《《生物化學(xué)第四章》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《生物化學(xué)第四章》PPT課件.ppt（44頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、Company Logo,第五節(jié)三羧酸循環(huán) （tricarboxylic acid cycle, TCA 循環(huán)）,Company Logo,主要內(nèi)容,三羧酸循環(huán)的化學(xué)歷程 三羧循環(huán)及葡萄糖有氧氧化的化學(xué)計(jì)量和能 量計(jì)量 三羧循環(huán)的生物學(xué)意義 三羧酸循環(huán)的調(diào)控 草酰乙酸的回補(bǔ)反應(yīng)（自學(xué)）,Company Logo,第一階段：丙酮酸的生成（胞漿） 第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoA（線粒體） 第三階段：乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán) 徹底氧化（線粒體）,三 個(gè) 階 段,葡萄糖的有氧氧化過程,Company Logo,丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA：,丙酮酸進(jìn)入線粒體(mitochondrion)

2、，在丙酮酸脫氫酶系(pyruvate dehydrogenase complex)的催化下氧化脫羧生成乙酰CoA(acetyl CoA)。,,丙酮酸脫氫酶系,,NAD+ +HSCoA,NADH+H+ +CO2,*,Company Logo,E1 丙酮酸脫氫酶。催化丙酮酸的脫羧及脫氫，形成二碳單位乙?；＞哂休o基TPP。 E2 二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；?。催化二碳單位乙?；霓D(zhuǎn)移。具有輔基硫辛酸。 E3 二氫硫辛酸脫氫酶。催化還原型硫辛酸氧化型。具有輔基FAD。,,Company Logo,有5種輔酶，即TPP、硫辛酸、FAD、NAD和CoA，分別含有B1、硫辛酸、B2、PP、泛酸等維生素。當(dāng)這些維生

3、素缺乏將導(dǎo)致糖代謝障礙。,Company Logo,Company Logo,三羧酸循環(huán)（檸檬酸循環(huán)或Krebs循環(huán)）是指在線粒體中，乙酰CoA首先與草酰乙酸縮合生成檸檬酸，然后經(jīng)過一系列的代謝反應(yīng)，乙?；谎趸纸?，而草酰乙酸再生的循環(huán)反應(yīng)過程。,1.三羧酸循環(huán)的反應(yīng)歷程,Company Logo,Company Logo,Company Logo,每經(jīng)歷一次TCA循環(huán) 有2個(gè)碳原子通過乙酰CoA進(jìn)入循環(huán)，以后有2個(gè)碳原子通過脫羧反應(yīng)離開循環(huán)。 有4對(duì)氫原子通過脫氫反應(yīng)離開循環(huán)，其中3對(duì)由NADH攜帶，1對(duì)由FADH2攜帶。 產(chǎn)生1分子高能磷酸化合物GTP，通過它可生成1分子ATP。

4、 消耗2分子水，分別用于合成檸檬酸（水解檸檬酰CoA）和延胡索酸的加水。,2. TCA循環(huán)的總反應(yīng),Company Logo,三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶系。,Company Logo,由TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH2必須經(jīng)呼吸鏈將電子交給O2，才能回復(fù)成氧化態(tài)，再去接受TCA循環(huán)脫下的氫。,產(chǎn)物NADH和FADH2的去路:,所以，TCA循環(huán)需要在有氧的條件下進(jìn)行。否則NADH和FADH2攜帶的H無法交給氧，即呼吸鏈氧化磷酸化無法進(jìn)行，NAD+及FAD不能被再生，使TCA循環(huán)中的脫氫反應(yīng)因缺乏氫的受體而無法進(jìn)行。,2. TCA循環(huán)的總反應(yīng),Compan

5、y Logo,3 三羧循環(huán)的化學(xué)計(jì)量和能量計(jì)量,a、總反應(yīng)式: CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O 2CO2+CoASH+3NADH+3H+ +FADH2+GTP,12ATP,1 GTP 3 NADH 1 FADH2,9ATP,2ATP,1ATP,,,b、三羧酸循環(huán)的能量計(jì)量,Company Logo,4 三羧酸循環(huán)的調(diào)控位點(diǎn)及相應(yīng)調(diào)節(jié)物,a,b,c,調(diào)控位點(diǎn) 激活劑 抑制劑 a 檸檬酸合成酶 NAD+ ATP （限速酶） NADH 琥珀酰CoA 脂酰CoA b 異檸檬酸 ADP

