生物化學(xué)糖代謝123

1、1.掌握糖在體內(nèi)氧化的三種主要途徑及其掌握糖在體內(nèi)氧化的三種主要途徑及其 生理意義；掌握糖異生作用的主要過程及生理意義；掌握糖異生作用的主要過程及 生理意義；掌握血糖的來源、去路。生理意義；掌握血糖的來源、去路。 2.熟悉糖酵解，糖的有氧氧化，糖原合成熟悉糖酵解，糖的有氧氧化，糖原合成 與分解的關(guān)鍵酶；熟悉血糖濃度的調(diào)節(jié)。與分解的關(guān)鍵酶；熟悉血糖濃度的調(diào)節(jié)。 3.了解糖酵解，糖的有氧氧化的調(diào)節(jié)；糖了解糖酵解，糖的有氧氧化的調(diào)節(jié)；糖 原合成與分解的基本過程，調(diào)節(jié)及生理意原合成與分解的基本過程，調(diào)節(jié)及生理意 義；糖異生的原料和調(diào)節(jié)；乳酸循環(huán)；糖義；糖異生的原料和調(diào)節(jié)；乳酸循環(huán)；糖 蛋白和蛋白聚糖。

2、蛋白和蛋白聚糖。 糖糖 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 HO-CHHO-CH2 2 O O H H OHOH H H HOHO OHOH H H H H OHOH 1 23 4 5 6 H-C-OHH-C-OH H-C-OH H-C-OH HO-C-H OHO-C-H O H-C-OH H-C-OH H-C H-C CH CH2 2OHOH 1 2 3 4 5 6 1.供能供能 2.機(jī)體的重要機(jī)體的重要碳源碳源 3.組織結(jié)構(gòu)的重要成分組織結(jié)構(gòu)的重要成分 4.信息傳遞信息傳遞 5.特殊功能物質(zhì)特殊功能物質(zhì) 6.糖的磷酸衍生物糖的磷酸衍生物 二、糖的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn) 消化：消化：雙、多雙、多 單，主要消化部

3、位在單，主要消化部位在小腸小腸 淀淀 粉粉 -淀粉酶淀粉酶 麥芽糖和麥芽三糖麥芽糖和麥芽三糖（65%） 異麥芽糖和異麥芽糖和 -臨界糊精臨界糊精（35%） -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -臨界糊精酶臨界糊精酶 葡萄糖葡萄糖(glucose) 小腸小腸 (蔗糖酶蔗糖酶.乳糖酶乳糖酶) 人體內(nèi)因無人體內(nèi)因無 糖苷酶故不能消化糖苷酶故不能消化 食物中的纖維素。食物中的纖維素。纖維素纖維素能促進(jìn)腸蠕能促進(jìn)腸蠕 動(dòng)，起通便排毒作用。動(dòng)，起通便排毒作用。 小腸粘膜刷狀緣存在的蔗糖酶和小腸粘膜刷狀緣存在的蔗糖酶和 乳糖酶等分別水解蔗糖和乳糖。乳糖酶等分別水解蔗糖和乳糖。( (缺乏缺乏 乳糖酶：乳糖酶：乳糖不耐癥乳

4、糖不耐癥) ) 二、葡萄糖的吸收二、葡萄糖的吸收 在不同細(xì)胞中、不同條件下，代謝途徑是不同的在不同細(xì)胞中、不同條件下，代謝途徑是不同的 1.缺氧時(shí)：缺氧時(shí)：糖酵解糖酵解（乳酸和少量能量）（乳酸和少量能量） 2.供氧充足時(shí)：供氧充足時(shí)：有氧氧化有氧氧化(H2O、CO2和大量能量）和大量能量） 3.磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑（NADPH+H+、磷酸戊糖）磷酸戊糖） 5.糖原合成糖原合成（肝糖原、肌糖原）（肝糖原、肌糖原） 4.糖原分解糖原分解（肝糖原）（肝糖原） 6.糖異生糖異生 第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧分解糖的無氧分解 在缺氧情況下在缺氧情況下,葡萄糖或糖原生葡萄糖或糖原生 成乳酸和產(chǎn)生少量能量的過

5、程成乳酸和產(chǎn)生少量能量的過程,稱稱 之 為 糖 的 無 氧 分 解 或之 為 糖 的 無 氧 分 解 或 糖 酵 解糖 酵 解 (glycolysis). 一、糖酵解途徑一、糖酵解途徑 第一階段：丙酮酸生成階段第一階段：丙酮酸生成階段 第二階段：丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸第二階段：丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸 胞漿胞漿 （一）丙酮酸生成階段（一）丙酮酸生成階段 P P-O-CH-O-CH2 2 O O H H OHOH H H HOHO OHOH H H H H OHOH ADPADP MgMg2+ 2+ ATP ATP HO-CHHO-CH2 2 O O H H OHOH H H HOHO OHOH H H H

