葡萄糖 一6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 _M2* 6-磷酸萄萄糖酸一 + 1,6二磷酸果糖 磷酸二羟丙酮 六3磷酸甘油醛 1,3 磷酸甘油酸 3磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 ATP 柠檬酸 ADP D 丙酮酸 图65糖酵解的调控 五、糖酵解的调控 糖酵解途径具有双重作用：使葡萄糖降解生成ATP,并为合成反应提供原料。因此 糖酵解的速度就要根据生物体对能量与物质的需要而受到调节与控制。在糖酵解中，由己 糖激酶、磷酸果糖激醇、丙酮酸激酶所催化的反应是不可逆的。这些不可逆的反应均可成 为控制糖酵解的限速步骤，从而控制糖酵解进行的速度。催化这些限速反应步骤的酶就称 为限速酶。 己糖激酶是变构酶，其反应速度受其产物6磷酸葡萄糖的反馈抑制。当磷酸果糖激酶 被抑制时，6磷酸果糖的水平升高，6磷酸葡萄糖的水平也随之相应升高，从而导致己糖 153
153 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 3-磷酸甘油酸 1，3-二磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 ADP + Pi Mg 2+ K + Mg 2+ ATP 柠檬酸 _ _ _ _ _ + + + + + 6-磷酸葡萄糖酸 1，6-二磷酸果糖 图 6-5 糖酵解的调控 五、糖酵解的调控 糖酵解途径具有双重作用：使葡萄糖降解生成 ATP，并为合成反应提供原料。因此， 糖酵解的速度就要根据生物体对能量与物质的需要而受到调节与控制。在糖酵解中，由己 糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶所催化的反应是不可逆的。这些不可逆的反应均可成 为控制糖酵解的限速步骤，从而控制糖酵解进行的速度。催化这些限速反应步骤的酶就称 为限速酶。 己糖激酶是变构酶，其反应速度受其产物 6-磷酸葡萄糖的反馈抑制。当磷酸果糖激酶 被抑制时，6-磷酸果糖的水平升高，6-磷酸葡萄糖的水平也随之相应升高，从而导致己糖
激酶被抑制。 葡萄糖已激 一6磷酸葡萄糖 1 磷酸果糖激酶是糖酵解中最重要的限速酶。磷酸果糖激酶也是变构酶，受细胞内能量 水平的调节，它被ADP和AMP促进，即在能荷低时活性最强。但受高水平ATP的抑制， 因为ATP是此酶的变构抑制剂，可引发变构效应而降低对其底物的亲合力。磷酸果糖激酶 受高水平柠檬酸的抑制，柠檬酸是三羧酸循环的早期中间产物，柠檬酸水平高就意味着生 物合成的前体很丰富，糖酵解就应当减慢或暂停。当细胞既需要能量又需要原材料时，如 ATP/AMP值低及柠檬酸水平低时，则磷酸果糖激酶的活性最高。而当物质与能量都丰富时， 磷酸果糖激酶的活性几乎等于零。 丙酮酸激酶也参与糖酵解速度的调节。丙酮酸激酶受ATP的抑制，当ATP/AMP值高 时，磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸的过程即受到阻碍。糖酵解的调节控制如图65所示。 第四节三羧酸循环 葡萄糖通过糖酵解转变成丙酮酸。在有氧条件下，丙酮酸通过一个包括二羧酸和三羧 酸的循环而逐步氧化分解，直至形成CO和H0为止。这个过程称为三羧酸循环 (tricar-boxylic acid cycle,简称TCA循环。该循环是英国生化学家Hans Krebs首先发现的， 故又名Krebs循环。由于该循环的第一个产物是柠檬酸，故又称柠檬酸循环(citric acid cvcle。 三羧酸循环是生物中的燃料分子（即碳水化合物、脂肪酸和氨基酸）氧化的最终共同途 径。这些燃料分子大多数以乙酰COA进入此循环而被氧化。三羧酸循环的反应是在线粒体 内部进行的，所有三羧酸循环的酶类都存在于线粒体的衬质(matrix)中。 