第六章糖代謝

1、第六章第六章糖代謝糖代謝糖化學(xué)糖化學(xué)（一）糖的概念（一）糖的概念 糖（糖（carbohydratescarbohydrates）即碳水化合物，其化）即碳水化合物，其化學(xué)本質(zhì)為多羥基醛類或多羥基酮類及其衍生物或?qū)W本質(zhì)為多羥基醛類或多羥基酮類及其衍生物或多聚物。多聚物。（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu) 單糖單糖 (monosacchride(monosacchride) )寡糖寡糖 (oligosacchride(oligosacchride) )多糖多糖 (polysacchride(polysacchride) )結(jié)合糖結(jié)合糖 (glycoconjugate(glycoconjug

2、ate) ) 根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類。下四大類。1 1、單糖、單糖不能再水解的糖不能再水解的糖葡萄糖（葡萄糖（glucoseglucose） 果糖（果糖（fructosefructose） 己醛糖己醛糖 己酮己酮糖糖 半乳糖（半乳糖（galactosegalactose） 核糖（核糖（riboseribose） 己醛糖己醛糖 戊醛糖戊醛糖醛糖酮糖互變異構(gòu)醛糖酮糖互變異構(gòu)醛糖CHOCOHCHHOCOHHCOHHCH2OH酮糖CH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OHH異構(gòu)酶CCOHHOH2 2、寡糖、寡糖 能水解生成幾分子單糖的糖，

3、各單糖之間借能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。脫水縮合的糖苷鍵相連。 常見的幾種二糖有常見的幾種二糖有麥芽糖（麥芽糖（maltosemaltose）: :葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖蔗糖（蔗糖（sucrosesucrose）: :葡萄糖葡萄糖果糖果糖乳糖（乳糖（lactoselactose）: :葡萄糖葡萄糖半乳糖半乳糖3 3、多糖、多糖能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。常見的多糖有：常見的多糖有：淀粉（淀粉（starchstarch）糖原（糖原（glycogenglycogen）纖維素（纖維素（cellulosecellulose） 淀粉淀粉 植物

4、中養(yǎng)分的儲存形式植物中養(yǎng)分的儲存形式淀粉顆粒淀粉顆粒 糖原糖原 動物體內(nèi)糖儲存形式動物體內(nèi)糖儲存形式 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4 4、結(jié)合糖、結(jié)合糖糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。常見的結(jié)合糖有：常見的結(jié)合糖有：糖脂（糖脂（glycolipidglycolipid）：是糖與脂類的結(jié)）：是糖與脂類的結(jié)合物。合物。糖蛋白（糖蛋白（glycoproteinglycoprotein）：是糖與蛋白）：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。質(zhì)的結(jié)合物。細(xì)胞膜表面糖鏈細(xì)胞膜表面糖鏈 第第 一一 節(jié)節(jié) 概概 述述一、糖的生理功能一、糖的生理功能氧化供能氧化供能提供合成體內(nèi)其

5、他物質(zhì)的原料提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分二、糖的消化與吸收二、糖的消化與吸收人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原以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，其中以淀及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉為主。粉為主。消化部位主要在小腸，少量在口腔。消化部位主要在小腸，少量在口腔。淀粉酶：淀粉酶：在淀粉分子內(nèi)部任意水解在淀粉分子內(nèi)部任意水解-1,4-1,4糖苷鍵。糖苷鍵。淀粉酶：淀粉酶：從非還原端開始，水解從非還原端開始，水解1,41,4糖苷鍵，依糖苷鍵，依次水解下一個(gè)麥芽糖單位。次水解下一個(gè)麥芽糖單位。 脫支

6、酶（脫支酶（R R酶）：酶）：水解水解淀粉酶和淀粉酶和淀粉酶作用后留淀粉酶作用后留下的極限糊精中的下的極限糊精中的1,6 1,6 糖苷鍵糖苷鍵。淀粉的酶促水解淀粉的酶促水解三、糖代謝的概況三、糖代謝的概況 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 + + NADPH+H+淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 ATP 第第 二二 節(jié)節(jié) 糖的無氧分解糖的無氧分解 GlycolysisGlycolysis一、糖

7、酵解的反應(yīng)過程一、糖酵解的反應(yīng)過程定義定義：在缺氧的情況下，葡萄糖生成乳酸的過程：在缺氧的情況下，葡萄糖生成乳酸的過程稱之為糖酵解。稱之為糖酵解。反應(yīng)部位反應(yīng)部位：胞漿：胞漿糖酵解分為糖酵解分為兩個(gè)兩個(gè)階段階段 第一階段第一階段由葡萄糖分解成丙酮酸，稱之由葡萄糖分解成丙酮酸，稱之為糖酵解途徑。為糖酵解途徑。 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。（一）葡萄糖分解為丙酮酸（一）葡萄糖分解為丙酮酸（1 1）葡萄糖葡萄糖磷酸化為磷酸化為6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHOHHOHHOHHOHCH2HHOOHOHHOHHOHHOHCH2HOPATP ADP己糖激酶Mg2+GG-6-P（2

8、 2）6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)? 6磷酸果糖磷酸果糖OHOHHOHHOHHOHCH2HOPG-6-PF-6-P磷酸己糖 異構(gòu)酶OHCH2OHHCH2OHHHOHOOP二二 酮酮（3 3）6 6磷酸果糖磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)? 1，6 6二磷酸果糖二磷酸果糖F-6-POHCH2OHHCH2OHHHOHOOPF-1,6-BPOHCH2HCH2OHHHOHOOPOPATP ADPMg2+磷酸果糖激酶（4 4）磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2 2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖F-1,6-BPCH2C OCHHOCOHHCOHHCH2OPOPCH2C OOPCHOCHOHCH2OPCH2OH+醛縮酶

