩個C原子進入循環(huán)。在以后的兩步脫羧反應(yīng)中，有兩個C原子以CO2的形式離開循環(huán)，相當(dāng)于乙酰CoA的2個C原子形成CO2。

2、在循環(huán)中有4對H原子通過4步氧化反應(yīng)脫下，其中3對用以還原NAD+生成3個NADH+H+,1對用以還原FAD,生成1個FADH2。

3、由琥珀酰CoA形成琥珀酸時，偶聯(lián)有底物水平磷酸化生成1個GTP,1GTP1ATP。

4、循環(huán)中消耗兩分子水。

5、3NADH7.5ATP，

1FADH21.5ATP，再加上1個GTP6、單向進行

7、整個循環(huán)不需要氧，但離開氧無法進行。1分子乙酰CoA通過TCA循環(huán)被氧化，可生成10分子ATP。

若從丙酮酸開始，生成的1個NADH，則共產(chǎn)生10+2.5=12.5個ATP。若從葡萄糖開始，共可產(chǎn)生

12.5×2+7=32個ATP

可見由糖酵解和TCA循環(huán)相連構(gòu)成的糖的有氧氧化途徑，是機體利用糖氧化獲得能量的最有效的方式，也是機體產(chǎn)生能量的主要方式。四.

三羧酸循環(huán)的生理意義是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體；為呼吸鏈提供H++e。

α-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸琥珀酰CoA卟啉環(huán)

上述過程均可導(dǎo)致草酰乙酸濃度下降，從而影響三羧酸循環(huán)的運轉(zhuǎn)，因此必須不斷補充才能維持其正常進行，這種補充稱為回補反應(yīng)或填補反應(yīng)(anapleroticreaction)。

五、三羧酸循環(huán)的回補反應(yīng)三羧酸循環(huán)不僅是產(chǎn)生ATP的途徑，它的中間產(chǎn)物也是生物合成的前體，如

丙酮酸羧化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的羧化蘋果酸脫氫由氨基酸形成草酰乙酸的回補反應(yīng)主要通過4個途徑：TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物作為發(fā)酵產(chǎn)物而排出細胞，如果不及時補充會造成循環(huán)的終止，微生物中有不同的酶促反應(yīng)使TCA中間產(chǎn)物可能得到補充。這些反應(yīng)稱為回補途徑1、丙酮酸羧化(動物體內(nèi)的主要回補反應(yīng))草酰乙酸或循環(huán)中任何一種中間產(chǎn)物不足TCA循環(huán)速度降低乙酰-CoA濃度增加高水平的乙酰CoA激活丙酮酸羧化酶產(chǎn)生更多的草酰乙酸生物素Mg2+在線粒體內(nèi)進行2、PEP羧化（在植物、酵母、細菌）反應(yīng)在胞液中進行3、蘋果酸脫氫丙酮酸蘋果酸4、氨基酸轉(zhuǎn)化α-酮戊二酸天冬氨酸谷氨酸草酰乙酸5、乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)——三羧酸循環(huán)支路三羧酸循環(huán)在異檸檬酸與蘋果酸間搭了一條捷徑。異檸檬酸檸檬酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH①②只有一些植物和微生物兼具有這樣的途徑。異檸檬酸裂解酶異檸檬酸琥珀酸乙醛酸①②乙醛酸乙酰CoA蘋果酸

蘋果酸合成酶乙醛酸循環(huán)的意義

對TCA循環(huán)起協(xié)助作用，是TCA環(huán)中間產(chǎn)物的一種重要補充手段。生成的琥珀酸用于生物合成葡萄糖異生作用的前體物能以乙酸作為唯一碳原，經(jīng)乙醛酸循環(huán)獲得合成細胞物質(zhì)的中間產(chǎn)物和部分能量。在乙酸發(fā)酵、石油發(fā)酵中起重要作用。調(diào)節(jié)：磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）抑制異檸檬酸裂解酶TCA與乙醛酸循環(huán)可能同時進行六、三羧酸酸循環(huán)的調(diào)控關(guān)鍵酶①

酵解途徑：己糖激酶②丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體③

三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸蘋果酸NADHFADH2GTPATP異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體–ATP+ADPADP+ATP–檸檬酸琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影響②產(chǎn)物堆積引起抑制③循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶④其他，如Ca2+可激活許多酶三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的速度主要取決于細胞對ATP的需求量，另外也受細胞對于中間產(chǎn)物需求的影響。有3個調(diào)控部位。