6、H OHOH 6 P P-O-CH-O-CH2 2 O O H H OHOH H H HOHO OHOH H H H H OHOH 6 1 16 O O H H OHOH HOHO H H CHCH2 2OHOH OHOH P P-O-CH-O-CH2 2 H H ADP ADP MgMg2+ 2+ ATP ATP 16 O O H H OHOH HOHO H H CHCH2 2OHOH OHOH P P-O-CH-O-CH2 2 H H O O H H OHOH HOHO H H CHCH2 2O-O-P P OHOH P P-O-CH-O-CH2 2 H H 磷酸丙糖磷酸丙糖 異構(gòu)酶異構(gòu)酶

7、 CHCH2 2-O- -O- P P C O C O CH CH2 2OHOH H-C H-CO O H-C-OH H-C-OH CH CH2 2O-O- P P 醛縮酶醛縮酶 2 O O H H OHOH HOHO H H CHCH2 2O-O-P P OHOH P P-O-CH-O-CH2 2 H H 底物氧化過程中產(chǎn)生的能量直接將底物氧化過程中產(chǎn)生的能量直接將ADPADP （或（或GDPGDP）磷酸化生成）磷酸化生成ATPATP（或（或GTPGTP）的過程，）的過程， 稱之為稱之為底物水平磷酸化底物水平磷酸化（substrate level substrate level phosph

8、orylationphosphorylation） +2ATP COOHCOOH CHOH CHOH CH CH2 2O-O- P P ADPADP ATP CHOCHO H-C-OH H-C-OH CH CH2 2O-O-P P NADNAD NADH+HNADH+H+ + O O C-O C-O P P CHOH CHOH CH CH2 2O- O- P P PiPi 高能磷酸鍵高能磷酸鍵 PiPi COOHCOOH CHOHCHOH CHCH2 2O-O- P P COOHCOOH C CH HO- O- P P CHCH2 2OHOH COOHCOOH C-OC-O P P CHCH2

9、 2 H H2 2O O 高能磷酸鍵 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 +2ATP 2 3 1 COOHCOOH C=OC=O CHCH3 3 ATP ADPADP K+、 Mg2+ CHCH2 2 C CH HO OH H COOHCOOH CHCH2 2 C OC O COOHCOOH NADH+HNADH+H+ + NAD NAD+ + (二二)丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸 保證糖酵解繼續(xù)進(jìn)行保證糖酵解繼續(xù)進(jìn)行 1 1分子葡萄糖經(jīng)糖酵解產(chǎn)生分子葡萄糖經(jīng)糖酵解產(chǎn)生2 2分子分子乳酸乳酸, ,反應(yīng)反應(yīng) 在在胞漿胞漿進(jìn)行進(jìn)行 對對關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié) 1.1.激素（誘導(dǎo)、共價(jià)修飾）激素（誘

10、導(dǎo)、共價(jià)修飾） 2.2.代謝物（變構(gòu)調(diào)節(jié)）代謝物（變構(gòu)調(diào)節(jié)） 底物促進(jìn)，產(chǎn)物抑制底物促進(jìn)，產(chǎn)物抑制 四、糖酵解的生理意義四、糖酵解的生理意義 1 1、是是機(jī)體缺氧、劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉局部機(jī)體缺氧、劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉局部 缺血缺血迅速迅速獲得能量獲得能量的方式的方式。 2 2、紅細(xì)胞、白細(xì)胞、神、紅細(xì)胞、白細(xì)胞、神經(jīng)經(jīng)和骨髓等和骨髓等 代謝代謝通通常由糖酵解提供能量。常由糖酵解提供能量。 3 3、某些病理情況下供能的方式、某些病理情況下供能的方式 定義：葡萄糖或糖原在有氧條定義：葡萄糖或糖原在有氧條 件下徹底氧化生成件下徹底氧化生成H H2 2O O、COCO2 2， ，并釋放 并釋放 大量能量的大量能量的

11、過程過程，稱，稱糖的有氧氧化糖的有氧氧化 （aerobic oxidationaerobic oxidation）。 1、糖酵解途徑糖酵解途徑=糖酵解過程糖酵解過程 的丙酮酸生成階段的丙酮酸生成階段 丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化 脫羧成乙酰脫羧成乙酰CoA 三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化 2、 葡萄糖葡萄糖 H2O CO2 ATP 胞胞 漿漿 線線 粒粒 體體 3、 一、反應(yīng)過程分三個(gè)階段一、反應(yīng)過程分三個(gè)階段 （一）（一）G丙酮酸丙酮酸 C C C OC O CHCH3 3 （二二）丙酮酸氧化脫羧為乙酰）丙酮酸氧化脫羧為乙酰CoA + + H HSCoA + S

12、CoA + COCO2 2 NADNAD+ + NADH+H NADH+H+ + 丙酮酸脫氫丙酮酸脫氫 酶復(fù)合體酶復(fù)合體 丙酮酸丙酮酸 OOOOH H 乙酰乙酰CoACoA CHCH3 3 CO SCoACO SCoA 線粒體內(nèi)線粒體內(nèi) 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 2 2、含六種輔助因子、含六種輔助因子: : 硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸( (TPP)TPP) 硫辛酸硫辛酸 FADFAD NAD NAD+ + HSCoA HSCoA Mg Mg2+ 2+ O O CH CH3 3-C-CS S S SH H L L HS HS L L FADFAD 二氫硫二氫硫辛辛酰酰 胺脫氫酶胺脫氫酶

