中药chapter 8 sugar白底普通版

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1、糖糖 代代 谢谢第第 八八 章章 第第 一一 节节 概述概述n糖的化学糖的化学糖糖(carbohydrates)即即碳碳水水化化合合物物，其其化化学学本本质质为为多多羟羟醛醛或或多多羟羟酮酮类类及及其其衍衍生物或多聚物。生物或多聚物。糖的糖的概念概念糖的分类及其结构糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，糖主要可分为根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类以下四大类: :l l单糖单糖单糖单糖 (monosacchride)(monosacchride)l l寡糖寡糖寡糖寡糖 (oligosacchride)(oligosacchride)l l多糖多糖多糖多糖 ( (polysacchri

2、depolysacchride) )l l结合糖结合糖结合糖结合糖 ( (glycoconjugateglycoconjugate) )葡萄糖葡萄糖(glucose)（已醛糖）已醛糖）果糖果糖(fructose)（已酮糖）（已酮糖）l单糖单糖不能再水解的糖。不能再水解的糖。半乳糖半乳糖(galactose)（已醛糖）（已醛糖）核糖核糖(ribose) （戊醛糖）（戊醛糖）l寡糖寡糖常见的几种二糖有：常见的几种二糖有：麦芽糖麦芽糖 (maltose)：葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖 (sucrose)：葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖 (lactose)：葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖能水解生

3、成几分子单糖的糖，各单糖之间能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。借脱水缩合的糖苷键相连。l多糖多糖能水解生成多个分子单糖的糖。能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有：常见的多糖有：淀粉淀粉 (starch)糖原糖原 (glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)淀粉淀粉是植物中养分的储存形式。是植物中养分的储存形式。淀粉淀粉颗粒颗粒糖原糖原是动物体内葡萄糖的储存形式。是动物体内葡萄糖的储存形式。纤维素纤维素作为植物的骨架。作为植物的骨架。-1,4-糖苷键糖苷键l结合糖结合糖糖与非糖物质的结合物。糖与非糖物质的结合物。糖脂糖脂 (glycolipid)：是糖与

4、脂类的结合物。是糖与脂类的结合物。糖蛋白糖蛋白 (glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。是糖与蛋白质的结合物。 常见的结合糖有：常见的结合糖有：一、糖的功能一、糖的功能1、供能物质、供能物质2、结构成分、结构成分3、合成原料、合成原料4、细胞识别、细胞识别5、代谢调节、代谢调节6、其它作用、其它作用人人类类食食物物中中的的糖糖主主要要有有植植物物淀淀粉粉、动动物物糖糖原原以以及及麦麦芽芽糖糖、蔗蔗糖糖、乳乳糖糖、葡葡萄萄糖糖等等，其其中中以以淀粉淀粉为主。为主。消化部位：消化部位： 主要在小肠，少量在口腔主要在小肠，少量在口腔二、糖的消化二、糖的消化淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖

5、麦芽三糖 （40%） （25%）-临界糊精临界糊精+异麦芽糖异麦芽糖 （30%） （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 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 食食物物中中含含有有的的大大量量纤纤维维素素，因因人人体体内内无无 - -糖糖苷苷酶酶而而不不能能对对其其分分解解利利用用，但但却却具具有有刺刺激激肠肠蠕蠕动动等等作作用用，也也是是维维持持健健康康所必需。所必需。三、糖的吸收三、糖的吸收1. 吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 2. 吸收形式吸收

6、形式 单单 糖糖 G Na+ Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 肠肠腔腔 门静脉门静脉 3. 吸收机制吸收机制Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter, SGLT)刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 4. 吸收途径吸收途径 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 GLUT：葡葡萄萄糖糖转转运运体体(glucose transporter)，已已发发现现有有5种种葡葡萄萄糖糖转转运运体体(GLUT 15)。 四、糖代谢的概况四、糖代谢的概况

7、 葡萄糖葡萄糖 糖酵解途径糖酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生糖异生乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 + + NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 三羧酸循环三羧酸循环糖无氧分解糖无氧分解糖酵解糖酵解糖有氧氧化糖有氧氧化 第第 二二 节节糖的分解代谢糖的分解代谢 一、一、糖的无氧分解糖的无氧分解 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义 糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：胞浆胞浆在在缺缺氧氧情情况况

