糖的化學(xué)：分解與合成代謝ppt課件

糖代謝 MetabolismofCarbohydrates 第四章 第一節(jié)概述 Introduction 一 糖的生理功能 1 氧化供能 如糖可提供合成某些氨基酸 脂肪 膽固醇 核苷等物質(zhì)的原料 3 作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分 這是糖的主要功能 2 提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料 如糖是糖蛋白 蛋白聚糖 糖脂等的組成成分 二 糖的消化與吸收 一 糖的消化 人類食物中的糖主要有植物淀粉 動物糖原以及麥芽糖 蔗糖 乳糖 葡萄糖等 其中以淀粉為主 消化部位 主要在小腸 少量在口腔 淀粉 麥芽糖 麥芽三糖 40 25 臨界糊精 異麥芽糖 30 5 葡萄糖 唾液中的 淀粉酶 葡萄糖苷酶 臨界糊精酶 消化過程 腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣 胃 口腔 腸腔 胰液中的 淀粉酶 食物中含有的大量纖維素 因人體內(nèi)無 糖苷酶而不能對其分解利用 但卻具有刺激腸蠕動等作用 也是維持健康所必需 二 糖的吸收 1 吸收部位小腸上段 2 吸收形式單糖 ADP Pi ATP G Na K 小腸粘膜細(xì)胞 腸腔 門靜脈 3 吸收機(jī)制 Na 依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 Na dependentglucosetransporter SGLT 刷狀緣 細(xì)胞內(nèi)膜 4 吸收途徑 小腸腸腔 腸粘膜上皮細(xì)胞 門靜脈 肝臟 體循環(huán) SGLT 各種組織細(xì)胞 GLUT GLUT 葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 glucosetransporter 已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 GLUT1 5 三 糖代謝的概況 葡萄糖 丙酮酸 H2O及CO2 乳酸 乳酸 氨基酸 甘油 糖原 核糖 NADPH H 淀粉 第二節(jié)糖的無氧分解Glycolysis 一 糖酵解的反應(yīng)過程 第一階段 第二階段 糖酵解 glycolysis 的定義 糖酵解分為兩個階段 糖酵解的反應(yīng)部位 胞漿 在缺氧情況下 葡萄糖生成乳酸 lactate 的過程稱之為糖酵解 由葡萄糖分解成丙酮酸 pyruvate 稱之為糖酵解途徑 glycolyticpathway 由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸 葡萄糖磷酸化為6 磷酸葡萄糖 葡萄糖 6 磷酸葡萄糖 glucose 6 phosphate G 6 P 一 葡萄糖分解成丙酮酸 哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶 分別稱為 至 型 肝細(xì)胞中存在的是 型 稱為葡萄糖激酶 glucokinase 它的特點是 對葡萄糖的親和力很低 受激素調(diào)控 6 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)? 磷酸果糖 6 磷酸葡萄糖 6 磷酸果糖 fructose 6 phosphate F 6 P 6 磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)? 6 雙磷酸果糖 6 磷酸果糖激酶 1 6 phosphfructokinase 1 6 磷酸果糖 1 6 雙磷酸果糖 1 6 fructose biphosphate F 1 6 2P 1 6 雙磷酸果糖 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化 磷酸丙糖異構(gòu)酶 phosphotrioseisomerase 3 磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮 3 磷酸甘油醛氧化為1 3 二磷酸甘油酸 3 磷酸甘油醛脫氫酶 glyceraldehyde 3 phosphatedehydrogenase 3 磷酸甘油醛 1 3 二磷酸甘油酸 1 3 二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3 磷酸甘油酸 在以上反應(yīng)中 底物分子內(nèi)部能量重新分布 生成高能鍵 使ADP磷酸化生成ATP的過程 稱為底物水平磷酸化 substratelevelphosphorylation 1 3 二磷酸甘油酸 3 磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶 phosphoglyceratekinase 3 磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)? 磷酸甘油酸 磷酸甘油酸變位酶 phosphoglyceratemutase 3 磷酸甘油酸 2 磷酸甘油酸 2 磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?2 磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸 并通過底物水平磷酸化生成ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 二 丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸 丙酮酸 乳酸 反應(yīng)中的NADH H 來自于上述第6步反應(yīng)中的3 磷酸甘油醛脫氫反應(yīng) 糖酵解的代謝途徑 E2 E1 E3 糖酵解小結(jié) 反應(yīng)部位 胞漿 糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程 反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng) 產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式 底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量 從G開始2 2 2 2ATP從Gn開始2 2 1 3ATP 終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血 進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝 分解利用乳酸循環(huán) 糖異生 除葡萄糖外 其它己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進(jìn)入酵解途徑 二 糖酵解的調(diào)節(jié) 關(guān)鍵酶 調(diào)節(jié)方式 一 6 磷酸果糖激酶 1 PFK 1 別構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)激活劑 AMP ADP F 1 