这是酵解过程中的第一次底物水平磷酸化反应，也是酵解过程中第一次产生ATP的反应。
一分子Glc产生二分子三碳糖，共产生2ATP。这样可抵消Glc在两次磷酸化时消耗的2ATP。
（8）、 3—磷酸甘油酸转化成2—磷酸甘油酸
反应式：

磷酸甘油酸变位酶催化，磷酰基从C3移至C2。
（9）、 2—磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
反应式：

烯醇化酶
2—磷酸甘油酸中磷脂键是一个低能键（△G= -17.6Kj /mol）而磷酸烯醇式丙酮酸中的磷酰烯醇键是高能键（△G= -62.1Kj /mol），因此，这一步反应显著提高了磷酰基的转移势能。
（10）、 磷酸烯醇式丙酮酸生成ATP和丙酮酸。
反应式：

不可逆，调节位点。
由丙酮酸激酶催化，丙酮酸激酶是酵解途径的第三个调节酶，
这是酵解途径中的第二次底物水平磷酸化反应，磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP，生成ATP和丙酮酸

EMP总反应式：
1葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+  →  2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O
2、 糖酵解的能量变化
P87  图  13-5  糖酵解途径中ATP的生成

无氧情况下：净产生2ATP（2分子NADH将2分子丙酮酸还原成乳酸）。
有氧条件下：NADH可通过呼吸链间接地被氧化，生成更多的ATP。
       1分子NADH→3ATP
       1分子FAD  →2ATP
因此，净产生8ATP（酵解2ATP，2分子NADH进入呼吸氧化，共生成6ATP）。
但在肌肉系统组织和神经系统组织：一个Glc酵解，净产生6ATP（２+２*２）。
★甘油磷酸穿梭：
2分子NADH进入线粒体，经甘油磷酸穿梭系统，胞质中磷酸二羟丙酮被还原成3—磷酸甘油，进入线粒体重新氧化成磷酸二羟丙酮，但在线粒体中的3—磷酸甘油脱氢酶的辅基是FAD，因此只产生4分子ATP。

①：胞液中磷酸甘油脱氢酶。
②：线粒体磷酸甘油脱氢酶。
       《罗纪盛》P 259    P 260。
★苹果酸穿梭机制：
胞液中的NADH可经苹果酸脱氢酶催化，使草酰乙酸还原成苹果酸，再通过苹果酸—2—酮戊二酸载休转运，进入线粒体内，由线粒体内的苹果酸脱氢酶催化，生成NADH和草酰乙酸。
而草酰乙酸经天冬氨酸转氨酶作用，消耗Glu而形成Asp。Asp经线粒体上的载体转运回胞液。在胞液中，Asp经胞液中的Asp转氨酶作用，再产生草酰乙酸。
经苹果酸穿梭，胞液中NADH进入呼吸链氧化，产生3个ATP。
    图

苹果酸脱氢酶（胞液）
α—酮戊二酸转位酶
苹果酸脱氢酶（线粒体基质）
谷—草转氨酶
Glu—Asp转位酶
谷—草转氨酶
草酰乙酸：
苹果酸：
α—酮戊二酸：
3、 糖酵解中酶的反应类型
P88 表13-1  糖酵解反应


氧化还原酶（1种）：3—磷酸甘油醛脱氢酶
转移酶（4种）：己糖激酶、磷酸果糖激酶、磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶
裂合酶（1种）：醛缩酶
异构酶（4种）：磷酸Glc异构酶、磷酸丙糖异构酶、磷酸甘油酸变位酶、烯醇化酶
三、 糖酵解的调节
参阅 P120 糖酵解的调节
糖酵解过程有三步不可逆反应，分别由三个调节酶（别构酶）催化，调节主要就发生在三个部位。
1、 已糖激酶调节
别构抑制剂（负效应调节物）：G—6—P和ATP
别构激活剂（正效应调节物）：ADP
2、 磷酸果糖激酶调节（关键限速步骤）
抑制剂：ATP、柠檬酸、脂肪酸和H+
激活剂：AMP、F—2.6—2P
ATP：细胞内含有丰富的ATP时，此酶几乎无活性。
柠檬酸：高含量的柠檬酸是碳骨架过剩的信号。
H+：可防止肌肉中形成过量乳酸而使血液酸中毒。
3、 丙酮酸激酶调节
抑制剂：乙酰CoA、长链脂肪酸、Ala、ATP
激活剂：F-1.6-P、
四、 丙酮酸的去路
1、 进入三羧酸循环
2、 乳酸的生成
在厌氧酵解时（乳酸菌、剧烈运动的肌肉），丙酮酸接受了3—磷酸甘油醛脱氢酶生成的NADH上的氢，在乳酸脱氢酶催化下，生成乳酸。