8、下下，葡葡萄萄糖糖生生成成乳乳酸酸(lactate)的过程称之为的过程称之为糖酵解糖酵解。 由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之称之为糖酵解途径为糖酵解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。 葡萄糖磷酸化为葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADPMg2+ 己糖激酶己糖激酶(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

9、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 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)己糖激酶己糖激酶(hexokinase)（一）糖酵解反应过程（一）糖酵解反应过程1糖酵解途径糖酵解途径ATPATPADPADP 6-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶 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NA

10、D+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1GluG-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6-磷

11、酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 磷酸己糖裂解成磷酸己糖裂解成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-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

12、磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 + 磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 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 (phosphotriose isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 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

13、磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶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-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 1,3-1,3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成

14、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 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 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 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase) 在在这这步步反反应应中中，底底物物分分子子内

15、内部部能能量量重重新新分分布布，生生成成高高能能键键，使使ADP磷磷酸酸化化生生成成ATP的的过过程程，称称为为底底物水平磷酸化。物水平磷酸化。 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 磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶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磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mut

16、ase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶(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)ADP ATP K+ Mg2

17、+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate 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 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成并通过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 2 2、丙酮酸转变成乳酸、丙酮酸转变成乳酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 反应中的反应中的NADH+H

18、+ 来自于上述第来自于上述第6 6步反步反应中的应中的 3-3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ E1:己糖激酶己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+ 乳乳 酸酸 糖糖酵酵解解的的代代谢谢途途径径GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1,3-二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 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP

19、磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+ 转至转至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 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸激酶激酶 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：22-2= 2ATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏

20、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）果糖果糖己糖激酶己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖1-1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖半乳糖激酶半乳糖激酶变位酶变位酶甘露糖甘露糖6-6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖己糖激酶己糖激酶变位酶变位酶除葡萄糖外，其它己糖除葡萄糖外，其它己糖也可转变成也可转变成磷酸己糖磷酸己糖而进入而进入酵解途径。酵解途径。 （二）糖酵解的生理意义（二）糖酵解的生理意义1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是机体在缺氧情况下获取能量的有效

21、方式。2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。途径。 无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞葡萄糖葡萄糖-乳酸自由能降低乳酸自由能降低196KJ，2x30.5/196=31%关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节方式调节方式 变构调节变构调节 共价修饰调节共价修饰调节 （三）糖酵解的调节（三）糖酵解的调节（四）糖酵解异常（四）糖酵解异常（五）多元醇途径（五）多元醇途径糖糖的的有有氧氧氧氧化化(aerobic

22、 oxidation)指指在在机机体体氧氧供供充充足足时时，葡葡萄萄糖糖彻彻底底氧氧化化成成H2O和和CO2，并并释释放放出出能能量量的的过过程程。是是机机体体主主要要供供能方式。能方式。部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 二、有氧氧化途径二、有氧氧化途径第一阶段：氧化分解为丙酮酸第一阶段：氧化分解为丙酮酸 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：三羧酸循环及第三阶段：三羧酸循环及氧氧化磷酸化化磷酸化 G丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 概况概况丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA

23、 NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 总反应式总反应式: H（一）葡萄糖氧化分解为丙酮酸（一）葡萄糖氧化分解为丙酮酸（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸脱氢酶复合体的组成丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶酶E1：丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶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HSCoANAD+12 60 6三三羧羧酸酸循循环环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)也也称称为为柠柠檬檬酸酸循循环环，这这是是因因为为循循环环反反应应中中的的第

24、第一一个个中中间间产产物物是是一一个个含含三三个个羧羧基基的的柠柠檬檬酸酸。由由于于Krebs正正式式提提出出了了三三羧羧酸酸循循环环的的学学说说，故故此此循循环环又又称称为为Krebs循循环，它由一连串反应组成环，它由一连串反应组成。所有的反应均在所有的反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。 概述概述 反应部位反应部位 （三）三羧酸循环与氧化磷酸化（三）三羧酸循环与氧化磷酸化1932-1936Hans Adolf Krebs (25 August 1900 22 November 1981) was a German born British physician and biochemist.

