生物化学：第六章 糖代谢

《生物化学：第六章 糖代谢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学：第六章 糖代谢（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、目录糖 代 谢Metabolism of Carbohydrates第 六 章目录 糖的主要生理功能糖的主要生理功能1. 为生命活动提供能源和碳源为生命活动提供能源和碳源如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。核苷等物质的原料。3. 作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要生理功能。这是糖的主要生理功能。2. 提供合成体内提供合成体内其他物质的原料其他物质的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。目录第一节第一节糖的消化吸收与转运糖的消化吸收与转运Digestion

2、, absorption and transportation of Carbohydrates 目录淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖+ +麦芽三糖麦芽三糖（40%40%） （25%25%）-临界糊精临界糊精+ +异麦芽糖异麦芽糖 （30%30%） （5%5%）葡萄糖葡萄糖唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶-临界糊精酶临界糊精酶消化过程：消化过程： 肠粘膜肠粘膜上皮细胞上皮细胞刷状缘刷状缘口腔口腔肠腔肠腔胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶乳糖乳糖蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖 果糖果糖半乳糖半乳糖乳糖酶乳糖酶 蔗糖酶蔗糖酶目录n葡萄糖转运进入细胞葡萄糖转运进入细胞 这这一一过过程程需需要要钠钠-葡葡萄

3、萄糖糖协协同同转转运运蛋蛋白白和和（SGLT）葡葡萄萄糖糖转转运运体体(glucose transporter，GLUT)。二、食物中葡萄糖的摄取二、食物中葡萄糖的摄取小肠肠腔小肠肠腔肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞门静脉门静脉肝脏肝脏体循环体循环 SGLT各种组织细胞各种组织细胞GLUT目录第二节第二节糖的无氧分解糖的无氧分解Glycolysis目录一一分分子子葡葡萄萄糖糖在在胞胞液液中中可可裂裂解解为为两两分分子子丙丙酮酮酸酸，是是葡葡萄萄糖糖无无氧氧氧氧化化和和有有氧氧氧氧化化的的共共同同起起始始途途径径，称为称为糖酵解（糖酵解（glycolysis）。 在在不不能能利利用用氧氧或或氧氧供供

4、应应不不足足时时，人人体体将将丙丙酮酮酸酸在在胞胞液液中中还还原原生生成成乳乳酸酸，称称为为乳乳酸酸发发酵酵（lactic acid fermentation）。在在某某些些植植物物和和微微生生物物中中，丙丙酮酮酸酸可可转转变变为为乙乙醇醇和和二二 氧氧 化化 碳碳 ， 称称 为为 乙乙 醇醇 发发 酵酵 （ ethanol fermentation）。 目录一、糖无氧氧化一、糖无氧氧化第二阶段：第二阶段：乳酸生成乳酸生成糖无氧氧化的反应部位：糖无氧氧化的反应部位：胞液。胞液。n葡萄糖不利用氧的分解过程分为两个阶段：葡萄糖不利用氧的分解过程分为两个阶段：第一阶段：第一阶段：糖酵解糖酵解目录1.

5、葡萄糖磷酸化为葡糖葡萄糖磷酸化为葡糖-6-磷酸磷酸 ATP ADPMg2+ 己糖激酶(hexokinase)Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖葡萄糖 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 (glucose-6-phosphate, G-6-P)（一）葡萄糖经糖酵解分解为两（一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸分子丙酮酸 目录哺哺乳乳类类动动物

6、物体体内内有有4种种己己糖糖激激酶酶同同工工酶酶，分分别别称称为为至至型型。肝肝细细胞胞中中的的是是型型，称称为为葡萄糖激酶葡萄糖激酶(glucokinase)。它它的的特特点点是是：对对葡葡萄萄糖糖的的亲亲和和力力很很低低；受受激激素素调调控控，对对葡葡糖糖-6-磷磷酸酸的的反反馈馈抑抑制制并不敏感。并不敏感。只只有有当当血血糖糖显显著著升升高高时时，肝肝才才会会加加快快对对葡葡萄萄糖糖的的利利用用，起起到到缓缓冲冲血血糖糖水水平平的的调调节节作作用。用。目录2.葡糖葡糖-6-磷酸转变为磷酸转变为 果糖果糖-6-磷酸磷酸己糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP

7、ADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-6-磷酸磷酸 (fructose-6-phosphate, F-6-P)目录3.果糖果糖-6-磷酸转变为果糖磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸二磷酸 ATP ADP Mg2+ 磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙

8、酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸l磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(phosphfructokinase-1)果糖果糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)目录果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 4.果糖果糖-1,6-二磷酸裂解成二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-

9、磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +目录5.磷酸二羟丙酮转变为磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (ph

10、osphotriose isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 目录6.3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸

11、甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 目录7.1,3-1,3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase) GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸底物水平磷酸化底物水平磷酸化(sub

12、strate level phosphorylation) 。1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸目录8.3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 目录9.2

13、-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸+ H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)目录ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF

14、-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸10.磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给移给ADP生成生成ATP和和丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸目录（二）丙酮酸被还原为乳酸（二）丙酮酸被还原为乳酸反应中的反应中的NADH+H+ 来自于上述第来自于上述第6步反步反应中的应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。丙酮

15、酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase, LDH) NADH + H+ NAD+ 目录n糖酵解小结糖酵解小结反应部位：胞浆；反应部位：胞浆；糖酵解是一个不需氧的产能过程；糖酵解是一个不需氧的产能过程；反应全过程中有三步不可逆的反应：反应全过程中有三步不可逆的反应：G G-6-P ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 目录产能的方式和数量产能的方式和数量方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化净生成净生成ATP数量：数量：从从G开始开始 22-2= 2AT

16、P终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢：释放入血，进入肝脏再进一步代谢：分解利用分解利用 乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生）目录二、糖酵解的调控是对二、糖酵解的调控是对3个关键酶个关键酶活性的调节活性的调节关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 果糖果糖-6-磷酸激酶磷酸激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节方式调节方式 别构调节别构调节 共价修饰调节共价修饰调节 目录 （一）（一）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解对调节糖酵解速率最速率最重要重要n别构调节别构调节别构激活剂别构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P别构抑制剂别构抑制剂：柠檬酸

17、柠檬酸; ATP（高浓度）（高浓度）n 果糖果糖-2,6-2,6-二磷酸对磷酸果糖激酶二磷酸对磷酸果糖激酶-1-1的调节的调节F-2,6-2P是磷酸果糖激酶是磷酸果糖激酶-1最强的别构激活剂；最强的别构激活剂；其作用是与其作用是与AMP一起取消一起取消ATP、柠檬酸的抑制、柠檬酸的抑制作用。作用。目录F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素胰高血糖素 ATP cAMP 活化活化 F-2,6-2P +/+AMP +柠檬酸柠檬酸 AMP +柠檬酸柠檬酸 PFK-2（有活性）（有活性）FBP-2（无活性）（无活性

18、）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2（无活性）（无活性）FBP-2（有活性）（有活性）PP果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-2 目录（二）丙酮酸激酶是第二个重要的调节点（二）丙酮酸激酶是第二个重要的调节点n别构调节别构调节别构抑制剂：别构抑制剂：ATP, 丙氨酸丙氨酸别构激活剂：别构激活剂：1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖目录n共价修饰调节共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶（无活性无活性） （有活性有活性）胰高血糖素胰高血糖素 PKA, CaM激酶激酶PPKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein kinase A)CaM：钙调蛋白钙调

19、蛋白目录（三）己糖激酶受到反馈抑制调节（三）己糖激酶受到反馈抑制调节葡葡糖糖-6-磷磷酸酸可可反反馈馈抑抑制制己己糖糖激激酶酶，但但肝肝葡葡萄萄糖激酶不受其抑制。糖激酶不受其抑制。长链脂肪酰长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。可别构抑制肝葡萄糖激酶。胰胰岛岛素素可可诱诱导导葡葡萄萄糖糖激激酶酶基基因因的的转转录录，促促进进酶的合成。酶的合成。 目录F F( (肌肉肌肉) )己糖激酶己糖激酶甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖-6-6-磷酸磷酸己糖激酶己糖激酶变位酶变位酶果糖果糖( (肝肝) ) *果糖激酶果糖激酶F F-1-1-G GGluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙

20、酮酸丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮半乳糖半乳糖* *1-1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖G G-1-1-P P半乳糖激酶半乳糖激酶变位酶变位酶UDP半乳糖半乳糖UDPG四、其他单糖的代谢四、其他单糖的代谢目录第三节第三节糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate目录机机体体利利用用氧氧将将葡葡萄萄糖糖彻彻底底氧氧化化成成H2O和和CO2的的反反应应过过程程，称称为为糖糖的的有有氧氧氧氧化化(aerobic oxidation) 。是是体体内内糖糖分分解解供供能能的的主要方式。主要方式。n n部位：部位：部位：部位：胞液及线粒体胞液及线粒体胞液及线粒体胞

