生物化學(xué)與分子生物學(xué)：05糖代謝

1、糖 代 謝 Metabolism of Carbohydrates 第第 9 9 章章 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 糖在生命活動中的主要作用是提供碳源和能源。糖在生命活動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、 膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。 作為機體組織細胞的組成成分。作為機體組織細胞的組成成分。 提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料。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、糖脂等的如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的 組成成分。組成成分。 n糖的消化糖的消化 人類食物中的糖主要有植物淀粉、動人類食物中的糖主要有植物淀

2、粉、動 物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖 等，其中以等，其中以淀粉淀粉為主。為主。 消化部位：消化部位： 主要在小腸，少量在口腔。主要在小腸，少量在口腔。 淀粉淀粉是植物中養(yǎng)分的儲存形式。是植物中養(yǎng)分的儲存形式。 淀粉淀粉 顆粒顆粒 淀粉淀粉 麥芽糖麥芽糖+麥芽三糖麥芽三糖 （40%） （25%） -臨界糊精臨界糊精+異麥芽糖異麥芽糖 （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 - -臨界糊精酶臨界糊精酶 消化過程：消化過程： 腸粘膜腸粘膜 上皮細胞上皮細胞 刷狀緣刷狀緣 口腔口腔 腸腔腸腔 胰液中

3、的胰液中的- -淀粉酶淀粉酶 纖維素纖維素作為植物的骨架。作為植物的骨架。 -1,4-糖苷鍵糖苷鍵 食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無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。腸蠕動等作用，也是維持健康所必需。 食物中含有蔗糖、乳糖等等，可在腸黏食物中含有蔗糖、乳糖等等，可在腸黏 膜細胞相關(guān)酶作用下水解。膜細胞相關(guān)酶作用下水解。 n糖的吸收糖的吸收 吸收部位：吸收部位：小腸上段小腸上段 吸收形式：吸收形式：單糖單糖 果糖果糖 己糖激酶己糖激酶 Glu G-6-P F-6-P F-1

4、,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 變位酶變位酶 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 變位酶變位酶 除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn) 變成變成磷酸己糖磷酸己糖而進入酵解途徑。而進入酵解途徑。 ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵 小腸粘膜細胞小腸粘膜細胞 腸腔腸腔 門靜脈門靜脈 吸收機制：吸收機制： Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體 (Na+-dependent glucose transporter,

5、 SGLT) 刷狀緣刷狀緣 細胞內(nèi)膜細胞內(nèi)膜 n葡萄糖轉(zhuǎn)運進入細胞葡萄糖轉(zhuǎn)運進入細胞 這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運體這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運體(glucose transporter，GLUT)。 三、糖代謝的概況三、糖代謝的概況 小腸腸腔小腸腸腔腸粘膜上皮細胞腸粘膜上皮細胞 門靜脈門靜脈 肝臟肝臟體循環(huán)體循環(huán) SGLT 各種組織細胞各種組織細胞 GLUT 葡萄糖葡萄糖 酵解途徑酵解途徑 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 無氧無氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖異生途徑糖異生途徑 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 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 核糖核糖 +

6、+ NADPH+H+ 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 ATP 糖代謝的概況糖代謝的概況 第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧分解糖的無氧分解 Glycolysis 在機體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)在機體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng) 生成丙酮酸進而還原生成乳酸的過程稱為生成丙酮酸進而還原生成乳酸的過程稱為糖酵糖酵 解解(glycolysis)，亦稱，亦稱糖的無氧氧化糖的無氧氧化(anaerobic oxidation)。 糖酵解的反應(yīng)部位：糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿。胞漿。 一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為酵解一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為酵解 途徑和乳酸生成兩個階段途徑和乳酸生成兩個階段 第一階段：第一階段

7、：由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)， 稱之為稱之為糖酵解途徑糖酵解途徑(glycolytic pathway)。 第二階段：第二階段：由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。 n糖酵解分為兩個階段：糖酵解分為兩個階段： 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 糖酵解的代謝途徑糖酵解的代謝途徑 GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2P ATP ADP ATPADP 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 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮

8、 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2 E1 E3 NADH+H+ 1. 葡萄糖磷酸化為葡糖葡萄糖磷酸化為葡糖-6-磷酸磷酸 ATP ADP Mg2+ 己糖激酶 (hexokinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮

9、酸 葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H HO OH H OH H OH H H 葡糖葡糖- 6-磷酸磷酸 (glucose-6-phosphate, G-6-P) P P O CH2O H HO OH H OH H OH H H 哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工種己糖激酶同工 酶，分別稱為酶，分別稱為至至型。肝細胞中存在的型。肝細胞中存在的 是是型，稱為型，稱為葡萄糖激酶葡萄糖激酶(glucokinase)。 葡萄糖激酶葡萄糖激酶的特點是：的特點是：對葡萄糖的親和對葡萄糖的親和 力很低；受激素調(diào)控。力很低；受激素調(diào)控。 這些特性使葡萄糖激酶在維持血糖水平和這些特性使葡

10、萄糖激酶在維持血糖水平和 糖代謝中起著重要的生理作用。糖代謝中起著重要的生理作用。 2. 葡糖葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣橇姿徂D(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸磷酸 己糖異構(gòu)酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 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 P P O CH2O H HO OH H OH H OH H H 果糖果糖 -6-磷

11、酸磷酸 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 3. 果糖果糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣橇姿徂D(zhuǎn)變?yōu)楣?1,6-二磷酸二磷酸 ATP ADP Mg2+ 6-磷酸果糖激酶-1 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 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)

12、 果糖果糖- 6-磷酸磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 (F-1,6-2P) CH2O HO C C C C CH2O O H OH OH H H P P P P 果糖果糖- 1,6-二磷酸二磷酸 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 醛縮酶醛縮酶 (aldolase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯

13、醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 甘油醛甘油醛- 3-磷酸磷酸 + CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO CH2OH CO CH2POCH2P PO 5. 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖的同分異構(gòu)化 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 (p

14、hosphotriose isomerase) 甘油醛甘油醛- 3-磷酸磷酸 CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 CH2OH CO CH2POCH2P PO 上述部反應(yīng)為酵解途徑的耗能階上述部反應(yīng)為酵解途徑的耗能階 段，段，1分子葡萄糖的代謝消耗了分子葡萄糖的代謝消耗了2分分 子子ATP，產(chǎn)生了，產(chǎn)生了2分子分子3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。 6. 3-磷酸甘油醛氧化為磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脫氫酶 (glyceraldehyde-3- phosphate dehydrogena

15、se) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 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 CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase) Glu G-6

16、-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 ADP ADP或者其他核苷二磷酸的磷酸化作用或者其他核苷二磷酸的磷酸化作用 與底物的脫氫（水）作用相偶聯(lián)的反應(yīng)過程，與底物的脫氫（水）作用相偶聯(lián)的反應(yīng)過程， 稱為稱為底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level (substrate level phosphoryla

17、tion)phosphorylation)。 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 8. 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视退徂D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸甘油酸

18、變位酶 (phosphoglycerate mutase) 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH 9. 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖崃姿岣视退徂D(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?烯醇化酶 (enolase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷

19、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 COOH C CH2 POP PO OHOH + H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP) COOH C CH2 P PO ADP ATP K+ Mg2+ 丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP

20、 ADP ATP 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轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成丙酮酸丙酮酸， 并通過底物水平磷酸化生成并通過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 COOH C CH 2 P PO 丙酮酸丙酮酸 COOH C=O CH 3 （二）丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸（二）丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸 反應(yīng)中的反應(yīng)中的NADH+H+ 來自于上述第來自于上述第6步反步反 應(yīng)中的應(yīng)中的 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 (Lactate dehydrogenase, LDH) NADH + H+ NAD+ COOH

21、 CHOH CH3 COOH C=O CH3 n糖酵解小結(jié)糖酵解小結(jié) 反應(yīng)部位：胞漿；反應(yīng)部位：胞漿； 糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程；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)：反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)： 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 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 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 糖酵解的代謝途徑糖酵解的代謝途徑 GluG-6-PF-6-PF-