13、 FADFADH H2 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶 TPPTPP O OH H CHCH3 3-C-H-C-H TPP TPP O O CHCH3 3-C-COO-C-COOH H 丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)的機(jī)理丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)的機(jī)理 NADNADH H+ +H H+ + NADNAD+ + (1)(1) (2)(2) S S L L (3)(3) O O CHCH3 3-C-C SCoA SCoA H HS S CoACoA MgMg2 2 COCO2 2 二氫硫二氫硫辛辛酰酰 胺胺轉(zhuǎn)乙酰化酶轉(zhuǎn)乙?；?（三）三羧酸循環(huán)（三）三羧酸循環(huán) ( (tricarboxylic acid cycle)tr

14、icarboxylic acid cycle) 亦稱檸檬酸循環(huán)或亦稱檸檬酸循環(huán)或 krebskrebs循環(huán)。循環(huán)。 C2 C6 C4 C4 C5 NADH+HNADH+H+ + NADH+HNADH+H+ + GTPGTP FADHFADH2 2 NADH+HNADH+H+ + 三羧酸循環(huán)的概況三羧酸循環(huán)的概況 COCO2 2 COCO2 2 H H2 2O O H H2 2O O H H2 2O O H H2 2O O O COOH C CH2 COOH CH2 COOH HO-C-COOH CH2 COOH 草酰乙酸草酰乙酸 檸檬酸檸檬酸 輔酶輔酶A A O CH3 - C 乙酰乙酰CoA

15、CoASCoA HSCoA 檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶 H2O 1.三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程 異檸檬酸異檸檬酸 CH2COOH HO-C-COOH CH2 COOH 檸檬酸檸檬酸 順烏頭酸酶順烏頭酸酶 CHOHCOOH CHCOOH CH2COOH 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 CH2COOH CH2 COCOOH - -酮戊二酸酮戊二酸 NADH+H+ NAD+ CO2 H COO H 琥珀酰琥珀酰CoACoA NADNAD+ + NADH+H NADH+H+ + HSCoA CO2 CH2COOH CH2 COCOOH - -酮戊二酸酮戊二酸 CH2COOH CH2 CO S

16、CoA -酮戊二酸脫酮戊二酸脫 氫酶復(fù)合體氫酶復(fù)合體 CH2COOH CH2COOH 琥珀酰琥珀酰CoACoA琥珀酸琥珀酸 + HSCoA GDP GTP 琥珀酰硫激酶琥珀酰硫激酶 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 Pi + CH2COOH CH2 CO SCoA CHCOOH CHCOOH 琥珀酸琥珀酸 延胡索酸延胡索酸 蘋果酸蘋果酸 FAD FADHFAD FADH2 2 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶 H2O 延胡索酸酶延胡索酸酶 CH2COOH CH2COOH CHCOOH CH2COOH HO 草酰乙酸草酰乙酸 NADH+HNADH+H+ + 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 NADNAD+ + 蘋果

17、酸蘋果酸 CHCOOH CH2COOH HO COCOOH CH2COOH O CH3 - C 乙酰乙酰CoACoA SCoA 生成檸檬酸進(jìn)行生成檸檬酸進(jìn)行 下一個(gè)循環(huán)下一個(gè)循環(huán) NADH+H+進(jìn)入呼吸鏈生成進(jìn)入呼吸鏈生成H H2 2O O產(chǎn)生產(chǎn)生 2.5(3)ATP FADH2進(jìn)入呼吸鏈生成進(jìn)入呼吸鏈生成H H2 2O O產(chǎn)生產(chǎn)生1.5 (2) ATP H2O H2O H2O H2O 線粒體內(nèi)線粒體內(nèi) +HSCoA 三羧酸循環(huán)的基本特點(diǎn)三羧酸循環(huán)的基本特點(diǎn) 1、循環(huán)中有循環(huán)中有2次脫羧次脫羧生成生成COCO2 2 （體內(nèi)的 （體內(nèi)的COCO2 2 是是 由由有機(jī)酸脫羧有機(jī)酸脫羧生成的），生成

18、的），4次脫氫（其中次脫氫（其中3 次交給了次交給了NAD+，1次交給了次交給了FAD），），1次底次底 物水平磷酸化物水平磷酸化 2、中間代謝物，包括草酰乙酸在內(nèi)，在循環(huán)中間代謝物，包括草酰乙酸在內(nèi)，在循環(huán) 中本身無量的變化，只是使中本身無量的變化，只是使乙酰乙酰CoA徹底徹底 氧化生成氧化生成H H2 2O O、COCO2 2和和 ATP（10或或12） 3、三步不可逆反應(yīng)（關(guān)鍵酶）：三步不可逆反應(yīng)（關(guān)鍵酶）：檸檬檸檬 酸合成酶、酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、 - 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 4、三羧酸循環(huán)的生理意義：是三羧酸循環(huán)的生理意義：是糖、脂糖、脂 肪和氨

