11第十一章 糖类代谢
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第十一章非营养物质代谢一、内容提要肝是人体多种物质代谢的重要器官,它不仅在蛋白质、氨基酸、糖类、脂类、维生素、激素等代谢中起着重要作用,同时还参与体内的分泌、排泄、生物转化等重要过程。
(一)肝的物质代谢特点1.肝的糖、脂类、蛋白质代谢特点(1)糖代谢肝通过肝糖原的合成、分解与糖异生作用来维持血糖浓度的相对恒定。
确保全身各组织,特别是脑和红细胞的能量供应。
(2)脂类代谢肝在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等过程中均起着重要的作用。
肝将胆固醇转化为胆汁酸,以协助脂类物质及脂溶性维生素的消化、吸收;肝是进行脂肪酸β–氧化、脂肪合成、改造及合成酮体的主要场所;肝是合成磷脂、胆固醇、脂肪酸的重要器官,并以脂蛋白的形式转运到脂肪组织储存或其它组织利用。
(3)蛋白质代谢肝在人体蛋白质合成、分解和氨基酸代谢中起着重要作用。
除γ-球蛋白外,几乎所有的血浆蛋白质均来自肝,包括全部的清蛋白、部分球蛋白、大部分凝血因子、纤维蛋白原、多种结合蛋白质和某些激素的前体等;肝含有丰富的氨基酸代谢酶类,氨基酸在肝内进行转氨基作用、脱氨基作用和脱羧基作用;氨基酸代谢产生的氨主要在肝生成尿素。
2.肝在维生素、激素代谢的特点(1)维生素代谢肝在维生素的吸收、储存、运输及代谢中起重要作用,肝是人体内含维生素A、K、B1、B2、B6、B12、泛酸与叶酸最多的器官;肝可将很多B族维生素转化为相应辅酶或辅基。
(2)激素代谢许多激素在发挥其作用后,主要在肝内被分解转化、降低或失去其生物活性,此过程称为激素的灭活。
(二)肝的生物转化1.生物转化的概念非营养物质经过氧化、还原、水解和结合反应,使其毒性降低、水溶性和极性增强或活性改变,易于排出体外的这一过程称为生物转化作用。
2.生物转化的物质①内源性:系体内物质代谢产物,如氨、胺、胆红素等,以及发挥作用后有待灭活的激素、神经递质等;②外源性:系有外界进入体内的各种异物,如药物、毒物、色素、食品添加剂、环境污染物等。
第11章次生代谢产物
主要内容
●11.1 概述
●11.2 黄酮类化合物
●11.3 萜类化合物
●11.4 生物碱
●11.5 其他次生代谢产物●11.6 本章小结与思考题
知识点
✓了解次生代谢产物的分类、命名及其生物合成途径;食品中的次生代谢产物的重要性
✓掌握次生代谢的概念,及其在食品中的作用
✓掌握黄酮类化合物、萜类化合物、生物碱的结构分类及其理化性质
✓了解黄酮类化合物、萜类化合物、生物碱的分离、纯化、结构鉴定和分析方法
✓了解食品中常见的黄酮类化合物、萜类化合物、生物碱及其在食品中的应用
重点、难点
✓黄酮类化合物、萜类化合物、生物碱的结构分类
✓黄酮类化合物、萜类化合物、生物碱的理化性质及其在食品中的功能作用
11.1 概述
✓11.1.1 次生代谢的概念
✓11.1.2 次生代谢产物的分类与命名
✓11.1.3 次生代谢产物的生物合成途径✓11.1.4 食品中的次生代谢产物的重要性
回目录
11.1.1 次生代谢的概念
初生代谢
在植物、昆虫或微生物体内的生物细胞通过光合作用、碳水化合物代谢和柠檬
酸代谢,生成生物体生存繁殖所必需的化合物,如糖类、氨基酸、脂肪酸、核
酸及其聚合衍生物(多糖类、蛋白质、酯类等)、乙酰辅酶A等的代谢过程。
所生成的物质称为初生代谢产物。
次生代谢
次生代谢是以某些初生代谢产物作为起始原料,通过一系列特殊生物化学反应
生成表面上看来似乎对生物体本身无用的化合物,如萜类、甾体、生物碱、多
酚类等,它们被称为次生代谢产物。