22、1, 6-2P ATP ADP ATPADP 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 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2 E1 E3 NADH+H+ 產(chǎn)能的方式和數(shù)量產(chǎn)能的方式和數(shù)量 方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化 凈生成凈生成ATP數(shù)量：數(shù)量：從從G開始開始 22-2= 2ATP 終產(chǎn)物乳酸的去路終產(chǎn)物乳酸的去路 釋放入血，進入肝臟再進一步代謝：釋放入血，進入肝臟再進一步代謝： 分解利用分解利用 乳酸循環(huán)（糖異

23、生）乳酸循環(huán)（糖異生） 二、糖酵解的調(diào)控是對二、糖酵解的調(diào)控是對3個關(guān)鍵酶個關(guān)鍵酶 活性的調(diào)節(jié)活性的調(diào)節(jié) 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 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 調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)方式 別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié) 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) （一）（一）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1對調(diào)節(jié)酵解途徑的對調(diào)節(jié)酵解途徑的 流量最重要流量最重要 n變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)激活劑別構(gòu)激活劑：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 別構(gòu)抑制劑別構(gòu)抑制劑：檸檬酸檸檬酸; ATP（高濃度）（高濃度） ATP對對6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的調(diào)節(jié)：的調(diào)節(jié)： ATP結(jié)合位點結(jié)合

24、位點調(diào)節(jié)效應(yīng)調(diào)節(jié)效應(yīng) 活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時）活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時）激活激活 活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）抑制抑制 BACK l2,6-雙磷酸果糖是雙磷酸果糖是6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1最強的變最強的變 構(gòu)激活劑；構(gòu)激活劑； l其作用是與其作用是與AMP一起取消一起取消ATP、檸檬酸對、檸檬酸對6- 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的變構(gòu)抑制作用。的變構(gòu)抑制作用。 2,6-雙磷酸果糖對雙磷酸果糖對6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的調(diào)節(jié)：的調(diào)節(jié)： F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi

25、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 + 檸檬酸檸檬酸 AMP + 檸檬酸檸檬酸 PFK-2 （無活性）（無活性） FBP-2 （有活性）（有活性） PP 果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-2 PFK-2 （有活性）（有活性） FBP-2 （無活性）（無活性） 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 雙功能酶雙功能酶 （二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的 調(diào)節(jié)點調(diào)節(jié)點 n別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)抑制劑：別構(gòu)抑制劑：ATP, 丙氨酸（肝）丙氨酸（肝） 別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：1,6-雙磷

26、酸果糖雙磷酸果糖 n共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) 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 （無活性）（無活性） （有活性）（有活性） 胰高血糖素胰高血糖素 PKA, CaM激酶激酶 P P PKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein kinase A) CaM：鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白 （三）己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié)（三）己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié) 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡可反饋抑制己糖激酶，但肝葡 萄糖激酶不受其抑制。萄糖激酶不受其抑制。 長鏈脂肪酰長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶?？蓜e構(gòu)抑制肝葡萄糖

27、激酶。 胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄，促進胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄，促進 酶的合成。酶的合成。 三、糖酵解的主要生理意義是在機體三、糖酵解的主要生理意義是在機體 缺氧的情況下快速供能缺氧的情況下快速供能 是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。 缺氧或劇烈運動（肌肉氧供不足）缺氧或劇烈運動（肌肉氧供不足） 無線粒體的細胞，如：成熟的紅細胞無線粒體的細胞，如：成熟的紅細胞 代謝活躍的細胞，如：神經(jīng)細胞、白細代謝活躍的細胞，如：神經(jīng)細胞、白細 胞、骨髓細胞和某些腫瘤細胞等胞、骨髓細胞和某些腫瘤細胞等 乳酸酵解最主要的生理意義在于迅速提供能量，這乳酸酵