1、檸檬酸合成酶（限速酶）ATP、NADH是該酶的變構(gòu)抑制劑，高濃度的ATP和NADH抑制檸檬酸的合成，即抑制三羧酸循環(huán)地進行。高農(nóng)度的琥珀酰-CoA抑制該酶的活性。

2、異檸檬酸脫氫酶該酶受ATP和NADH變構(gòu)抑制，受ADP變構(gòu)促進和Ca2+激活。

3、α-酮戊二酸脫氫酶該酶受產(chǎn)物琥珀酰CoA和NADH抑制，也受高能荷抑制。Ca2+激活。2ADPATP+AMP腺苷酸激酶體內(nèi)ATP濃度是AMP的50倍，經(jīng)上述反應(yīng)后，ATP/AMP變動比ATP變動大，有信號放大作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低則促進有氧氧化。ATP/AMP效果更顯著。*另外①三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，反復(fù)的進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程。②TCA過程的反應(yīng)部位是線粒體。三羧酸循環(huán)小結(jié)③三羧酸循環(huán)的要點經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，消耗一分子乙酰CoA，經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，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。關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶

α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶④整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)⑤三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無量的變化，不可能通過三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸a-酮戊二酸琥珀酰輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)的過程及其調(diào)控

2CO21ATP、NADH、檸檬酸、琥珀酰-CoA抑制2ATP、NADH抑制

ADP、Ca2+激活3ATP、NADH

琥珀酰-CoA抑制

ADP、Ca2+激活乙酰-CoA、NADH抑制，Ca2+激活表面上看來，三羧酸循環(huán)運轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會消耗的，它可被反復(fù)利用。但是，例如：草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸

谷氨酸檸檬酸脂肪酸琥珀酰CoA卟啉Ⅰ

機體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，TCA中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。Ⅱ機體糖供不足時，可能引起TCA運轉(zhuǎn)障礙，這時蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進一步生成乙酰CoA進入TCA氧化分解。草酰乙酸草酰乙酸脫羧酶丙酮酸CO2蘋果酸蘋果酸酶丙酮酸CO2NAD+NADH+H+*所以，草酰乙酸必須不斷被更新補充。草酰乙酸

檸檬酸檸檬酸裂解酶乙酰CoA

丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2蘋果酸蘋果酸脫氫酶NADH+H+NAD+天冬氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酶α-酮戊二酸

谷氨酸其來源如下：巴斯德效應(yīng)*概念*機制

有氧時，NADH+H+進入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進入線粒體進一步氧化而不生成乳酸;缺氧時，酵解途徑加強，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。檸檬酸的生物合成途徑與發(fā)酵機制葡萄糖EMP途徑丙酮酸丙酮酸脫氫酶復(fù)合體磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶或丙酮酸羧化酶草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸TCA循環(huán)檸檬酸合成酶生物合成途徑發(fā)酵機制1）所用的微生物主要為黑曲霉，它具有TCA循環(huán)和乙醛酸循環(huán)的酶系。因此檸檬酸可由乙酰輔酶A和草酰乙酸縮合而成。2）設(shè)法阻斷檸檬酸的進一步反應(yīng)，促使檸檬酸的積累。關(guān)鍵在于阻斷順烏頭酸酶的催化反應(yīng)和不斷補充草酰乙酸和乙酰CoA。七、檸檬酸發(fā)酵1、自然發(fā)酵和代謝調(diào)節(jié)發(fā)酵利用微生物在特定條件下的固有代謝規(guī)律自然積累某種產(chǎn)物的發(fā)酵。稱為自然發(fā)酵。利用遺傳學(xué)的方法或其它生物化學(xué)的方法，人為地在DNA（脫氧核糖核酸）的分子水平上，改變和控制微生物的代謝，使有用目的的產(chǎn)物大量生成、積累的發(fā)酵。稱為代謝調(diào)節(jié)發(fā)酵。2、積累代謝途徑中間產(chǎn)物的基本條件切斷支路代謝（主要為選育營養(yǎng)缺陷突變株或滲漏缺陷突變株）增加前體物的合成（通過選育某些營養(yǎng)缺陷型或結(jié)構(gòu)類似物抗性突變株以及克隆某些關(guān)鍵酶）解除自身的反饋調(diào)節(jié)（選育抗類似物突變株或酶特性的利用）特殊調(diào)節(jié)機制的利用（多種產(chǎn)物控制機制的利用以及優(yōu)先合成的變換）條件突變株的應(yīng)用（如溫度敏感性突變、抑制性突變等）選育生產(chǎn)代謝拮抗物質(zhì)的菌株選育不生成副產(chǎn)物的菌株去除終產(chǎn)物（改變細胞膜滲透性）2、檸檬酸的生物合成途徑檸檬酸發(fā)酵的代謝控制育種1）出發(fā)菌株的選擇。2）選育耐高滲透壓的菌株。3）選育不分解利用檸檬酸的突變株。4）強化檸檬酸合成酶。5）鐵離子的控制。6）發(fā)酵培養(yǎng)條件的控制。

