生物化學糖酵解課件

生物化學糖酵解課件一、糖酵解(glycolysis)概念也稱EMP(Embden－Meyerhof途徑),指葡萄糖在無氧條件下分解生成2分子丙酮酸并釋放出能量得過程。總反應式:Glc+2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸＋2ATP+2NADH+H++2H2O她就是氧化磷酸化和三羧酸循環(huán)得前奏。就是動物、植物、微生物細胞中葡萄糖分解產(chǎn)生能量得共同代謝途徑。二、糖酵解途徑得實驗依據(jù)酵母抽提液得發(fā)酵速度比完整酵母慢,且逐漸緩慢直至停頓如果加入無機磷酸鹽,可以恢復發(fā)酵速度,但不久又會再次緩慢,同時加入得磷酸鹽濃度逐漸下降。上述現(xiàn)象說明在發(fā)酵過程中需要磷酸,可能磷酸與葡萄糖代謝中間產(chǎn)物生成了糖磷酸酯。完整細胞可通過ATP水解提供磷酸。將酵母液透析后就會失去發(fā)酵能力將酵母液加熱到50℃也會失去發(fā)酵能力將經(jīng)過透析失活得酵母液混合在一起后又恢復發(fā)酵能力由此推斷發(fā)酵需要兩類物質:一就是熱不穩(wěn)定得,不可透析得組分即酶;二就是熱穩(wěn)定得可透析得組分,如輔酶、ATP、金屬離子等。碘乙酸對酵母生長有抑制作用將葡萄糖、酵母抽提液及碘乙酸一起保溫,可以分離出少量得磷酸丙糖(主要就是3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮得平衡混合物)因此推斷磷酸己糖可能裂解為兩分子三碳糖,而碘乙酸對三碳糖進一步分解得酶有抑制作用。氟化鈉對酵母生長也有抑制作用將1,6-二磷酸果糖或磷酸丙糖、酵母抽提液以及氟化鈉一起保溫有磷酸甘油酸積累(3-和2-磷酸甘油酸得平衡混合物)由此推斷3-磷酸甘油酸就是3-磷酸甘油醛得氧化產(chǎn)物,2-磷酸甘油酸又就是前者變位后得產(chǎn)物,氟化鈉對2-磷酸甘油酸進一步反應得酶有抑制作用三、糖酵解途徑場所:細胞質(胞液)中氧氣:不需要糖酵解過程b1糖酵解可分為兩個階段:1分子葡萄糖分解為2分子丙酮酸需經(jīng)10步反應,前5步反應為準備階段,1Glc轉變?yōu)?三碳物:磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛,消耗2ATP。 第二階段就是能量獲得階段(payoffphase),3-磷酸甘油醛轉變?yōu)楸?生成4ATP和2NADH+H+。 葡萄糖得碳架分解產(chǎn)生丙酮酸、磷酸化ADP產(chǎn)生ATP、產(chǎn)生得氫轉變?yōu)镹ADH。10大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流(一)葡萄糖得磷酸化第一階段得反應

催化這一反應得酶有己糖激酶和葡萄糖激酶。己糖激酶專一性弱,Km值小,存在所有得細胞內(nèi);別構調節(jié)酶,受ADP和葡萄糖6-磷酸得變構抑制。葡萄糖激酶專一行強,Km值高,在肝臟中,當肝糖濃度較高時,催化葡萄糖6-磷酸得合成,維持血糖得穩(wěn)定、

糖酵解過程中得中間產(chǎn)物都帶有磷酸基團,她們得意義在于:1、磷酸化導致負離子,使分子產(chǎn)生極性,使產(chǎn)物不致流失到膜外;2、磷酸基團起一種信號作用,易于被酶識別;3、磷酸基團最終形成ATP,保存了能量。該酶有絕對得底物專一性和立體專一性。6PG,E4P和S7P等就是該酶得競爭性抑制劑。(三)果糖－6-磷酸生成果糖－1,6－二磷酸

這就是一個不可逆反應。催化該反應得就是一種變構調節(jié)酶,也就是酵解過程中最重要得限速酶。ATP有抑制作用,AMP可消除這種抑制作用。H+對該酶也有一種抑制作用,這可防止乳酸中毒。