28、解最主要的生理意義在于迅速提供能量，這 對肌肉收縮更為重要。對肌肉收縮更為重要。 是某些細胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。是某些細胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。 第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在 機體機體氧供充足氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成時，葡萄糖徹底氧化成H2O 和和CO2，并釋放出，并釋放出能量能量的過程。是機體主的過程。是機體主 要供能方式。要供能方式。 一、糖有氧氧化的反應(yīng)過程包括糖酵解一、糖有氧氧化的反應(yīng)過程包括糖酵解 途徑、丙

29、酮酸氧化脫羧、三羧酸循環(huán)及途徑、丙酮酸氧化脫羧、三羧酸循環(huán)及 氧化磷酸化氧化磷酸化 第一階段：酵解途徑第一階段：酵解途徑 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第二階段：丙酮酸的氧化脫羧 第三階段：三羧酸循環(huán)第三階段：三羧酸循環(huán) G 氧化磷酸化氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2 H2O O ATP ADP TAC循環(huán)循環(huán) 胞液胞液 線粒體線粒體 （一）葡萄糖循糖酵解途徑分解為丙酮酸（一）葡萄糖循糖酵解途徑分解為丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 n 總反應(yīng)式總反應(yīng)式:

30、 : （二）丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰（二）丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA 葡萄糖葡萄糖2丙酮酸丙酮酸 + 2（NADH+H+) +2 ATP n 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 的組成的組成 E1：丙酮酸脫氫酶：丙酮酸脫氫酶 E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶：二氫硫辛酰胺脫氫酶 HSCoA NAD+ TPP 硫辛酸（硫辛酸（ ) HSCoA FAD, NAD+ S S L 酶酶輔酶輔酶 CO2 CoASH NAD+ NADH+H+ 5. NADH+H+ 的生成的生成 1. -羥乙基羥乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛

31、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 別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)抑制劑：乙酰別構(gòu)抑制劑：乙酰CoA; NADH; ATP 別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：AMP; ADP; NAD+ * 乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+ 時，其時，其 活性也受到抑制。活性也受到抑制。 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) 一個乙酰一個乙酰 CoA通過三羧通過三羧 酸循環(huán)可產(chǎn)生酸循環(huán)可產(chǎn)生 10個個ATP。 乙酰乙酰CoA 檸檬酸檸檬酸

32、草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 異檸檬酸異檸檬酸 蘋果酸蘋果酸 NADH+H+ FADH2 GTP ATP 異檸檬酸異檸檬酸 脫氫酶脫氫酶 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫酮戊二酸脫 氫酶復(fù)合體氫酶復(fù)合體 CO2 CO2 （三）三羧酸循環(huán)（三）三羧酸循環(huán) 與氧化磷酸化與氧化磷酸化 反反 應(yīng)應(yīng)輔輔 酶酶最終獲得最終獲得ATPATP 第一階段（胞漿）第一階段（胞漿） 葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-1 6-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

33、甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2 第二階段（線粒體基質(zhì)）第二階段（線粒體基質(zhì)） 2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5 第三階段（線粒體基質(zhì)）第三階段（線粒體基質(zhì)） 2異檸檬酸異檸檬酸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CoA 2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸 2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸 2蘋果酸蘋果酸2草酰乙酸草酰乙酸 2NADH 2NADH 2FADH2 2NADH 5 5 2 3 5 由一個葡糖糖總共獲得由一個葡糖糖總共獲得30或或32 *獲得獲得ATP的數(shù)量取決于還原當(dāng)量進入線粒體的穿梭機制。的數(shù)量取

34、決于還原當(dāng)量進入線粒體的穿梭機制。 有氧氧化的生理意義有氧氧化的生理意義 糖的有氧氧化是機體糖的有氧氧化是機體產(chǎn)能最主要的途徑產(chǎn)能最主要的途徑。它不僅。它不僅產(chǎn)能產(chǎn)能 效率高效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一 部分形成部分形成ATP，所以，所以能量的利用率也高能量的利用率也高。 即“供能” 四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)是基于四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)是基于 能量的需求能量的需求 關(guān)關(guān) 鍵鍵 酶酶 酵解途徑：酵解途徑： 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)： 己糖激酶己糖激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶

35、6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 有氧氧化的調(diào)節(jié)特點有氧氧化的調(diào)節(jié)特點 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實現(xiàn)。的調(diào)節(jié)實現(xiàn)。 ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值比值全程調(diào)節(jié)。該比值 升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。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。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)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

36、需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少 丙酮酸以生成乙酰丙酮酸以生成乙酰CoA。 五、巴斯德效應(yīng)是指糖有氧氧化五、巴斯德效應(yīng)是指糖有氧氧化 抑制糖酵解的現(xiàn)象抑制糖酵解的現(xiàn)象 n概念概念 n機制機制 有氧時，有氧時，NADH+H+進入線粒體內(nèi)氧化，丙酮進入線粒體內(nèi)氧化，丙酮 酸進入線粒體進一步氧化而不生成乳酸酸進入線粒體進一步氧化而不生成乳酸; 缺氧時，酵解途徑加強，缺氧時，酵解途徑加強，NADH+H+在胞漿濃在胞漿濃 度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。 巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect) 指有氧氧化抑指有氧氧化

37、抑 制糖酵解的現(xiàn)象。制糖酵解的現(xiàn)象。 第第 四四 節(jié)節(jié) 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 Pentose phosphate Pathways n概念概念 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑(pentose phosphate pathway) 是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊糖磷酸戊糖及及NADPH+H+，前，前 者再進一步轉(zhuǎn)變成者再進一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的的 反應(yīng)過程。反應(yīng)過程。 一、磷酸戊糖途徑生成一、磷酸戊糖途徑生成NADPH和和 磷酸戊糖磷酸戊糖 n細胞定位：細胞定位：胞液胞液 第一階段：氧化反應(yīng)第一階段：氧化反應(yīng) （一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程分為兩個階段（

38、一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程分為兩個階段 n反應(yīng)過程可分為二個階段反應(yīng)過程可分為二個階段: : 第二階段：非氧化反應(yīng)第二階段：非氧化反應(yīng) 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2。 包括一系列基團轉(zhuǎn)移。包括一系列基團轉(zhuǎn)移。 C C C C COO CH2O H OH OH OHH H HO H P P 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 CH2OH C=O C C CH2O OH OHH H P P 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶 CH2O

39、H C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 C C C C C CH2O H OH OH OH H H HO H H O P P 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 C C C C C=O CH2O H OH OH H H HO H O P P 16-磷酸葡萄糖在氧化階段生成磷酸戊糖和磷酸葡萄糖在氧化階段生成磷酸戊糖和NADPH 5-磷酸核糖磷酸核糖 催化第一步脫氫反應(yīng)的催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。 兩次脫氫脫下的氫均由兩次脫氫脫下的氫均由NADP +接受生成 接受生成 NADPH + H+。 反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重

40、要的中反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中 間產(chǎn)物。間產(chǎn)物。 G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+ CO2 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C5 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C5 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C5 7-磷酸景天糖磷酸景天糖 C7 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C3 4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 C4 6-磷酸果糖磷酸果糖 C6 6-磷酸果糖磷酸果糖 C6 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 C3 2經(jīng)過基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)進入糖酵解途徑經(jīng)過基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)進入糖酵解途徑 也稱也稱磷酸戊糖旁路（磷酸戊糖旁路（pentose phosp

41、hate shunt） 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 第一階段第一階段 第第 二二 階階 段段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C5 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C5 7-磷酸景天糖磷酸景天糖 C7 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C3 4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 C4 6-磷酸果糖磷酸果糖 C6 6-磷酸果糖磷酸果糖 C6 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C3 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)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 C5 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶

42、 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶 CO2 n細胞定位：細胞定位：胞液胞液 n總反應(yīng)式總反應(yīng)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 n磷酸戊糖途徑的特點磷酸戊糖途徑的特點: 脫氫反應(yīng)以脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成為受氫體，生成NADPH+H+。 反應(yīng)過程中進行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)反應(yīng)過程中進行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng) 過了過了3、4、5、6、7碳糖碳糖的演變過程。的演變過程。 反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物5-磷酸