21、液及线粒体n n概念概念概念概念目录一、糖的有氧氧化分为三个阶段一、糖的有氧氧化分为三个阶段第一阶段：糖酵解第一阶段：糖酵解 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：柠檬酸循环第三阶段：柠檬酸循环 G（Gn）氧化磷酸化氧化磷酸化丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoACO2NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADPTAC循环循环 胞液胞液线粒体线粒体目录丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合丙酮酸脱氢酶复合体体 （二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA E1：丙酮酸脱氢

22、酶：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶TPP 硫辛酸（硫辛酸（ )HSCoAFAD, NAD+酶酶辅酶辅酶SSLHSCoANAD+CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的生成的生成1. -羟乙基羟乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 目录柠柠檬檬酸酸循循环环也也称称为为三三羧羧酸酸循循环环(TCA cycle) ，亦称为，亦称为Krebs循环循环。n反应部位：反应部位：线粒体线粒体（三）乙酰（三）乙酰CoA进

23、入柠檬酸循环以及氧化磷酸进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成化生成ATP1. 乙酰乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸反应由反应由柠檬酸合酶（柠檬酸合酶（柠檬酸合酶（柠檬酸合酶（citrate citrate synthasesynthase）催化催化2.柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸 此反应是由顺乌头酸酶顺乌头酸酶催化的异构化反应由两步反应构成，（1）：脱水反应 （2）：水合反应3.异柠檬酸氧化脱羧转变为异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶（Isocitrate dehydrogenase）作用下

24、，氧化脱羧而转变成 - -酮戊二酸酮戊二酸（ - Ketoglutarate）4. -酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA 在 - -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体催化下-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA)；该脱氢酶复合体的组成及催化过程与丙酮酸脱氢酶复合体类似。5.琥珀酰琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应合成酶催化底物水平磷酸化反应 在琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoA合成酶合成酶合成酶合成酶催化下，琥珀酰CoA的高能硫酯键水解与GDP磷酸化偶联，生成琥珀酸、GTP和辅酶A。6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸 此

25、步反应由琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶催化，其辅酶是FAD，是三羧酸循环中唯一与内膜结合的酶。7.延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸8. 苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶催化此步反应，辅酶是NAD+。CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸梅顺乌头酸梅异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱戊二酸脱氢酶酶复合体复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥

26、珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶目录经过一次柠檬酸循环，经过一次柠檬酸循环，l消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA；整个循环反应为不可逆反应。整个循环反应为不可逆反应。柠檬酸循环的要点：柠檬酸循环的要点： 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化 生成生成1分子分子FADH2，l关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶，柠檬酸合酶，-酮戊二酸脱氢酶复合酮戊二酸脱氢酶复合体，体， 异柠檬酸脱氢酶。异柠檬酸脱氢酶。3分子分子NADH+H+，2分子分子CO2， 1分子分子GTP；目录草草酰酰乙乙酸酸 柠檬酸柠檬酸

27、柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸裂解酶裂解酶裂解酶裂解酶乙酰乙酰CoA 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶羧化酶羧化酶CO2 苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸必须不断被更新补充草酰乙酸必须不断被更新补充，来源如下：来源如下：目录（三）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中（三）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义具有重要生理意义1.柠柠檬檬酸酸循循环环是是三三大大营营养养物物质质分分解

28、解产产能能的的共共同通路同通路 。 2.柠柠檬檬酸酸循循环环是是糖糖、脂脂肪肪、氨氨基基酸酸代代谢谢联联系系的枢纽的枢纽。目录H+ + e 进入进入呼吸链呼吸链彻底氧化生成彻底氧化生成H2O 的同的同时时ADP偶联磷酸化生成偶联磷酸化生成ATP。由一个葡糖糖总。由一个葡糖糖总共获得共获得30或或32NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化是三、糖有氧氧化是糖分解生成糖分解生成ATP的主要方式的主要方式目录四、糖有氧氧化的调节四、糖有氧氧化的调节关关键键酶酶 酵解途径：酵解途径： 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱

29、氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：己糖激酶己糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1柠檬酸合酶柠檬酸合酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶（一）（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节别构调节别构调节别构抑制剂：乙酰别构抑制剂：乙酰CoA；NADH；ATP别构激活剂：别构激活剂：AMP；ADP；NAD+共价修饰调节共价修饰调节目录乙酰乙酰CoA 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸 苹果酸苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬

30、酸合酶 -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响的影响 产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制 反反应应中中间间产产物物反反馈抑制前面反应的酶馈抑制前面反应的酶 其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激活许多酶（二）柠檬酸循环的调节（二）柠檬酸循环的调节目录五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化* 概念概念* 机制机制 有氧时，有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线立体进一步氧化而不生成乳酸

31、酮酸进入线立体进一步氧化而不生成乳酸; 缺氧时，酵解途径加强，缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑指有氧氧化抑制生醇发酵（或无氧氧化）的现象。制生醇发酵（或无氧氧化）的现象。目录第第 四四 节节 磷酸戊糖途径pentose phosphate pathway目录磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径第一阶段第一阶段第第二二阶阶段段木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸C5木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸C5景天糖景天糖-7-磷酸磷酸C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C3赤藓糖赤藓糖

32、-4-磷酸磷酸C4果糖果糖-6-磷酸磷酸C6果糖果糖-6-磷酸磷酸C63-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C3葡糖葡糖-6-磷酸磷酸(C6)3葡糖葡糖-6-磷酸内酯磷酸内酯(C6)3葡糖葡糖-6-磷酸磷酸(C6)3核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸 (C5) 35-磷酸核糖磷酸核糖C53NADP+ 3NADP+3H+ 葡糖葡糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶葡糖葡糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶3NADP+ 3NADP+3H+ CO2细胞定位：细胞定位：胞液胞液目录二、葡糖二、葡糖-6-磷酸脱氢酶为磷酸戊糖途径磷酸脱氢酶为磷酸戊糖途径 的关键酶的关键酶 NADPH/NADP+比值比值升高被抑制，降低则被激活。升高被抑制，降

33、低则被激活。 三、磷酸戊糖途径的生理意义三、磷酸戊糖途径的生理意义（一）为核酸的生物合成提供核糖（一）为核酸的生物合成提供核糖（二）提供（二）提供NADPH1. NADPH为合成代谢供氢；为合成代谢供氢；2. NADPH参与羟化反应；参与羟化反应；3. NADPH可维持谷胱甘肽可维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态。的还原状态。目录第第 五五 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解Glycogenesis and Glycogenolysis目录糖糖 原原 (glycogen)是动物体内糖的储存形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。式之一，是机体能迅速动用的能量储备。n糖原的定

34、义：糖原的定义：1. 葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-糖苷键糖苷键形成长链。形成长链。2. 分枝处葡萄糖以分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷糖苷键连接。键连接。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.目录一、一、糖原合成糖原合成n合成部位：合成部位：主要在肝脏、肌肉主要在肝脏、肌肉等的等的胞浆胞浆PPi2Pi+能量能量+UTPUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 ( UDPG)磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHHCH2OHP葡萄糖葡萄糖 (G)+ADP己糖激酶己糖激酶OH

35、HOOHHOHHOHHOHHCH2OHHATP+（ 活性葡萄糖活性葡萄糖 ）葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）目录糖原糖原n + UDPG糖原糖原n+1 + UDP 糖原合成酶糖原合成酶糖原糖原n 为细胞内较小糖原分子，称为糖原引物。为细胞内较小糖原分子，称为糖原引物。 关键酶：糖原合成酶关键酶：糖原合成酶目录. .糖原分枝酶的作用及分枝的形成糖原分枝酶的作用及分枝的形成 分支酶分支酶(branching enzyme)目录二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解糖原分解糖原分解指肝糖原分解为葡萄糖的过程。指肝糖原分解为葡萄糖的过程。1. 1. 糖原的磷酸解糖原的磷酸

36、解糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原糖原n+1n+1糖原糖原n n + +葡糖葡糖-1-1-磷酸磷酸从非还原端从非还原端水解葡萄糖残基水解葡萄糖残基水解水解 -1,4-糖苷键糖苷键关键酶：关键酶：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶目录2.2.脱枝酶的作用脱枝酶的作用转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基水解水解 -1,6-糖苷键糖苷键脱枝酶脱枝酶转移酶活性转移酶活性 -1,6糖糖苷酶活性苷酶活性磷酸化酶磷酸化酶脱枝酶脱枝酶目录葡糖葡糖-1-磷酸磷酸葡糖葡糖-6-磷酸磷酸磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶变位酶3. 葡糖葡糖-1-磷酸转变成葡糖磷酸转变成葡糖-6-磷酸磷酸4. 葡糖葡糖-6-磷酸水解生成葡萄糖磷酸水解生成葡萄糖葡

