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学习代谢途径的技巧和要求

学习代谢途径的技巧和要求. 概念 : 反应过程：起始物 终产物 重要中间产物 重要反应 ( 限速酶催化的反应、产能与耗能反应 ) 反应部位：器官，细胞内定位 生理意义： 代谢调节：主要调节点，主要变构抑制剂、变构激活剂 各代谢途径之间的联系和调控. 第十章 糖代谢 （ 22 、 23 、 25 、 26 章）. Glycometabolism. 第一节 糖类的消化、吸收与转运 第二节 糖的分解代谢 第三节 糖的合成代谢. 生理功能. 氧化生能：主要是 葡萄糖和其它单糖 构成组织细胞的基本成分 转变为体内的其它成分. 第一节 糖类的消化、吸收与转运.

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Presentation Transcript

  1. 学习代谢途径的技巧和要求 • 概念: • 反应过程：起始物 终产物 重要中间产物 重要反应(限速酶催化的反应、产能与耗能反应) • 反应部位：器官，细胞内定位 • 生理意义： • 代谢调节：主要调节点，主要变构抑制剂、变构激活剂 • 各代谢途径之间的联系和调控

  2. 第十章 糖代谢（22、23、25、26章） Glycometabolism 第一节 糖类的消化、吸收与转运 第二节 糖的分解代谢 第三节 糖的合成代谢

  3. 生理功能 • 氧化生能：主要是葡萄糖和其它单糖 • 构成组织细胞的基本成分 • 转变为体内的其它成分

  4. 第一节 糖类的消化、吸收与转运 • 淀粉的消化---胞外降解 　糖苷酶进行的水解--葡萄糖 • 几种常见寡糖----单糖 • 单糖的吸收及转运

  5. 淀粉的消化 • 淀粉及淀粉酶： ①α-淀粉酶、 ②β-淀粉酶、③葡萄糖淀粉酶、④异淀粉酶 α--D--1.6--糖苷键 α--D--1.4--糖苷键

  6. 淀粉酶对直链和支链淀粉的水解方式 2 3 1 β-界限糊精 4 2 3 1 1

  7. 几种寡糖的降解 肠粘膜上皮细胞刷状缘 麦 芽 糖 酶 麦芽糖2葡萄糖 肠粘膜上皮细胞刷状缘 β –半乳糖苷酶 　乳 糖葡萄糖 + 半乳糖 肠粘膜上皮细胞刷状缘 蔗 糖 酶 蔗 糖葡萄糖 + 果糖

  8. 葡萄糖的吸收与运送54页 • 伴随Na+一起运输入细胞的－－－协同运输

  9. 血糖的来源与去路 低血糖 <3.8mmol/L 氧化分解 无氧氧化 消化吸收 食物中的淀粉 来源 去路 有氧氧化 分解 肝糖原 糖原（肝、肌肉、肾） 合成 非糖物质：甘油 乳酸 生糖氨基酸 脂肪、氨基酸等 糖异生 高血糖 >8.8mmol/L 转化 尿糖 血糖 4.4~6.7mmol/L

  10. 第二节 糖的分解代谢 一、糖酵解作用 二、柠檬酸循环 三、戊糖磷酸途径 四、乙醛酸循环 五、糖原的胞内分解

  11. 一、糖酵解作用（EMP）　63页 • 在无氧条件下： 　葡萄糖－2丙酮酸并提供能量。称糖酵解作用(途径）。 • 对于动物包括人的肌肉： 　葡萄糖－ 2丙酮酸－－－2乳酸并提供能量。称酵解 • 对于酵母菌： 葡萄糖－ 2丙酮酸－ 2乙醛－2乙醇和CO2并提供能量。称发酵