19、基酸氧化的共同代謝途徑肪和氨基酸氧化的共同代謝途徑 ADPATP 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 - 1 -1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 - 1 -1 ( 3-磷酸甘油醛脫氫酶反應(yīng)磷酸甘油醛脫氫酶反應(yīng) NADH) 2 +3(或或+5) +4(或或+ 6 ) ( 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 ) 2 + 2 +2 (磷酸烯醇型丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸丙酮酸丙酮酸)X2 + 2 +2 ( 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA ) 2 + 5 +6 ( 乙酰乙酰CoA CO2 + H2O ) 2 + 20 +24 總總 計(jì)計(jì) 30（或（或32

20、） 36（或（或38） 二、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)二、糖有氧氧化的調(diào)節(jié) 對關(guān)鍵酶（對關(guān)鍵酶（3+1+3）的調(diào)節(jié)）的調(diào)節(jié) 產(chǎn)物抑制、底物促進(jìn)產(chǎn)物抑制、底物促進(jìn) （通過變構(gòu)或化學(xué)修飾）（通過變構(gòu)或化學(xué)修飾） 三、葡萄糖的有氧氧化生理意義三、葡萄糖的有氧氧化生理意義 1、體內(nèi)、體內(nèi)供能供能的主要途徑，的主要途徑，1分子的葡分子的葡 萄糖可以生成萄糖可以生成30或或32（36或或38）分分 子的子的ATP 2、是、是糖、脂肪和氨基酸代謝相互聯(lián)糖、脂肪和氨基酸代謝相互聯(lián) 系的樞紐系的樞紐 四、巴斯德效應(yīng)四、巴斯德效應(yīng)( (pastuer effect)pastuer effect) 1、概念：法國科學(xué)家巴斯德

21、發(fā)現(xiàn)酵母菌在、概念：法國科學(xué)家巴斯德發(fā)現(xiàn)酵母菌在 無氧時(shí)進(jìn)行生醇發(fā)酵；將其轉(zhuǎn)移至有氧無氧時(shí)進(jìn)行生醇發(fā)酵；將其轉(zhuǎn)移至有氧 環(huán)境生醇發(fā)酵即被抑制，這種環(huán)境生醇發(fā)酵即被抑制，這種有氧氧化有氧氧化 抑制生醇發(fā)酵抑制生醇發(fā)酵的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。 2、此效應(yīng)也存在人體組織中（例：肌肉組、此效應(yīng)也存在人體組織中（例：肌肉組 織）。織）。 第四節(jié)第四節(jié) 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 (pentose phosphate pathway) 一、一、磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 主要生成的是主要生成的是: :磷酸戊糖、磷酸戊糖、NADPH+HNADPH+H+ +。 在在紅細(xì)胞紅細(xì)胞中占葡萄糖代謝的

22、中占葡萄糖代謝的5-10%5-10% （一）一）反應(yīng)過程反應(yīng)過程 可分為兩個(gè)階段可分為兩個(gè)階段( (胞漿胞漿) )： 氧化階段：氧化階段：磷酸戊糖、磷酸戊糖、NADPH+HNADPH+H+ +的生成的生成 非氧化階段：基團(tuán)轉(zhuǎn)移非氧化階段：基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)反應(yīng) H H-C-O-C-OH H H-C-OH H-C-OH HO-C-H OHO-C-H O H-C-OH H-C-OH H-C H-C CH CH2 2O-O- P P C=OC=O H-C-OH H-C-OH HO-C-H OHO-C-H O H-C-OH H-C-OH H-C H-C CH CH2 2O- O- P P NADPNADP+

23、 + NADPH+H NADPH+H+ + 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 脫氫酶脫氫酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 G C=OC=O H-C-OH H-C-OH HO-C-H OHO-C-H O H-C-OH H-C-OH H-C H-C CH CH2 2O- O- P P COCOOHOH H-C-OH H-C-OH HO-C-H HO-C-H H-C-OH H-C-OH H-C-O H-C-OH H CH CH2 2O-O- P P H2O 內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶 6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 COOCOOH H

24、H-C-OH H-C-OH H HO-C-O-C-H H H-C-OH H-C-OH H-C-OH H-C-OH CH CH2 2O-O- P P 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 CHCH2 2OHOH C=O C=O H-C-OH H-C-OH H-C-OH H-C-OH CH CH2 2O-O- P P 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPNADP+ + NADPH+H NADPH+H+ + 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 酸脫氫酶酸脫氫酶 COCO2 2 C5 C5 C3 C7 C6 C4 C5 C6 C3 基團(tuán)轉(zhuǎn)移基團(tuán)轉(zhuǎn)移 基基 團(tuán)團(tuán) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 移移 反反 應(yīng)應(yīng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1. 1.