37、萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶（肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-磷酸磷酸葡葡萄萄糖糖-6-磷磷酸酸酶酶只只存存在在于于肝肝、肾肾中中，不不存存在在于于肌肌中中。所所以以肌肌糖糖原原不不能能分分解解成成葡葡萄萄糖糖，只只能能酵酵解解或或有氧氧化。有氧氧化。 目录三、糖原合成与分解受到三、糖原合成与分解受到严格调控严格调控（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节n共价修饰调节共价修饰调节磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶磷酸化酶磷酸化酶b（活性低）（活性低）磷酸化酶磷酸化酶a-（活性高）（活性高）PKA胰高血糖素胰高血糖素 肾上腺素肾上腺素 n别构调节别构调节

38、磷酸化酶磷酸化酶 a (R) 疏松型疏松型磷酸化酶磷酸化酶 a (T) 紧密型紧密型葡萄糖葡萄糖磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-目录（二）糖原合酶受化学修饰和别构调节（二）糖原合酶受化学修饰和别构调节1.共价修饰调节共价修饰调节 2.肌肉内的糖原合酶和磷酸化酶受变构调节肌肉内的糖原合酶和磷酸化酶受变构调节糖原合酶糖原合酶磷酸化酶磷酸化酶AMPATP及葡糖及葡糖-6-磷酸磷酸糖原合酶糖原合酶（活性高）（活性高）糖原合酶糖原合酶-（活性低）（活性低）胰高血糖素胰高血糖素 PKA肾上腺素肾上腺素 目录第第 六六 节节 糖糖 异异 生生Gluconeogenesis目录糖异生糖异生(gluconeogen

39、esis)是指从非糖是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。n部位：部位：n原料：原料：n概念：概念： 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸等。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸等。目录GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATP草酰乙酸草酰乙酸（一）丙酮酸羧化支路（一）丙酮酸羧化支路丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸ATPADP+PiCO2

40、PEPGTPGDPCO2 丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（反应丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（反应在线粒体）在线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）粒体、胞液）磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸一、丙酮酸的糖异生一、丙酮酸的糖异生目录（二）（二）F-1,6-2P转变为转变为F-6-PF-1,6-2PF-6-PPi果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶（三）（三）G-6-P水解为水解为GG-6-PGPi葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷

41、酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATP草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸目录n非糖物质进入糖异生的途径非糖物质进入糖异生的途径糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物生糖氨基酸生糖氨基酸- -酮酸酮酸-NH2 甘油甘油 - -磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸2H目录线线粒粒体体胞胞液液草酰乙酸草酰乙酸 苹果酸苹果酸NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸苹果酸苹果酸天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸 NADHn糖异生途径所需糖异生途径所需NADH+H+的来源：的来源：乳酸异生糖时

42、，乳酸异生糖时， NADH+H+可由乳酸提供。可由乳酸提供。氨基酸异生糖时，氨基酸异生糖时， 线粒体线粒体NADH+H+由苹果酸转运由苹果酸转运。目录（一）第一个底物循环在果糖（一）第一个底物循环在果糖-6-磷酸与果糖磷酸与果糖-1,6-二磷酸之间进行二磷酸之间进行果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸ATPADP磷酸果糖磷酸果糖激酶激酶-1果糖双磷果糖双磷 酸酶酸酶-1果糖果糖-2,6-二二磷酸磷酸AMPPi二、糖异生的调控二、糖异生的调控目录（二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸和（二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行丙酮酸之间进行PEP丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶

43、丙酮酸激酶1,6-双磷酸双磷酸果糖果糖丙氨酸丙氨酸乙乙 酰酰 CoA草酰乙酸草酰乙酸目录三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义（一）空腹或饥饿时，依赖氨基酸、甘油等异生（一）空腹或饥饿时，依赖氨基酸、甘油等异生成葡萄糖，以维持血糖水平恒定。成葡萄糖，以维持血糖水平恒定。（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径三三碳碳途途径径：进进食食后后，葡葡萄萄糖糖先先在在肝肝外外细细胞胞中中分分解解为为乳乳酸酸或或丙丙酮酮酸酸等等三三碳碳化化合合物物，再再进进入入肝细胞异生为糖原的过程。肝细胞异生为糖原的过程。（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡（三）肾糖