25、 Krebs is best known for his identification of two important metabolic cycles: the urea cycle and the citric acid cycle. The latter, the key sequence of metabolic chemical reactions that produces energy in cells, is also known as the Krebs cycle and earned him a Nobel Prize in 1953.Hans Adolf Krebs

26、(19001981)英籍生物化学家。英籍生物化学家。 1900年年 8月月25日生于德国希尔德斯海姆，日生于德国希尔德斯海姆，1981年年10月月22日日卒于英国牛津。卒于英国牛津。 1925年在汉堡大学获医学博士学位。年在汉堡大学获医学博士学位。 19261930年在年在O.H.瓦尔堡领导的柏林威廉皇家生物学研瓦尔堡领导的柏林威廉皇家生物学研究所工作。究所工作。 1932年转入弗赖堡大学医学院任教。年转入弗赖堡大学医学院任教。 1933年因犹太血统受希特勒种族主义政策迫害逃亡英国。年因犹太血统受希特勒种族主义政策迫害逃亡英国。在剑桥大学获得硕士学位后，便在霍普金斯手下从事研究。在剑桥大学获得

27、硕士学位后，便在霍普金斯手下从事研究。 1935年转入设菲尔德大学任药理学讲师。年转入设菲尔德大学任药理学讲师。 1945年任生物化学教授。年任生物化学教授。 1954年起在牛津大学任生物化学教授并受聘为该校研究细年起在牛津大学任生物化学教授并受聘为该校研究细胞代谢的医学研究中心的主任。胞代谢的医学研究中心的主任。 1967年退休。以后被聘为牛津大学临床医学系研究员。年退休。以后被聘为牛津大学临床医学系研究员。 1932年，他与其同事共同发现了脲循环，阐明了人体内尿年，他与其同事共同发现了脲循环，阐明了人体内尿素生成的途径。素生成的途径。 1937年他发现了柠檬酸循环（又称三羧酸循环或克雷布斯

28、年他发现了柠檬酸循环（又称三羧酸循环或克雷布斯循环）。揭示了生物体内糖经酵解途径变为三碳物质后，进一循环）。揭示了生物体内糖经酵解途径变为三碳物质后，进一步氧化为二氧化碳和水的途径以及代谢能的主要来源。这一循步氧化为二氧化碳和水的途径以及代谢能的主要来源。这一循环与糖、蛋白质、脂肪等的代谢都有密切关系，是所有需氧生环与糖、蛋白质、脂肪等的代谢都有密切关系，是所有需氧生物代谢中的重要环节。这一发现被公认为代谢研究的里程碑。物代谢中的重要环节。这一发现被公认为代谢研究的里程碑。他于他于1947年被选为英国皇家学会会员。年被选为英国皇家学会会员。 1953年与美国生化学家年与美国生化学家F.A.李普

29、曼一起荣获诺贝尔生理学、李普曼一起荣获诺贝尔生理学、医学奖。医学奖。 1964年被选为美国科学院外籍院士。他曾获得欧美诸国年被选为美国科学院外籍院士。他曾获得欧美诸国14所大学的荣誉学位，还被选为法国、荷兰等许多国家科学院的所大学的荣誉学位，还被选为法国、荷兰等许多国家科学院的外籍院士。他与英国外籍院士。他与英国H.L.科恩伯格合著的科恩伯格合著的生物体内的能量转生物体内的能量转化化(1957)一书风行一时，已被译成许多种文字。一书风行一时，已被译成许多种文字。 1 1、三羧酸循环的反应过程、三羧酸循环的反应过程CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2

30、GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱戊二酸脱氢酶酶复合体复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶柠檬酸柠檬酸顺顺乌头酸乌头酸异柠檬酸异柠檬酸琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸酮戊二酸酮戊二酸返回返回2 2、三羧酸循环的反应特点、三羧酸循环的反应特点 三三羧羧酸酸循循环环的的概概念念：指指乙乙酰酰CoA和和草草酰酰乙乙酸酸缩缩合合生生成成含含三三个个羧羧基基的的柠柠檬檬酸酸，反反复复的的进