該反應對下一步得裂解做好了準備。(四)果糖-1,6-二磷酸轉變成三碳化合物該反應得標準自由能表明該反應就是趨向與縮合,但在細胞中由于底物濃度得驅動,反應趨向于裂解。兩個三碳糖相同得原子序號其來源不同。(五)二羥丙酮轉變成甘油醛—3-磷酸該反應盡管平衡點處二羥丙酮得濃度要高,但由于后續(xù)反應對甘油醛得消耗,導致反應趨向甘油醛方向。丙糖磷酸異構酶第二階段得反應

該反應中產(chǎn)生第一個還原型得輔酶I(NADH＋H+),同時吸收1分子無機磷酸。碘乙酸就是一種不可逆抑制劑,她與-SH結合。砷酸使得其氧化作用與磷酸化作用解偶聯(lián),即反應仍進行,但未形成高能磷酸鍵。砷酸得結構和磷酸類似,故就是該酶得競爭性抑制劑。但產(chǎn)物為1砷酸,3-磷酸甘油酸,后者易水解成3-磷酸甘油酸。高能鍵(二)由1,3-二磷酸甘油酸生成3－磷酸甘油酸這就是酵解過程第一個產(chǎn)生ATP得部位。(三)3-磷酸甘油酸轉變成2-磷酸甘油酸

該反應通過一個中間產(chǎn)物:2,3-二磷酸甘油酸。當3-磷酸甘油酸與酶結合后,酶分子上得磷酸轉移到2位,生成2,3-二磷酸甘油酸,使酶分子得活性部位再結合1分子得磷酸,同時產(chǎn)生游離得2-磷酸甘油酸。(四)2-磷酸甘油酸脫水生成烯醇式丙酮酸

這一步反應得作用就是為下一步將其高能狀態(tài)轉變成ATP作準備。氟化物就是酶得強抑制劑。氟與鎂、磷酸形成復合物,取代酶分子上鎂得位置使酶失活。Mg2+高能磷酸化合物(五)磷酸烯醇式丙酮酸轉變成丙酮酸并產(chǎn)生ATP這就是第二個產(chǎn)生ATP得部位,生成得丙酮酸就是共同途徑得終產(chǎn)物,無氧發(fā)酵和有氧呼吸在此之后開始分支。丙酮酸激酶就是一個變構調節(jié)酶,ATP、長鏈脂肪酸、乙酰CoA、丙氨酸為負調節(jié)物;果糖-1,6-二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸為正調節(jié)物。Mg2+四、酵解過程中能量得產(chǎn)生

以葡萄糖為起點

無氧情況下:

G→G-6-P -1ATP

F-6-P→F-1,6-dip -1ATP

2×1,3-二磷酸甘油酸→2×甘油酸-3-磷酸+2ATP

2PEP→2Py+2ATP

除2分子ATP外,還生成2分子NADH

凈增2ATP葡萄糖＋2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸＋2ATP+2NADH+2H++2H2O

五、丙酮酸得去路丙酮酸

無氧或相對缺氧

有氧:

酒精發(fā)酵

乳酸發(fā)酵乳酸脫氫酶丙酮酸乳酸

丙酮酸

丙酮酸脫羧酶乙醛乙醇乙醇脫氫酶丙酮酸

CO2+H2O

氧化脫羧CH3COSCoATCAcycle肌肉中：

酵母菌中：

五、丙酮酸得去路

六、NADH+H+得命運無氧條件下:通過乙醇發(fā)酵受氫,解決重氧化通過乳酸發(fā)酵受氫,解決重氧化有氧條件下:通過呼吸鏈遞氫,最終生成H2O,并生成ATP乳酸生成(發(fā)酵)動物包括人在劇烈運動時或供氧不足時:丙酮酸

丙酮酸脫羧酶乙醛乙醇乙醇脫氫酶酒精發(fā)酵

酵母在無氧條件下,進行乙醇發(fā)酵。CO2NADHNAD＋七、糖酵解作用得調節(jié)糖酵解代謝途徑有三個關鍵酶:己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶三種酶催化得反應均為不可逆得,因此,都具有調節(jié)糖酵解得作用。其中,磷酸果糖激酶所催化得反應就是糖酵解得限速步驟。1、磷酸果糖激酶(PFK)得調節(jié)①ATP:高濃度得ATP使酶與底物F-6-P得親和力降