  12. 1.糖酵解的研究历史 • 1875年法国科学家巴斯德(L. Pasteur)就发现葡萄糖在无氧条件下被酵母菌分解生成乙醇的现象. • 1897年德国的巴克纳兄弟(Hans Buchner和Edward Buchner)发现发酵作用可以在不含细胞的酵母抽提液中进行. • 1905年哈登(Arthur Harden)和扬(William Young)实验中证明了无机磷酸的作用. • 1940年前德国的生物化学家恩伯顿(Gustar Embden)和迈耶霍夫(Otto Meyerhof)等人的努力完全阐明了糖酵解的整个途径，揭示了生物化学的普遍性。因此糖酵解途径又称Embden-Meyerh of Pathway (简称EMP)

  13. 练习题 1.参与生物氧化的酶可分为_____、______和____三类。 2.真核细胞的呼吸链主要存在于___，而原核细胞的呼吸链存在于_____。 3.在下列的氧化还原系统中，哪个氧化还原电位最高? A．氧化型泛醌／还原型泛醌 B． Fe3+细胞色素a／Fe2+细胞色素a C． Fe3+细胞色素b/Fe2+细胞色素b D． NAD+／NADH 4.氰化物引起的缺氧是由于 A．中枢性肺换气不良 B．干扰氧的运输 　　 C．微循环障碍 　　　　　　 D．细胞呼吸受抑制 5．肌肉中能量的主要贮存形式是下列哪一种? A．ADP B．磷酸肌酸 C．cAMP D．ATP • 底物水平磷酸化指 A．ATP水解为ADP和Pi B．使底物分子加上一个磷酸根 C．底物经分子重排后形成高能磷酸键水解后使ADP磷酸化为ATP分子 D．呼吸链上H+传递过程中释放能量使ADP磷酸化为 ATP分子 • P/O比值是指 。

  14. 2.糖酵解过程　　　67页 G+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸＋2ATP+2NADH+2H++2H2O • 葡萄糖酵解的总反应式：

  15. 糖酵解过程

  16. 糖酵解(EMP)小结 • 是糖降解的公共途径，1葡萄糖2丙酮酸，能量以ATP和NADH存在。 • 在细胞质中进行，不需氧。 • 共10 步，需10种酶，需Mg2+ 参与。 • 有三步不可逆酶（关键酶）： • 6－磷酸果糖激酶－1 • 己糖激酶（或葡萄糖激酶） • 丙酮酸激酶 • 耗能：2分子ATP。 • 产能： 2 处底物水平磷酸化，形成4分子ATP。 　　　　形成2分子的NADH。

  17. EMP分为两个阶段 G1,6二磷酸果糖　　 2（3－磷酸甘油醛） 2 ATP 2（3－磷酸甘油醛）　　　　　　　　2丙酮酸 4 ATP • 准备阶段： • 产能阶段：

  18. （1）葡萄糖的磷酸化（Phophorylation of Glucose） • 激酶：催化ATP分子的磷酸基（γ-磷酰基）转移到底物上的酶。 • 此反应是第一个磷酸化反应，不可逆。 • 己糖激酶是一个变构调节酶。变构抑制剂有？ 己糖激酶或葡萄糖激酶 △G0=－4.0Kcal/mol

  19. （2）果糖-6-磷酸生成（Formation of fructose-6-phosphate） 1 2 磷酸葡萄糖　异构酶 △G0=0.4 Kcal/mol • 此酶有绝对底物专一性和立体专一性。竞争性抑制剂有？70页

  20. （3）果糖-1,6-二磷酸的生成Formation of fructose 1,6-bisphosphate • 此反应不可逆。此酶是变构调节酶(同工酶)－－限速酶，此步聚为限速步聚。 • ATP/AMP、H＋升高抑制该酶活性。 果糖磷酸激酶（PFK） △G0= －3.4 Kcal/mol

  21. （4）磷酸丙糖的生成　Cleavage of six-carbon sugar 醛缩酶(同工酶） 甘油醛-3-磷酸 (GAP) 磷酸二羟丙酮 (DHAP) △G0= +5.73 Kcal/mol

  22. （5）二羟丙酮磷酸转变为甘油醛- 3-磷酸Salvage of three-carbon fragment 3或4 丙糖磷酸异构酶 1或6 △G0= +1.8 Kcal/mol 甘油醛-3-磷酸(GAP)