25、關(guān)鍵酶為關(guān)鍵酶為6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 2.2.兩兩次脫氫均由次脫氫均由NADPNADP+ +接受，一次脫羧；接受，一次脫羧； 3.3.生成生成5-5-磷酸核糖磷酸核糖，是合成核酸的原料。，是合成核酸的原料。 1 1、提供磷酸核糖提供磷酸核糖 是合成是合成核苷酸核苷酸( (核酸核酸) )的原料的原料 2 2、提供提供NADPH+HNADPH+H+ +，參與多種代謝，參與多種代謝 （1 1）供氫體供氫體：參與脂酸、膽固醇、：參與脂酸、膽固醇、 類固醇激素等的類固醇激素等的生物合成生物合成。 （2 2）NADPH+HNADPH+H+ +是加單氧酶的是加單氧酶的供氫體供氫體， 與藥物、

26、毒物和某些激素等的與藥物、毒物和某些激素等的生物轉(zhuǎn)生物轉(zhuǎn) 化化有關(guān)有關(guān) （3 3）NADPH+HNADPH+H+ +作為谷胱甘肽還原酶作為谷胱甘肽還原酶 的輔酶，對維持細(xì)胞中還原型谷胱甘的輔酶，對維持細(xì)胞中還原型谷胱甘 肽（肽（G-SHG-SH）的正常含量起重要作用。的正常含量起重要作用。 GSHGSH保護(hù)生物膜的完整性保護(hù)生物膜的完整性 GSH 谷胱甘肽谷胱甘肽 過氧化物過氧化物 酶酶 谷胱甘肽還原酶谷胱甘肽還原酶 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏缺乏 對于紅細(xì)胞來說，磷酸戊糖途徑生成的對于紅細(xì)胞來說，磷酸戊糖途徑生成的 NADPH+H+更重要更重要 NADPH+H+ 、 G-SH減

27、少減少 紅細(xì)胞膜被破壞紅細(xì)胞膜被破壞 溶血性貧血（蠶豆?。┤苎载氀ㄐQ豆病） （4 4） NADPH+HNADPH+H+ +參與體內(nèi)中性粒細(xì)參與體內(nèi)中性粒細(xì) 胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生離子態(tài)氧的反應(yīng)，胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生離子態(tài)氧的反應(yīng)， 因而有殺菌作用因而有殺菌作用 第六節(jié)第六節(jié) 糖異生糖異生 ( (gluconeogenesis) gluconeogenesis) 非糖化合物（生糖氨基酸、丙酮酸、非糖化合物（生糖氨基酸、丙酮酸、 乳酸和甘油等）轉(zhuǎn)變成葡萄糖或糖原乳酸和甘油等）轉(zhuǎn)變成葡萄糖或糖原 的過程，稱的過程，稱糖異生糖異生。肝肝是糖異生的主是糖異生的主 要器官。要器官。 糖異生的基本途徑：糖異生的基

28、本途徑： 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖 類似糖酵解途徑的逆反應(yīng)類似糖酵解途徑的逆反應(yīng) +2+2ATPATP +2+2ATPATP 2 一、糖異生的基本途徑一、糖異生的基本途徑 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖 1、丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸 2、1,6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變成二磷酸果糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖磷酸果糖 3、6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成葡萄糖磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成葡萄糖 1、丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸的羧化支路丙酮酸的羧化支路 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 線粒體內(nèi)線粒體內(nèi) 胞漿和線粒體內(nèi)胞漿和線粒體內(nèi) 胞漿胞漿 胞漿胞漿 線粒體線粒體 谷氨酸谷氨酸 天

29、冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸蘋果酸 B B 2. 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖 果糖二果糖二 磷酸酶磷酸酶 ATPATP 己己 3. 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 +2+2ATPATP 2 果糖二果糖二 磷酸酶磷酸酶 底物循環(huán)底物循環(huán) 以上三對逆向反應(yīng)中，一種酶催化以上三對逆向反應(yīng)中，一種酶催化 某一方向反應(yīng)的產(chǎn)物成為另一種酶催化某一方向反應(yīng)的產(chǎn)物成為另一種酶催化 相反方向反應(yīng)的底物，這種由不同酶催相反方向反應(yīng)的底物，這種由不同酶催 化底物互變的反應(yīng)稱為化底物互變的反應(yīng)稱為底物循環(huán)。底物循

30、環(huán)。 A B E1 E2 ATP ADP PPi+熱能 每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，就有一分子的每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，就有一分子的ATP水解放能，如水解放能，如 果兩種酶活性相當(dāng)，就會使得底物循環(huán)增加，果兩種酶活性相當(dāng)，就會使得底物循環(huán)增加，ATP 不斷分解產(chǎn)生熱能，引起惡性高熱。而正常情況下不斷分解產(chǎn)生熱能，引起惡性高熱。而正常情況下 不會出現(xiàn)惡性高熱，因?yàn)閮煞N酶活性不同，它使代不會出現(xiàn)惡性高熱，因?yàn)閮煞N酶活性不同，它使代 謝朝著一個(gè)方向進(jìn)行。謝朝著一個(gè)方向進(jìn)行。 ATPATP 己己 非糖物質(zhì)必須首先轉(zhuǎn)變成糖異生途非糖物質(zhì)必須首先轉(zhuǎn)變成糖異生途 徑中的中間產(chǎn)物徑中的中間產(chǎn)物，才能進(jìn)行糖異生：，才能進(jìn)行糖異生：