31、进行行脱脱氢氢脱脱羧羧，又又生生成成草草酰酰乙乙酸酸，再再重重复复循循环环反反应应的的过过程。程。 TAC过程的反应部位过程的反应部位是线粒体。是线粒体。 三羧酸循环的要点三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，q消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA，q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。q生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子CO2， 1分子分子GTP。q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 整个循环反应为不可逆反应整个循环

32、反应为不可逆反应 三羧酸循环的中间产物三羧酸循环的中间产物(本身无量的变化本身无量的变化)转至转至3、三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 n是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质氧化分解的共同途径；n是三大营养物质代谢联系的枢纽；是三大营养物质代谢联系的枢纽；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。NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 4、三羧酸循环还原当量去向（、三羧酸循环还原当量去向（糖有氧氧化的糖有氧氧化的生理意义生理意义）反反 应辅 酶酶最最终获得得

33、ATPATP第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆）葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NADH3或或5*21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸22磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）2异柠檬酸异柠檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡

34、索酸2苹果酸苹果酸2草酰乙酸草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2 2NADH55235由一个葡糖糖由一个葡糖糖总共共获得得30或或32n糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径产能最主要的途径。它不仅。它不仅产能效率高产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成相当一部分形成ATP，所以所以能量的利用率也高。能量的利用率也高。简言之，即“供能”葡萄糖彻底氧化分解释放能量葡萄糖彻底氧化分解释放能量2840KJ, 38x30.5/2840=41%（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：己糖激酶己糖激

35、酶 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氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：柠檬酸合酶柠檬酸合酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1-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

36、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 循循环环中中后后续续反反应应中中间间产产物物变变构构反反馈馈抑抑制前面反应中的酶制前面反应中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激活许多酶返回返回 有氧氧化的调节通过对其有氧氧化的调节通过对其关键酶关键酶的调节实现。的调节实现。 ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程调节比值全程调节。该比值升。该比值升高，所有关键酶均被抑制。高，所有关键酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，。前者速率降低，则后者速率也减慢。则后者速率也减慢。 三羧酸

37、循环与酵解途径互相协调三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需。三羧酸循环需要多少乙酰要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰酸以生成乙酰CoA。 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，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸酮酸进入线粒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糖酵解的现象。制糖酵解的现象

38、。（五）（五）巴斯德效应巴斯德效应 概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。磷酸果糖的反应过程。三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径 细胞定位：细胞定位：胞胞 液液 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2（一）磷酸戊糖途径的反应过程（一）磷酸戊糖途径的反应过程 反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段 第二阶段则是非氧化反应第二阶段则是非氧化反应 包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。 6-

39、磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 H HCOOCOOH HCH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 1. 磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖 内酯酶内酯酶 异构酶异构酶 n催化第一步脱氢反应的催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶是是此代谢途径的关键酶。此代谢途径的关键酶。n两次脱氢脱下的氢均由两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成接受生成NADPH

40、+ H+。n反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。物。G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 n每每3分子分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过中，通过3C、4C、5C、6C、7C等演变阶段，最终等演变阶段，最终生成生成1分子分子3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和2分子分子6-磷酸果糖磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路

41、(pentose phosphate shunt)。2. 基团转移反应基团转移反应 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C3232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 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-

42、磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 3CO2返回返回磷酸戊糖途径的特点磷酸戊糖途径的特点 脱氢反应以脱氢反应以NADP+为受氢体，生成为受氢体，生成NADPH+H+。 反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过反应过程

43、中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了了3、4、5、6、7碳糖碳糖的演变过程。的演变过程。 反应中生成了重要的中间代谢物反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖磷酸核糖。 一分子一分子G-6-P经过反应，只能发生经过反应，只能发生一次脱羧一次脱羧和和二次脱二次脱氢氢反应，生成一分子反应，生成一分子CO2和和2分子分子NADPH+H+。（二）磷酸戊糖途径的生理意义（二）磷酸戊糖途径的生理意义（三）磷酸戊糖途径的调节机制（三）磷酸戊糖途径的调节机制（四）磷酸戊糖途径的异常（四）磷酸戊糖途径的异常1、为核苷酸的生成提供、为核苷酸的生成提供核糖核糖 2、提供、提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应