43、核糖磷酸核糖。 一分子一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)，只能發(fā)生經(jīng)過反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧一次脫羧和和二次二次 脫氫脫氫反應(yīng)，生成一分子反應(yīng)，生成一分子CO2和和2分子分子NADPH+H+。 （二）磷酸戊糖途徑主要受（二）磷酸戊糖途徑主要受NADPH/NADP+ 比值的調(diào)節(jié)比值的調(diào)節(jié) 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH/NADP+比值比值的影響，的影響， 比值升高則被抑制，降低則被激活。比值升高則被抑制，降低則被激活。 磷酸戊糖途徑的流量取決于磷酸戊糖途徑的流量取決于NADPH的需求。的需求。 （三）磷酸戊糖途徑的生理意義在于生成（三）磷酸戊糖途徑的生理意義在

44、于生成 NADPH和和5-磷酸核糖磷酸核糖 2提供提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)作為供氫體參與多種代謝反應(yīng) 1為核酸的生物合成提供核糖為核酸的生物合成提供核糖 （1）NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體；是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體； （2）NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；參與體內(nèi)羥化反應(yīng)； （3）NADPH還用于維持谷胱甘肽還用于維持谷胱甘肽(glutathione， GSH)的還原狀態(tài)。的還原狀態(tài)。 2G-SH G-S-S-G N N A A D D P P + + N N A A D D P P H H + +H H+ + A AH 2 氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽還原

45、型谷胱甘肽 還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可 以保護一些含以保護一些含-SH基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化 劑尤其是過氧化物的損害。劑尤其是過氧化物的損害。 在紅細胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。在紅細胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。 它可以保護紅細胞膜蛋白的完整性。它可以保護紅細胞膜蛋白的完整性。 第第 五五 節(jié)節(jié) 糖原的合成與分解糖原的合成與分解 Glycogenesis and Glycogenolysis 糖糖 原原 (glycogen)是動物體內(nèi)糖的儲存形式是動物體內(nèi)糖的儲存形式 之一，是機體能迅速動用的能量儲備。之一，是

46、機體能迅速動用的能量儲備。 肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收縮所需主要供肌肉收縮所需 肝臟：肝糖原，肝臟：肝糖原，70 100g，維持血糖水平維持血糖水平 n糖原的定義：糖原的定義： n糖原儲存的主要器官及其生理意義：糖原儲存的主要器官及其生理意義： 1. 葡萄糖單元以葡萄糖單元以-1,4-糖苷鍵糖苷鍵 形成長鏈。形成長鏈。 2. 約約10個葡萄糖單元處形成分個葡萄糖單元處形成分 枝，分枝處葡萄糖以枝，分枝處葡萄糖以-1,6- 糖苷鍵連接，分支增加，溶糖苷鍵連接，分支增加，溶 解度增加。解度增加。 3. 每條鏈都終止于一個非還原每條鏈都終止于一個非還原 端端.非還原端

47、增多，以利于其非還原端增多，以利于其 被酶分解。被酶分解。 n糖原的結(jié)構(gòu)特點及其意義：糖原的結(jié)構(gòu)特點及其意義： 一、糖原的合成代謝主要在一、糖原的合成代謝主要在 肝和肌組織中進行肝和肌組織中進行 n合成部位：合成部位： 糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄指由葡萄 糖合成糖原的過程。糖合成糖原的過程。 組織定位：肝臟、肌肉組織定位：肝臟、肌肉 細胞定位：胞漿細胞定位：胞漿 1.1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-6-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶; 葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝） n糖原合成途徑：糖原

48、合成途徑： 葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 2. 2. 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-1-1-磷酸磷酸 UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在體內(nèi)充，在體內(nèi)充 作葡萄糖供體。作葡萄糖供體。 3. 3. 葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖 UTP 尿苷尿苷 PPP PPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 2Pi+能量能量 葡萄糖葡萄糖-1- 磷酸磷酸 O H HO OH HOHHOH H O H CH2OH H P P P 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 (uri