6 2P F 2 6 2P 別構(gòu)抑制劑 檸檬酸 ATP 高濃度 F 6 P F 1 6 2P ATP ADP PFK 1 磷蛋白磷酸酶 PKA 目錄 二 丙酮酸激酶 1 別構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)抑制劑 ATP 丙氨酸 別構(gòu)激活劑 1 6 雙磷酸果糖 2 共價修飾調(diào)節(jié) 丙酮酸激酶 丙酮酸激酶 ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶 無活性 有活性 PKA 蛋白激酶A proteinkinaseA CaM 鈣調(diào)蛋白 三 己糖激酶或葡萄糖激酶 6 磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶 但肝葡萄糖激酶不受其抑制 長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶 三 糖酵解的生理意義 1 是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式 2 是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑 無線粒體的細(xì)胞 如 紅細(xì)胞 代謝活躍的細(xì)胞 如 白細(xì)胞 骨髓細(xì)胞 第三節(jié)糖的有氧氧化AerobicOxidationofCarbohydrate 糖的有氧氧化 aerobicoxidation 指在機(jī)體氧供充足時 葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2 并釋放出能量的過程 是機(jī)體主要供能方式 部位 胞液及線粒體 概念 一 有氧氧化的反應(yīng)過程 第一階段 酵解途徑 第二階段 丙酮酸的氧化脫羧 第三階段 三羧酸循環(huán) G Gn 第四階段 氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA H2O O ATP ADP TAC循環(huán) 胞液 線粒體 一 丙酮酸的氧化脫羧 丙酮酸進(jìn)入線粒體 氧化脫羧為乙酰CoA acetylCoA 總反應(yīng)式 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成 酶E1 丙酮酸脫氫酶E2 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3 二氫硫辛酰胺脫氫酶 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程 1 丙酮酸脫羧形成羥乙基 TPP 2 由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 E2 催化形成乙酰硫辛酰胺 E2 3 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 E2 催化生成乙酰CoA 同時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基 4 二氫硫辛酰胺脫氫酶 E3 使還原的二氫硫辛酰胺脫氫 同時將氫傳遞給FAD 5 在二氫硫辛酰胺脫氫酶 E3 催化下 將FADH2上的H轉(zhuǎn)移給NAD 形成NADH H CO2 CoASH NAD NADH H 5 NADH H 的生成 1 羥乙基 TPP的生成 2 乙酰硫辛酰胺的生成 3 乙酰CoA的生成 4 硫辛酰胺的生成 目錄 三羧酸循環(huán) TricarboxylicacidCycle TAC 也稱為檸檬酸循環(huán) 這是因為循環(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸 由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說 故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán) 它由一連串反應(yīng)組成 所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行 二 三羧酸循環(huán) 概述 反應(yīng)部位 NADH H NAD NAD NADH H GTP GDP Pi FAD FADH2 NADH H NAD 檸檬酸合酶 順烏頭酸梅 異檸檬酸脫氫酶 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 琥珀酰CoA合成酶 琥珀酸脫氫酶 延胡索酸酶 蘋果酸脫氫酶 目錄 小結(jié) 三羧酸循環(huán)的概念 指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸 反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧 又生成草酰乙酸 再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程 TAC過程的反應(yīng)部位是線粒體 三羧酸循環(huán)的要點經(jīng)過一次三羧酸循環(huán) 消耗一分子乙酰CoA 經(jīng)四次脫氫 二次脫羧 一次底物水平磷酸化 生成1分子FADH2 3分子NADH H 2分子CO2 1分子GTP 關(guān)鍵酶有 檸檬酸合酶 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶 整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng) 三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用 本身無量的變化 不可能通過三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物 同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O 表面上看來 三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會消耗的 它可被反復(fù)利用 但是 例如 機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系 相互配合的 TAC中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì) 借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系 機(jī)體糖供不足時 可能引起TAC運(yùn)轉(zhuǎn)障礙 這時蘋果酸 草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸 再進(jìn)一步生成乙酰CoA進(jìn)入TAC氧化分解 所以 草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充 草酰乙酸 其來源如下 2 三羧酸循環(huán)的生理意義 