总反应：    Glc + 2ADP + 2Pi → 2乳酸 + 2ATP + 2H2O

动物体内的乳酸循环 Cori 循环：
     图

肌肉收缩，糖酵解产生乳酸。乳酸透过细胞膜进入血液，在肝脏中异生为Glc，解除乳酸积累引起的中毒。
Cori循环是一个耗能过程：2分子乳酸生成1分子Glc，消耗6个ATP。
3、 乙醇的生成
酵母或其它微生物中，经糖酵解产生的丙酮酸，可以经丙酮酸脱羧酶催化，脱羧生成乙醛，在醇脱氢酶催化下，乙醛被NADH还原成乙醇。
总反应：Glc+2pi+2ADP+2H+→2乙醇+2CO2+2ATP+2H20
在厌氧条件下能产生乙醇的微生物，如果有氧存在时，则会通过乙醛的氧化生成乙酸，制醋。
4、 丙酮酸进行糖异生
五、 其它单糖进入糖酵解途径
除葡萄糖外，其它单糖也可进行酵解
P 91  图 13-6  各种单糖进入糖酵解的途径
1．糖原降解产物G—1—P
2．D—果糖    有两个途径
3．D—半乳糖
4．D—甘露糖 

第二节   三羧酸循环
葡萄糖的有氧氧化包括四个阶段。
①糖酵解产生丙酮酸（2丙酮酸、 2ATP、2NADH）
②丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA
③三羧酸循环（CO2、H2O、ATP、NADH）
④呼吸链氧化磷酸化（NADH-----ATP）
三羧酸循环：乙酰CoA经一系列的氧化、脱羧，最终生成CO2、H2O、并释放能量的过程，又称柠檬酸循环、Krebs循环。

原核生物：①~④阶段在胞质中
真核生物：①在胞质中，②~④在线粒体中
一、 丙酮酸脱羧生成乙酰CoA
1、 反应式：


此反应在真核细胞的线粒体基质中进行，这是连接糖酵解与TCA的中心环节。
2、 丙酮酸脱氢酶系
丙酮酸脱氢酶系是一个十分庞大的多酶体系，位于线粒体膜上，电镜下可见。
E.coli丙酮酸脱氢酶复合体：
分子量：4.5×106，直径45nm，比核糖体稍大。
    酶                      辅酶           每个复合物亚基数
丙酮酸脱羧酶（E1）           TPP            24
二氢硫辛酸转乙酰酶（E2）     硫辛酸          24
二氢硫辛酸脱氢酶（E3）       FAD、NAD+     12
此外，还需要CoA、Mg2+作为辅因子
这些肽链以非共价键结合在一起，在碱性条件下，复合体可以解离成相应的亚单位，在中性时又可以重组为复合体。所有丙酮酸氧化脱羧的中间物均紧密结合在复合体上，活性中间物可以从一个酶活性位置转到另一个酶活性位置，因此，多酶复合体有利于高效催化反应及调节酶在反应中的活性。
3、 反应步骤
P 93   反应过程

（1）丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP
（2）二氢硫辛酸乙酰转移酶（E2）使羟乙基氧化成乙酰基
（3）E2将乙酰基转给CoA，生成乙酰-CoA
（4）E3氧化E2上的还原型二氢硫辛酸
（5）E3还原NAD+生成NADH
4、 丙酮酸脱氢酶系的活性调节
从丙酮酸到乙酰CoA是代谢途径的分支点，此反应体系受到严密的调节控制，此酶系受两种机制调节。
（1）可逆磷酸化的共价调节
丙酮酸脱氢酶激酶（EA）（可被ATP激活）
丙酮酸脱氢酶磷酸酶（EB）
磷酸化的丙酮酸脱氢酶（无活性）
去磷酸化的丙酮酸脱氢酶（有活性）
（2）别构调节
ATP、CoA、NADH是别构抑制剂
ATP抑制E1
CoA抑制E2
NADH抑制E3
5、 能量 
1分子丙酮酸生成1分子乙酰CoA，产生1分子NADH（3ATP）。二、 三羧酸循环（TCA）的过程
TCA循环：每轮循环有2个C原子以乙酰CoA形式进入，有2个C原子完全氧化成CO2放出，分别发生4次氧化脱氢，共释放12ATP。
1、 反应步骤
P95   图13-9  概述三羧酸循环
（1）、 乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸
反应式：

柠檬酸合酶，TCA中第一个调节酶：受ATP、NADH、琥珀酰CoA、和长链脂肪酰CoA的抑制；受乙酰CoA、草酸乙酸激活。
柠檬酸合酶上的两个His残基起重要作用：
一个与草酰乙酸羰基氧原子作用，使其易受攻击；另一个促进乙酰CoA的甲基碳上的质子离开，形成烯醇离子，就可与草酰乙酸缩合成C-C键，生成柠檬酰CoA，后者使酶构象变化，使活性中心增加一个Asp残基，捕获水分子，以水解硫酯键，然后CoA和柠檬酸相继离开酶。

氟乙酰CoA可与草酰乙酸生成氟柠檬酸，抑制下一步反应的酶，据此，可以合成杀虫剂、灭鼠药。
      图
氟乙酸本身无毒，氟柠檬酸是乌头酸酶专一的抑制剂，氟柠檬酸结合到乌头酸酶的活性部位上，并封闭之，使需氧能量代谢受毒害。它存在于某些有毒植物叶子中，是已知最能致死的简单分子之一。LD50 为0.2mg/Kg体重，它比强烈的神经毒物二异丙基氟磷酸的LD50小一个数量级。

 << 上一页  [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20]  ... 下一页  >>