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1、目录目录Metabolism of Carbohydrates第四章 糖 代 谢目录目录物质代谢物质代谢目录目录各类代谢间的关系各类代谢间的关系 新新陈陈代代谢谢同化作用同化作用异化作用异化作用环境物质环境物质 体内物质体内物质吸能反应吸能反应放能反应放能反应生物大分子生物大分子 小分子小分子体内物质体内物质 环境物质环境物质能量代谢能量代谢物物质质代代谢谢分解代谢分解代谢生物小分子生物小分子 大分子大分子合成代谢合成代谢目录目录糖糖(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。糖的概念糖
2、的概念糖的概念糖的概念目录目录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以下四大类以下四大类: : : :l l单糖单糖单糖单糖 ( (monosacchridemonosacchride) )l l寡糖寡糖寡糖寡糖 ( (oligosacchrideoligosacchride) )l l多糖多糖多糖多糖 ( (polysacchridepolysacchride) )l l结合糖结合糖结合糖结合糖 ( (glycoconjugateglycoconjugate) )糖的分类及其
3、结构糖的分类及其结构葡萄糖葡萄糖(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）目录目录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
4、连。目录目录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-糖苷键糖苷键目录目录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
5、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：目录目录第一节第一节 Introduction概述概述目录目录糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源。糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源。 如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、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。胆固醇、核苷等物质的原料。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。提供合成体内其他物质的原料。提供合成体内其他物质的原料。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。组成成分。一、糖的主要生理功能是氧化供能一、糖的主要生理功能是氧化供能目录目录n糖的消
6、化糖的消化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，其中以等，其中以淀粉淀粉为主。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、糖的消化吸收主要是在小肠进行二、糖的消化吸收主要是在小肠进行目录目录淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖 （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 肠粘膜肠粘膜上皮细胞上皮细胞刷状缘刷状缘 口腔口腔
7、肠腔肠腔 胰液中的胰液中的- -淀粉酶淀粉酶 消化过程：消化过程：目录目录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。目录目录吸收部位：吸收部位：小肠上段小肠上段 吸收形式：吸收形式：单糖单糖 糖的吸收糖的吸收目录目录ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞肠腔肠腔门静脉门静脉Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter, SG
8、LT)刷状缘刷状缘细胞内膜细胞内膜吸收机制：吸收机制：目录目录n葡萄糖转运进入细胞葡萄糖转运进入细胞 这这一一过过程程依依赖赖于于葡葡萄萄糖糖转转运运体体(glucose transporter，GLUT)。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三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况目录目录细胞外细胞外细胞外细胞外多糖和低聚糖多糖和低聚糖多糖和低聚糖多糖和低聚糖 肠道肠道（淀粉酶、寡糖酶）（淀粉酶、寡糖酶）n n细胞内细胞内细胞内细胞内细胞内储备细胞内储备细胞内储备细胞内储备的的的的糖原糖原糖原糖原磷酸化磷酸化酶酶活化、水
9、解活化、水解转移转移酶酶 去分枝去分枝酶酶断支链断支链磷酸化磷酸化酶酶活化、水解活化、水解单糖单糖主要是葡萄糖、-淀粉酶目录目录血血糖糖食食 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 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 酵解酵解途径途径丙酮酸丙酮酸有氧有氧无氧无氧乳酸乳酸供能供能血糖的来源与去路血糖的来源与去路目录目录第二节第二节Glycolysis糖的无氧氧化糖的无氧氧化目录目录在在在在机机机机体体体体缺缺缺
10、缺氧氧氧氧条条条条件件件件下下下下，葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖经经经经一一一一系系系系列列列列酶酶酶酶促促促促反反反反应应应应生生生生成成成成丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸进进进进而而而而还还还还原原原原生生生生成成成成乳乳乳乳酸酸酸酸的的的的过过过过程程程程称称称称为为为为糖糖糖糖酵酵酵酵解解解解( (glycolysisglycolysis) )，亦亦亦亦称称称称糖糖糖糖的的的的无无无无氧氧氧氧氧氧氧氧化化化化(anaerobic (anaerobic oxidation)oxidation)。 糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：胞浆。胞浆。胞浆。胞浆。目录目
11、录第一阶段：第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为称之为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。第二阶段：第二阶段：由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。n糖酵解分为两个阶段：糖酵解分为两个阶段：一、糖无氧氧化反应过程分为酵解途径和一、糖无氧氧化反应过程分为酵解途径和乳酸生成两个阶段乳酸生成两个阶段目录目录1.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(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
12、-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 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)（一）葡萄糖经酵解途径分解为（一）葡萄糖经酵解途径分解为两分子丙酮酸两分子丙酮酸 目录目录哺哺乳乳类类动动物物体体内内已已发发现现有有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。肝肝细细胞胞中中存存在在的的是是型，称为型，称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
13、葡萄萄糖糖的的亲亲和和力力很很低低；受激素调控。受激素调控。这这些些特特性性使使葡葡萄萄糖糖激激酶酶在在维维持持血血糖糖水水平平和和糖代谢中起着重要的生理作用。糖代谢中起着重要的生理作用。 目录目录2.6-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 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6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果
14、糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P)目录目录3.6-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-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l6-磷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(
15、1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)目录目录1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 4.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 +目录目录5.磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖的同分异构化GluG
16、-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 目录目录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 de
17、hydrogenase)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-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 目录目录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)
18、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在在在在以以以以上上上上反反反反应应应应中中中中，底底底底物物物物分分分分子子子子内内内内部部部部能能能能量量量量重重重重新新新新分分分分布布布布，生生生生成成成成高高高高能能能能键键键键，使使使使ADPADP磷磷磷磷酸酸酸酸化化化化生生生生成成成成ATPATP的的的的过过过过程程程程，称称称称 为为为为 底底底底
19、 物物物物 水水水水 平平平平 磷磷磷磷 酸酸酸酸 化化化化 (substrate (substrate level level phosphorylationphosphorylation) ) 。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
20、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 目录目录9.2-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(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 (p
21、hosphoenolpyruvate, PEP)目录目录ADP ATP K+ Mg2+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10.磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸， 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目录目录（二）丙酮酸转
22、变成乳酸（二）丙酮酸转变成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+ 目录目录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 ATPADP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸磷酸
