糖酵解課件完整版

糖酵解——EMP途徑1糖酵解概述發(fā)生在所有的活細胞位于細胞液

共有十步反應(yīng)組成——在所有的細胞都相同，但速率不同。兩個階段：

第一個階段——投資階段或引發(fā)階段:葡萄糖→F-1,6-2P→2G-3-P第二個階段——獲利階段：產(chǎn)生2丙酮酸+2ATP丙酮酸的三種命運2糖酵解的兩階段反應(yīng)3糖酵解A.能量投資階段:葡萄糖

(6C)

甘油醛-3磷酸

(2-3C)(G3P或GAP)2ATP-消化0ATP-產(chǎn)生0NADH-產(chǎn)生2ATP2ADP+PC-C-C-C-C-CC-C-CC-C-C糖酵解B.能量收獲階段：

甘油醛-3-磷酸

(2-3C)(G3P或GAP)

丙酮酸

(2-3C)

(PYR)0ATP-消耗4ATP-產(chǎn)生2NADH-產(chǎn)生4ATP4ADP+PC-C-CC-C-CC-C-CC-C-CGAPGAP

(PYR)(PYR)糖酵解的全部反應(yīng)6休要驚慌!

你所要記憶的是總反應(yīng)、三步限速步驟、三種特異性抑制劑、兩步底物磷酸化反應(yīng)和主要的調(diào)控機制。

你不需要記住任何代謝物的結(jié)構(gòu)式7糖酵解第一階段的反應(yīng)第一步反應(yīng)——葡萄糖的磷酸化己糖激酶或葡萄糖激酶引發(fā)反應(yīng)——ATP被消耗，以便后面得到更多的ATPATP的消耗是葡萄糖的磷酸化能夠自發(fā)地進行8己糖激酶和葡萄糖激酶

糖酵解的第一步反應(yīng)；ΔG是一個大的負值

葡萄糖的磷酸化至少有兩個意義：首先葡萄糖因此帶上負電荷，極性猛增，很難再從細胞中“逃逸”出去；其次葡萄糖由此變得不穩(wěn)定，有利于它在細胞內(nèi)的進一步代謝。己糖激酶和葡萄糖激酶的比較己糖激酶葡萄糖激酶存在幾乎所有的細胞肝細胞底物特異性葡萄糖、甘露糖、氨基葡萄糖、果糖、2-脫氧葡萄糖等己糖葡萄糖和2-脫氧葡萄糖對葡萄糖的Km0.1mM10mM產(chǎn)物反饋抑制G-6-P反饋抑制不受G-6-P反饋抑制基因表達組成酶誘導酶910葡萄糖在細胞內(nèi)磷酸化以后不能再離開細胞11己糖激酶的“誘導契合”12誘導契合：

葡萄糖與己糖激酶的結(jié)合誘導酶發(fā)生大的構(gòu)象變化上述底物誘導的裂縫閉合現(xiàn)象不僅僅發(fā)現(xiàn)在己糖激酶，實際上在參與糖酵解的其它幾種激酶分子上也能夠觀測到，這說明它已成為各種激酶的共同特征。使用少一個C原子的木糖代替葡萄糖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)己糖激酶能夠催化ATP水解。ATP之所以發(fā)生水解，很可能是因為體積較小的木糖進入活性中心以后，無法趕走“水分子”，誘使酶“上當受騙”而將ATP的γ-磷酸轉(zhuǎn)移給留在活性中心的水分子上的羥基所致。13反應(yīng)2:磷酸葡糖異構(gòu)酶葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變成果糖-6-磷酸

這是一步異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)的機制牽涉到不穩(wěn)定的烯二醇中間體。通過此反應(yīng)，酮基從1號位變到2號，這既為下一步磷酸化反應(yīng)創(chuàng)造了條件，也有利于后面由醛縮酶催化的C-3和C-4之間的斷裂反應(yīng)。2-脫氧葡萄糖-6-磷酸也能夠與此酶的活性中心結(jié)合，但由于不能形成烯二醇中間物，所以無法完成反應(yīng)，反而因為它占據(jù)活性中心而抑制酶的活性?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)磷酸己糖異構(gòu)酶是一種兼職蛋白，除了參與糖酵解以外，它還是一種神經(jīng)生長因子。1415反應(yīng)3:磷酸果糖激酶是糖酵解的限速步驟!