6、 ATP 脫氫酶 NAD+ NADH c -酮戊二酸 ADP NADH 脫氫酶 NAD+ 琥珀酰CoA,,,,,,,,,,關(guān)鍵因素： NADH/NAD+ ATP/ADP,Company Logo,5 三羧循環(huán)的生物學(xué)意義,是有機(jī)體獲得生命活動(dòng)所需能量的主要途徑 是糖、脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化的中心 樞紐,循環(huán)中的中間物為生物合成提供原料； 如草酰乙酸、a-酮戊二酸可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被幔ˋsp,Ala），琥珀酰CoA可用于合成葉綠素及血紅素分子中的卟啉。,Company Logo,第六節(jié) 磷酸戊糖途徑 （pentose phosphate pathway, ppp）,Co

7、mpany Logo,一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程二、磷酸戊糖途徑的意義,主要內(nèi)容,Company Logo,磷酸戊糖途徑(pentose phosphate pathway，HMS)是指從G-6-P脫氫反應(yīng)開始，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)生成磷酸戊糖等中間代謝物，然后再重新進(jìn)入糖氧化分解代謝途徑的一條旁路代謝途徑。,Company Logo,第一階段： 氧化反應(yīng) 生成NADPH和CO2 第二階段： 非氧化反應(yīng) 一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng) (生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖),磷酸戊糖途徑的過程,Company Logo,化學(xué)計(jì)量,,Company Logo,1. 產(chǎn)生大量的NADPH，為細(xì)胞的各種合成反

8、應(yīng)提供還原力 NADPH作為主要供氫體，為脂肪酸、固醇、四氫葉酸等的合成、氨的同化等反應(yīng)所必需。,2. 途徑中的中間物為許多化合物的合成提供原料 可以產(chǎn)生各種磷酸單糖。如磷酸核糖是合成核苷酸的原料，4-磷酸赤蘚糖與PEP可合成莽草酸，經(jīng)莽草酸途徑可合成芳香族氨基酸。,二、HMP途徑的生物學(xué)意義,Company Logo,HMP途徑在生物體中普遍存在，其中動(dòng)物、微生物中占糖降解的30%，植物中占50%。,3. HMP定位于細(xì)胞質(zhì)，和EMP等途徑相通,4. HMP在植物脅迫(如干旱、病害、傷害等)時(shí)被高速啟動(dòng),Company Logo,磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式,磷酸戊糖途徑的生理意義 產(chǎn)生大量NA

9、DPH, 主要用于還原（加氫）反應(yīng)，為細(xì)胞提供還原力 產(chǎn)生大量的磷酸核糖和其它重要中間產(chǎn)物 與光合作用聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)某些單糖間的轉(zhuǎn)變,Company Logo,第七節(jié) 糖的生物合成,一、單糖的生物合成 二、雙糖的生物合成 三、多糖的生物合成,Company Logo,一、單糖的生物合成,1、葡萄糖生物合成的最基本途徑：光合作用 2、糖異生作用 糖異生作用的主要途徑和關(guān)鍵反應(yīng) 糖酵解與糖異生作用的關(guān)系 糖分解與糖異生作用的關(guān)系,Company Logo,糖異生主要途徑和關(guān)鍵反應(yīng),非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖代謝的中間產(chǎn)物后，在相應(yīng)的酶催化下,繞過糖酵解途徑的三個(gè)不可逆反應(yīng),利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖的途徑稱

10、為糖異生。,糖原（或淀粉）,1-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1，6-二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮,2磷酸烯醇丙酮酸,2丙酮酸,,,葡萄糖,,,,己糖激酶,果糖激酶,二磷酸果糖磷酸酯酶,丙酮酸激酶,丙酮酸羧化酶,6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶,6-磷酸葡萄糖,2草酰乙酸,,PEP羧激酶,,Company Logo,糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一,+ H2O,+Pi,6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶,,Company Logo,糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二,Company Logo,糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三,Company Logo,（胞液）,（線粒體）,糖分解和糖異生的關(guān)系,（PEP）,Company Logo,二、雙糖