23、甘油酸 2丙酮酸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 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+ 目录目录反应部位：胞浆；反应部位：胞浆；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；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：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
24、-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 糖酵解小结糖酵解小结目录目录产能的方式和数量产能的方式和数量产能的方式和数量产能的方式和数量方式：方式：方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化净生成净生成净生成净生成ATPATP数量：数量：数量：数量：从从从从GG开始开始开始开始 22-2= 2ATP22-2= 2ATP从从从从GnGn开始开始开始开始 22-1= 3ATP22-1= 3ATP终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路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
25、：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：分解利用分解利用分解利用分解利用 乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生）目录目录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，其它己糖也可转除葡萄糖外，其它己糖也可转变成变成磷酸己糖磷酸己糖而进入酵解途径。而进入酵解途径。 目录目录关键酶关键酶 己糖激酶己糖
26、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 别构调节别构调节 共价修饰调节共价修饰调节 二、糖酵解的调控是对二、糖酵解的调控是对3个个关键酶活性的调节关键酶活性的调节目录目录 （一）（一）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1对调节酵解途径的对调节酵解途径的流量最重要流量最重要n变构调节变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：柠檬酸柠檬酸; ATP（高浓度）（高浓度）目录目录ATPATP对对对对6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1的调节：的调节：的调节：的调节：ATPA
27、TP结合位点结合位点结合位点结合位点调节效应调节效应调节效应调节效应活性中心底物结合部位（低浓度时）活性中心底物结合部位（低浓度时）活性中心底物结合部位（低浓度时）活性中心底物结合部位（低浓度时）激活激活激活激活活性中心外别构调节部位（高浓度时）活性中心外别构调节部位（高浓度时）活性中心外别构调节部位（高浓度时）活性中心外别构调节部位（高浓度时）抑制抑制抑制抑制目录目录l l2,6-2,6-双磷酸果糖是双磷酸果糖是双磷酸果糖是双磷酸果糖是6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1最强的变最强的变最强的变最强的变构激活剂；构激活剂；构激活剂；构激活剂；l l其作用是与其作用
28、是与其作用是与其作用是与AMPAMP一起取消一起取消一起取消一起取消ATPATP、柠檬酸对、柠檬酸对、柠檬酸对、柠檬酸对6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1的变构抑制作用。的变构抑制作用。的变构抑制作用。的变构抑制作用。2,6-2,6-双磷酸果糖对双磷酸果糖对双磷酸果糖对双磷酸果糖对6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1的调节：的调节：的调节：的调节：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 +/+
29、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）6-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 PKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein kinase A)目录目录 糖元 脂肪 蛋白质 葡萄糖 脂肪酸甘油 氨基酸 乙酰辅酶A草酰乙酸柠檬酸苹果酸琥珀酸 琥珀酰CoA-酮戊二酸2H 氧化磷酸化ADPPiATPCO2目录目录（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点调节点n别构调节别构调节别构抑制剂：别构抑制剂：ATP
30、, 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 ATP ADP ADP Pi 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P PPKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein kinase A)CaM：钙调蛋白钙调蛋白目录目录（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6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖可可反反馈馈抑抑制制己己糖糖激激酶酶，但但肝肝葡葡萄糖激酶不受其抑制。萄糖激酶不受其抑制。长链脂肪酰长链脂肪酰CoA
31、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。 目录目录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方式。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 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、骨髓细胞三、糖酵解的主要生理意义是三、糖酵解的主要生理意义是在机体缺氧的情况下快速供能在机体缺氧的情况下快速供能目录目录第三节第三节 Aerobic Oxidati
32、on of Carbohydrate糖的有氧氧化糖的有氧氧化目录目录n n概念概念糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在机体氧供指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化充足时，葡萄糖彻底氧化成成H2O和和CO2，并释放出，并释放出能量的过程。是机体主要能量的过程。是机体主要供能方式。供能方式。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液及线粒体 酵解酵解酵解酵解（细胞质）（细胞质）（细胞质）（细胞质）氧化磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化 （线粒体）（线粒体）（线粒体）（线粒体）目录目录第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧
33、第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G（Gn）第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：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一、糖有氧氧化的反应过程包括糖酵解途径、一、糖有氧氧化的反应过程包括糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化柠檬酸柠檬酸目录目录（一）葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸（一）葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸
34、脱氢酶复合体 n总反应式总反应式: : （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 目录目录n丙酮酸脱氢酶复合体的丙酮酸脱氢酶复合体的组成组成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+TPP 硫辛酸（硫辛酸（ )HSCoAFAD, NAD+SSL酶酶辅酶辅酶目录目录n丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程：丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程：1. 丙丙酮酮酸酸脱脱羧羧形形成成羟羟乙乙基基-TPP，由由丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶催化催化(E1)。 2. 由由二二氢氢硫
35、硫辛辛酰酰胺胺转转乙乙酰酰酶酶(E2)催催化化形形成成乙乙酰酰硫硫辛辛酰胺酰胺-E2。3. 二二氢氢硫硫辛辛酰酰胺胺转转乙乙酰酰酶酶(E2)催催化化生生成成乙乙酰酰CoA, 同同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。个巯基。4. 二二氢氢硫硫辛辛酰酰胺胺脱脱氢氢酶酶(E3)使使还还原原的的二二氢氢硫硫辛辛酰酰胺胺脱氢，同时将氢传递给脱氢，同时将氢传递给FAD。5. 在在二二氢氢硫硫辛辛酰酰胺胺脱脱氢氢酶酶(E3)催催化化下下，将将FADH2上上的的H转移给转移给NAD+，形成，形成NADH+H+。CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的生成的生
36、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 目录目录三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环( (TricarboxylicTricarboxylic Acid Acid Cycle, Cycle, TAC)TAC)也也也也称称称称为为为为柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸循循循循环环环环，这这这这是是是是因因因因为为为为循循循循环环环环反反反反应应应应中中中中的的的的第第第第一一一一个个个个中中中中间间间间产产产产物物物物是是是是一一一一个个个个含含含含三三三三个个个个羧羧羧羧基基基基的的的的柠
37、柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸。由由由由于于于于KrebsKrebs正正正正式式式式提提提提出出出出了了了了三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环的的的的学学学学说说说说，故故故故此此此此循循循循环环环环又又又又称为称为称为称为KrebsKrebs循环循环循环循环，它由一连串反应组成。，它由一连串反应组成。，它由一连串反应组成。，它由一连串反应组成。n概述概述n反应部位：反应部位：线粒体线粒体二、三羧酸循环是以形成柠檬酸为起始物二、三羧酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统的循环反应系统目录目录（一）（一）TCA循环由循环由8步代谢反应组成步代谢反应组成1. 1.乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA与草
38、酰乙酸缩合成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸 2. 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 3. 3.异柠檬酸氧化脱羧转变为异柠檬酸氧化脱羧转变为异柠檬酸氧化脱羧转变为异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸 4. 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CoACoA 5. 5.琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoA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合成酶催化底物水
