导图社区 六碳糖的分解和糖酵解作用7
六碳糖的分解和糖酵解作用7思维导图。该导图介绍了糖酵解作用的研究历史、糖酵解过程、糖酵解第一阶段反应机制等内容。
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六碳糖的分解和糖酵解作用
糖酵解作用的研究历史
糖酵解的概念
在有氧条件下,葡萄糖被彻底氧化成CO2和水,释放出大量自由能形成大量的ATP,这一过程称为糖酵解作用
发酵的概念
是指葡萄糖或其他有机营养物通过无氧呼吸降解获得能量,贮存ATP
糖酵解过程概述
酵解过程的生物学意义在于,它是在不需要氧供应的条件下,产生ATP的一种供能方式
乳酸发酵反应式
C6H12O6+2Pi+2ADP→2CH3CH(OH)COO-+2ATP+2H2O+2H+
酒精发酵反应式
C6H12O6+2Pi+2ADP→2CH3CH2OH+2ATP+2H2O+2CO2
糖酵解第一阶段反应机制
葡萄糖磷酸化
D-葡萄糖分子第6位磷酸化
磷酸基团转移反应
消耗一个ATP
反应必须有Mg2+存在
反应不可逆
己糖激酶
激酶是能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用,转移磷酸基团的一类酶
是一种调节酶
受产物6—磷酸葡糖和ADP的变构调节
无机磷酸可以解除6—磷酸葡糖和ADP对Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型己糖激酶的抑制作用,Ⅰ型酶还可由柠檬酸激活
参与反应的ATP,必须与Mg2+形成Mg2+—ATP复合物未形成复合物的ATP分子对己糖激酶有强的抑制作用
6-磷酸葡糖异构化形成6-磷酸果糖
葡萄糖C1位上的羰基(成环后的半缩醛基)不易磷酸化,使羰基从C1转移到C2上
磷酸葡糖异构酶
6-磷酸果糖形成1,6-二磷酸果糖
第二个磷酸化反应
消耗一个ATP
需要Mg2+参与反应
磷酸果糖激酶
变构酶
限速酶
1,6-二磷酸果糖转变成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮
醛缩酶
腰斩反应(从中间裂开)
命名为反向命名
磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛
很快发生,且不能再提高反应速度
磷酸丙糖异构酶
可逆反应
平衡条件下磷酸二羟丙酮浓度远大于3—磷酸甘油醛但3—磷酸甘油醛一直在被消耗
糖酵解第二阶段反应机制
3-磷酸甘油醛氧化成1,3-二磷酸甘油酸
第一步氧化反应
3—磷酸甘油醛脱氢酶
重金属离子和烷化剂如碘乙酸或碘乙酰胺能抑制酶活性
推测酶活性部位是否有巯基的方法
砷酸盐破坏产物形成
解偶联
砷酸盐在结构和反应方面都与无机磷酸相似
酵解过程照样进行但无法形成高能磷酸键
1,3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATP
3—磷酸甘油酸激酶
底物水平磷酸化
3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶
2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶
产生一分子水
氟化物是强抑制剂
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
丙酮酸去路
生成乳酸
乳酸脱氢酶
动物包括人,在激烈运动时或由于呼吸、循环系统障碍而发生供氧不足时,缺氧的细胞必须用糖酵解产生的ATP分子暂时满足对能量的需要。为了使3—磷酸甘油醛继续氧化,必须提供氧化型的NAD+。丙酮酸作为NADH受氢体,使细胞在无氧条件下重新生成NAD+,于是丙酮酸的羰基被还原,生成乳酸
生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌以乳酸为最终产物,这种发酵称为乳酸发酵
生成乙醇
酵母在无氧条件下,将丙酮酸转变为乙醇和CO2
丙酮酸脱羧形成乙醛
丙酮酸脱羧酶(动物中不存在)
以TPP为辅酶
乙醛还原成乙醇同时产生氧化型NAD+
乙醇脱氢酶
四个亚基的四聚体,每个亚基结合一个NADH和一个Zn2+
糖酵解作用调节机制
磷酸果糖激酶是关键酶
磷酸果糖激酶的催化效率很低,糖酵解的速率严格地依赖该酶的活力水平。它是哺乳动物糖酵解途径最重要的调控关键酶,由四个亚基组成,是一个四聚体
细胞内柠檬酸含量高,意味着有丰富的生物合成前体存在,葡萄糖无需为提供合成前体而降解,柠檬酸是通过加强ATP的抑制效应来抑制磷酸果糖激酶的活性,从而使讲解过程减慢
肝中的磷酸果糖激酶受高浓度ATP抑制。ATP可降低酶对6—磷酸果糖的亲和力
这种抑制作用可以阻止整个酵解途径的继续进行,从而防止乳酸的继续形成;这又可防止血液pH下降,有利于避免酸中毒
可被AMP解除
因此ATP/AMP的比例也有明显的调节作用
2,6-二磷酸果糖对糖酵解的调节作用
磷酸果糖激酶受2,6—二磷酸果糖的变构激活。是强有力的激活剂。在肝中,2,6—二磷酸果糖提高果糖激酶与6—磷酸果糖的亲和力并降低ATP的抑制效应
己糖激酶和丙酮酸激酶对糖酵解的调节作用
丙酮酸激酶对糖酵解的调节作用
5-磷酸木酮糖对糖代谢调节作用
癌组织中糖代谢紊乱
其它六碳糖进入糖酵解的途径
果糖
半乳糖
甘露糖
浮动主题底物或产物有NTP的,一般都需要Mg2+在反应中存在,用于活化NTP(dNTP),并屏蔽ATP磷酸基团的负电荷
巴斯德效应:在无氧条件下葡萄糖消耗的速率和总量比在有氧条件下高出很多。后来对肌肉的研究也表明,糖酵解速率在无氧和有氧条件下显示很大差异