是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑 是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐 為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體 為呼吸鏈提供H e H e進(jìn)入呼吸鏈徹底氧化生成H2O的同時ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP 二 有氧氧化生成的ATP 葡萄糖有氧氧化生成的ATP 此表按傳統(tǒng)方式計算ATP 目前有新的理論 在此不作詳述 有氧氧化的生理意義 糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑 它不僅產(chǎn)能效率高 而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放 相當(dāng)一部分形成ATP 所以能量的利用率也高 簡言之 即 供能 三 有氧氧化的調(diào)節(jié) 關(guān)鍵酶 酵解途徑 己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán) 檸檬酸合酶 丙酮酸激酶6 磷酸果糖激酶 1 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶 1 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 別構(gòu)調(diào)節(jié) 共價修飾調(diào)節(jié) 目錄 異檸檬酸脫氫酶 檸檬酸合酶 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 檸檬酸 Ca2 ATP ADP的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶 其他 如Ca2 可激活許多酶 2 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié) 有氧氧化的調(diào)節(jié)特點 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實現(xiàn) ATP ADP或ATP AMP比值全程調(diào)節(jié) 該比值升高 所有關(guān)鍵酶均被抑制 氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán) 前者速率降低 則后者速率也減慢 三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào) 三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA 則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA 體內(nèi)ATP濃度是AMP的50倍 經(jīng)上述反應(yīng)后 ATP AMP變動比ATP變動大 有信號放大作用 從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用 ATP ADP或ATP AMP比值升高抑制有氧氧化 降低則促進(jìn)有氧氧化 ATP AMP效果更顯著 另外 四 巴斯德效應(yīng) 概念 巴斯德效應(yīng) Pastuereffect 指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象 第四節(jié)磷酸戊糖途徑PentosePhosphatePathway 概念 磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH H 前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3 磷酸甘油醛和6 磷酸果糖的反應(yīng)過程 細(xì)胞定位 胞液 第一階段 氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖 NADPH H 及CO2 一 磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程 反應(yīng)過程可分為二個階段 第二階段則是非氧化反應(yīng)包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移 6 磷酸葡萄糖酸 5 磷酸核酮糖 6 磷酸葡萄糖脫氫酶 6 磷酸葡萄糖酸脫氫酶 6 磷酸葡萄糖 6 磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 1 磷酸戊糖生成 5 磷酸核糖 催化第一步脫氫反應(yīng)的6 磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶 兩次脫氫脫下的氫均由NADP 接受生成NADPH H 反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間產(chǎn)物 G 6 P 5 磷酸核糖 NADP NADPH H NADP NADPH H CO2 每3分子6 磷酸葡萄糖同時參與反應(yīng) 在一系列反應(yīng)中 通過3C 4C 6C 7C等演變階段 最終生成3 磷酸甘油醛和6 磷酸果糖 3 磷酸甘油醛和6 磷酸果糖 可進(jìn)入酵解途徑 因此 磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路 pentosephosphateshunt 2 基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng) 5 磷酸核酮糖 C5 3 5 磷酸核糖C5 磷酸戊糖途徑 第一階段 第二階段 總反應(yīng)式 3 6 磷酸葡萄糖 6NADP 2 6 磷酸果糖 3 磷酸甘油醛 6NADPH H 3CO2 磷酸戊糖途徑的特點 脫氫反應(yīng)以NADP 為受氫體 生成NADPH H 反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng) 經(jīng)過了3 4 5 6 7碳糖的演變過程 反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物 5 磷酸核糖 一分子G 6 P經(jīng)過反應(yīng) 只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng) 生成一分子CO2和2分子NADPH H 二 磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié) 6 磷酸葡萄糖脫氫酶 此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶 其活性的高低決定6 磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量 此酶活性主要受NADPH NADP 比值的影響 比值升高則被抑制 降低則被激活 另外NADPH對該酶有強(qiáng)烈抑制作用 