回本节。
第十一章代谢调节一、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。
细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。
在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
糖代谢一、填充题1.水解淀粉的酶类包括α-淀粉酶和β-淀粉酶。
2.葡萄糖在无氧条件下氧化、并产生能量的过程称为糖酵解,也叫 EMP 途径。
3.甘油醛3-磷酸脱氢酶催化的反应是EMP途径中的第一个氧化反应。
1,3-二磷酸甘油酸分子中的磷酸基团转移给ADP生成ATP,是EMP途径中的第一个产生ATP的反应。
4.EMP途径中第二次底物水平磷酸化是烯醇化酶催化甘油酸-2-磷酸的分子内脱水反应,造成分子内能量重新排布,产生高能磷酸键,后者通过酶的作用将能量传给ADP生成ATP。
5.葡萄糖的无氧分解只能产生 2 分子ATP,而有氧分解可以产生 30(32)分子ATP。
6.丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。
7.丙酮酸脱氢酶系位于线粒体内膜上,它所催化的丙酮酸氧化脱羧是葡萄糖代谢中第一个产生 CO2的反应。
8.TCA循环的第一个产物是柠檬酸。
由柠檬酸合酶,异柠檬酸脱氢酶,和α-酮戊二酸脱氢酶所催化的反应是该循环的主要限速反应。
9.TCA循环中有二次脱羧反应。
10.TCA循环中大多数酶位于线粒体基质,只有琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜。
11.糖酵解产生的NADH·H+必需依靠磷酸甘油穿梭系统或苹果酸-天冬氨酸穿梭系统才能进入线粒体,分别转变为线粒体中的 NADH 和 FADH2 。
12.经长期进化后,高等真核细胞的生物化学反应被精确地局限在细胞的特定部位,戊糖磷酸途径在细胞的细胞质内进行,糖酵解过程在细胞的细胞质部位进行,TCA循环在细胞的线粒体部位进行,氧化磷酸化在细胞的线粒体部位进行。
13.通过戊糖磷酸途径可以产生 NADPH 和磷酸戊糖这些重要化合物。
14.糖异生主要在肝脏中进行。
15.糖酵途径中的三个调节酶是己糖激酶、二磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶。
16.合成糖原的前体分子是 UDPG ,糖原分解的产物是 G-6-Pi 。
17.磷酸果糖激酶是酵解过程最关键的限速酶。
18.糖原合成的关键酶是糖原合酶,糖原分解的关键酶是磷酸化酶。
第十一章物质代谢的相互联系和代谢调节一、选择题1、糖酵解中,下列哪一个催化的反应不是限速反应?A、丙酮酸激酶B、磷酸果糖激酶C、己糖激酶D、磷酸丙糖异构酶2、磷酸化酶通过接受或脱去磷酸基而调节活性,因此它属于A、别(变)构调节酶B、共价调节酶C、诱导酶D、同工酶3、下列与能量代谢有关的途径不在线粒体内进行的是A、三羧酸循环B、脂肪酸β氧化C、氧化磷酸化D、糖酵解作用4、关于共价修饰调节酶,下列哪种说法是错误的?A、这类酶一般存在活性和无活性两种形式,B、酶的这两种形式通过酶促的共价修饰相互转变C、伴有级联放大作用D、是高等生物独有的代谢调节方式5、阻遏蛋白结合的位点是A、调节基因B、启动因子C、操纵基因D、结构基因6、下面哪一项代谢是在细胞质内进行的A、脂肪酸的β-氧化B、氧化磷酸化C、脂肪酸的合成D、TCA7、在乳糖操纵子模型中,操纵基因专门控制是否转录与翻译。