31、 1、乳酸乳酸可脫氫生成丙酮酸進(jìn)入糖異生途徑；可脫氫生成丙酮酸進(jìn)入糖異生途徑； 2、甘油甘油可先磷酸化為可先磷酸化為-磷酸甘油，再脫氫生磷酸甘油，再脫氫生 成磷酸二羥丙酮進(jìn)入糖異生途徑；成磷酸二羥丙酮進(jìn)入糖異生途徑； 3、其他生糖氨基酸其他生糖氨基酸可通過聯(lián)合脫氨基作用可通過聯(lián)合脫氨基作用 等生成丙酮酸進(jìn)入糖異生途徑；或生成三等生成丙酮酸進(jìn)入糖異生途徑；或生成三 羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，轉(zhuǎn)變成蘋果酸后出羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，轉(zhuǎn)變成蘋果酸后出 線粒體脫氫為草酰乙酸進(jìn)入糖異生途徑；線粒體脫氫為草酰乙酸進(jìn)入糖異生途徑； （一）保證血糖濃度的相對恒定（一）保證血糖濃度的相對恒定 空腹或饑餓時(shí)，肝糖原分解空腹

32、或饑餓時(shí)，肝糖原分解 產(chǎn)生葡萄糖僅能維持正常血糖濃產(chǎn)生葡萄糖僅能維持正常血糖濃 度度8 812h12h，此后機(jī)體，此后機(jī)體主要依靠糖主要依靠糖 異生異生來維持血糖濃度的恒定。來維持血糖濃度的恒定。 （腦腦組織、紅細(xì)胞、骨髓及神經(jīng)組織、紅細(xì)胞、骨髓及神經(jīng) 等）等） （二）協(xié)助氨基酸代謝（二）協(xié)助氨基酸代謝 補(bǔ)充肝糖原（肝攝取葡萄糖補(bǔ)充肝糖原（肝攝取葡萄糖 能力低）能力低） （三）調(diào)節(jié)酸堿平衡（三）調(diào)節(jié)酸堿平衡 乳酸的利用（乳酸循環(huán)）乳酸的利用（乳酸循環(huán)） 腎糖異生作用腎糖異生作用 劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌氧供相對不劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌氧供相對不 足，糖酵解供能并產(chǎn)生許多乳酸，足，糖酵解供能并產(chǎn)生許多乳酸

33、， 這些乳酸入血到肝細(xì)胞后轉(zhuǎn)變?yōu)楸@些乳酸入血到肝細(xì)胞后轉(zhuǎn)變?yōu)楸?酮酸酮酸異生異生成葡萄糖，生成的葡萄糖成葡萄糖，生成的葡萄糖 又入血，供骨骼肌利用，其中一部又入血，供骨骼肌利用，其中一部 分葡萄糖又進(jìn)行糖酵解生成乳酸，分葡萄糖又進(jìn)行糖酵解生成乳酸， 此過程稱為此過程稱為乳酸循環(huán)乳酸循環(huán)或或Cori循環(huán)循環(huán)。 乳酸循環(huán)乳酸循環(huán) 第七節(jié)第七節(jié) 糖原的合成與分解糖原的合成與分解 糖原是人體內(nèi)糖的糖原是人體內(nèi)糖的儲存儲存形式，形式， 主要存在于主要存在于肝肝和和肌肉肌肉中。糖原是以中。糖原是以 葡萄糖為基本單位聚合而成的多糖。葡萄糖為基本單位聚合而成的多糖。 在糖原分子中，葡萄糖之間以在糖原分子中，

34、葡萄糖之間以 11， 4 4糖苷鍵相連形成糖苷鍵相連形成12121414個(gè)葡糖單個(gè)葡糖單 位組成的直鏈，兩直鏈間以位組成的直鏈，兩直鏈間以 1.61.6 糖苷鍵相連形成分支糖苷鍵相連形成分支 。 1 4 4 6 6 1 O OO OO OO OO OO OO O O O O O O O O O O O O O 一、糖原的合成一、糖原的合成 由葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原合成由葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原合成 （glycogenesisglycogenesis）。（）。（肝、肌肉肝、肌肉） 反應(yīng)過程（反應(yīng)過程（胞液胞液） P P -O-CH-O-CH2 2 O O O O OHOH H H HO

35、HO OHOH H H OHOH P P O O O O OHOH H H HOHO OHOH H H O O CH2OH 磷酸葡萄磷酸葡萄 糖變位酶糖變位酶 G H H H H CHCH2 2OHOH O O O- P P P P UTP CHCH2 2OHOH O O O- P P PPi O OO OO OO O CHCH2 2OHOH O O O- P P 糖原合酶糖原合酶 4 1 UDP O OO OO OO OO O 14 UDPG 糖原引物糖原引物 O OO OO OO OO O 分支酶分支酶 O O O O O O O O O O O O O OO OO OO OO OO O