三 磷酸戊糖途徑的生理意義 一 為核苷酸的生成提供核糖 二 提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng) 1 NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體 2 NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng) 與生物合成或生物轉(zhuǎn)化有關(guān) 3 NADPH可維持GSH的還原性 2G SHG S S G NADP NADPH H AAH2 第五節(jié)糖原的合成與分解GlycogenesisandGlycogenolysis 是動物體內(nèi)糖的儲存形式之一 是機(jī)體能迅速動用的能量儲備 糖原 glycogen 糖原儲存的主要器官及其生理意義 1 葡萄糖單元以 1 4 糖苷鍵形成長鏈 2 約10個葡萄糖單元處形成分枝 分枝處葡萄糖以 1 6 糖苷鍵連接 分支增加 溶解度增加 3 每條鏈都終止于一個非還原端 非還原端增多 以利于其被酶分解 糖原的結(jié)構(gòu)特點及其意義 目錄 一 糖原的合成代謝 二 合成部位 一 定義 糖原的合成 glycogenesis 指由葡萄糖合成糖原的過程 組織定位 主要在肝臟 肌肉細(xì)胞定位 胞漿 1 葡萄糖磷酸化生成6 磷酸葡萄糖 葡萄糖 6 磷酸葡萄糖 三 糖原合成途徑 2 6 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1 磷酸葡萄糖 這步反應(yīng)中磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的意義在于 由于延長形成 1 4 糖苷鍵 所以葡萄糖分子C1上的半縮醛羥基必須活化 才利于與原來的糖原分子末端葡萄糖的游離C4羥基縮合 半縮醛羥基與磷酸基之間形成的O P鍵具有較高的能量 UDPG可看作 活性葡萄糖 在體內(nèi)充作葡萄糖供體 3 1 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖 1 磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖 uridinediphosphateglucose UDPG 4 1 4 糖苷鍵式結(jié)合 糖原n為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子 稱為糖原引物 primer 作為UDPG上葡萄糖基的接受體 四 糖原分枝的形成 目錄 近來人們在糖原分子的核心發(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的蛋白質(zhì) Glycogenin可對其自身進(jìn)行共價修飾 將UDP 葡萄糖分子的C1結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上 從而使它糖基化 這個結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時的引物 糖原合成過程中作為引物的第一個糖原分子從何而來 目錄 二 糖原的分解代謝 定義 亞細(xì)胞定位 胞漿 肝糖元的分解 1 糖原的磷酸解 糖原分解 glycogenolysis 習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程 2 脫枝酶的作用 轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基 水解 1 6 糖苷鍵 轉(zhuǎn)移酶活性 目錄 3 1 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6 磷酸葡萄糖 4 6 磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 肌糖原的分解 肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過程相同 但是生成6 磷酸葡萄糖之后 由于肌肉組織中不存在葡萄糖 6 磷酸酶 所以生成的6 磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放入血 提供血糖 而只能進(jìn)入酵解途徑進(jìn)一步代謝 肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān) G 6 P的代謝去路 G 補(bǔ)充血糖 G 6 P F 6 P 進(jìn)入酵解途徑 G 1 P Gn 合成糖原 UDPG 6 磷酸葡萄糖內(nèi)酯 進(jìn)入磷酸戊糖途徑 葡萄糖醛酸 進(jìn)入葡萄糖醛酸途徑 小結(jié) 反應(yīng)部位 胞漿 3 糖原的合成與分解總圖 三 糖原合成與分解的調(diào)節(jié) 這兩種關(guān)鍵酶的重要特點 它們的快速調(diào)節(jié)有共價修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式 它們都以活性 無 低 活性二種形式存在 二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變 調(diào)節(jié)有級聯(lián)放大作用 效率高 兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反 此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng) 調(diào)節(jié)速度快 受激素調(diào)節(jié) 1 共價修飾調(diào)節(jié) 磷酸化酶b激酶 糖原合酶 糖原合酶 P 磷酸化酶b 磷酸化酶a P 磷蛋白磷酸酶抑制劑 2 別構(gòu)調(diào)節(jié) 磷酸化酶二種構(gòu)像 緊密型 T 和疏松型 R 其中T型的14位Ser暴露 便于接受前述的共價修飾調(diào)節(jié) 葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑 肌肉內(nèi)糖原代謝的二個關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同 在糖原分解代謝時肝主要受胰高血糖素的調(diào)節(jié) 而肌肉主要受腎上腺素調(diào)節(jié) 肌肉內(nèi)糖原合酶及磷酸化酶的變構(gòu)效應(yīng)物主要為AMP ATP及6 磷酸葡萄糖 調(diào)節(jié)小結(jié) 雙向調(diào)控 對合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié) 如加強(qiáng)合成則減弱分解 或反之 雙重調(diào)節(jié) 別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價修飾調(diào)節(jié) 肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點 如 分解肝糖原的激素主要為胰高血糖素 分解肌糖原的激素主要為腎上腺素 