44、异生增强有利于维持酸碱平衡目录糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】n循环过程循环过程肝肝肌肉肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵酵解解途途径径 丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸NADH NAD+ 乳酸乳酸乳酸乳酸NAD+ NADH丙酮酸丙酮酸糖糖异异生生途途径径 血液血液糖异生低下糖异生低下没有葡萄糖没有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】四、乳酸循环（四、乳酸循环（ Cori循环）循环）目录第第 八八 节节 血糖及其调节血糖及其调节The Definition, Level and Regulation of Blood Glucose目录血糖，血糖，指血液中的葡萄糖，正常血糖浓度指血液

45、中的葡萄糖，正常血糖浓度 为为3.896.11mmol/L 。 一、血糖的来源和去路是相对平衡的一、血糖的来源和去路是相对平衡的食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2 + H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 血血糖糖目录 二、血糖水平的平衡主要受到激素调节二、血糖水平的平衡主要受到激素调节 主要调主要调节激素节激素降低血糖：胰岛素降低血糖：胰岛素(insulin)(insulin) 升高

46、血糖：胰高血糖素升高血糖：胰高血糖素(glucagon)(glucagon)、糖皮质激素、肾上腺素糖皮质激素、肾上腺素血糖水平保持恒定主要依靠激素的调节，酶水平的血糖水平保持恒定主要依靠激素的调节，酶水平的调节是最基本的调节方式和基础。调节是最基本的调节方式和基础。 目录（一）胰岛素是体内唯一降低血糖的激素（一）胰岛素是体内唯一降低血糖的激素促进细胞膜葡萄糖载体转运葡萄糖。促进细胞膜葡萄糖载体转运葡萄糖。降低降低PKAPKA活性。活性。激活丙酮酸脱氢酶。激活丙酮酸脱氢酶。减少糖异生的原料。减少糖异生的原料。减缓脂肪动员。减缓脂肪动员。目录（二）（二）升血糖的激素升血糖的激素1.1.血糖降低或血

47、氨基酸升高刺激胰高血糖素的分泌。血糖降低或血氨基酸升高刺激胰高血糖素的分泌。 促促进进肝肝糖糖原原分分解解，增增强强糖糖异异生生，加加速速脂脂肪肪动动员员；抑抑制制糖原合成、糖酵解。糖原合成、糖酵解。2肾上腺素是强有力的升高血糖的激素肾上腺素是强有力的升高血糖的激素加速糖原分解。主要在应激状态下发挥调节作用。加速糖原分解。主要在应激状态下发挥调节作用。3糖皮质激素可引起血糖升高糖皮质激素可引起血糖升高 促进肌肉蛋白质分解，抑制丙酮酸的氧化脱羧促进肌肉蛋白质分解，抑制丙酮酸的氧化脱羧，促进促进脂肪动员，促进机体利用脂肪酸。脂肪动员，促进机体利用脂肪酸。目录人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现

48、人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象称为象称为葡萄糖耐量葡萄糖耐量(glucose (glucose tolerencetolerence) )。三、三、糖代谢障碍导致血糖水平异常糖代谢障碍导致血糖水平异常 低血糖是指血糖浓度低于低血糖是指血糖浓度低于2.8mmol/L 高血糖是指空腹血糖高于高血糖是指空腹血糖高于7.1mol/L低低血血糖糖引引起起头头晕晕、倦倦怠怠无无力力、心心悸悸等等，严严重重时时出现昏迷，称为低血糖休克。出现昏迷，称为低血糖休克。 当当血血糖糖浓浓度度高高于于8.89 8.89 mmol/L-10.00 mmol/L-10.00 mmolmmol/L/L，超过了肾小管的重吸收能力超过了肾小管的重吸收能力( (肾糖阈肾糖阈) )，则出现糖尿。，则出现糖尿。目录（三）糖代谢紊乱疾病（三）糖代谢紊乱疾病糖尿病糖尿病型（胰岛素依赖型）型（胰岛素依赖型）型（非胰岛素依赖型）型（非胰岛素依赖型）蚕蚕豆豆病病，葡葡糖糖-6-6-磷磷酸酸脱脱氢氢酶酶缺缺陷陷，易易发发生生溶溶血血性性黄黄疸。常在食用蚕豆（是强氧化剂）后出现。疸。常在食用蚕豆（是强氧化剂）后出现。糖原累积症，因先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。糖原累积症，因先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。