一、丙酮酸氧化脱羧 丙酮酸不能直接进入三羧酸循环，而是先氧化脱羧形成乙酰辅酶A再进入三羧酸循环。 丙酮酸氧化脱羧反应是由丙酮酸脱氢酶系（即丙酮酸脱氢酶复合体）催化的。丙酮酸脱氢酶 系是一个相当庞大的多酶体系，其中包括丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸乙酰转移酶、二 氢硫辛酸脱氢酶三种不同的酶及焦磷酸硫胺煮TPP、硫辛酸(S>L、辅酶A、FAD、NAD 和Mg2+6种辅助因素组装而成。丙酮酸脱氢酶系在线粒体内膜上，催化反应如下： CH3COCOOH+HSCOA+NAD-CH3COCoA+CO2+NADH+H" 这是一个不可逆反应，分五步进行：①丙酮酸与TPP形成复合物，然后脱羧，生成 活化乙醛：②活化乙醛与二氢硫辛酸结合，形成乙酰二氢硫辛酸，同时释放出TP:③硫 辛酸将乙酰基转给辅酶A,形成乙酰辅酶A:④由于硫辛酸在细胞内含量很少，要使上述 反应不断进行，硫辛酸必须氧化再生，即将氢递交给FAD:⑤FADH再将氢转给NAD'。 具体反应如下： 154
154 激酶被抑制。 葡萄糖 己糖激酶 6-磷酸葡萄糖 磷酸果糖激酶是糖酵解中最重要的限速酶。磷酸果糖激酶也是变构酶，受细胞内能量 水平的调节，它被 ADP 和 AMP促进，即在能荷低时活性最强。但受高水平 ATP 的抑制， 因为 ATP 是此酶的变构抑制剂，可引发变构效应而降低对其底物的亲合力。磷酸果糖激酶 受高水平柠檬酸的抑制，柠檬酸是三羧酸循环的早期中间产物，柠檬酸水平高就意味着生 物合成的前体很丰富，糖酵解就应当减慢或暂停。当细胞既需要能量又需要原材料时，如 ATP/AMP 值低及柠檬酸水平低时，则磷酸果糖激酶的活性最高。而当物质与能量都丰富时， 磷酸果糖激酶的活性几乎等于零。 丙酮酸激酶也参与糖酵解速度的调节。丙酮酸激酶受 ATP 的抑制，当 ATP/AMP 值高 时，磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸的过程即受到阻碍。糖酵解的调节控制如图 6-5 所示。 第四节 三羧酸循环 葡萄糖通过糖酵解转变成丙酮酸。在有氧条件下，丙酮酸通过一个包括二羧酸和三羧 酸的循环而逐步氧化分解，直至形成 CO2 和 H2O 为止。这个过程称为三羧酸循环 (tricar-boxylic acid cycle，简称 TCA 循环)。该循环是英国生化学家 Hans Krebs 首先发现的， 故又名 Krebs 循环。由于该循环的第一个产物是柠檬酸，故又称柠檬酸循环(citric acid cycle)。 三羧酸循环是生物中的燃料分子(即碳水化合物、脂肪酸和氨基酸)氧化的最终共同途 径。这些燃料分子大多数以乙酰 CoA 进入此循环而被氧化。三羧酸循环的反应是在线粒体 内部进行的，所有三羧酸循环的酶类都存在于线粒体的衬质(matrix)中。 一、丙酮酸氧化脱羧 丙酮酸不能直接进入三羧酸循环，而是先氧化脱羧形成乙酰辅酶A再进入三羧酸循环。 丙酮酸氧化脱羧反应是由丙酮酸脱氢酶系(即丙酮酸脱氢酶复合体)催化的。丙酮酸脱氢酶 系是一个相当庞大的多酶体系，其中包括丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸乙酰转移酶、二 氢硫辛酸脱氢酶三种不同的酶及焦磷酸硫胺素(TPP)、硫辛酸( L S S )、辅酶 A、FAD、NAD+ 和 Mg2+ 6 种辅助因素组装而成。丙酮酸脱氢酶系在线粒体内膜上，催化反应如下： 这是一个不可逆反应，分五步进行：① 丙酮酸与 TPP 形成复合物，然后脱羧，生成 活化乙醛；② 活化乙醛与二氢硫辛酸结合，形成乙酰二氢硫辛酸，同时释放出 TPP；③ 硫 辛酸将乙酰基转给辅酶 A，形成乙酰辅酶 A；④ 由于硫辛酸在细胞内含量很少，要使上述 反应不断进行，硫辛酸必须氧化再生，即将氢递交给FAD；⑤ FADH2再将氢转给 NAD+。 具体反应如下： CH3COCOOH HSCoA NAD + CH3COCoA CO2 NADH H + + + + + +