A、结构基因B、调节基因C、起动因子D、阻遏蛋白8、有关乳糖操纵子调控系统的论述何者是错误的?A、大肠杆菌乳糖操纵子模型也是真核细胞基因表达调控的形式B、乳糖操纵子由三个结构基因及其上游的启动子何操纵基因组成C、乳糖操纵子有负调节系统和正调节系统D、乳糖操纵子负调控系统的诱导物是乳糖9、下列有关阻遏物的论述何者是正确的?A、阻遏物是代谢的终产物B、阻遏物是阻遏基因的产物C、阻遏物与启动子结合而阻碍基因转录D、阻遏物与RNA聚合酶结合而阻碍基因转录二、是非题(在题后括号内打√或×)1、共价调节是指酶与底物形成一个反应活性很高的共价中间物。
2、在酶的别构调节和共价修饰中,常伴有酶分子亚基的解聚和缔合,这种可逆的解聚/缔合也是肌体内酶活性调节的重要方式。
3、细胞的区域化在代谢调节上的作用,除了把不同的酶系统和代谢物分隔在特定的区间,还通过膜上的运载系统调节代谢物、辅酶和金属离子的浓度。
4、操纵基因又称操纵子,如同起动基因又称启动子一样。
第十一章代谢调节一、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。
细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。
在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
第十一章物质代谢的相互联系及其调节第一节物质代谢的相互联系一、糖、脂、蛋白质在能量代谢上的相互联系二、糖、脂、蛋白质及核酸代谢之间的相互联系第二节物质代谢的调节一、细胞水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节第十一章物质代谢的相互联系及其调节物质代谢、能量代谢与代谢调节是生命存在的三大要素。
生命体都是由糖类、脂类、蛋白质、核酸四大类基本物质和一些小分子物质构成的。
虽然这些物质化学性质不同,功能各异,但它们在生物体内的代谢过程并不是彼此孤立、互不影响的,而是互相联系、互相制约、彼此交织在一起的。
机体代谢之所以能够顺利进行,生命之所以能够健康延续,并能适应千变万化的体内、外环境,除了具备完整的糖、脂类、蛋白质与氨基酸、核苷酸与核酸代谢和与之偶联的能量代谢以外,机体还存在着复杂完善的代谢调节网络,以保证各种代谢井然有序、有条不紊地进行。
第一节物质代谢的相互联系一、糖、脂、蛋白质在能量代谢上的相互联系糖类、脂类及蛋白质都是能源物质均可在体内氧化供能。
尽管三大营养物质在体内氧化分解的代谢途径各不相同,但乙酰CoA是它们代谢的中间产物,三羧酸循环和氧化磷酸化是它们代谢的共同途径,而且都能生成可利用的化学能ATP。
从能量供给的角度来看,三大营养物质的利用可相互替代。
一般情况下,机体利用能源物质的次序是糖(或糖原)、脂肪和蛋白质(主要为肌肉蛋白),糖是机体主要供能物质(占总热量50%~70%),脂肪是机体储能的主要形式(肥胖者可多达30%~40%)。
机体以糖、脂供能为主,能节约蛋白质的消耗,因为蛋白质是组织细胞的重要结构成分。
由于糖、脂、蛋白质分解代谢有共同的代谢途径限制了进入该代谢途径的代谢物的总量,因而各营养物质的氧化分解又相互制约,并根据机体的不同状态来调整各营养物质氧化分解的代谢速度以适应机体的需要。
若任一种供能物质的分解代谢增强,通常能代谢调节抑制和节约其它供能物质的降解,如在正常情况下,机体主要依赖葡萄糖氧化供能,而脂肪动员及蛋白质分解往往受到抑制;在饥饿状态时,由于糖供应不足,则需动员脂肪或动用蛋白质而获得能量。
第十一章糖类代谢第一节概述一、特点糖代谢可分为分解与合成两方面,前者包括酵解与三羧酸循环,后者包括糖的异生、糖原与结构多糖的合成等,中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