39、平磷酸化反应合成酶催化底物水平磷酸化反应 6. 6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸 7. 7.延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸 8. 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生成草酰乙酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸 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异柠
40、檬酸脱氢酶-酮酮戊二酸脱戊二酸脱氢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核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶目录目录柠檬酸的合成：柠檬酸的合成：O=C-COOH CH3 CH2COOH CH2 +C=O HO-C-COO- COOH SCoA CH2COOH 草酰乙酸草酰乙酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A 柠檬酸柠檬酸柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶H H2 2O OCoA-SHCoA-SH反应不可逆反应不可逆目录目录异柠檬酸的生成异柠檬酸的生成 COOCOO- - COOCOO- - COOCOO- - CH CH2
41、 2 CH H-C- CH H-C-OHOH- OOC-C-OOC-C-OHOH - - OOC-C - - OOC-C-H H CH CH2 2 CHCH2 2 CHCH2 2 COO COO- - COOCOO- - COOCOO- - 柠檬酸柠檬酸 顺乌头酸顺乌头酸 异柠檬酸异柠檬酸H H2 2O OH H2 2O O目录目录第一次氧化脱羧第一次氧化脱羧生成生成-酮戊二酸：酮戊二酸： COO- COO- H-C-OH C=O -OOC-C-H CH2 CH2 CH2 COO- COO- 异柠檬酸 -酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +COCO2 2MgM
42、g2+2+反应不可逆反应不可逆目录目录第二次氧化脱羧第二次氧化脱羧生成琥珀酰生成琥珀酰CoA: COO- O=CSCoA C=O CH2 CH2 CH2 CH2 COO- COO-酮戊二酸酮戊二酸 琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoA -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体NADNAD+ +CoA-SHCoA-SHNADH+HNADH+H+ +COCO2 2反应不可逆反应不可逆 目录目录底物水平磷酸化底物水平磷酸化：琥珀酰：琥珀酰-CoA合成酶催化合成酶催化O=CSCoA COO- CH2 CH2 CH2 CH2 COO- COO-琥珀酰-CoA 琥珀酸TAC中唯一的底物水平磷酸化反应，产
43、生中唯一的底物水平磷酸化反应，产生GTP。琥珀酰-CoA合成酶GDP+PiGDP+PiGTPGTP+CoA+CoA目录目录琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸: CH2-COO- HC-COO- CH2-COO- -OOC-CH 琥珀酸 延胡索酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FADFADFADHFADH2 2目录目录 苹果酸的生成：苹果酸的生成： HC-COO- HO-CH-COO- -OOC-CH CH2-COO- 延胡索酸 苹果酸延胡索酸酶延胡索酸酶H H2 2O O目录目录草酰乙酸的再生成：草酰乙酸的再生成： HO-CH-COO- O=C-COOH CH2-COO- CH2-COO-
44、苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ + 目录目录小结：小结：小结：小结：三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环的的的的概概概概念念念念：指指指指乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoA和和和和草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸缩缩缩缩合合合合生生生生成成成成含含含含三三三三个个个个羧羧羧羧基基基基的的的的柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸，反反反反复复复复的的的的进进进进行行行行脱脱脱脱氢氢氢氢脱脱脱脱羧羧羧羧，又又又又生生生生成成成成草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸，再再再再重重重重复复复复循循循循环环环环反反反反应的过程。应的过程。应的过程。应的过
45、程。TACTAC过程的反应部位过程的反应部位过程的反应部位过程的反应部位是线粒体。是线粒体。是线粒体。是线粒体。目录目录n n一次底物水平磷酸化、二次脱羧基反应、三个关一次底物水平磷酸化、二次脱羧基反应、三个关键酶、四次脱氢反应来归纳三羧酸循环键酶、四次脱氢反应来归纳三羧酸循环 目录目录经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，消耗一分子消耗一分子消耗一分子消耗一分子乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA；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；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
46、酸化；生成生成生成生成1 1分子分子分子分子FADHFADH2 2，3 3分子分子分子分子NADH+HNADH+H+ +，2 2分子分子分子分子COCO2 2， 1 1分子分子分子分子GTPGTP；关键酶有：关键酶有：关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶，柠檬酸合酶，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酮戊二酸脱氢酶复合酮戊二酸脱氢酶复合体，体，体，体， 异柠檬酸脱氢酶。异柠檬酸脱氢酶。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。整个循环反应为不可逆反应。三羧酸循环的要点：三羧酸循环的要点：目录目录三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环中中中中间间间间产产产
47、产物物物物起起起起催催催催化化化化剂剂剂剂的的的的作作作作用用用用，本本本本身身身身无无无无量量量量的的的的变变变变化化化化，不不不不可可可可能能能能通通通通过过过过三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环直直直直接接接接从从从从乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoACoACoA合合合合成成成成草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸或或或或三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环中中中中其其其其他他他他产产产产物物物物，同同同同样样样样中中中中间间间间产产产产物物物物也也也也不不不不能能能能直直直直接接接接在在在在三三三三羧羧羧羧酸循环中被氧化为酸循环中被氧化为酸循环中被氧化为酸循环中被氧化为COCOCOCO
48、2 2 2 2及及及及H H H H2 2 2 2O O O O。三羧酸循环的中间产物：三羧酸循环的中间产物：目录目录表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。实际上：用。实际上：例如：例如： 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 柠檬酸柠檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 .机机体体内内各各种种物物质质代代谢谢之之间间是是彼彼此此联联系系、相相互互配配合合的的，TAC中中的的某某些些中中间间代代谢谢物物能能够够转转变变
49、合合成成其其他他物物质质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。 目录目录.机机体体糖糖供供不不足足时时，可可能能引引起起TAC运运转转障障碍碍，这这时时苹苹果果酸酸、草草酰酰乙乙酸酸可可脱脱羧羧生生成成丙丙酮酮酸酸，再再进进一步生成乙酰一步生成乙酰CoA进入进入TAC氧化分解。氧化分解。 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸脱羧酶草酰乙酸脱羧酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 苹果酸苹果酸 苹果酸酶苹果酸酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ 所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。所以，草酰乙酸必须
50、不断被更新补充。目录目录草草酰酰乙乙酸酸 柠檬酸柠檬酸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 草酰乙酸的来源如下草酰乙酸的来源如下：目录目录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。NADH+H+ H2
51、O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化是机体获得三、糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式的主要方式目录目录反反反反 应应应应辅辅辅辅 酶酶酶酶最最最最终获终获终获终获得得得得ATPATPATPATP第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆）葡糖糖葡糖糖葡糖糖葡糖糖6-6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-1-16-6-磷酸果糖磷酸果糖磷酸果糖磷酸果糖1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖二磷酸果糖二磷酸果糖-1 -1 23-23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸
52、甘油酸2NADH2NADH3 3或或或或5*5*21,3-21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 222磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸22丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸2 2第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）22丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸22乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA2NADH2NADH5 5第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）22异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸2-2-酮戊二酸酮戊二酸酮