49、dine diphosphate glucose, UDPG) O H HO OH HOHHOH H O H CH2OH H P P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P 糖原糖原n 為原有的細胞內(nèi)的較小糖原分子，為原有的細胞內(nèi)的較小糖原分子， 稱為稱為糖原引物糖原引物(primer)， 作為作為UDPG 上葡萄糖上葡萄糖 基的接受體?；慕邮荏w。 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-糖苷鍵的形成糖苷鍵的形成 . .糖原分枝的形成糖原分枝的形成 分支酶分支酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷鍵糖苷

50、鍵 -1,4-糖苷鍵糖苷鍵 二、肝糖原分解產(chǎn)物二、肝糖原分解產(chǎn)物葡萄糖，補充血糖葡萄糖，補充血糖 n亞細胞定位：亞細胞定位：胞漿胞漿 n肝糖原的分解過程：肝糖原的分解過程： 糖原糖原n+1 n+1 糖原糖原n n + +葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸磷酸 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 (Glycogen phosphorylase) 1.1.糖原的磷酸解糖原的磷酸解 糖原分解糖原分解 (glycogenolysis )習(xí)慣上指肝糖原習(xí)慣上指肝糖原 分解成為葡萄糖的過程。分解成為葡萄糖的過程。 2.2.脫枝酶的作用脫枝酶的作用 轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基 水解水解 -1,6-糖苷鍵糖苷鍵 脫枝酶脫枝酶

51、 (debranching enzyme) 磷酸化酶磷酸化酶 轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)移酶活性 -1,6糖苷酶活性糖苷酶活性 在幾個酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中約在幾個酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中約85% 為為1-磷酸葡萄糖，磷酸葡萄糖，15%為游離葡萄糖。為游離葡萄糖。 葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 變位酶變位酶 3.葡萄糖葡萄糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸磷酸 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（肝，腎）磷酸酶（肝，腎） 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶只存在

52、于肝、腎中，而不存在磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在 于肌中。所以只有肝和腎可補充血糖；而肌糖原不于肌中。所以只有肝和腎可補充血糖；而肌糖原不 能分解成葡萄糖，只能進行糖酵解或有氧氧化。能分解成葡萄糖，只能進行糖酵解或有氧氧化。 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 思考：思考： 糖原分子中的一個葡萄糖單位，通過糖原分子中的一個葡萄糖單位，通過 糖酵解供能，可以產(chǎn)生多少糖酵解供能，可以產(chǎn)生多少ATP？ nG-6-P的代謝去路：的代謝去路： G（補充血糖）（補充血糖） G-6-P F-6-P （進入酵解途徑）（進入酵解途徑） G-1-P Gn（合成糖原）（合成糖原） UDPG 6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯磷酸葡

53、萄糖內(nèi)酯 （進入磷酸戊糖途徑）（進入磷酸戊糖途徑） 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 （進入葡萄糖醛酸途徑）（進入葡萄糖醛酸途徑） 小結(jié)小結(jié) n反應(yīng)部位：反應(yīng)部位：胞漿胞漿 n糖原的合成與分解總圖糖原的合成與分解總圖 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 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 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-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑 進行的。這種合成與分解循兩條不

54、同途徑進進行的。這種合成與分解循兩條不同途徑進 行的現(xiàn)象，是生物體內(nèi)的普遍規(guī)律。這樣才行的現(xiàn)象，是生物體內(nèi)的普遍規(guī)律。這樣才 能進行精細的調(diào)節(jié)。能進行精細的調(diào)節(jié)。 當(dāng)糖原合成途徑活躍時，分解途徑則被抑制，當(dāng)糖原合成途徑活躍時，分解途徑則被抑制， 才能有效地合成糖原；反之亦然。才能有效地合成糖原；反之亦然。 三、糖原合成與分解受到彼此相反的調(diào)節(jié)三、糖原合成與分解受到彼此相反的調(diào)節(jié) 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 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 它們的快速調(diào)節(jié)有它們的快速調(diào)節(jié)有共價修飾共價修飾和和變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)二二 種方式。種方式。 它們都以活性、無（低）活性二