44、作为供氢体参与多种代谢反应 1. NADPH是体内许多合成代谢的供氢体是体内许多合成代谢的供氢体 2. NADPH参与体内的羟化反应，与生物参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关合成或生物转化有关3. NADPH可维持可维持GSH的还原性的还原性 2G-SH G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)GSH过氧过氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶NADPH+H+ NADP+ 中国蚕豆病的最先发现者中国蚕豆病的最先发现者儿科专家杜顺德儿科专家杜顺德 年月月间，四川医学院儿科收治了例病儿，其

45、共同年月月间，四川医学院儿科收治了例病儿，其共同临床特点是突然尿呈酱油色，贫血及脾大。杜顺德对名病儿的家属补问临床特点是突然尿呈酱油色，贫血及脾大。杜顺德对名病儿的家属补问了病史，得知名病儿病前天都吃过未煮熟的蚕豆。这样杜顺德在了病史，得知名病儿病前天都吃过未煮熟的蚕豆。这样杜顺德在中国最先将吃蚕豆引起的急性溶血性贫血命名为蚕豆病（俗称胡豆病）。中国最先将吃蚕豆引起的急性溶血性贫血命名为蚕豆病（俗称胡豆病）。 年粤东地区发生蚕豆病大流行，患者达人以上。广东年粤东地区发生蚕豆病大流行，患者达人以上。广东省很重视这一问题，特邀杜顺德及其在中山医学院的长子杜传书，进行现省很重视这一问题，特邀杜顺德及

46、其在中山医学院的长子杜传书，进行现场调查。杜传书对蚕豆成分进行了研究，并证实患者红细胞内缺乏磷场调查。杜传书对蚕豆成分进行了研究，并证实患者红细胞内缺乏磷酸葡萄糖脱氢酶，因而发生急性溶血。酸葡萄糖脱氢酶，因而发生急性溶血。 蚕豆病蚕豆病第第 三三 节节 糖原代谢糖原代谢是动物体内糖的储存形式之一，是机体能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。迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平维持血糖水平 糖糖 原原 (glycogen) n糖原储存的主要器官及其生理意

47、义糖原储存的主要器官及其生理意义 n糖原的结构糖原的结构一、糖原代谢过程一、糖原代谢过程 合成部位合成部位定义定义糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖指由葡萄糖合成糖原的过程。合成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆（一）糖原的合成（一）糖原的合成1. 葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝） 1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2. 6

48、-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 这这步步反反应应中中磷磷酸酸基基团团转转移移的的意意义义在在于于：由由于于延延长长形形成成-1,4-糖糖苷苷键键，所所以以葡葡萄萄糖糖分分子子C1上上的的半半缩缩醛醛羟羟基基必必须须活活化化，才才利利于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。羟基缩合。* UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。+UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3. 1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 2Pi+能

49、量能量 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 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) 糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶( glycogen synthase ) 4. -1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合 糖原糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物糖原引物(primer)， 作为作为UDPG 上葡萄糖基上葡萄糖基的接受体。的接受体。 5、糖原分枝的形成、糖原分枝的形成 分分 支支 酶酶 (brancing enzyme) -1,6-糖苷键糖苷键 -1,

50、4-糖苷键糖苷键 近近来来人人们们在在糖糖原原分分子子的的核核心心发发现现了了一一种种名名为为glycogenin的的蛋蛋白白质质。Glycogenin可可对对其其自自身身进进行行共共价价修修饰饰，将将UDP-葡葡萄萄糖糖分分子子的的C1结结合合到到其其酶酶分分子子的的酪酪氨氨酸酸残残基基上上，从从而而使使它它糖糖基基化化。这这个个结结合合上上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？ （二）糖原分解（二）糖原分解 定义定义 亚细胞定位：亚细胞定位：胞胞 浆浆 肝糖

51、元的分解肝糖元的分解 糖原分解糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。原分解成为葡萄糖的过程。糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n + 1-n + 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1. 1. 糖原的磷酸解糖原的磷酸解Pi脱枝酶脱枝酶 (debranching enzyme)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 磷磷 酸酸 化化 酶酶 转移酶活性转移酶活性 -1,6糖苷糖苷酶活性酶活性 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 3.