11、的生物合成,1 、單糖基的活化糖核苷酸（UDPG、ADPG、GDPG等）的合成 糖核苷二磷酸在不同聚糖形成時(shí)，提供糖基和能量。植物細(xì)胞中蔗糖合成時(shí)需UDPG，淀粉合成時(shí)需ADPG，纖維素合成時(shí)需GDPG和UDPG；動(dòng)物細(xì)胞中糖元合成時(shí)需UDPG。,Company Logo,UDPG的結(jié)構(gòu),Company Logo,糖核苷酸的生成,+,,+PPi,1-磷酸葡萄糖,UTP,UDPG,UDPG焦磷酸化酶,Company Logo,二、蔗糖的生物合成,有三條途徑： 1、蔗糖磷酸化酶途徑（微生物） 1-P葡萄糖+果糖 蔗糖+Pi 2、蔗糖合酶(植物） UDPG+果糖 UDP+蔗糖

12、該酶也可利用ADPG,GDPG,TDPG,CDPG作為葡萄糖基供體。在發(fā)育的谷類籽粒（非光合組織）中主要是分解反應(yīng)。,,,,,蔗糖磷酸化酶,蔗糖合酶,Company Logo,3、蔗糖磷酸合酶途徑（植物光合組織） UDPG+6-P果糖 磷酸蔗糖+UDP 磷酸蔗糖 + 水 蔗糖+Pi,蔗糖磷酸合酶,蔗糖磷酸磷脂酶,,,植物光合組織中蔗糖磷酸合酶的活性較高，而在非光合組織中蔗糖合酶的活性較高。,Company Logo,三、多糖的生物合成,1、 淀粉的生物合成 2、糖原的生物合成 3、纖維素的生物合成（自學(xué)）,Company Logo, 淀粉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 直鏈淀粉合成 由淀粉

13、合成酶催化，需引物（Gn）,ADPG供糖基，形成1.4糖苷鍵。 支鏈淀粉合成 淀粉合成酶:催化形成-1.4糖苷鍵 Q酶（分支酶）:既能催化-1.4糖苷鍵的斷裂，又能催化-1、6糖苷鍵的形成,淀粉的生物合成,Company Logo,淀粉的分枝結(jié)構(gòu),Company Logo,1. 淀粉磷酸化酶 淀粉磷酸化酶催化1-磷酸葡萄糖與引子合成淀粉。動(dòng)物、植物、酵母和某些微生物細(xì)菌中都有淀粉磷酸化酶存在，該酶在離體條件下催化可逆反應(yīng)：,1-磷酸葡萄糖 （引子）n （引子）n+1 Pi,淀粉磷酸化酶,直鏈淀粉的合成,Company Logo,2. 淀粉合成酶 淀粉合成酶催化UDPG 或AD

14、PG 與引子合成淀粉。UDPG（或ADPG）在此作為葡萄糖的供體，此途徑是淀粉合成的主要途徑。 UDPG （引子）n （引子）n+1 UDP 或 ADPG （引子）n （ 引子）n+1 ADP 淀粉合成酶利用ADPG 比利用UDPG 的效率高近10 倍。,,,Company Logo,3. D-酶 D-酶（D-enzyme）是一種糖苷轉(zhuǎn)移酶，它可作用于-1,4-糖苷鍵，將一個(gè)麥芽多糖的殘余鍵段轉(zhuǎn)移到受體上。受體可以是葡萄糖、麥芽糖，或其它醎-1,4-鍵的多糖。例如將麥芽三糖中的2 個(gè)葡萄糖單位轉(zhuǎn)移給另1 個(gè)麥芽三糖，生成麥芽五糖，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，便可使淀粉鏈延長(zhǎng)。,Company Logo,在Q酶作用下的支鏈淀粉的合成,Company Logo,糖原的生物合成,糖原生物合成過程與植物支鏈淀粉合成過程相似，但參與合成的引物、酶、糖基供體等是不相同的。 引物：結(jié)合有一個(gè)寡糖鏈的多糖 酶：糖原合成酶，分支酶 糖基供體：UDPG,