物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)1課件

乳酸糖酵解一次脫氫二次底物水平磷酸化已糖激酶6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶三個(gè)關(guān)鍵酶①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾葡萄糖G-6-P丙酮酸丙酮酸乙酰CoACO2H2O胞液線粒體H＋+eO2O2O2TAC糖的有氧氧化概況概念：

葡萄糖在有氧條件下徹底氧化為CO2、H2O，并釋放出大量能量的過(guò)程。地點(diǎn)：胞漿、線粒體

反應(yīng)過(guò)程：分為三個(gè)階段

1.G→丙酮酸（糖酵解途徑）2.丙酮酸→乙酰輔酶A3.乙酰輔酶A→三羧酸循環(huán)

第三節(jié)糖的有氧氧化丙酮酸脫氫酶復(fù)合體三種酶：

丙酮酸脫氫酶

二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶

二氫硫辛酰胺脫氫酶五種輔助因子：

TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、HSCoAE2E3E1E1E2E3B1

B2

Vpp

泛酸

SS(CH2)4COE2①②④③⑤三羧酸循環(huán)

乙酰CoA進(jìn)入由一連串反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)體系，被氧化生成CO2和H2O并釋放出大量能量的過(guò)程。由于循環(huán)反應(yīng)開(kāi)始于乙酰CoA與草酰乙酸縮合生成含有三個(gè)羧基的檸檬酸，因此稱(chēng)之為三羧酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán)(tricarboxylic

acidcycle，TAC)。

Krebs于1937年首先提出，又稱(chēng)Krebs循環(huán)。O=C-COOH

HC-COOH

H3C–C~SCoA

O

H2OHSCoA①縮合2CHOCOOHCHCOOHHCHCOOHH2O②脫水2CCOOHCHCOOHCHCOOHH2O③加水CH2COOHCHCOOHCHCOOHOHNAD+NADH+H+CO2④氧化脫羧CH2COOHCHHCCOOHOCH2COOHCHHCSCoAO~NAD+NADH+H+CO2HSCoA⑤氧化脫羧FADFADH2⑦脫氫CCOOHCCOOHHHCCOOHCHCOOHHHHOH2O⑧加水γβαCHCOOHCHCOHOHHGDPGTP⑥HSCoAPiNADH+H+⑨再脫氫N(xiāo)AD+檸檬酸草酰乙酸順烏頭酸異檸檬酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸蘋(píng)果酸琥珀酰CoA乙酰CoA

NAD+NADH+H+NADH+HNADNADH

+

H++GDP+PiGTPFADH2FAD+NAD+CO2H2OCO2乙酰CoA(1)(6)(7)(8)(9)(4)(5)(2)檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸蘋(píng)果酸草酰乙酸HO2(1)檸檬酸合酶(2)(3)順烏頭酸酶(4)異檸檬酸脫氫酶(5)α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體(6)琥珀酰CoA合成酶(7)琥珀酸脫氫酶(8)延胡索酸酶(9)蘋(píng)果酸脫氫酶三羧酸循環(huán)H2OHSCoAHSCoAHSCoA一次底物水平磷酸化H2OH2O二次脫羧反應(yīng)三個(gè)不可逆反應(yīng)四次脫氫反應(yīng)1234總反應(yīng)方程式乙酰CoA

+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O

2CO2+3NADH+3H++FADH2+GTP+HsCoA3NADH+3H+

9ATP

FADH2

2ATP

ADPATP

GTP

GDP

1ATP—————————————————————————

12ATP氧化磷酸化作用O2三羧酸循環(huán)小結(jié)1.條件：有氧2.地點(diǎn)：線粒體3.反應(yīng)：兩次脫羧，4次脫氫4.受氫體：NAD＋，F(xiàn)AD5.產(chǎn)能：可產(chǎn)生12ATP6.終產(chǎn)物：H2O、CO27.循環(huán)不可逆8.三大代謝聯(lián)系的樞紐兩次脫羧基反應(yīng)