糖代谢受神经、激素和酶的调节。
同一生物体内的不同组织,其代谢情况有很大差异。
脑组织始终以同一速度分解糖,心肌和骨骼肌在正常情况下降解速度较低,但当心肌缺氧和骨骼肌痉挛时可达到很高的速度。
葡萄糖的合成主要在肝脏进行。
不同组织的糖代谢情况反映了它们的不同功能。
二、糖的消化和吸收(一)消化淀粉是动物的主要糖类来源,直链淀粉由300-400个葡萄糖构成,支链淀粉由上千个葡萄糖构成,每24-30个残基中有一个分支。
糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。
主要的酶有以下几种:随机水解链内α1,4糖苷键,产生α-构型的还原末端。
产物主要是糊精及少量麦芽糖、葡萄糖。
最适底物是含5个葡萄糖的寡糖。
在豆、麦种子中含量较多。
是外切酶,作用于非还原端,水解α-1,4糖苷键,放出β-麦芽糖。
水解到分支点则停止,支链淀粉只能水解50%。
存在于微生物及哺乳动物消化道内,作用于非还原端,水解α-1,4糖苷键,放出β-葡萄糖。
可水解α-1,6键,但速度慢。
链长大于5时速度快。
4.其他α-葡萄糖苷酶水解蔗糖,β-半乳糖苷酶水解乳糖。
二、吸收D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被小肠粘膜上皮细胞吸收,不能消化的二糖、寡糖及多糖不能吸收,由肠细菌分解,以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢。
三、转运1.主动转运小肠上皮细胞有协助扩散系统,通过一种载体将葡萄糖(或半乳糖)与钠离子转运进入细胞。
此过程由离子梯度提供能量,离子梯度则由Na-K-ATP酶维持。
细菌中有些糖与氢离子协同转运,如乳糖。
另一种是基团运送,如大肠杆菌先将葡萄糖磷酸化再转运,由磷酸烯醇式丙酮酸供能。
果糖通过一种不需要钠的易化扩散转运。
需要钠的转运可被根皮苷抑制,不需要钠的易化扩散被细胞松驰素抑制。
2.葡萄糖进入红细胞、肌肉和脂肪组织是通过被动转运。
其膜上有专一受体。
红细胞受体可转运多种D-糖,葡萄糖的Km最小,L型不转运。
此受体是蛋白质,其转运速度决定肌肉和脂肪组织利用葡萄糖的速度。
心肌缺氧和肌肉做工时转运加速,胰岛素也可促进转运,可能是通过改变膜结构。
第二节糖酵解一、定义1.酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成ATP的过程。
它是动植物及微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。
有氧时丙酮酸进入线粒体,经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和水,酵解生成的NADH则经呼吸链氧化产生ATP和水。
缺氧时NADH把丙酮酸还原生成乳酸。
2.发酵也是葡萄糖或有机物降解产生ATP的过程,其中有机物既是电子供体,又是电子受体。
根据产物不同,可分为乙醇发酵、乳酸发酵、乙酸、丙酸、丙酮、丁醇、丁酸、琥珀酸、丁二醇等。
二、途径共10步,前5步是准备阶段,葡萄糖分解为三碳糖,消耗2分子ATP;后5步是放能阶段,三碳糖生成丙酮酸,共产生4分子ATP。
总过程需10种酶,都在细胞质中,多数需要Mg2+。
酵解过程中所有的中间物都是磷酸化的,可防止从细胞膜漏出、保存能量,并有利于与酶结合。
ATP磷酸化,产生6-磷酸葡萄糖。
反应放能,在生理条件下不可逆(K大于300)。
由己糖激酶或葡萄糖激酶催化,需要Mg2+或Mn2+。
己糖激酶可作用于D-葡萄糖、果糖和甘露糖,是糖酵解过程中的第一个调节酶,受6-磷酸葡萄糖的别构抑制。