55、種形式存它們都以活性、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在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸 化而相互轉(zhuǎn)變?；嗷マD(zhuǎn)變。 n這兩種關(guān)鍵酶的重要特點：這兩種關(guān)鍵酶的重要特點： 磷酸化酶磷酸化酶b 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷酸化酶磷酸化酶a P 磷酸化酶磷酸化酶b 激酶激酶 磷酸化酶磷酸化酶b 激酶激酶 P 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 依賴依賴cAMP的的 蛋白激酶蛋白激酶 （一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶 n糖原磷酸化酶的共價修飾調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的共價修飾調(diào)節(jié) 磷酸化酶二種構(gòu)像磷酸化酶二種構(gòu)像緊密型緊密型(T)和和疏松疏

56、松 型型(R)，其中，其中T型型的的14位位Ser暴露，便于接受前暴露，便于接受前 述的共價修飾調(diào)節(jié)述的共價修飾調(diào)節(jié)(使其脫磷酸化）。使其脫磷酸化）。 葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。 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) 緊密型緊密型 葡萄糖葡萄糖 n糖原磷酸化酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的變構(gòu)調(diào)節(jié) （二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶（二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶 糖原合酶糖原合酶a 糖原合酶糖原合酶b P 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 依賴依賴cAMP的的 蛋白激酶蛋白激酶 糖原合酶糖原合酶a a有活性，磷酸化成糖原合酶有活性，磷

57、酸化成糖原合酶b b后即失去活性。后即失去活性。 腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶 （無活性）（無活性） 腺苷環(huán)化酶（有活性）腺苷環(huán)化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、腎上腺素等）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+ 受體受體 ATPcAMP PKA (無活性無活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶 （活性）（活性） 糖原合酶糖原合酶-P （失活）（失活） PKA (有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b （失活）（失活） 磷酸化酶磷酸化酶a-P （活性）（活性） 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 PiPi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷

58、蛋白磷酸酶抑制劑磷蛋白磷酸酶抑制劑-P 磷蛋白磷酸酶抑制劑磷蛋白磷酸酶抑制劑 PKA（有活性）（有活性） 兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；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；此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快； 調(diào)節(jié)有調(diào)節(jié)有級聯(lián)放大級聯(lián)放大作用，效率高；作用，效率高； 受激素調(diào)節(jié)。受激素調(diào)節(jié)。 n糖原磷酸化酶合糖原合酶的共價修飾調(diào)節(jié)特點：糖原磷酸化酶合糖原合酶的共價修飾調(diào)節(jié)特點： n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：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在糖原分解代謝時肝主要受胰高血糖素胰高血糖素的調(diào)節(jié)，的調(diào)節(jié)，

59、而肌肉主要受而肌肉主要受腎上腺素腎上腺素調(diào)節(jié)。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及葡萄糖及葡萄糖-6-磷酸。磷酸。 糖原合酶糖原合酶磷酸化酶磷酸化酶a-P磷酸化酶磷酸化酶b AMP ATP及葡萄糖及葡萄糖-6-磷酸磷酸 n調(diào)節(jié)小結(jié)調(diào)節(jié)小結(jié): : 雙向調(diào)控：雙向調(diào)控：對合成酶系與分解酶系分別進行對合成酶系與分解酶系分別進行 調(diào)節(jié)，如加強合成則減弱分解，或反之。調(diào)節(jié)，如加強合成則減弱分解，或反之。 雙重調(diào)節(jié)：雙重調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價修飾調(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：如分解肝糖原和肌糖原代謝調(diào)

60、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。原的激素主要為腎上腺素。 關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級聯(lián)效應(yīng)級聯(lián)效應(yīng)。 關(guān)鍵酶都以關(guān)鍵酶都以活性、無（低）活性二種形式活性、無（低）活性二種形式存存 在，二種形式之間可通過在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化磷酸化和去磷酸化 而相互轉(zhuǎn)變。而相互轉(zhuǎn)變。 第第 六六 節(jié)節(jié) 糖糖 異異 生生 Gluconeogenesis 由由非糖物質(zhì)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱 為為糖異生糖異生(gluconeogenesis)(gluconeogene