關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級聯(lián)效應(yīng) 關(guān)鍵酶都以活性 無 低 活性二種形式存在 二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變 四 糖原積累癥 糖原累積癥 glycogenstoragediseases 是一類遺傳性代謝病 其特點為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積 引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類 糖原積累癥分型 第六節(jié)糖異生Gluconeogenesis 糖異生 gluconeogenesis 是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程 部位 原料 概念 主要在肝 腎細(xì)胞的胞漿及線粒體 主要有乳酸 甘油 生糖氨基酸 一 糖異生途徑 定義 過程 酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng) 在糖異生時 須由另外的反應(yīng)和酶代替 糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的 可逆的 糖異生途徑 gluconeogenicpathway 指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程 1 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸 PEP 丙酮酸 草酰乙酸 PEP 丙酮酸羧化酶 pyruvatecarboxylase 輔酶為生物素 反應(yīng)在線粒體 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 反應(yīng)在線粒體 胞液 目錄 草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體 丙酮酸 線粒體 胞液 糖異生途徑所需NADH H 的來源 糖異生途徑中 1 3 二磷酸甘油酸生成3 磷酸甘油醛時 需要NADH H 由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時 NADH H 則由線粒體內(nèi)NADH H 提供 它們來自于脂酸的 氧化或三羧酸循環(huán) NADH H 轉(zhuǎn)運(yùn)則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn) 2 1 6 雙磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)? 磷酸果糖 3 6 磷酸葡萄糖水解為葡萄糖 非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物 上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑 異生為葡萄糖或糖原 目錄 二 糖異生的調(diào)節(jié) 在前面的三個反應(yīng)過程中 作用物的互變分別由不同酶催化其單向反應(yīng) 這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán) substratecycle 因此 有必要通過調(diào)節(jié)使糖異生途徑與酵解途徑相互協(xié)調(diào) 主要是對前述底物循環(huán)中的后2個底物循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié) 當(dāng)兩種酶活性相等時 則不能將代謝向前推進(jìn) 結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量 因而稱之為無效循環(huán) futilecycle 6 磷酸果糖 1 6 雙磷酸果糖 ATP ADP 6 磷酸果糖激酶 1 Pi 果糖雙磷酸酶 1 1 6 磷酸果糖與1 6 雙磷酸果糖之間 2 磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間 PEP 丙酮酸 ATP ADP 丙酮酸激酶 乙酰CoA 草酰乙酸 三 糖異生的生理意義 一 維持血糖濃度恒定 二 補(bǔ)充肝糖原 三碳途徑 指進(jìn)食后 大部分葡萄糖先在肝外細(xì)胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物 再進(jìn)入肝細(xì)胞異生為糖原的過程 三 調(diào)節(jié)酸堿平衡 乳酸異生為糖 八 乳酸循環(huán) lactosecycle Cori循環(huán) 循環(huán)過程 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 乳酸 乳酸 丙酮酸 血液 生理意義 乳酸再利用 避免了乳酸的損失 防止乳酸的堆積引起酸中毒 乳酸循環(huán)是一個耗能的過程 2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP 第七節(jié)血糖及其調(diào)節(jié)BloodGlucoseandTheRegulationofBloodGlucoseConcentration 血糖 指血液中的葡萄糖 血糖水平 即血糖濃度 正常血糖濃度 3 89 6 11mmol L 血糖及血糖水平的概念 血糖水平恒定的生理意義 保證重要組織器官的能量供應(yīng) 特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官 腦組織不能利用脂酸 正常情況下主要依賴葡萄糖供能 紅細(xì)胞沒有線粒體 完全通過糖酵解獲能 骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍 經(jīng)常利用葡萄糖供能 血糖 一 血糖來源和去路 二 血糖水平的調(diào)節(jié) 主要依靠激素的調(diào)節(jié) 一 胰島素 促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肝外細(xì)胞 加速糖原合成 抑制糖原分解 加快糖的有氧氧化 抑制肝內(nèi)糖異生 減少脂肪動員 體內(nèi)唯一降低血糖水平的激素 胰島素的作用機(jī)制 二 胰高血糖素 促進(jìn)肝糖原分解 抑制糖原合成 抑制酵解途徑 促進(jìn)糖異生 促進(jìn)脂肪動員 體內(nèi)升高血糖水平的主要激素 此外 糖皮質(zhì)激素和腎上腺素也可升高血糖 腎上腺素主要在應(yīng)急狀態(tài)下發(fā)揮作用 胰高血糖素的作用機(jī)制 三 糖皮質(zhì)激素 引起血糖升高 肝糖原增加 糖皮質(zhì)激素的作用機(jī)制可能有兩方面 促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)分解 分解產(chǎn)生的氨基酸轉(zhuǎn)移到肝進(jìn)行糖異生 抑制肝外組織攝取和利用葡萄糖 抑制點為丙酮酸的氧化脫羧 此外 在糖皮質(zhì)激素