第五節(jié)磷酸己糖途徑在研究糖酵解的組織勻漿中添加酵解抑制劑碘乙酸（抑制甘油醛-3-磷酸脫氫酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；后來又發(fā)現(xiàn)了6-磷酸-葡萄糖脫氫酶和6-磷酸-葡萄糖酸脫氫酶及NADP+；后來又發(fā)現(xiàn)了戊糖磷酸途徑中的混合中間產(chǎn)物磷酸戊糖酸和磷酸己糖酸以及其他一些磷酸四碳糖和磷酸五碳糖。此外在各種生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了五碳糖、六碳糖和七碳糖；說明葡萄糖還有其他代謝途徑（1931-1951）。1953年闡述了磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway)，簡稱PPP途徑，也叫磷酸己糖途徑；簡稱HMS；亦稱Warburg-Dickens磷酸戊糖途徑。PPP途徑廣泛存在動、植物細胞內(nèi)，在細胞質(zhì)中進行。一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程分兩個階段：㈠葡萄糖的氧化脫羧階段

HCOHCOCOOHCH2OHHCOHHCOHHCOHCOHOCHOHOCHHOCHHCOHHCOHHCOHH+HCOHHCOHHCHCHCOHCH2OPO3H2CH2OPO3H2CH2OPO3H2CH2OPO3H2本階段總反應(yīng)：6-磷酸葡萄糖+2NADP++H2O5-磷酸核酮糖+CO2+2NADPH+2H+

6-磷酸葡萄糖脫氫酶6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶H20NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO26-磷酸葡萄糖酸-內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖6-磷酸-葡萄糖㈡非氧化的分子重排階段5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖5-磷酸核酮糖磷酸戊糖異構(gòu)酶磷酸戊糖差向異構(gòu)酶差向異構(gòu)體5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖轉(zhuǎn)酮酶TPP，Mg2+7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛7-磷酸景天庚酮糖4-磷酸赤蘚糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)醛酶5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤蘚糖轉(zhuǎn)酮酶6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖異構(gòu)酶66-磷酸葡萄糖66-磷酸葡萄糖內(nèi)酯66-磷酸葡萄糖酸65-磷酸核酮糖25-磷酸核糖25-磷酸木酮糖27-磷酸景天庚酮糖23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖23-磷酸甘油醛6-磷酸葡萄糖25-磷酸木酮糖26-磷酸果糖24-磷酸赤蘚糖3-磷酸甘油醛、磷酸二羥丙酮1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖46-磷酸葡萄糖1、氧化階段

6-磷酸葡萄糖+2NADP++H2O5-磷酸核酮糖

+CO2+2NADPH+2H+2、非氧化階段

65-磷酸核酮糖+H2O56-磷酸葡萄糖+Pi3、總反應(yīng)

66-磷酸葡萄糖+12NADP++7H2O6CO2+12NADPH+12H++Pi+56-磷酸葡萄糖表明1個葡萄糖-6-磷酸經(jīng)6次循環(huán)被徹底氧化為6個CO2小結(jié)二、磷酸戊糖途徑的調(diào)控

1、磷酸戊糖途徑的速度主要由NADPH/NADP+

的比例來調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的活性。NADPH是NADP+的競爭性抑制劑，6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性。

2、磷酸戊糖途徑的速度還受生物體對NADPH、5-磷酸核糖和ATP不同需要的調(diào)節(jié)。