有三种同工酶。
葡萄糖激酶存在于肝脏中,只作用于葡萄糖,不受6-磷酸葡萄糖的别构抑制肌肉的己糖激酶Km=0.1mM,肝脏的葡萄糖激酶Km=10mM,平时细胞中的葡萄糖浓度时5mM,只有进后葡萄糖激酶才活跃,合成糖原,降低血糖浓度,葡萄糖激酶是诱导酶,胰岛素可诱导它的合成。
6-磷酸葡萄糖也可由糖原合成,由糖原磷酸化酶催化,生成1-磷酸葡萄糖,在磷酸葡萄糖变位酶的催化下生成6-磷酸葡萄糖。
此途径少消耗1个ATP。
By 湖风微竹/716-磷酸葡萄糖由葡萄糖6-磷酸酶催化水解,此酶存在于肝脏和肾脏中,肌肉中没有。
6-磷酸葡萄糖生成6-磷酸果糖反应中间物是酶结合的烯醇化合物,反应是可逆的,由浓度控制。
由磷酸葡萄糖异构酶催化,受磷酸戊糖支路的中间物竞争抑制,如6-磷酸葡萄糖酸。
戊糖支路通过这种方式抑制酵解和有氧氧化,pH降低使抑制加强,减少酵解,以免组织过酸。
6-磷酸果糖被ATP磷酸化,生成1,6-二磷酸果糖由磷酸果糖激酶催化,是酵解的限速步骤。
是别构酶,四聚体,调节物很多,ATP、柠檬酸、磷酸肌酸、脂肪酸、DPG是负调节物;果糖1,6-二磷酸、AMP、ADP、磷酸、环AMP等是正调节物。
PFK 有三种同工酶,A在心肌和骨骼肌中,对磷酸肌酸、柠檬酸和磷酸敏感;B在肝和红细胞中,对DPG 敏感;C在脑中,对ATP和磷酸敏感。
各种效应物在不同组织中浓度不同,更重要的是其浓度变化幅度不同,如大鼠在运动和休息时ATP含量仅差0.8ug/g肌肉,不能改变PFK活力,而磷酸肌酸浓度变化大,效应也大。
3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮由醛缩酶催化,有三种同工酶,A在肌肉中,B在肝中,C在脑中。
平衡有利于逆反应,由浓度推动反应进行。
生成西弗碱中间物。
DHAP生成磷酸甘油醛DHAP要转变成磷酸甘油醛才能继续氧化,此反应由磷酸丙糖异构酶催化,平衡时磷酸甘油醛占10%,由于磷酸甘油醛不断消耗而进行。
受磷酸和磷酸缩水甘油竞争抑制。
以上反应共消耗2分子ATP,产生2分子3-磷酸甘油醛,原来葡萄糖的3,2,1位和4,5,6位变成1,2,3位。
化G-3-P+NAD++H3PO4=1,3-DPG+NADH+H+由磷酸甘油醛脱氢酶催化,产物是混合酸酐,含高能键(11.8千卡)。
反应可分为两部分,放能的氧化反应偶联推动吸能的磷酸化反应。
酶是四聚体,含巯基,被碘乙酸强烈抑制。
砷酸盐与磷酸竞争,可产生3-磷酸甘油酸,但没有磷酸化,是解偶联剂。
NAD之间有负协同效应,ATP和磷酸肌酸是非竞争抑制剂,磷酸可促进酶活。
肌肉收缩开始的几秒,磷酸肌酸从20mM下降到10-5mM,使酶活升高;随着乳酸的积累,ATP抑制增强,酶活下降。
72By 湖风微竹 / 731,3-DPG+ADP=3-磷酸甘油酸+ATP 由磷酸甘油酸激酶催化,需Mg 。
是底物水平磷酸化,抵消了消耗的ATP 。
3-磷酸甘油酸变成2-磷酸甘油酸由磷酸甘油酸变位酶催化,需镁离子。
DPG 是辅因子,可由1,3-二磷酸甘油酸变位而来。
机理是DPG 的3位磷酸转移到底物的2位。
DPG 无高能键,可被磷酸酶水解成3-磷酸甘油酸。
红细胞中有15-50%的1,3-DPG转化为DPG ,以调节运氧能力。
在氧分压较高的肺泡,亲和力不变,而在组织中亲和力降低,可增加氧的释放。
PEP由烯醇酶催化,需镁或锰离子。
反应可逆,分子内能量重新分布,产生一个高能键。
F —可络合镁离子,抑制酶活,有磷酸盐时更强,可用来抑制酵解。
ATP由丙酮酸激酶催化,需镁离子,不可逆。
是别构酶,F-1,6-2P 活化,脂肪酸、乙酰辅酶A 、ATP 和丙氨酸抑制酶活。