53、戊二酸酮戊二酸2-2-酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸22琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoA22琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoA2CoA2琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸22琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸22延胡索酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸22苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸22草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸2NADH2NADH2NADH2NADH2FADH2FADH2 2 2NADH2NADH5 55 52 23 35 5由一个葡糖糖由一个葡糖糖由一个葡糖糖由一个葡糖糖总总总总共共共共获获获获得得得得3030或或或或3232目录目录糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体产能最主
54、要的途径产能最主要的途径产能最主要的途径产能最主要的途径。它不。它不。它不。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成释放，相当一部分形成释放，相当一部分形成释放，相当一部分形成ATPATP，所以能量的利用，所以能量的利用，所以能量的利用，所以能量的利用率也高。率也高。率也高。率也高。目录目录pTCA循环在循环在3大营养物质代谢中具有大营养物质代谢中具有重要生理意义重要生理意义1. 1.TCATCA循循循循环环环环是是是是3 3大大大大营营营营养养养养素
55、素素素的的的的最最最最终终终终代代代代谢谢谢谢通通通通路路路路, ,其其其其作作作作用用用用在在在在于于于于通通通通过过过过4 4次次次次脱脱脱脱氢氢氢氢，为为为为氧氧氧氧化化化化磷磷磷磷酸酸酸酸化化化化反反反反应生成应生成应生成应生成ATPATP提供还原当量。提供还原当量。提供还原当量。提供还原当量。 2. 2.TCATCA循循循循环环环环是是是是糖糖糖糖、脂脂脂脂肪肪肪肪、氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸代代代代谢谢谢谢联联联联系系系系的的的的枢纽枢纽枢纽枢纽。目录目录 糖元 脂肪 蛋白质 葡萄糖 脂肪酸甘油 氨基酸 乙酰辅酶A草酰乙酸柠檬酸苹果酸琥珀酸 琥珀酰CoA-酮戊二酸2H 氧化磷酸化AD
56、PPiATPCO2目录目录关关键键酶酶 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6-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四、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求四、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求目录目录n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：别构抑制剂：乙酰乙酰CoA；NADH；ATP别构激活剂：别构激活剂：AMP；ADP；NAD+乙酰乙酰CoA / HSCoA
57、或或 NADH / NAD+ 时，时，丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体活性也受到抑制。这两种情活性也受到抑制。这两种情况见于饥饿、大量脂酸被动员利用时，这时糖的况见于饥饿、大量脂酸被动员利用时，这时糖的有氧氧化被抑制，大多数组织器官利用脂酸作为有氧氧化被抑制，大多数组织器官利用脂酸作为能量来源以确保脑等重要组织对葡萄糖的需要。能量来源以确保脑等重要组织对葡萄糖的需要。 目录目录共价修饰调节共价修饰调节胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素目录目录nTCA循环受底物、产物和关键酶活性循环受底物、产物和关键酶活性的调节的调节TCATCA循循循循环环环环主主主主要要要要受受受受其其其其底底底底
58、物物物物、产产产产物物物物、关关关关键键键键酶酶酶酶活活活活性性性性3 3种因素的调控。种因素的调控。种因素的调控。种因素的调控。TCATCA循循循循环环环环的的的的速速速速率率率率和和和和流流流流量量量量主主主主要要要要受受受受3 3种种种种因因因因素素素素的的的的调调调调控控控控：底底底底物物物物的的的的供供供供应应应应量量量量，催催催催化化化化循循循循环环环环最最最最初初初初几几几几步步步步反反反反应应应应酶的反馈别构抑制，产物堆积的抑制作用。酶的反馈别构抑制，产物堆积的抑制作用。酶的反馈别构抑制，产物堆积的抑制作用。酶的反馈别构抑制，产物堆积的抑制作用。目录目录1 1TCATCA循环中
59、有循环中有循环中有循环中有3 3个关键酶个关键酶个关键酶个关键酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶 目录目录乙酰乙酰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
60、+ 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别别位位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n三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节目录目录2TCA循环与上游和下游反应协调循环与上游和下游反应协调在在在在正正正正常常常常情情情情况况况况下下下下，（糖糖糖糖）酵酵酵酵解解解解途途途途径径径径和和和和TCATCA循循循循环环环环的的的的速速速速度度度度是是是是相相相相协协协协调调调调的的的的。这这这这种种种种协协协协调调调调不不不不仅仅仅仅通通通通过过过过高高高高浓浓浓浓度度
61、度度的的的的ATPATP、NADHNADH的的的的抑抑抑抑制制制制作作作作用用用用，亦亦亦亦通通通通过过过过柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸对磷酸果糖激酶对磷酸果糖激酶对磷酸果糖激酶对磷酸果糖激酶-1-1的别构抑制作用而实现。的别构抑制作用而实现。的别构抑制作用而实现。的别构抑制作用而实现。 氧氧氧氧化化化化磷磷磷磷酸酸酸酸化化化化的的的的速速速速率率率率对对对对TCATCA循循循循环环环环的的的的运运运运转转转转也也也也起起起起着着着着非常重要的作用。非常重要的作用。非常重要的作用。非常重要的作用。 目录目录2ADPATP+AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶体体内内ATP浓浓度度是是AMP的的50倍倍，经经
62、上上述述反反应应后后，ATP/AMP变变动动比比ATP变变动动大大，有有信信号号放放大大作用，从而发挥有效的调节作用。作用，从而发挥有效的调节作用。有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞内有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞内ATP/ADP或或ATP/AMP比率的影响，因而能得以比率的影响，因而能得以协调。协调。目录目录n概念概念n机制机制有氧时，有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮进入线粒体内氧化，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+在胞浆浓在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。度升高
63、，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。五、巴斯德效应是指糖有氧氧化抑制糖酵解五、巴斯德效应是指糖有氧氧化抑制糖酵解的现象的现象 目录目录第第 四四 节节 Other Metabolism Pathways of Glucose葡萄糖的其他代谢途径葡萄糖的其他代谢途径目录目录n概念概念磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径(pentose phosphate pathway)是是指指由由葡葡萄萄糖糖生生成成磷磷酸酸戊戊糖糖及及NADPH+H+，前前者者再再进进一一步步转转变变成成3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛和和6
64、-磷磷酸酸果果糖糖的的反应过程。反应过程。一、磷酸戊糖途径生成一、磷酸戊糖途径生成NADPHNADPH和磷酸戊糖和磷酸戊糖目录目录n n细胞定位：细胞定位：细胞定位：细胞定位：胞液胞液胞液胞液 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应（一）磷酸戊糖途径的反应过程分为两个阶段（一）磷酸戊糖途径的反应过程分为两个阶段n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：非氧化反应第二阶段：非氧化反应 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2。包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。目录目录6-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+ H2
65、O 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 HCOCOH 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 16-磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖磷酸核糖 目录目录催催催催化化化化第第第第一一一一步步步步脱脱脱脱氢氢氢氢反反反反应应应应的的的的6-6-磷磷磷磷酸酸酸酸葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖脱脱脱脱氢氢氢氢酶酶酶酶是此代谢途径的关键酶。是此代谢途径的关键酶。是此代谢途径的关键酶。是此代谢途径的关键酶。两两两两次次次次脱脱
66、脱脱氢氢氢氢脱脱脱脱下下下下的的的的氢氢氢氢均均均均由由由由NADPNADP+ +接接接接受受受受生生生生成成成成NADPH + HNADPH + H+ +。反反反反应应应应生生生生成成成成的的的的磷磷磷磷酸酸酸酸核核核核糖糖糖糖是是是是一一一一个个个个非非非非常常常常重重重重要要要要的的的的中中中中间间间间产物。产物。产物。产物。G-6-P5-磷酸核糖磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2目录目录第第第第二二二二阶阶阶阶段段段段反反反反应应应应的的的的意意意意义义义义就就就就在在在在于于于于通通通通过过过过一一一一系系系系列列列列基基基基团团团团转转转转移移移移反
67、反反反应应应应，将将将将核核核核糖糖糖糖转转转转变变变变成成成成6-6-磷磷磷磷酸酸酸酸果果果果糖糖糖糖和和和和3-3-磷磷磷磷酸酸酸酸甘甘甘甘油油油油醛醛醛醛而而而而进进进进入入入入酵酵酵酵解解解解途途途途径径径径。因因因因此此此此磷磷磷磷酸酸酸酸戊戊戊戊糖糖糖糖 途途途途 径径径径 也也也也 称称称称 磷磷磷磷 酸酸酸酸 戊戊戊戊 糖糖糖糖 旁旁旁旁 路路路路 （ pentose pentose phosphate shuntphosphate shunt）。2经过基团转移反应进入糖酵解途径经过基团转移反应进入糖酵解途径目录目录5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 35-磷酸核糖磷酸核糖C55
68、-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C3目录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-磷酸果糖磷酸果糖C66-磷酸果糖磷酸果糖C63-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)36-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯(C6)36-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖
69、酸(C6)35-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 35-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CO2目录目录n总反应式总反应式:36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADP+26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2目录目录脱氢反应以脱氢反应以脱氢反应以脱氢反应以NADPNADP+ +为受氢体，生成为受氢体，生成为受氢体，生成为受氢体，生成NADPH+HNADPH+H+ +。 反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经反应过程中进行了一系
70、列酮基和醛基转移反应，经反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了过了过了过了3 3、4 4、5 5、6 6、7 7碳糖碳糖碳糖碳糖的演变过程。的演变过程。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5-5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖。一分子一分子一分子一分子G-6-PG-6-P经过反应，只能发生经过反应，只能发生经过反应，只能发生经过反应，只能发生一次脱羧一次脱羧一次脱羧一次脱羧和和和和二次二次二次二次脱氢脱氢脱氢脱氢反应，生成一分子反应，生成一
71、分子反应，生成一分子反应，生成一分子COCO2 2和和和和2 2分子分子分子分子NADPH+HNADPH+H+ +。磷酸戊糖途径的特点磷酸戊糖途径的特点:目录目录（二）磷酸戊糖途径主要受（二）磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节比值的调节6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖脱脱氢氢酶酶此此酶酶为为磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径的的关关键键酶酶，其其活活性性的的高高低低决决定定6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖进进入磷酸戊糖途径的流量。入磷酸戊糖途径的流量。此此酶酶活活性性主主要要受受NADPH/NADP+比比值值的的影影响响，比比值值升升高高则则被被抑抑制制，降降低低则则被被激激活活。另另外外NADPH对该
72、酶有强烈抑制作用。对该酶有强烈抑制作用。因因此此，磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径的的流流量量取取决决于于NADPH的需求。的需求。 目录目录（三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成（三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成NADPH和和5-磷酸核糖磷酸核糖2提供提供NADPH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1为核酸的生物合成提供核糖为核酸的生物合成提供核糖（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参与体内羟化反应；参与体内羟化反应；（3）NADPH还用于维持谷胱甘肽还用于维持谷胱甘肽(glutathione，GSH)的还原状态。的还原状态。目录
73、目录氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽 还还原原型型谷谷胱胱甘甘肽肽是是体体内内重重要要的的抗抗氧氧化化剂剂，可可以以保保护护一一些些含含-SH基基的的蛋蛋白白质质或或酶酶免免受受氧氧化化剂尤其是过氧化物的损害。剂尤其是过氧化物的损害。在在红红细细胞胞中中还还原原型型谷谷胱胱甘甘肽肽更更具具有有重重要要作作用用。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。 目录目录n n蚕豆病蚕豆病FavismFavism： 是是6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PDG6PD）缺乏者进）缺乏者进食食蚕豆蚕豆horsebeanhorsebean( (含有蚕豆
74、嘧啶和异胺基巴比妥含有蚕豆嘧啶和异胺基巴比妥酸等氧化剂酸等氧化剂) )后发生的急性溶血性贫血后发生的急性溶血性贫血acute acute hemolytic anemiahemolytic anemia。 G-6-PDG-6-PD缺陷症是一种遗传性疾病，它的缺缺陷症是一种遗传性疾病，它的缺陷基因位于决定性别的陷基因位于决定性别的X X染色体上，所以叫染色体上，所以叫“性性连锁遗传病连锁遗传病”。男孩易发病，因男孩只有。男孩易发病，因男孩只有1 1条条X X染染色体，而女孩有色体，而女孩有2 2条条X X染色体，染色体，1 1条条X X染色体有缺陷染色体有缺陷，另，另1 1条条X X染色体还能进
75、行代偿。该缺陷的基因在染色体还能进行代偿。该缺陷的基因在南方比北方人群中常见。南方比北方人群中常见。 目录目录第第 五五 节节 Glycogenesis and Glycogenolysis糖原的合成与分解糖原的合成与分解目录目录非还原端：非还原端：多个多个还原端还原端非还原端非还原端形形 状：状：树枝状树枝状分子量：分子量：1001000万万还原端：还原端：一个一个糖原的结构特点糖原的结构特点目录目录糖原的分布糖原的分布肝糖原：肝糖原： 含量可达肝重的含量可达肝重的5%5%( (总量总量为为90-10090-100g)g)肌糖原：肌糖原： 含量为肌肉重量的含量为肌肉重量的1 12%(2%(总
76、量为总量为200-4200-40000g)g)返回目录目录 部位：部位： 肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中一一. .糖原合成代谢主要在肝和肌肉中进行糖原合成代谢主要在肝和肌肉中进行糖原合成代谢主要在肝和肌肉中进行糖原合成代谢主要在肝和肌肉中进行 定义：定义： 由单糖合成糖原的过程称为糖原由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成的合成( (glycogenesisglycogenesis) )。 单糖单糖: 葡萄糖葡萄糖(主要主要)、果糖、半乳糖等、果糖、半乳糖等葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPADP 葡萄糖激酶葡萄糖激酶Mg2+葡萄糖葡萄糖(
77、glucose)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)6-6-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)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(glucose-6-phosphate)尿苷二磷酸葡萄糖的生成尿苷二磷酸葡萄糖的生成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)UTPUTP尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(uridine diposphate glucose)PPiPPiUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶H2O2PiUD
78、PGUDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上中的葡萄糖连接到糖原引物上尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)糖原引物糖原引物(Gn)(glycogen primer)糖原合酶糖原合酶糖原糖原(Gn+1n+1)(glycogen)UDP目录目录分支酶催化糖原不断形成新分支链分支酶催化糖原不断形成新分支链糖原引物糖原引物糖原合酶糖原合酶分枝酶分枝酶糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶1218G目录目录糖原合成图糖原合成图 消耗能量消耗能量 需要引物需要引物 非还原端非还原端葡萄糖葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原糖原(14和和16葡萄糖单位葡萄糖单位)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPADPADPU
79、DPGUDPGUTPUTPPPiPPi糖原糖原(14葡萄糖单位葡萄糖单位)糖原引物糖原引物UDPUDP返回分支酶分支酶分支酶分支酶目录目录二二.肝糖原分解产物肝糖原分解产物-葡萄糖可补充血糖葡萄糖可补充血糖& 部位部位 肝脏肝脏 & 产物产物 葡萄糖葡萄糖& 糖原分解糖原分解 是指糖原分解为葡萄糖的过程。是指糖原分解为葡萄糖的过程。糖原磷酸解为糖原磷酸解为1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸化酶磷酸化酶糖糖原原分分解解的的限限速速酶酶糖糖 原原G Gn n糖糖 原原G Gn-1n-1H H3 3POPO4 41-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)Pi非还原性末端1-磷酸
80、葡萄糖磷酸化酶磷酸化酶目录目录脱脱支支酶酶的的作作用用G GG-1-PG-1-PPiPi脱支酶脱支酶具有双重作用具有双重作用:-1,4-糖基转移酶糖基转移酶-1,6-糖苷酶糖苷酶脱支酶脱支酶脱支酶脱支酶1-1-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)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(glucose-6-phosphate)6-6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖葡萄糖葡萄糖(glucose)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)H H3 3POP
81、O4 4H H2 2O O葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶（肝）（肝）脑与肌肉中缺乏此酶目录目录糖糖原原分分解解图图糖糖 原原G Gn+1n+11-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiPiG Gn n磷酸化酶磷酸化酶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葡萄糖葡萄糖H H2 2O OPiPi葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶糖分解代谢糖分解代谢目录目录n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
82、原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 目录目录糖原合成酶糖原合成酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶三三.糖原合成与分解受到彼此相反的调节糖原合成与分解受到彼此相反的调节糖原合成关键酶糖原合成关键酶糖原分解关键酶糖原分解关键酶糖原合成酶糖原合成酶糖原合成酶糖原合成酶P无活性无活性无活性无活性有活性有活性有活性有活性有活性有活性有活性有活性无活性无活性无活性无活性目录目录三三.糖原合成与分解受到彼此相反的调节糖原合成与分解受到彼此相反的调节n糖原合成酶糖原合成酶 磷酸化酶磷酸化酶 糖原合成关键酶糖原合成关键酶糖原合成关键酶糖原合成关键
83、酶糖原分解关键酶糖原分解关键酶糖原分解关键酶糖原分解关键酶酶活性酶活性目录目录 ATP cAMP+PPi内在蛋白质的磷酸化作用内在蛋白质的磷酸化作用改变细胞的生理过程改变细胞的生理过程细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜cR蛋白激酶蛋白激酶 （无活性）（无活性）c+RcAMP蛋白激酶蛋白激酶（有活性）（有活性）受体受体环化酶环化酶激素激素G蛋白蛋白非磷酸化蛋白激酶非磷酸化蛋白激酶ATP ADP磷酸化蛋白激酶磷酸化蛋白激酶三三.糖原合成与分解受到彼此相反的调节糖原合成与分解受到彼此相反的调节激素通过激素通过激素通过激素通过cAMPcAMP- -蛋白激酶调节代谢示意图蛋白激酶调节代谢示意图蛋白激酶调节代谢示意