36、O O O O O OO OO OO OO OO OO OO OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 分支酶分支酶 O OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO O O O O O O O O O O O O O O OO OO OO OO OO O 糖原糖原 （n+n+1 1） UDPGUDPG G-1-PG-1-P UTPUTP 糖原糖原n （分支酶）（分支酶） 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1.UDPG是葡萄糖供體是葡萄糖供體 2.關(guān)鍵酶：關(guān)鍵酶：糖原合酶糖原合酶 3. 耗能耗能過程過程 糖原糖原（ （n+1） + Pi

37、 糖原 糖原n + G-1-P 磷酸化酶磷酸化酶 (-1,4糖苷鍵糖苷鍵) 即糖原分解為葡萄糖即糖原分解為葡萄糖,一般指一般指肝肝糖原糖原 分解為葡萄糖分解為葡萄糖 O OO OO OO OO O G-6-P 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 G 入血補(bǔ)充血糖入血補(bǔ)充血糖 肝肝腎腎 氧化氧化 供能供能 反應(yīng)過程（反應(yīng)過程（胞液胞液） O OO OO OO O CHCH2 2OHOH O O O- P 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 Pi 肌肌 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝、腎）磷酸酶（肝、腎） 糖原糖原 （n+1n+1） UDPGUDPG G-1-PG-1-P UTPUTP 糖原糖原n 糖原糖原n

38、（分支酶）（分支酶） （脫支酶）（脫支酶） 特點(diǎn)：酶特點(diǎn)：酶 糖原糖原G-1-P G-6-P 糖酵解糖酵解 糖有氧氧化糖有氧氧化 G -ATP 糖原的一個(gè)葡萄糖單位經(jīng)糖酵解可凈糖原的一個(gè)葡萄糖單位經(jīng)糖酵解可凈 生成生成3ATP,經(jīng)有氧氧化可凈生成經(jīng)有氧氧化可凈生成31或或 33ATP（37或或39ATP） 糖原供能糖原供能: 三、糖原合成與分解的生理意義三、糖原合成與分解的生理意義 1.糖原合成（肝、?。禾窃铣桑ǜ?、?。篏的的儲存儲存形式形式 2.糖原分解：糖原分解：肝肝（維持血糖（維持血糖8-12h） 肌肌（分解供能）（分解供能） 四、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)四、糖原合成與分解的調(diào)節(jié) 對關(guān)

39、鍵酶的調(diào)節(jié)（通過變構(gòu)或化學(xué)修飾）對關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)（通過變構(gòu)或化學(xué)修飾） 激素調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié) 代謝物調(diào)節(jié)（產(chǎn)物抑制、底物促進(jìn)）代謝物調(diào)節(jié)（產(chǎn)物抑制、底物促進(jìn)） 圖圖4-16 糖原代謝的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)糖原代謝的共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 糖原累積癥（糖原累積癥（glycogen storage glycogen storage diseasedisease）是一類遺傳性代謝病，其特）是一類遺傳性代謝病，其特 點(diǎn)是體內(nèi)某些組織器官中蓄積了大量結(jié)點(diǎn)是體內(nèi)某些組織器官中蓄積了大量結(jié) 構(gòu)正?；虍惓５奶窃?。此病是由于某些構(gòu)正?；虍惓５奶窃?。此病是由于某些 催化糖原合成和分解的催化糖原合成和分解的酶缺陷酶缺陷所致。主所致。主 要

40、累及肝，其次是心和肌肉。要累及肝，其次是心和肌肉。 五、糖原累積癥五、糖原累積癥 例：例： 型型:葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶缺乏磷酸酶缺乏導(dǎo)致肝糖原不能導(dǎo)致肝糖原不能 分解為葡萄糖分解為葡萄糖,不能維持血糖濃度不能維持血糖濃度低血低血 糖、酮癥等糖、酮癥等 型型:溶酶體內(nèi)缺乏溶酶體內(nèi)缺乏-1,4-糖苷酶糖苷酶,-1,6-糖糖 苷酶苷酶,導(dǎo)致糖原蓄積導(dǎo)致糖原蓄積 第第 八八 節(jié)節(jié) 血糖的調(diào)節(jié)及糖代謝障礙血糖的調(diào)節(jié)及糖代謝障礙 血糖指血中的葡萄糖血糖指血中的葡萄糖，正常，正常 人血糖濃度餐后可升高，禁食會降人血糖濃度餐后可升高，禁食會降 低，但均可保持在一定范圍內(nèi)低，但均可保持在一定范圍內(nèi) 3.89