52、1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 肌糖原的分解肌糖原的分解n肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成但是生成6- -磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中不存不存在葡萄糖在葡萄糖- -6- -磷酸酶磷酸酶，所以生成的，所以生成的6-6-磷酸葡萄糖不磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只

53、能进入酵解途径进一步代谢。酵解途径进一步代谢。 G-6-P的代谢去路的代谢去路G（补充血糖）补充血糖）G-6-P F-6-P（进入酵解途径）进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯（进入磷酸戊糖途径）（进入磷酸戊糖途径）小小 结结 反应部位：胞浆反应部位：胞浆 糖原的合成与分解总图糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖

54、-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 返回返回二、二、糖原代谢生理意义糖原代谢生理意义三、糖原代谢的调节三、糖原代谢的调节 关键酶关键酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 这两种关键酶的重要特点：这两种关键酶的重要特点： 它们的快速调节有它们的快速调节有共价修饰共价修饰和和变构调节变构调节二种二种方式。方式。 它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。相互转变。Nobel Prize of 1971Earl W. Sut

55、herland, Jr.(1915-1974)Vanderbilt University Nashville, TN, USAfor his discoveries concerning the mechanisms of the action of hormones 四、糖原累积症四、糖原累积症糖原累积症糖原累积症(glycogen storage diseases)是是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。是患者先天性缺乏与糖原代谢

56、有关的酶类。 型别型别缺陷的酶缺陷的酶受害器官受害器官糖原结构糖原结构葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、肾正常溶酶体14和16葡萄糖苷酶所有组织正常脱支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖链短分支酶缺失所有组织分支少，外周糖链特别长肌磷酸化酶缺失肌肉正常肝磷酸化酶缺陷肝正常肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、红细胞正常肝脏磷酸化酶激酶缺陷脑、肝正常糖原积累症分型糖原积累症分型第第 四四 节节 糖异生糖异生糖异生糖异生(gluconeogenesis)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。 部位部位 原料原料主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体

57、 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸 首先由乳酸转为丙酮酸，丙酮酸转为葡首先由乳酸转为丙酮酸，丙酮酸转为葡萄糖（丙酮酸羧化支路）。萄糖（丙酮酸羧化支路）。 过程过程 酵酵解解途途径径中中有有3个个由由关关键键酶酶催催化化的的不不可可逆逆反反应应。在在糖糖异异生生时时，须须由由另另外外的反应和酶代替。的反应和酶代替。糖异生与糖异生与酵解途径酵解途径大多数反应是共大多数反应是共有的、可逆的；有的、可逆的；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

58、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糖异生途径糖异生途径(gluconeogenic pathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。应过程。一、糖异生过程一、糖异生过程1、丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅辅酶为生物素（反应在线粒体）酶为生物素（反应在线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在胞液）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在

59、胞液） 草酰乙酸转运出线粒体草酰乙酸转运出线粒体 出线粒体出线粒体 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 出线粒体出线粒体 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP + CO2ADP + Pi 苹果酸苹果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2 线线粒粒体体胞胞液液1,6-双磷酸果糖双磷

60、酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 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 甘油激酶甘油激酶磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原异生为葡萄糖或糖原 返回返回 二、糖异生生理意义二、糖异生生理意义1、

61、在饥饿时维持血糖浓度恒定、在饥饿时维持血糖浓度恒定2、参与食物氨基酸的转化与储存、参与食物氨基酸的转化与储存3、参与乳酸的回收利用、参与乳酸的回收利用4、肾脏糖异生促进排氨排酸、肾脏糖异生促进排氨排酸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 【】肝肝 肌肉肌肉 四、乳酸循环四、乳酸循环(lactose cycle) （Cori 循环）循环）1 1、循环过程、循环过程 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