84、图蛋白激酶调节代谢示意图共价修饰共价修饰目录目录 激素对肝糖原合成激素对肝糖原合成激素对肝糖原合成激素对肝糖原合成与分解的调控与分解的调控与分解的调控与分解的调控意意义义：由由于于酶酶的的共共价价修修饰饰反反应应是是酶酶促促反反应应，只只要要有有少少量量信信号号分分子子（如如激激素素）存存在在，即即可可通通过过加加速速这这种种酶酶促促反反应应，而而使使大大量量的的另另一一种种酶酶发发生生化化学学修修饰饰，从从而而获获得得放放大大效效应应。这这种种调调节方式快速、效率极高。节方式快速、效率极高。肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸环化酶、腺苷酸环化酶（无活性）（无活性）腺苷酸环化酶
85、（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶、蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶、磷酸化酶激酶（无活性）（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456目录目录目录目录胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素和肾上腺素和肾上腺素和肾上腺素和肾
86、上腺素对糖原合成对糖原合成对糖原合成对糖原合成与分解的调节与分解的调节与分解的调节与分解的调节胰高血糖素、肾上腺素胰高血糖素、肾上腺素腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶+ATPATPcAMPcAMP+蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶+糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶+磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶+磷酸化酶磷酸化酶b b磷酸化酶磷酸化酶a a+糖原分解加强糖原分解加强糖原合成下降糖原合成下降级联放大效应返回目录目录n 别构调节nG是别构效应物磷酸化酶（a ）n 变构的酶易受磷蛋白磷酸酶催化而脱n 磷酸化，失活n同时，磷蛋白磷酸酶使糖原合成酶脱磷n 酸
87、化而活性n表现为：G ，糖原合成，糖原分解肝糖原合成与分解的调节血糖升高时目录目录肌糖原合成与分解n合成：（同肝糖原，无三碳途径）n分解：与肝糖原不同，（无G6PE）n 糖原G-6-P 糖酵解途径n调节：肾上腺素为主n AMP： 别构激活磷酸化酶-bn ATP及G-6-P：抑制磷酸化酶-bn G-6-P： 别构激活糖原合成酶目录目录n调节小结调节小结: :双向调控：双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。调节，如加强合成则减弱分解，或反之。双重调节：双重调节：别构调节和共价修饰调节。别构调节和共价修饰调节。 肝糖原和肌糖原代谢调节各
88、有特点：如分解肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。原的激素主要为肾上腺素。关键酶调节上存在关键酶调节上存在级联效应级联效应。 关键酶都以关键酶都以活性、无（低）活性二种形式活性、无（低）活性二种形式存存在，二种形式之间可通过在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化磷酸化和去磷酸化而相互转变。而相互转变。目录目录 四、糖原积累症四、糖原积累症是由先天性酶缺陷所致是由先天性酶缺陷所致糖原累积症糖原累积症(glycogen storage diseases)是一是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官
89、组织类遗传性代谢病，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是中有大量糖原堆积。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。患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。 目录目录型别型别型别型别缺陷的酶缺陷的酶缺陷的酶缺陷的酶受害器官受害器官受害器官受害器官糖原结构糖原结构糖原结构糖原结构 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶缺陷磷酸酶缺陷磷酸酶缺陷磷酸酶缺陷肝、肾肝、肾肝、肾肝、肾正常正常正常正常溶酶体溶酶体溶酶体溶酶体1414和和和和1616葡葡葡葡萄糖苷酶萄糖苷酶萄糖苷酶萄糖苷酶所有组织所有组织所有组织所有组织正常正常正常正常脱支酶缺失脱支酶缺失脱支酶缺失
90、脱支酶缺失肝、肌肉肝、肌肉肝、肌肉肝、肌肉分支多，外周分支多，外周分支多，外周分支多，外周糖链短糖链短糖链短糖链短分支酶缺失分支酶缺失分支酶缺失分支酶缺失所有组织所有组织所有组织所有组织分支少，外周分支少，外周分支少，外周分支少，外周糖链特别长糖链特别长糖链特别长糖链特别长 肌磷酸化酶缺失肌磷酸化酶缺失肌磷酸化酶缺失肌磷酸化酶缺失肌肉肌肉肌肉肌肉正常正常正常正常肝磷酸化酶缺陷肝磷酸化酶缺陷肝磷酸化酶缺陷肝磷酸化酶缺陷肝肝肝肝正常正常正常正常肌肉和红细胞磷酸果糖肌肉和红细胞磷酸果糖肌肉和红细胞磷酸果糖肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷激酶缺陷激酶缺陷激酶缺陷肌肉、红肌肉、红肌肉、红肌肉、红细胞细胞细胞
91、细胞正常正常正常正常肝脏磷酸化酶激酶缺陷肝脏磷酸化酶激酶缺陷肝脏磷酸化酶激酶缺陷肝脏磷酸化酶激酶缺陷 脑、肝脑、肝脑、肝脑、肝正常正常正常正常糖原积累症分型糖原积累症分型目录目录第第 六六 节节 Gluconeogenesis糖糖 异异 生生目录目录糖异生糖异生(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。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。主要有主要有丙酮酸丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸乳酸、甘油、生糖氨基酸。目录目录n过程：过程：酵酵解解途途径径中中
92、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的反应和酶代替。反应和酶代替。糖异生途径与酵解途径大多数反应是糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；共有的、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
93、糖的具体反应过程。指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。一、糖异生途径不完全是糖酵一、糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应解的逆反应目录目录（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路变为磷酸烯醇（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路变为磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2 GTPGDPCO2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶，辅酶为生物素（反应在线粒体）为生物素（反应在线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）胞液）目录目录n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
94、 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 目录目录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目录目录n糖异生途径所需糖异生途径所需NADH+HNADH+H+ +的来源：的来源：糖异生途径中，
95、糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成二磷酸甘油酸生成3-磷磷酸甘油醛时，需要酸甘油醛时，需要NADH+H+。由乳酸为原料异生糖时，由乳酸为原料异生糖时， NADH+H+由下述由下述反应提供。反应提供。乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸LDHNAD+ NADH+H+目录目录由氨基酸为原料进行糖异生时，由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由则由线粒体内线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的提供，它们来自于脂酸的-氧化或三羧酸循环，氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。乙酸与苹果酸相互转变而转运。苹果酸苹果酸线粒体线粒体苹果酸苹果酸草酰草酰乙酸乙
96、酸草酰草酰乙酸乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞浆胞浆目录目录（二）（二）1,6-双磷酸果糖转变为双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖Pi果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶（三）（三）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖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-磷酸酶磷酸酶目录目录在在在在以以以以上上上上反反反反应应应应过过过过程程程程中中中中，作作作作用用用用物物物物的的的的互互互互变变变变反反反反应应应应分分分分别别别别由由由由不不不不同同同同的的的的酶酶酶酶催催催催化化化化其其其其单单单单向向向向反反反反应
97、应应应，这这这这种种种种互互互互变变变变循循循循环环环环被被被被称称称称为为为为底底底底物物物物循循循循环环环环(substrate (substrate cycle)cycle)。当当当当两两两两种种种种酶酶酶酶活活活活性性性性相相相相等等等等时时时时，就就就就不不不不能能能能将将将将代代代代谢谢谢谢向向向向前前前前推推推推进进进进，结结结结果果果果仅仅仅仅是是是是ATPATP分分分分解解解解释释释释放放放放出出出出能能能能量量量量，因因因因而而而而又又又又称称称称为为为为无无无无效效效效循循循循环环环环(futile (futile cycle)cycle)。而而而而在在在在细细细细胞胞胞
98、胞内内内内两两两两酶酶酶酶活活活活性性性性不不不不完完完完全全全全相相相相等等等等，使使使使代代代代谢谢谢谢反反反反应应应应仅仅仅仅向一个方向进行。向一个方向进行。向一个方向进行。向一个方向进行。目录目录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 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯
99、醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶羧激酶GDP+Pi +CO2 目录目录n 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目录目录三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环中中中中间间间间产产产产物物物物起起起起催催催催化化化化剂剂剂剂的的的的
