下载文档原格式
第22章、糖酵解作用（下册P63）本章重点：糖酵解是代谢中的重中之重，要求全面掌握，尤其是：1、糖酵解的过程和步骤，2、调节步骤，3、调节酶，4、糖酵解的生物学意义和中心代谢途径，5、糖酵解中的脱氢作用，6、糖酵解途径有氧呼吸和无氧酵解的关系。
本章主要内容：糖类是细胞中非常重要一类物质，在几乎所有重要生理过程中都有举足轻重的作用。
（一）糖的生物学作用：C1）生物体的结构成分：动植物躯壳，如纤维素和甲壳素（昆虫和甲壳类动物的外骨骼）。
C2）能源物质：贮存能源的糖类，如淀粉、糖原和葡萄糖。
C3）转变为其他物质（碳源物质）：为合成其他生物分子如氨基酸、核昔酸和脂肪酸等提供碳骨架。
C4）作为细胞识别的信息分子：大多数蛋白质是糖蛋白，如免疫球蛋白、激素、毒素、凝集素、抗原以至酶和结构蛋白。
在糖蛋白中起信息分子作用的为糖链。
如B-型血外端的半乳糖用a-半乳糖昔酶（来自海南产的咖啡豆中）切除掉，则B-抗原活性丧失，呈现0-型血的典型特征。
糖在几乎所有重要生理过程中都有举足轻重的作用。
1.生命开始，卵细胞受精、细胞凝集、胚胎形成，细胞的运转和粘附。
2.细胞间的相互识别，通讯与相互作用。
3.免疫保护（抗原与抗体），代谢调控（激素与受体），形态发生、发育, 器官的移植。
4.癌症发生与转移，衰老、病变等过程。
糖是生物体内重要信息物质，在细胞识别、信号传递与传导、免疫过程、细胞通讯和代谢调控中都扮演重要作用。
糖生物学已发展成为生命科学研究的重要内谷。
（二）糖的结构特点：糖的分子结构比蛋白质和核酸复杂。
如葡萄糖有4个不对称碳原子，成环后G又形成a、B两个异头体结构，葡萄糖同分异构体有2、=32个。
结构复杂多样的糖分子成为携带生物信息的极好载体。
多肽与核酸携带信息仅依赖于其组成单体的种类、数量和连接顺序，而糖链携带信息除单体种类、数量和排列外还有分支结构和异头碳构型。
因此糖的聚合体单位重量携带的信息量比蛋白质和核酸大的多。
第二十二章糖酵解
第一节糖酵解作用的研究历史
一．糖酵解作用的研究历史
1897年Buchner兄弟发现糖转化为乙醇不需要活细胞。
1905年，Harden A和Yang W J发现糖分解过程中生成磷酸酯，随后发现这一过程有辅酶参与。
30年代，Embden和Meyerhof对糖的无氧分解进行深入研究，基本搞清了无氧分解的途径，故这一途
径也称作Embden - Meyerhof途径。
二．糖酵解过程概述
三．糖酵解第一阶段的反应机制
1．葡萄糖的磷酸化
己糖激酶是调控酶，受葡萄糖-6-磷酸的抑制。
该酶催化的反应释放大量能量，为不可逆反应。
己糖激酶（哺乳动物为单体酶，酵母为二聚体）有4种同工酶，同工酶主要存在于脑和肾，葡萄糖-6-磷酸对该酶有抑制作用，少量的无机磷可解除葡萄糖-6-磷酸的抑制作用，同工酶Ⅱ主要存在于骨骼肌和心
肌，同工酶Ⅲ主要存在于肝脏和肾脏，同工酶Ⅳ（葡萄糖激酶）只存在于肝脏，其合成受胰岛素的诱导。
葡萄糖-6-磷酸的代谢途径：
2．葡萄糖-6-磷酸异构化形成果糖-6-磷酸人类的磷酸葡萄糖异构酶为二聚体：
3．果糖-6-磷酸形成果糖-1、6-二磷酸
磷酸果糖激酶亚基的结构（四个亚基）：白色为ATP，红色为果糖-6-磷酸。
磷酸果糖激酶是关键的调控酶，有4个亚基、3种同工酶，同工酶A存在于骨骼肌和心肌，对磷酸肌酸、柠檬酸、无机磷酸的抑制作用最敏感；同工酶B存在于肝脏和红细胞，对2,3-二磷酸甘油酸（BPG）的抑制作用最敏感；同工酶C存在于脑中，对腺嘌呤核苷酸的作用最敏感。
磷酸果糖激酶催化的反应不可逆，A TP是别构抑制剂，F-2、6-BP是别构激活剂。
两次磷酸化使葡萄糖转化为反应活性很高的F-1、6-BP，有利于随后的分解反应。
4．果糖-1、6-二磷酸转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸
醛缩酶有多种同工酶，Ⅰ型醛缩酶存在于高等动植物，为四聚体,有3种同工酶，A主要存在于肌肉中，B主要存在于肝脏，C主要存在于脑组织，3种同工酶均由4中不同的亚基组成。
Ⅱ型醛缩酶存在于微生物，相对分子质量只有Ⅰ型醛缩酶的一半，含有二价金属离子。
果糖-1、6-二磷酸浓度较低时，容易转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸。
果糖-1、6-二磷酸转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸的反应机制：5．二羟丙酮磷酸转变为甘油醛-3-磷酸
丙糖磷酸异构酶为四聚体，图中所示为单体的结构，红色为二羟丙酮磷酸。
反应机制：
四．酵解第二阶段放能阶段的反应机制
1．甘油醛-3-磷酸氧化成1、3-二磷酸甘油酸
从兔的肌肉中分离的甘油醛-3-磷酸脱氢酶有4个相同的亚基：
砷酸化合物迅速分解，不能生成A TP：
2．1、3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATP
3．3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶为二聚体：
酵母的反应机制：
麦芽的反应机制：
4．2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶为二聚体：
5．磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸并产生一个ATP分子
丙酮酸激酶为四聚体，反应可以看作2步。
A mechanism for the pyruvate kinase reaction: (a) a water on the Mg2+ ion coordinated to ADP is replaced by the phosphoryl group of PEP; (b) Mg2+ dissociates from the α-P of ADP; (c) the phosphoryl group is transferred;and (d) the enolate of pyruvate is protonated.
第二节由葡萄糖转变为两分子丙酮酸
能量转变的估算
ATP的生成数：
丙酮酸的去路和NAD+的再生：
其他六碳糖进入糖酵解途径：
缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶使晶状体半乳糖增高，引起白内障，严重时引起生长停滞，智力迟钝，甚至引起肝损伤导致死亡。
半乳糖的代谢途径：
反应的乒乓动力学机制：
甘油分解的途径：。