62、糖没有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶 【】2 2、生理意义生理意义 乳酸再利用，避免了乳酸的损失。乳酸再利用，避免了乳酸的损失。 防止乳酸的堆积引起酸中毒。防止乳酸的堆积引起酸中毒。 2分子乳酸异生为分子乳酸异生为1分子葡萄糖需分子葡萄糖需6分子分子ATP。 三、糖异生调节机制三、糖异生调节机制五、底物循环五、底物循环 在前面的三个在前面的三个反应过程中，作用反应过程中，作用物的互变分别由不物的互变分别由不同酶催化其单向反同酶催化其单向反应，这种互变循环应，这种互变循环称之为称之为底物循环底物循环(substratecycle)。6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶磷酸

63、果糖激酶-1 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP Pi PEP 丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶羧激酶GDP+Pi +CO2 ADP因此，有必要通过调节使因此，有必要通过调节使糖异生途径糖异生途径与与酵酵解途径解途径相互协调，主要是对前述底物循环中的相互协调，主要是对前述底物循环中的后后2 2个底物循环个底物循环进行调节。进行调节。当当两两种种

64、酶酶活活性性相相等等时时，则则不不能能将将代代谢谢向向前前推推进进，结结果果仅仅是是ATP分分解解释释放放出出能能量量，因因而而称之为称之为无效循环无效循环(futile cycle)。6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP 6-磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶-1 Pi 果糖双磷果糖双磷 酸酶酸酶-1 2,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 AMP 6-磷酸果糖与磷酸果糖与1,6-双磷酸果糖之间双磷酸果糖之间 第五节第五节 其他单糖代谢其他单糖代谢第第 六六 节节 血糖血糖 血糖，血糖，指血液中的葡萄糖。指血液中的葡萄糖。血糖水平，血糖水平，即血糖浓度。即血糖浓度。 正常血糖浓度正

65、常血糖浓度 ：3.896.11mmol/L 血糖及血糖水平的概念血糖及血糖水平的概念 血血糖糖食食 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 一、血糖来源和去路一、血糖来源和去路血糖水平恒定的生理意义血糖水平恒定的生理意义 保证重要组织器官的能量供应，特别是某保证重要组织器官的能量供应，特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官。些依赖葡萄糖供能的组织器官。脑组织

66、脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能；糖供能；红细胞红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获能；没有线粒体，完全通过糖酵解获能；骨髓及神经组织骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。 二、血糖水平的调节二、血糖水平的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) 升高血糖：胰高血糖素升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮质激素、肾上腺素糖皮质激素、肾上腺素 主要依靠激素的调节主要依靠激素的调节 胰岛素胰岛素 促进葡萄糖转运进入肝外细胞促进葡萄糖转运进入肝外细胞 ； 加速糖原合成，

67、抑制糖原分解；加速糖原合成，抑制糖原分解； 加快糖的有氧氧化；加快糖的有氧氧化； 抑制肝内糖异生；抑制肝内糖异生； 减少脂肪动员。减少脂肪动员。 体内唯一降低血糖水平的激素体内唯一降低血糖水平的激素 胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制:胰高血糖素胰高血糖素 促进肝糖原分解，抑制糖原合成；促进肝糖原分解，抑制糖原合成； 抑制酵解途径，促进糖异生；抑制酵解途径，促进糖异生； 促进脂肪动员。促进脂肪动员。 体内升高血糖水平的主要激素体内升高血糖水平的主要激素 此此外外，糖糖皮皮质质激激素素和和肾肾上上腺腺素素也也可可升升高高血血糖，糖， 肾上腺素主要在应急状态下发挥作用。肾上腺素主要在应急状态下发挥作