糖酵解第二次引發(fā)反應(yīng)有大的自由能降低，受到高度的調(diào)控1617反應(yīng)4:醛縮酶C6

被切成2C3

有兩類醛縮酶，第一類來源于動物，為共價催化，在反應(yīng)中，底物與活性中心的賴氨酸殘基形成共價的Schiff氏堿中間物；第二類主要來源于其它生物，其活性中心含有二價的Zn2＋，為金屬催化。如何證明第一類醛縮酶生成Schiff氏堿中間物?181920反應(yīng)5:磷酸丙糖異構(gòu)酶（TIM）磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變成甘油醛-3-磷酸反應(yīng)機制涉及烯二醇中間體活性中心的Glu充當廣義堿TIM是一種近乎完美的酶（為什么？）——反應(yīng)速率僅僅受到底物與酶碰撞的速率決定。2122磷酸丙糖異構(gòu)酶的作用機理23TIM具有獨特的防止副反應(yīng)發(fā)生的機制，在反應(yīng)中形成了磷酸烯二醇中間物，這樣的中間物如果離開酶分子，在溶液中很容易釋放出磷酸根生成丙二醛，而能異構(gòu)化生成甘油醛-3-磷酸的并不多。但是，在細胞內(nèi)形成丙二醛的可能性幾乎為零，這是因為當烯二醇中間物形成以后，酶的構(gòu)象發(fā)生變化，其分子上一段由10個氨基酸殘基組成的環(huán)像一個蓋子堵住了活性中心，致使烯二醇中間物無法離開酶分子，只能異構(gòu)化成甘油醛-3-磷酸。當甘油醛-3-磷酸形成以后，上述環(huán)消失，產(chǎn)物得以釋放。24糖酵解-第二個階段的反應(yīng)產(chǎn)生4ATP

導致糖酵解凈產(chǎn)生2ATP涉及兩個高能磷酸化合物.1,3BPGPEP25反應(yīng)6:甘油醛-3-磷酸脫氫酶甘油醛-3-磷酸被氧化成甘油酸-1,3-二磷酸

這是整個糖酵解途徑唯一的一步氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生1,3-BPG和NADH為巰基酶，使用共價催化，碘代乙酸和有機汞能夠抑制此酶活性。砷酸在化學結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)與Pi極為相似，因此可以代替無機磷酸參加反應(yīng)，形成甘油酸-1-砷酸-3-磷酸，但這樣的產(chǎn)物很不穩(wěn)定，很快就自發(fā)地水解成為甘油酸-3-磷酸并產(chǎn)生熱，無法進入下一步底物水平磷酸化反應(yīng)。由于甘油酸-1-砷酸-3-磷酸的自發(fā)水解，將導致ATP合成受阻，影響細胞的正常代謝，這就是砷酸有毒性的原因。262728甘油醛-3-磷酸脫氫酶的抑制劑作用機理29反應(yīng)7:磷酸甘油酸激酶從高能磷酸化合物合成ATP這是一步底物水平的磷酸化反應(yīng)紅細胞內(nèi)存在生成2,3-BPG的支路303132反應(yīng)8:磷酸甘油酸變位酶磷酸基團從C-3轉(zhuǎn)移到C-2

不同來源的磷酸甘油酸變位酶具有不同的催化機制，一類需要2,3-BPG作為輔助因子，并需要活性中心的一個His殘基；另一類則不需要2,3-BPG，其變位實際上是甘油酸-3-磷酸分子內(nèi)的磷酸基團的轉(zhuǎn)移。3334依賴于甘油酸-2,3-二磷酸的磷酸甘油酸變位酶的作用機制3536反應(yīng)9:烯醇化酶甘油酸-2-磷酸轉(zhuǎn)變成PEP

烯醇化酶的作用在于促進甘油酸-2-磷酸上某些原子的重排從而形成具有較高的磷酸轉(zhuǎn)移勢能的高能分子。氟合物能夠與Mg2＋和磷酸基團形成絡(luò)化物，而干擾甘油酸-2-磷酸與烯醇化的結(jié)合從而抑制該酶的活性。3738反應(yīng)10:丙酮酸激酶PEP轉(zhuǎn)化成丙酮酸，同時產(chǎn)生ATP

產(chǎn)生兩個ATP，可被視為糖酵解途徑最后的能量回報。ΔG為大的負值——受到調(diào)控!3940NADH和丙酮酸的去向

有氧還是無氧？？

在有氧狀態(tài)下NADH和丙酮酸的命運（1）NADH的命運

NADH在呼吸鏈被徹底氧化成H2O并產(chǎn)生更多的ATP。（2）丙酮酸的命運丙酮酸經(jīng)過線粒體內(nèi)膜上丙酮酸運輸體與質(zhì)子一起進入線粒體基質(zhì)，被基質(zhì)內(nèi)的丙酮酸脫氫酶系氧化成乙酰-CoA

在缺氧狀態(tài)或無氧狀態(tài)下NADH和丙酮酸的命運（1）乳酸發(fā)酵（2）酒精發(fā)酵41線粒體內(nèi)膜上的甘油-3-磷酸和蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)

42蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)43甘油-3-磷酸穿梭系統(tǒng)

44丙酮酸的代謝去向45糖酵解的能量學調(diào)控的有力證據(jù)!

標準的

G值分散分布：+和-細胞內(nèi)多數(shù)G接近0，10步反應(yīng)中有3步具有較大的自由能降低

G為較大負值的反應(yīng)是調(diào)控位點!

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