02 物质代谢及其调节2幻灯片

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1、 NAD+NADH+ H+NADH+HNADNADH + H+GDP+PiGTPFADH2FAD+NAD+CO2H 2 OCO2乙酰 CoA(1)(6)(7)(8)(9)(4)(5)(2)柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸-酮戊二酸琥珀酰 CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸H O2(1) 柠檬酸合酶 (2)(3) 顺乌头酸酶 (4) 异柠檬酸脱氢酶 (5) -酮戊二酸脱氢酶复合体 (6) 琥珀酰CoA合成酶 (7) 琥珀酸脱氢酶 (8) 延胡索酸酶 (9) 苹果酸脱氢酶三羧酸循环三羧酸循环H2OHSCoAHSCoAHSCoA一一次底物水平磷酸化H 2 OH 2 O二二次脱羧反应三三个不可逆反应 四四次脱氢

2、反应1234第四节第四节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（磷酸戊糖旁路）磷酸戊糖途径（磷酸戊糖旁路）2磷酸戊糖 途径胞浆磷酸戊糖磷酸核糖，为代表性中间产物。旁路糖酵解在磷酸己糖处分出的新途径。反应过程反应过程 第一阶段（氧化反应）第一阶段（氧化反应） 磷酸戊糖的生成 第二阶段（非氧化反应）第二阶段（非氧化反应） 基团转移反应 转酮醇酮醇酶反应 转醛酮醛酮酶反应第一阶段第一阶段 磷酸戊糖的生成磷酸戊糖的生成6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮核酮糖5-磷酸核核糖NADPH + H+NADP+6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶H2ONADPH + H+NADP

3、+CO2OCOHCOHCOHHO-CHCOHC CHHH HH2POC C OOCOHHO-CHCOHC CHHH HH2PCOO-COHHO-CH HO-CHCOHCOHCHHHH2PPCOH C C OOCOHCOHCH2OHHHHPC O COHCOHCOHCH2OHHHNADP+NADPH+HNADPH+H+ +NADP+NADPH+HNADPH+H+ +CO2H2OG-6-P6-P-G酸内酯6-P-G酸5-磷酸核酮糖 5-磷酸核糖G-6-PDG-6-PDG-6-PDG-6-PDl催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶 是此代谢途径的关键酶。l两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成

4、NADPH + H+。l反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间 产物。G-6-P 5-磷酸核糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 G-6-PDG-6-PDC C5 5C3C C5 5C3C C6 6C4C C6 6C7C C5 5第第 二二 阶阶 段段 基基 团团 转转 移移 反反 应应PC C OO COHCOHCOHCH2OHHHPC O COHCH2OH HPCHCH COHCOHCOHCH2OHOHOH HCH2OHC OHH C OCOHCOHPCH2OHHPCOH COHCH2OH HCH2OHC OHHH OO - -C HC H+5-磷酸核糖核

5、糖C COOPCH2OHHO CH COHCH2OH5-磷酸木酮糖木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛转酮醇酶PCH2OH C OCOHCOHCH2OHH5-磷酸核酮糖4-磷酸赤藓糖F-6-P转醛醇酶H C OCOHCOHPCH2OHH4-磷酸赤藓糖COPCH2OHHO CHCOHCH2OH5-磷酸木酮糖PCOH COHCH2OH HCH2OHC OHH O -C HPC O COHCH2OH H+F-6-P3-磷酸甘油醛转酮醇酶转酮醇酶反应过程反应过程5-磷酸核糖核糖5-磷酸木酮糖6-磷酸葡萄糖糖 酵 解6-磷酸葡萄糖酸酸NADP+NADPH+H+5-磷酸核酮核酮糖NADP+NADPH+H+C

6、O27-磷酸景天糖景天糖3-磷酸甘油醛甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖赤藓糖氧化反应氧化反应( (脱氢脱碳脱氢脱碳) )非氧化反应非氧化反应( (基团转移基团转移) )3(G-6-P)+6NADP+ 2(F-6-P)+3-磷酸甘油醛+6NADPH+ 6H+ +3CO23-磷酸甘油醛6-磷酸果糖5-磷酸木酮糖木酮糖磷酸戊糖途径的特点 脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。 反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。 反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖。 一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子CO2和2分子N

7、ADPH+H+。磷酸戊糖途径的调节磷酸戊糖途径的调节 限速酶：限速酶：6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶（磷酸葡萄糖脱氢酶（G-6G-6-PD-PD）NADPH / NADP+生理意义生理意义( (一一) )为核酸的生物合成提供为核酸的生物合成提供核糖核糖 磷酸核糖用于DNA、RNA的合成；( (二二) )提供提供NADPHNADPH作为供氢体参与多种代谢反应作为供氢体参与多种代谢反应 体内多种合成代谢的供氢体 参与体内羟化反应 维持谷胱甘肽谷胱甘肽(GSH)(GSH)的还原状态临床讨论临床讨论病史： 半个月内有食新鲜蚕豆史，患病前12天内有取 新鲜蚕豆或接触蚕豆花粉史。 临床表现：（1）早期症状：有全

8、身不适，畏寒，低热，头晕，无力， 食欲减低，恶心呕吐，腹泻，发热，一般持续23天。（2）严重者可迅速出现高度贫血、巩膜轻度或中度黄染， 尿色如浓茶水或酱油色。更重出现全身衰竭、血压下降，烦 躁不安，少尿或无尿等急性循环衰竭和急性肾功能衰竭的表 现。（3）肝肿大，少数可见脾肿大，面色苍白或苍黄，呼吸急 促，重者见抽搐、昏迷，并出现病理反射。 蚕豆病蚕豆病发病机制：体内缺乏6-P-葡萄糖脱氢酶，而蚕豆中含有蚕 豆嘧啶、蚕豆嘧啶核苷、多巴、多巴核苷等具 有氧化作用物质，可使G-6-PD缺陷患者中的红 细胞GSH降低引发溶血 。流行病学：为X染色体不完全显性遗传，故男：女 7：1；每后五月为高发季节；