41、6.11mmol/L ，血糖濃度之，血糖濃度之 所以能維持較為恒定的水平，主要所以能維持較為恒定的水平，主要 是因?yàn)檠褐衅咸烟堑氖且驗(yàn)檠褐衅咸烟堑膩碓春腿ヂ穪碓春腿ヂ?不斷的保持著平衡：不斷的保持著平衡： 一、血糖的來源與去路一、血糖的來源與去路 消化吸收消化吸收 分解分解 糖異生糖異生 氧化分解氧化分解 合成合成 其他糖其他糖 磷酸戊磷酸戊 糖途徑糖途徑 代謝轉(zhuǎn)變代謝轉(zhuǎn)變 血糖濃度可依靠血糖濃度可依靠器官（神經(jīng)系統(tǒng)、肝器官（神經(jīng)系統(tǒng)、肝 臟）臟）進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可依靠進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可依靠激素激素進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)行調(diào)節(jié)。 激素主要通過調(diào)節(jié)糖代謝各途徑的關(guān)激素主要通過調(diào)節(jié)糖代謝各途徑的關(guān) 鍵酶的活性以

42、維持血糖的相對恒定。鍵酶的活性以維持血糖的相對恒定。 原則：原則：降血糖：減少來源，增加去路降血糖：減少來源，增加去路 升血糖：增加來源，減少去路升血糖：增加來源，減少去路 （一）胰島素降血糖的機(jī)理（一）胰島素降血糖的機(jī)理 胰島素（胰島素（insulininsulin）是胰島）是胰島B B細(xì)胞分泌細(xì)胞分泌 的激素，也是人體內(nèi)的激素，也是人體內(nèi)唯一降唯一降低血糖濃度的低血糖濃度的 激素，同時(shí)也是唯一促進(jìn)糖原、脂肪、蛋激素，同時(shí)也是唯一促進(jìn)糖原、脂肪、蛋 白質(zhì)合成的激素。白質(zhì)合成的激素。 將肌肉、脂肪組織細(xì)胞內(nèi)的將肌肉、脂肪組織細(xì)胞內(nèi)的GLUT4GLUT4轉(zhuǎn)移到細(xì)胞轉(zhuǎn)移到細(xì)胞 膜上，增加細(xì)胞膜上膜

43、上，增加細(xì)胞膜上GLUT4GLUT4，加速葡萄糖進(jìn)入，加速葡萄糖進(jìn)入 細(xì)胞細(xì)胞 激活磷蛋白磷酸酶，使糖原合酶去磷酸化后激活磷蛋白磷酸酶，使糖原合酶去磷酸化后 活性增強(qiáng)，糖原合成增加；糖原磷酸化酶去活性增強(qiáng)，糖原合成增加；糖原磷酸化酶去 磷酸化后活性降低，糖原分解減少；磷酸化后活性降低，糖原分解減少； 誘導(dǎo)果糖磷酸激酶誘導(dǎo)果糖磷酸激酶1 1和丙酮酸激酶的表達(dá)，激和丙酮酸激酶的表達(dá)，激 活丙酮酸脫氫酶復(fù)合體，加速葡萄糖分解代活丙酮酸脫氫酶復(fù)合體，加速葡萄糖分解代 謝；謝； 抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的活性，降低抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的活性，降低 葡糖異生作用；葡糖異生作用； 抑制脂肪細(xì)胞內(nèi)激素

44、敏感脂肪酶，減少脂肪抑制脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感脂肪酶，減少脂肪 動(dòng)員。動(dòng)員。 減少來源，增加去路減少來源，增加去路 （二）胰高血糖素升高血糖機(jī)理（二）胰高血糖素升高血糖機(jī)理 胰高血糖素通過胰高血糖素通過cAMPcAMP蛋白激酶蛋白激酶A A途徑激活糖途徑激活糖 原磷酸化酶引起肝糖原分解，使糖原合酶磷原磷酸化酶引起肝糖原分解，使糖原合酶磷 酸化失去活性，糖原合成減少；酸化失去活性，糖原合成減少； 減少葡萄糖分解代謝；減少葡萄糖分解代謝； 誘導(dǎo)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和果糖誘導(dǎo)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和果糖11， 66二磷酸酶的表達(dá)，促進(jìn)葡糖異生；二磷酸酶的表達(dá)，促進(jìn)葡糖異生； 激活脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感脂肪酶，增加脂肪激活脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感脂肪酶，增加脂肪 動(dòng)員。動(dòng)員。 增加來源，減少去路增加來源，減少去路 （三）腎上腺素升高血糖機(jī)理（三）腎上腺素升高血糖機(jī)理 1、通過肝和肌肉的細(xì)胞膜受體、通過肝和肌肉的細(xì)胞膜受體、cAMP和蛋和蛋 白激酶級聯(lián)激活磷酸化酶，加速糖原分解；白激酶級聯(lián)激活磷酸化酶，加速糖原分解； 2、抑制糖原合酶活性，減少糖原合成；、抑制糖原合酶活性，減少糖原合成； 3、在肌組織，糖原分解為乳酸，運(yùn)至肝糖異、在肌組織，糖原分解為乳酸，運(yùn)至肝糖異 生轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。生轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰?增加來源，減少去路增加來源，減少去路 增加來