β-氧化脫羧：異檸檬酸脫氫酶催化

α-氧化脫羧：α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體催化注意：以CO2方式失去的碳并非來(lái)自乙?；膬蓚€(gè)碳原子，而是來(lái)自草酰乙酸。四次脫氫

三對(duì)氫原子:以NAD+為受氫體，可生成3ATP一對(duì)氫原子:以FAD為受氫體，可生成2ATP有氧氧化生成的ATP合計(jì)第三階段第二階段第一階段36或38ATP產(chǎn)生輔酶反應(yīng)

-1葡萄糖6-磷酸葡萄糖3×2NAD+蘋(píng)果酸草酰乙酸2×2FAD琥珀酸延胡索酸

1×2琥珀酰輔酶A琥珀酸3×2NAD+a-酮戊二酸琥珀酰輔酶A3×2NAD+異檸檬酸a-酮戊二酸3×2NAD+丙酮酸乙酰輔酶A1×2磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸1×21,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸3（或2）×2NAD+3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸-16-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖糖酵解與有氧氧化的儲(chǔ)能效率糖酵解：

1G+2ADP+2Pi→2乳酸+2ATP+2H2O?G0’＝-47kcal/mol（每molATP儲(chǔ)能7.3kcal）儲(chǔ)能效率=2×7.3/

47=

31%提問(wèn)：其余能量何處去？答案：以熱量形式。一部分維持體溫，一部分散失。有氧氧化：C6H12O6+36～38ADP+38Pi＋6O236～38ATP+6CO2＋44H2O?G0’＝-679kcal/mol儲(chǔ)能效率=38(36)×7.3/679=41%（38.5%)比世界上任何一部熱機(jī)的效率都高！糖酵解途徑的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)有氧氧化的調(diào)節(jié)有氧氧化的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)

變構(gòu)調(diào)節(jié)：抑制劑—乙酰CoA、NADH+H+、ATP（產(chǎn)物）激活劑—AMP

共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：磷酸化（失活）：丙酮酸脫氫酶激酶去磷酸（復(fù)活）：丙酮酸脫氫酶磷酸酶有氧氧化的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)

三個(gè)不可逆反應(yīng)：檸檬酸合酶、

異檸檬酸脫氫酶

α-酮戊二酸脫氫酶后兩者是三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)點(diǎn)，主要通過(guò)產(chǎn)物的反饋抑制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

有氧氧化的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的主要調(diào)節(jié)物

ATP/ADP、

NADH/NAD+比值增高時(shí)，可反饋抑制異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶。ADP是異檸檬酸脫氫酶的變構(gòu)激活劑。線粒體內(nèi)Ca2+的濃度也是三羧酸循環(huán)和有氧氧化的激活劑。

乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸蘋(píng)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

+ADP

ADP

+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)Crabtree效應(yīng)在癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)給予葡萄糖時(shí)不論供氧充足與否都呈現(xiàn)很強(qiáng)的酵解反應(yīng)，而糖的有氧氧化受抑制，稱(chēng)為Crabtree效應(yīng)或反巴斯德效應(yīng)。這種現(xiàn)象較普遍地存在于癌細(xì)胞中，此外也存在于一些正常組織細(xì)胞如視網(wǎng)膜、睪丸、顆粒白細(xì)胞等。

臨床討論：患者主訴：開(kāi)始時(shí)：下肢軟弱無(wú)力、麻木，常有沉重感（如同“帶了腳鐐”）。厭食、體重下降、消化不良和便秘。還頭痛、失眠、不安、易怒、健忘等。后來(lái)：從腳開(kāi)始，出現(xiàn)灼痛或異樣感覺(jué)，逐漸向小腿發(fā)展，原來(lái)感覺(jué)過(guò)敏處漸趨遲鈍，甚則痛覺(jué)，溫覺(jué)及振動(dòng)感覺(jué)依次消失。肌肉酸痛，以腓腸肌為著，上下樓梯困難。繼而足、趾下垂，肌肉攣縮，臥床不起。臨床生化檢驗(yàn)：①測(cè)定尿中硫胺素排泄量：↓②紅細(xì)胞轉(zhuǎn)酮醇酶試驗(yàn)：