100、作作作作用用用用，本本本本身身身身无无无无量量量量的的的的变变变变化化化化，不不不不可可可可能能能能通通通通过过过过三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环直直直直接接接接从从从从乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoACoACoA合合合合成成成成草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸或或或或三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环中中中中其其其其他他他他产产产产物物物物，同同同同样样样样中中中中间间间间产产产产物物物物也也也也不不不不能能能能直直直直接接接接在在在在三三三三羧羧羧羧酸循环中被氧化为酸循环中被氧化为酸循环中被氧化为酸循环中被氧化为COCOCOCO2 2 2 2及及及及H H H H2 2 2 2
101、O O O O。三羧酸循环问题回答三羧酸循环问题回答目录目录酵酵酵酵解解解解途途途途径径径径与与与与糖糖糖糖异异异异生生生生途途途途径径径径是是是是方方方方向向向向相相相相反反反反的的的的两两两两条条条条代代代代谢谢谢谢途途途途径径径径。如如如如从从从从丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸进进进进行行行行有有有有效效效效的的的的糖糖糖糖异异异异生生生生，就就就就必必必必须须须须抑抑抑抑制制制制酵酵酵酵解解解解途途途途径径径径，以以以以防防防防止止止止葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖又又又又重重重重新新新新分分分分解成丙酮酸；反之亦然。解成丙酮酸；反之亦然。解成丙酮酸；反之亦然。解成丙酮酸；反之亦然。这这这这种种种
102、种协协协协调调调调主主主主要要要要依依依依赖赖赖赖于于于于对对对对这这这这两两两两条条条条途途途途径径径径中中中中的的的的两两两两个个个个底物循环进行调节。底物循环进行调节。底物循环进行调节。底物循环进行调节。 二、糖异生的调节通过对二、糖异生的调节通过对2 2个底物循环的个底物循环的调节与糖酵解调节彼此协调调节与糖酵解调节彼此协调目录目录（一）第一个底物循环在（一）第一个底物循环在6-磷酸果糖与磷酸果糖与1，6-双磷酸果糖之间进行双磷酸果糖之间进行6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖ATPADP6-磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶-1Pi果糖双磷果糖双磷 酸酶酸酶-1 2,6-双磷酸双磷
103、酸果糖果糖AMP目录目录（二）在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行（二）在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行第二个底物循环第二个底物循环PEP丙酮酸丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶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目录（一）维持血糖水平的恒定是糖异生最主要（一）维持血糖水平的恒定是糖异生最主要的生理作用的生理作用空空腹腹或或饥饥饿饿时时，依依赖赖氨氨基基酸酸、甘甘油油等等异异生生成成葡葡萄糖，以维持血糖水平恒定。萄糖，以维持血糖水平恒定。正正常常成成人人的的脑脑组组织织不不能能利利用用脂脂酸酸，主主要要依依赖赖葡葡萄萄糖糖供供给给能能量量；红红细细
104、胞胞没没有有线线粒粒体体，完完全全通通过过糖糖酵酵解解获获得得能能量量；骨骨髓髓、神神经经等等组组织织由由于于代代谢谢活活跃跃，经经常常进进行行糖糖酵酵解解。这这样样，即即使使在在非非饥饥饿饿状状况况下下，机机体体也也需需消消耗耗一一定定量量的的糖糖，以以维维持持生生命活动。此时这些糖全部依赖糖异生生成。命活动。此时这些糖全部依赖糖异生生成。三、糖异生的生理意义主要在于维持血糖三、糖异生的生理意义主要在于维持血糖水平恒定水平恒定目录目录n n糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。乳
105、酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与乳酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与乳酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与乳酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与运动强度有关。运动强度有关。运动强度有关。运动强度有关。而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和甘油。甘油。甘油。甘油。目录目录（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径重要途径三三碳碳途途径径： 指指进进食食后后，大大部部分分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
106、酸酸等等三三碳碳化化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。目录目录长长长长期期期期饥饥饥饥饿饿饿饿或或或或禁禁禁禁食食食食时时时时，肾肾肾肾糖糖糖糖异异异异生生生生增增增增强强强强，有有有有利利利利于于于于维维维维持持持持酸碱平衡。酸碱平衡。酸碱平衡。酸碱平衡。发发发发生生生生这这这这一一一一变变变变化化化化的的的的原原原原因因因因可可可可能能能能是是是是饥饥饥饥饿饿饿饿造造造造成成成成的的的的代代代代谢谢谢谢性性性性酸酸酸酸中中中中毒毒毒毒造造造造成成成成的的的的。此此此此时时时时体体体体液液液液pHpH降降降降低低低低，促促促促进进进进肾肾肾肾小小小小管管
107、管管中中中中磷磷磷磷酸酸酸酸烯烯烯烯醇醇醇醇式式式式丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸羧羧羧羧激激激激酶酶酶酶的的的的合合合合成成成成，从从从从而而而而使使使使糖糖糖糖异异异异生生生生作作作作用用用用增增增增强强强强。另另另另外外外外，当当当当肾肾肾肾中中中中-酮酮酮酮戊戊戊戊二二二二酸酸酸酸因因因因异异异异生生生生成成成成糖糖糖糖而而而而减减减减少少少少时时时时，可可可可促促促促进进进进谷谷谷谷氨氨氨氨酰酰酰酰胺胺胺胺脱脱脱脱氨氨氨氨生生生生成成成成谷谷谷谷氨氨氨氨酸酸酸酸以以以以及及及及谷谷谷谷氨氨氨氨酸酸酸酸的的的的脱脱脱脱氨氨氨氨反反反反应应应应，肾肾肾肾小小小小管管管管细细细细胞胞胞胞将将将将
108、NHNH3 3分分分分泌泌泌泌入入入入管管管管腔腔腔腔中中中中，与与与与原原原原尿尿尿尿中中中中HH+ +结结结结合合合合，降降降降低低低低原原原原尿尿尿尿HH+ +的的的的浓浓浓浓度度度度，有有有有利利利利于于于于排排排排氢氢氢氢保保保保钠钠钠钠作作作作用用用用的的的的进进进进行行行行，对对对对于于于于防防防防止止止止酸酸酸酸中中中中毒毒毒毒有有有有重重重重要要要要作用。作用。作用。作用。 （三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡目录目录肌收缩（尤其是供氧不足时）通过糖酵解生成乳酸。肌收缩（尤其是供氧不足时）通过糖酵解生成乳酸。肌内糖异生活性低，所以乳酸通过细
109、胞膜弥散进入肌内糖异生活性低，所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释入血液后又可被肌摄取，这就构成了一个循环，此入血液后又可被肌摄取，这就构成了一个循环，此循环称为循环称为乳酸循环乳酸循环，也称，也称Cori循环循环。乳酸循环的形成是由于肝和肌组织中酶的特点所致。乳酸循环的形成是由于肝和肌组织中酶的特点所致。 四、肌中产生的乳酸运输至肝进行糖异生四、肌中产生的乳酸运输至肝进行糖异生形成乳酸循环形成乳酸循环目录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【】&乳酸循环乳酸循环肝肝肌肉肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄
110、糖葡萄糖葡萄糖/肌糖原肌糖原酵酵解解途途径径 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【】目录目录n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。 n乳酸循环是一个耗能的过程乳酸循环是一个耗能的过程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。目录目录第第 七七 节节Metabolism of Other Monose其它单糖的代谢其它单糖的代谢目录目录
111、果糖果糖果糖果糖、半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖和和和和甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖都是通过转变为糖酵都是通过转变为糖酵都是通过转变为糖酵都是通过转变为糖酵解途径的中间产物而进入糖酵解途径代谢。解途径的中间产物而进入糖酵解途径代谢。解途径的中间产物而进入糖酵解途径代谢。解途径的中间产物而进入糖酵解途径代谢。 目录目录第第 八八 节节 The Definition, Level and Regulation of Blood Glucose血糖及其调节血糖及其调节目录目录血糖，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。&血糖及血糖水平的概念：血糖及血糖水平的概念
112、：正常血糖浓度正常血糖浓度 ：3.896.11mmol/L目录目录&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。脑组织脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能；葡萄糖供能；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，经常利用葡萄糖代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。供能。目录目录血血糖糖食物糖食物糖消化，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
113、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目录目录血糖水平保持恒定是血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸糖、脂肪、氨基酸代谢代谢协调的结果，也是协调的结果，也是肝、肌、脂肪组织肝、肌、脂肪组织等各器等各器官组织代谢协调的结果。官组织代谢协调的结果。机体的各种代谢以及各器官之间能这样精确机体的各种代谢以及各器官之间能这样精确协调，以适应能量、燃料供求的变化，主要协调，以适应能量、燃料供求的变化，
114、主要依靠激素的调节。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。酶水平的调节是最基本的调节方式和基础。二、血糖水平的平衡主要是受到激素调节二、血糖水平的平衡主要是受到激素调节目录目录主要调主要调节激素节激素降低血糖：降低血糖：胰岛素胰岛素(insulin)升高血糖：升高血糖： 胰高血糖素胰高血糖素(glucagon)糖皮质激素糖皮质激素肾上腺素肾上腺素目录目录胰岛素胰岛素(Insulin)是体内唯一的降低血糖的是体内唯一的降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。白质合成的激素。胰岛素的分泌受血糖控制，血糖升高立即胰岛素的分泌受
115、血糖控制，血糖升高立即引起胰岛素分泌；血糖降低，分泌即减少。引起胰岛素分泌；血糖降低，分泌即减少。 （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目录目录促促促促进进进进肌肌肌肌、脂脂脂脂肪肪肪肪组组组组织织织织等等等等的的的的细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖载载载载体体体体将将将将葡葡葡葡萄糖转运入细胞。萄糖转运入细胞。萄糖转运入细胞。萄糖转运入细胞。通通通通过过过过增增增增强强强强磷磷磷磷酸酸酸酸二二二二酯酯酯酯酶酶酶酶活活活活性性性性，降降降降低低低低cAMPcAMP水水水水平平平平，从从从从而而而而使使使使糖糖糖糖原原原原合合合合酶酶酶酶活活活