68、用。胰高血糖素的作用机制：胰高血糖素的作用机制： 糖皮质激素糖皮质激素引起血糖升高，肝糖原增加引起血糖升高，肝糖原增加 糖皮质激素的作用机制可能有两方面：糖皮质激素的作用机制可能有两方面： 促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移到肝进行糖异生。到肝进行糖异生。 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖。抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖。 肾上腺素肾上腺素强有力的升高血糖的激素强有力的升高血糖的激素 肾上腺素的作用机制肾上腺素的作用机制通通过过肝肝和和肌肌肉肉的的细细胞胞膜膜受受体体、cAMP、蛋蛋白白激激酶酶级级联联激激活活磷磷酸酸化化酶酶，加加速速糖糖原原分分解解。

69、主主要要在在应激状态下发挥调节作用。应激状态下发挥调节作用。 三、血糖测定三、血糖测定第第 七七 节节 糖代谢紊乱糖代谢紊乱一、低血糖一、低血糖1. 低血糖低血糖(hypoglycemia)的定义的定义2. 低血糖的影响低血糖的影响空腹血糖浓度低于空腹血糖浓度低于3.333.89mmol/L时称为时称为低低血糖血糖。血血糖糖水水平平过过低低，会会影影响响脑脑细细胞胞的的功功能能，从从而而出出现现 头头晕晕、倦倦怠怠无无力力、心心悸悸等等症症状状，严严重重时时出现昏迷，称为出现昏迷，称为低血糖休克。低血糖休克。 胰性（胰岛胰性（胰岛- -细胞功能亢进、胰岛细胞功能亢进、胰岛- -细胞细胞功能低下

70、等）功能低下等） 肝性（肝癌、糖原积累病等）肝性（肝癌、糖原积累病等） 内分泌异常（垂体功能低下、肾上腺皮质功内分泌异常（垂体功能低下、肾上腺皮质功能低下等）能低下等） 肿瘤（胃癌等）肿瘤（胃癌等） 饥饿或不能进食饥饿或不能进食二、高血糖及糖尿二、高血糖及糖尿1. 高血糖高血糖(hyperglycemia)的定义的定义2. 肾糖阈的定义肾糖阈的定义临床上将空腹血糖浓度高于临床上将空腹血糖浓度高于6.9mmol/L称为称为高血高血糖糖。当血糖浓度高于当血糖浓度高于8.8910.00mmol/L时，超过了时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿糖尿。这一血糖水。这一血

71、糖水平称为平称为肾糖阈肾糖阈。b. 血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合征等引起肾对糖的吸收障碍。征等引起肾对糖的吸收障碍。c. 生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现。生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现。 a. 糖尿病引起的糖尿糖尿病引起的糖尿 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）糖尿病主要分为二型糖尿病主要分为二型: 三、糖尿病三、糖尿病(diabetes mellitus, DM)1、糖尿病的类型、糖尿病的类型葡萄糖耐量葡萄糖耐量(glucose tolerence)正常人体内存在一套精细的调节糖代谢

72、正常人体内存在一套精细的调节糖代谢的机制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖的机制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不会出现大的波动和持续升高。水平不会出现大的波动和持续升高。指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象。力的现象。四、四、葡萄糖耐量试验葡萄糖耐量试验小结糖酵解的定义糖酵解的定义 糖酵解反应过程的糖酵解反应过程的ATP的生成和关键酶。的生成和关键酶。糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义 糖有氧氧化的定义、基本过程、关键酶；糖有氧氧化的定义、基本过程、关键酶；三羧酸循环的详细过程、关键酶、三羧酸循环的生理意三羧酸循环的详细过程、关键酶、三羧酸循环的生理意义；有氧氧化的生理意义义；有氧氧化的生理意义 有氧氧化生成的有氧氧化生成的ATP 磷酸戊糖途径的反应过程的磷酸戊糖途径的反应过程的定义；关键酶、生理意义定义；关键酶、生理意义 。糖原的合成代谢的糖原的合成代谢的定义；基本过程；关键酶。定义；基本过程；关键酶。糖原的分解代谢的糖原的分解代谢的定义；基本过程；关键酶。定义；基本过程；关键酶。糖异生的糖异生的定义；基本过程；关键酶和生理意义。定义；基本过程；关键酶和生理意义。血糖的来源和去路血糖的来源和去路 胰岛素的作用胰岛素的作用