有三种同工酶,L 型存在于肝脏中,被二磷酸果糖激活,脂肪酸、乙酰辅酶A 、ATP 和丙氨酸抑制;A 型存在于脂肪、肾和红细胞,被二磷酸果糖激活,ATP 和丙氨酸抑制;M型存在于肌肉中,被磷酸肌酸抑制。
丙酮酸激酶受激素影响,胰岛素可增加其合成。
三、能量变化有氧时2个NADH 经呼吸链可产生6个ATP ,共产生8个ATP ;无氧时生成乳酸,只有2个ATP 。
在骨骼肌和脑组织中,NADH 进入线粒体要经过甘油磷酸穿梭系统,在细胞质中由3-磷酸甘油脱氢酶催化,将磷酸二羟丙酮还原生成3-磷酸甘油,进入线粒体后再氧化生成磷酸二羟丙酮,返回细胞质。
因为其辅酶是FAD ,所以生成FADH2,只产生2个ATP 。
这样其还原当量(2H++2e )被带入线粒体,生成FADH2,进入呼吸链,结果共生成6个ATP 。
其他组织如肝脏和心肌等,通过苹果酸穿梭系统,在苹果酸脱氢酶作用下还原草酰乙酸,生成苹果酸,进入线粒体后再氧化生成草酰乙酸。
不过草酰乙酸不能通过线粒体膜,必需经谷草转氨酶催化生成天冬氨酸和α-酮戊二酸才能返回细胞质。
线粒体中苹果酸脱氢酶的辅酶是NAD ,所以可生成3个ATP 。
四、丙酮酸的去向1.生成乙酰辅酶A:有氧时丙酮酸进入线粒体,脱羧生成乙酰辅酶A,通过三羧酸循环彻底氧化成水和CO2。
2.生成乳酸:乳酸菌及肌肉供氧不足时,丙酮酸接受3磷酸甘油醛脱氢时产生的NADH上的H,在乳酸脱氢酶催化下还原生成乳酸。
LDH有5种同工酶,A4在骨骼肌,B4在心肌。
A4以高速催化丙酮酸的还原,使骨骼肌可在缺氧时运动;H4速度慢并受丙酮酸抑制,所以心肌在正常情况下并不生成乳酸,而是将血液中的乳酸氧化生成丙酮酸,进入三羧酸循环。
骨骼肌产生的大量乳酸还可由肝脏氧化生成丙酮酸,再通过糖的异生转变为葡萄糖,供骨骼肌利用,称为乳酸循环或Coli氏循环。
3.生成乙醇:在酵母菌中,由丙酮酸脱羧酶催化生成乙醛,再由乙醇脱氢酶催化还原生成乙醇。
五、其他单糖1.果糖:可由己糖激酶催化形成6-磷酸果糖而进入酵解。
己糖激酶对葡萄糖的亲和力比果糖大12倍,只有在脂肪组织中,果糖含量比葡萄糖高,才由此途径进入酵解。
肝脏中有果糖激酶,可生成1-磷酸果糖,再被1-磷酸果糖醛缩酶裂解生成甘油醛和磷酸二羟丙酮,甘油醛由三碳糖激酶磷酸化生成3-磷酸甘油醛,进入酵解。
2.半乳糖:在半乳糖激酶催化下生成1-磷酸半乳糖(需镁离子),再在1-磷酸半乳糖尿苷酰转移酶催化下与UDP-葡萄糖生成UDP-半乳糖和1-磷酸葡萄糖,UDP-半乳糖被UDP-半乳糖4-差向酶催化生成UDP-葡萄糖。
反应是可逆的,半乳糖摄入不足时可用于合成半乳糖。
3.甘露糖:由己糖激酶催化生成6-磷酸甘露糖,被磷酸甘露糖异构酶催化生成6-磷酸果糖,进入酵解。
第三节三羧酸循环一、丙酮酸脱氢酶复合体(一)反应过程:5步,第一步不可逆。
1.脱羧,生成羟乙基TPP,由E1催化。
2.羟乙基被氧化成乙酰基,转移给硫辛酰胺。
由E2催化。
3.形成乙酰辅酶A。
由E2催化。
4.氧化硫辛酸,生成FADH2。
由E3催化。
5.氧化FADH2,生成NADH。
复合体有60条肽链组成,直径30nm,E1和E2各24个,E3有12个。
其中硫辛酰胺构成转动长74By 湖风微竹 / 75臂,在电荷的推动下携带中间产物移动。
(二)活性调控此反应处于代谢途径的分支点,收到严密调控: 1.产物抑制:乙酰辅酶A 抑制E2,NADH 抑制E3。
可被辅酶A 和NAD+逆转。
2.核苷酸反馈调节:E1受GTP 抑制,被AMP 活化。
3.共价调节:E1上的特殊丝氨酸被磷酸化时无活性,水解后恢复活性。
丙酮酸抑制磷酸化作用,钙和胰岛素增加去磷酸化作用,ATP 、乙酰辅酶A 、NADH 增加磷酸化作用。