116、活性性性性增增增增强强强强、磷磷磷磷酸酸酸酸化化化化酶酶酶酶活活活活性性性性降降降降低低低低，加速糖原合成、抑制糖原分解。加速糖原合成、抑制糖原分解。加速糖原合成、抑制糖原分解。加速糖原合成、抑制糖原分解。通通通通过过过过激激激激活活活活丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸脱脱脱脱氢氢氢氢酶酶酶酶磷磷磷磷酸酸酸酸酶酶酶酶而而而而使使使使丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸脱脱脱脱氢氢氢氢酶酶酶酶激激激激活活活活，加加加加速速速速丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸氧氧氧氧化化化化为为为为乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoA，从从从从而而而而加加加加快糖的有氧氧化。快糖的有氧氧化。快糖的有氧氧化。快糖的有氧氧化。抑抑抑抑制制制制肝肝肝肝内
117、内内内糖糖糖糖异异异异生生生生。这这这这是是是是通通通通过过过过抑抑抑抑制制制制磷磷磷磷酸酸酸酸烯烯烯烯醇醇醇醇式式式式丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸羧羧羧羧激激激激酶酶酶酶的的的的合合合合成成成成以以以以及及及及促促促促进进进进氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸进进进进入入入入肌肌肌肌组组组组织织织织并合成蛋白质，减少肝糖异生的原料。并合成蛋白质，减少肝糖异生的原料。并合成蛋白质，减少肝糖异生的原料。并合成蛋白质，减少肝糖异生的原料。通通通通过过过过抑抑抑抑制制制制脂脂脂脂肪肪肪肪组组组组织织织织内内内内的的的的激激激激素素素素敏敏敏敏感感感感性性性性脂脂脂脂肪肪肪肪酶酶酶酶，可可可可减缓脂肪动员的速率。减
118、缓脂肪动员的速率。减缓脂肪动员的速率。减缓脂肪动员的速率。&胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制: :目录目录（二）机体在不同状态下有相应的升高血糖（二）机体在不同状态下有相应的升高血糖的激素的激素1 1胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素(glucagon)(glucagon)是体内主要升高血糖的激素是体内主要升高血糖的激素是体内主要升高血糖的激素是体内主要升高血糖的激素 血糖降低或血内氨基酸升高刺激胰高血糖素血糖降低或血内氨基酸升高刺激胰高血糖素的分泌。的分泌。 目录目录&胰高血糖素的作用机制：胰高血糖素的作用机制：经经肝肝细细胞胞膜膜受受体体激激活活依依赖赖cAMP的的蛋蛋白白激激酶酶，
119、从从而而抑抑制制糖糖原原合合酶酶和和激激活活磷磷酸酸化化酶酶，迅迅速速使使肝肝糖糖原原分分解解，血糖升高。血糖升高。通通过过抑抑制制6-磷磷酸酸果果糖糖激激酶酶-2，激激活活果果糖糖双双磷磷酸酸酶酶-2，从从而而减减少少2,6-双双磷磷酸酸果果糖糖的的合合成成，后后者者是是6-磷磷酸酸果果糖糖激激酶酶-1的的最最强强的的变变构构激激活活剂剂以以及及果果糖糖双双磷磷酸酸酶酶-1的抑制剂。于是糖酵解被抑制，糖异生则加速。的抑制剂。于是糖酵解被抑制，糖异生则加速。促促进进磷磷酸酸烯烯醇醇式式丙丙酮酮酸酸羧羧激激酶酶的的合合成成；抑抑制制肝肝L型型丙丙酮酮酸酸激激酶酶；加加速速肝肝摄摄取取血血中中的的
120、氨氨基基酸酸，从从而而增增强强糖异生。糖异生。通通过过激激活活脂脂肪肪组组织织内内激激素素敏敏感感性性脂脂肪肪酶酶，加加速速脂脂肪肪动员，从而间接升高血糖水平。动员，从而间接升高血糖水平。 目录目录胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素和和和和胰胰胰胰高高高高血血血血糖糖糖糖素素素素是是是是调调调调节节节节血血血血糖糖糖糖，实实实实际际际际上上上上也也也也是调节三大营养物代谢最主要的两种激素。是调节三大营养物代谢最主要的两种激素。是调节三大营养物代谢最主要的两种激素。是调节三大营养物代谢最主要的两种激素。机机机机体体体体内内内内糖糖糖糖、脂脂脂脂肪肪肪肪、氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸代代代代谢谢谢谢的的的的变变
121、变变化化化化主主主主要要要要取取取取决于这两种激素的比例。决于这两种激素的比例。决于这两种激素的比例。决于这两种激素的比例。不不不不同同同同情情情情况况况况下下下下这这这这两两两两种种种种激激激激素素素素的的的的分分分分泌泌泌泌是是是是相相相相反反反反的的的的。引引引引起起起起胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素分分分分泌泌泌泌的的的的信信信信号号号号（如如如如血血血血糖糖糖糖升升升升高高高高）可可可可抑抑抑抑制制制制胰胰胰胰高高高高血血血血糖糖糖糖素素素素分分分分泌泌泌泌。反反反反之之之之，使使使使胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素分分分分泌泌泌泌减减减减少少少少的的的的信信信信号号号号可可可可促进胰高血糖素分泌
122、。促进胰高血糖素分泌。促进胰高血糖素分泌。促进胰高血糖素分泌。目录目录2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，分解产生的氨基酸转促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转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。移到肝进行糖异生。移到肝进行糖异生。移到肝进行糖异生。 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为丙酮酸的氧化脱羧。丙酮酸的氧化脱羧。丙酮酸的氧化脱羧。丙酮酸的氧化脱羧。此此外外，在在糖糖皮皮质质激
123、激素素存存在在时时，其其他他促促进进脂脂肪肪动动员员的的激激素素才才能能发发挥挥最最大大的的效效果果，间间接接抑抑制制周周围围组织摄取葡萄糖。组织摄取葡萄糖。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：目录目录3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。主主要在应激状态下发挥调节作用。要在应激状态下发挥调节作用。 目录目录正常人体内存在一套精细的调节糖代谢的正常人体内存在一套
124、精细的调节糖代谢的机制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平机制，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。不会出现大的波动和持续升高。人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象称为的现象称为葡萄糖耐量葡萄糖耐量(glucose tolerence)。三、血糖水平异常及糖尿病是最常见的糖三、血糖水平异常及糖尿病是最常见的糖代谢紊乱代谢紊乱目录目录n n临床上因糖代谢障碍可发生血糖水平紊乱，临床上因糖代谢障碍可发生血糖水平紊乱，临床上因糖代谢障碍可发生血糖水平紊乱，临床上因糖代谢障碍可发生血糖水平紊乱，常见有以下两种类型：常见有以下两种类型：
125、常见有以下两种类型：常见有以下两种类型：低血糖低血糖低血糖低血糖 (hypoglycemia) (hypoglycemia) 高血糖高血糖高血糖高血糖 (hyperglycemia) (hyperglycemia) 目录目录（一）低血糖是指血糖浓度低于（一）低血糖是指血糖浓度低于3.0mmol/L低低低低血血血血糖糖糖糖影影影影响响响响脑脑脑脑的的的的正正正正常常常常功功功功能能能能，因因因因为为为为脑脑脑脑细细细细胞胞胞胞所所所所需需需需要要要要的的的的能能能能量量量量主主主主要要要要来来来来自自自自葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖的的的的氧氧氧氧化化化化。当当当当血血血血糖糖糖糖水水水水平平平平过
126、过过过低低低低时时时时，就就就就会会会会影影影影响响响响脑脑脑脑细细细细胞胞胞胞的的的的功功功功能能能能，从从从从而而而而出出出出现现现现头头头头晕晕晕晕、倦倦倦倦怠怠怠怠无无无无力力力力、心心心心悸悸悸悸等等等等，严严严严重重重重时时时时出出出出现现现现昏昏昏昏迷迷迷迷，称称称称为为为为低低低低血血血血糖糖糖糖休休休休克克克克。如如如如不不不不及及及及时时时时给给给给病病病病人人人人静静静静脉脉脉脉补补补补充充充充葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖，可可可可导导导导致死亡。致死亡。致死亡。致死亡。 n n低血糖的危害：低血糖的危害：低血糖的危害：低血糖的危害：目录目录胰胰胰胰性性性性( (胰胰胰胰岛岛
127、岛岛-细细细细胞胞胞胞机机机机能能能能亢亢亢亢进进进进、胰胰胰胰岛岛岛岛-细胞机能低下等细胞机能低下等细胞机能低下等细胞机能低下等) )；肝性（肝癌、糖原累积病等）；肝性（肝癌、糖原累积病等）；肝性（肝癌、糖原累积病等）；肝性（肝癌、糖原累积病等）；内内内内分分分分泌泌泌泌异异异异常常常常（垂垂垂垂体体体体机机机机能能能能低低低低下下下下、肾肾肾肾上上上上腺皮质机能低下等）；腺皮质机能低下等）；腺皮质机能低下等）；腺皮质机能低下等）；肿瘤（胃癌等）；肿瘤（胃癌等）；肿瘤（胃癌等）；肿瘤（胃癌等）；饥饿或不能进食者等。饥饿或不能进食者等。饥饿或不能进食者等。饥饿或不能进食者等。 n n低血糖的原
128、因：低血糖的原因：低血糖的原因：低血糖的原因：目录目录（二）高血糖是指空腹血糖高于（二）高血糖是指空腹血糖高于6.9mmol/L临临临临床床床床上上上上将将将将空空空空腹腹腹腹血血血血糖糖糖糖浓浓浓浓度度度度高高高高于于于于5.65.66.9mmol/L 6.9mmol/L 称为高血糖称为高血糖称为高血糖称为高血糖(hyperglycemia)(hyperglycemia)。当当当当血血血血糖糖糖糖浓浓浓浓度度度度超超超超过过过过了了了了肾肾肾肾小小小小管管管管的的的的重重重重吸吸吸吸收收收收能能能能力力力力( (肾肾肾肾糖糖糖糖阈阈阈阈) )，则可出现糖尿。，则可出现糖尿。，则可出现糖尿。，
129、则可出现糖尿。持持持持续续续续性性性性高高高高血血血血糖糖糖糖和和和和糖糖糖糖尿尿尿尿，特特特特别别别别是是是是空空空空腹腹腹腹血血血血糖糖糖糖和和和和糖糖糖糖耐耐耐耐量量量量曲曲曲曲线线线线高高高高于于于于正正正正常常常常范范范范围围围围，主主主主要要要要见见见见于于于于糖糖糖糖尿尿尿尿病病病病(diabetes mellitus)(diabetes mellitus)。目录目录糖尿病；糖尿病；糖尿病；糖尿病；遗传性胰岛素受体缺陷遗传性胰岛素受体缺陷遗传性胰岛素受体缺陷遗传性胰岛素受体缺陷某些慢性肾炎、肾病综合症等；某些慢性肾炎、肾病综合症等；某些慢性肾炎、肾病综合症等；某些慢性肾炎、肾病综
130、合症等；生理性高血糖和糖尿。生理性高血糖和糖尿。生理性高血糖和糖尿。生理性高血糖和糖尿。n n高血糖的原因：高血糖的原因：高血糖的原因：高血糖的原因：目录目录（三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病（三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病糖糖糖糖尿尿尿尿病病病病是是是是一一一一种种种种因因因因部部部部分分分分或或或或完完完完全全全全胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素缺缺缺缺失失失失、或或或或细细细细胞胞胞胞胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素受受受受体体体体减减减减少少少少、或或或或受受受受体体体体敏敏敏敏感感感感性性性性降降降降低低低低导导导导致致致致的的的的疾疾疾疾病病病病，它它它它是是是是除除除除了了了了肥肥肥肥胖胖
131、胖胖症症症症之之之之外外外外人人人人类类类类最最最最常常常常见见见见的的的的内分泌紊乱性疾病。内分泌紊乱性疾病。内分泌紊乱性疾病。内分泌紊乱性疾病。 目录目录型（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）n糖尿病可分为二型糖尿病可分为二型: 目录目录G（补充血糖）（补充血糖）G-6-PF-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-磷酸葡萄糖内酯磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）（进入磷酸戊糖途径）思考题思考题1.请思考谷氨酸彻底氧化成COCO2 2 和和H H2 2O O和和ATPATP的过的过程程. .2.6-2.6-磷酸葡萄糖在肝中或肌肉中能进入哪些代谢磷酸葡萄糖在肝中或肌肉中能进入哪些代谢 通路通路? ?