  23. 丙糖磷酸异构酶Triosephosphate isomerase74页

  24. （6）甘油酸-1，3二磷酸的生成Formation of 1,3-Bisphosphoglycerate • 此反应既是氧化反应，又是磷酸化反应，由两步反应构成。 • 重金属离子、烷化剂碘乙酸抑制酶活性。 • 砷酸盐存在下，将解除氧化和磷酸化的偶联作用。 甘油醛-3-磷酸脱氢酶 △G0= +1.5 Kcal/mol

  25. 甘油醛-3-磷酸脱氢酶Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase

  26. （7）甘油酸-3-磷酸的生成Formation of ATP from 1,3-Bisphosphoglycerate • 第一次底物水平磷酸化，第一次产生ATP的反应。 甘油酸磷酸激酶 △G0= －4.50 Kcal/mol

  27. （8）甘油酸-2-磷酸的生成78页　Formation of 2-Phosphoglycerate • 中间产物是：2,3-二磷酸甘油酸(BPG) 甘油酸磷酸变位酶 △G0= +1.1 Kcal/mol

  28. （9）磷酸烯醇式丙酮酸的生成Formation of Phosphoenolpyruvate Mg2＋ 烯醇化酶 △G0= +0.4 Kcal/mol • 氟化物是该酶的强烈抑制剂。 烯醇丙酮酸-2-磷酸(PEP)

  29. （10）丙酮酸的生成Formation of Pyruvate & ATP • 是此途径的第三个调节酶（共价修饰调节和变构调节，A、M、L型）。ATP、长链脂肪酸、乙酰CoA丙氨酸有抑制作用，果糖－1,6－二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸对该酶有激活作用。 • 是此途径的第二次底物水平磷酸化产生ATP. 丙酮酸激酶 △G0= -7.5 Kcal/mol

  30. 两分子丙酮酸中碳标号(相当于葡萄糖中) COOH C=O CH3 丙酮酸 3,4 2,5 1,6

  31. 3.EMP途径能量转变的估算　80页 • 葡萄糖－－－－2丙酮酸　＋　2ATP

  32. 4. 糖酵解途径的调节 83页 （1）ATP/ADP+Pi比例（反映细胞内能量水平）： ATP/ADP+Pi ↑：酵解 ↓ （能量充足） ATP/ADP+Pi↓：酵解 ↑ （能量短缺） （2）三步不可逆酶（关键酶，调节酶） • 6－磷酸果糖激酶－1(限速酶) • 己糖激酶（或葡萄糖激酶） • 丙酮酸激酶

  33. 糖酵解的调节 己糖激酶 6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶

  34. 5.丙酮酸的去路Diverse fates of pyruvate81页 • 无氧条件下 • 乳酸发酵 • 乙醇发酵等 • 有氧条件下 • 丙酮酸进入线粒体，彻底氧化成CO2和H2O

  35. 乙醇发酵 总反应式 2ATP＋ 2H2O 2 • 葡萄糖＋2Pi＋2ADP2乙醇＋2ATP＋2H2O+2CO2

  36. 乳酸发酵总反应式 2ATP＋ 2H2O • 葡萄糖＋2Pi＋2ADP2乳酸＋2ATP＋2H2O

  37. 6.糖酵解－乳酸发酵途径的生理意义 • 缺氧条件下迅速为生命活动提供能量的途径，尤其对肌肉收缩更为重要。 • 是机体某些组织获能或主要获能的方式，如视网膜、神经、癌组织等。成熟红细胞几乎完全依赖糖酵解供应能量。

  38. 第88页 丙酮酸 各种已糖进入酵解的途径

  39. 思考题 • EMP途径催化三个不可逆步骤的酶？限速酶（及调控）？两次底物水平磷酸化部位？第一次脱氢部位？净生成ATP？产生NADH＋H＋？发生部位？ • 丙酮酸乳酸，催化酶是？产生ATP？ NADH＋H＋？ • 90页，2,3，8,10，13

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