9、两湖两广云贵川较多发 病治 疗：治疗上输血、输注洗涤红细胞常是抢救 的关键，可一次或多次输注第五节第五节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 糖原的糖原的合成合成代谢代谢 糖原的糖原的分解分解代谢代谢 糖原合成与分解的糖原合成与分解的调节调节 糖原累积症糖原累积症是动物体内糖的储存形式之一，是机体能 迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平 糖 原 (glycogen) l糖原储存的主要器官及其生理意义 1. 葡萄糖单元以 -1,4-1,4-糖苷糖苷 键键形成长链。2. 约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以 -1,

10、6-1,6-糖苷键糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。3. 每条链都终止于一个非还原每条链都终止于一个非还原端端. .非还原端增多，以利于其被酶分解。 糖原的结构特点及其意义糖原的结构特点及其意义 目 录糖原核心- 1，4糖苷键 - 1，6糖苷键- 1，4糖苷键- 1，6糖苷键一、糖原的合成代谢 （二）合成部位（一）定义糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆葡萄糖ATP ADPG-6-PG-1-PUDPG焦磷酸化酶UTPPPi UDPGUDPG 糖原引物 GnUDPATPADP糖原Gn 1分枝酶分枝酶糖原糖原合酶糖原合酶糖原的合

11、成糖原的合成葡萄糖激酶糖原合成反应的特点糖原合成反应的特点 UDPGUDPG是活性葡萄糖基活性葡萄糖基的供体，其生成过程利 用ATP生成UTP，焦磷酸水解损失1个高能磷酸 键。糖原引物上每加上一个葡萄糖，需要消 耗2个高能磷酸键。糖原的合成代谢糖原的合成代谢 糖原合酶(关键酶) ： 只能促成-1，4-糖苷键，在该酶作用下，糖链 只能延长，不能形成分支。 分支酶：可将一段糖链，约6-7个葡萄糖基转 移到邻近的糖链上，以-1-1，6-6-糖苷键糖苷键相接，从 而形成分支。 分支的形成不仅可增加糖原的水溶性，更重要的是 可增加非还原端数目，以便磷酸化酶能迅速分解糖原 。 二、糖原的分解代谢 * 定义

12、* 亚细胞定位：胞 浆 糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原 分解成为葡萄糖的过程。77磷酸化酶(别构酶) ATP抑制-AMP激活 + H3PO4肝糖元的分解肝糖元的分解-1-1，4 4糖苷键- 1，6糖苷键糖原核心糖原核心G-1-P +脱支酶1 G 糖原核心磷酸化酶+ H3PO4G-1-P转移酶糖原核心糖原的分解代谢糖原的分解代谢 糖原磷酸化酶磷酸化酶：只能分解-1，4-糖苷键，使非还原端上G磷酸化后脱落，距分枝4个G单位时停止。 脱支酶脱支酶：具有两种酶的活性：葡聚糖转移酶：将3个葡萄糖基转移到邻近糖链的末 端，以-1，4-糖苷键相连； -1，6-葡萄糖苷酶：将以-1

13、，6-糖苷键与糖链形成 分支的葡萄糖基水解成游离葡萄糖糖糖 原原 的的 分分 解解 代代 谢谢G（肝、肾）G-1-PG-6-PPi糖原（Gn）糖酵解或 有氧氧化 （肌肉）葡萄糖-6-磷酸酶Pi糖原磷酸化酶磷酸化酶脱支酶 G-6-P的代谢去路 G（补充血糖）G-6-P F-6-P（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）UDPG6-磷酸葡萄糖酸内酯 （进入磷酸戊糖途径）葡萄糖醛酸 （进入葡萄糖醛酸途径）小小 结结 反应部位：胞浆 糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶 己糖(葡萄糖)激酶 糖原n

14、 Pi 磷酸化酶 葡萄糖-6-磷酸酶（肝） 糖原n 糖原的合成与分解的调节糖原的合成与分解的调节合成与分解不是简单的可逆反应 关键酶：关键酶： 合成途径糖原合酶糖原合酶 分解途径磷酸化酶磷酸化酶调节方式：共价修饰和变构调节生理性调节：激素（胰高血糖素与胰岛素） 共价修饰调节磷酸化酶:磷酸化酶a（磷酸型）：有活性有活性磷酸化酶b（去磷酸）：无活性糖原合酶：糖原合酶a：有活性糖原合酶b：磷酸化，无活性无活性。糖原合成与分解的调节糖原合成与分解的调节腺苷环化酶 （无活性）腺苷环化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体 ATP cAMP PKA (无活性) 磷酸化酶b激酶 糖原合酶 糖原

15、合酶-P PKA (有活性) 磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 磷酸化酶b激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂 PKA（有活性） 调节有级联放大作用，效率高； 两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反； 此调节为酶促反应，调节速度快； 受激素调节。 1. 共价修饰调节 2. 别构调节磷酸化酶二种构像紧密型(T)和疏松型(R) ，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共价修饰调节。* 葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。 磷酸化酶 a (R) 疏松型磷酸化酶 a (T) 紧密型葡萄糖 肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同 * 在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调 节，而肌肉主要受肾上腺素