9、磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛（5 5）磷酸丙糖磷酸丙糖同分異構(gòu)化同分異構(gòu)化CH2C OOPCHOCHOHCH2OPCH2OH磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶（6 6）3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化為氧化為1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸fasfasdfsdfsCHOCHOHCH2OP3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H +Pi3-磷酸甘油醛 脫氫酶CCHOHCH2OPOOP1，3-二磷酸甘油酸（7 7）1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COO- -CHOHCH2OP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 激酶CCHOHCH2OPOOP1，3-二磷酸

10、甘油酸ADP ATP（8 8）3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COO- -CHOHCH2OP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 變位酶COO- -CHCH2OHOP2-磷酸甘油酸（9 9）2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮磷酸烯醇式丙酮酸酸(PEP)(PEP)COO- -CHCH2OHOP2-磷酸甘油酸COO- -CCH2O磷酸烯醇式 丙酮酸P+ H2O烯醇化酶（1010）PEPPEP轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成丙酮酸（丙酮酸（pyruvatepyruvate) )，并，并通過底物水平磷酸化生成通過底物水平磷酸化生成ATPATP。COO- -CCH3ADP ATP

11、COO- -CCH2OPEPP丙酮酸激酶O丙酮酸（二）（二）丙酮酸丙酮酸轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成乳酸乳酸NADH+H+來自于來自于3-3-磷酸甘油醛脫氫。磷酸甘油醛脫氫。 COOHC=OCH3乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(LDH) NADH + H+ NAD+ COOHCHOHCH3丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 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 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 磷酸二羥丙酮磷酸二

12、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 E2E1E3NADH+H+ 糖糖酵酵解解的的代代謝謝途途徑徑糖酵解小結(jié)糖酵解小結(jié)反應(yīng)部位：反應(yīng)部位：胞漿胞漿糖酵解是一個(gè)不需氧的糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能產(chǎn)能過程。過程。反應(yīng)全過程中有反應(yīng)全過程中有三步三步不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶F-6-P F-6-P ATPATPADPADPF-1,6-2PF-1,6-2P丙酮酸激酶丙酮酸激酶 PEP PEPADPADPATPATP丙酮酸丙酮酸己糖激酶己糖激酶 G GATPATPADPADPG-6-PG-6-P 產(chǎn)能方

13、式和數(shù)量產(chǎn)能方式和數(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ATPATP數(shù)量：數(shù)量：2 22-22-22ATP2ATP終產(chǎn)物乳酸的去路：終產(chǎn)物乳酸的去路： 釋放入血，進(jìn)肝臟再進(jìn)一步代謝。釋放入血，進(jìn)肝臟再進(jìn)一步代謝。 分解利用分解利用 乳酸循環(huán)（糖異生）乳酸循環(huán)（糖異生） 除葡萄糖外，其他己糖也可轉(zhuǎn)變成除葡萄糖外，其他己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖磷酸己糖而進(jìn)入糖酵解途徑。而進(jìn)入糖酵解途徑。甘露糖甘露糖己糖激酶己糖激酶葡萄糖葡萄糖半乳糖半乳糖半乳糖激酶半乳糖激酶1 1磷酸半乳糖磷酸半乳糖ATPADPATP變位酶變位酶G-6-P6磷酸甘露糖磷酸甘露糖F-6-P變位酶變位酶己糖激酶己糖激

14、酶果糖果糖丙酮酸丙酮酸F-1,6-2PADP1 1磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖二、糖酵解的調(diào)節(jié)二、糖酵解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 己糖激酶己糖激酶 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -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(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) （一）（一）6 6磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 1別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：AMPAMP、ADPADP、F-1,6-2PF-1,6-2P、F-2,6-2PF-2,6-2P別構(gòu)抑制劑：檸檬酸、別構(gòu)抑制劑：檸檬酸、ATPATP（高濃度）（高濃度） F-1,6-2PF-1,6-2P正反饋調(diào)節(jié)該酶正反饋調(diào)節(jié)該酶 此酶有兩個(gè)結(jié)合此酶有

15、兩個(gè)結(jié)合ATPATP的部位：的部位：活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）（二）丙酮酸激酶（二）丙酮酸激酶1 1、別構(gòu)調(diào)節(jié)、別構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：1,61,6二磷酸果糖二磷酸果糖 別構(gòu)抑制劑：別構(gòu)抑制劑：ATPATP、丙氨酸、丙氨酸2 2、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)、共價(jià)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 ADP 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PPKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein

16、kinase A)CaM：鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白（三）己糖激酶或葡萄糖激酶（三）己糖激酶或葡萄糖激酶6 6磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝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。葡萄糖激酶不受其抑制。長鏈脂肪酰長鏈脂肪酰CoACoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。三、糖酵解的生理意義三、糖酵解的生理意義糖酵解是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要糖酵解是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。供能途徑。 無線粒體細(xì)胞，如：紅細(xì)胞無線粒體細(xì)胞，如：紅細(xì)胞 代謝活躍的細(xì)胞：如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞代謝活躍的細(xì)胞：如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞糖酵解是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方糖酵

17、解是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式式第第 三三 節(jié)節(jié)糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation ofAerobic Oxidation of CarbohydrateCarbohydrate 概念：概念： 糖的有氧氧化指在機(jī)體氧供應(yīng)充足時(shí)，葡糖的有氧氧化指在機(jī)體氧供應(yīng)充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成萄糖徹底氧化成H2O和和CO2，并釋放出，并釋放出能量能量的的過程，是機(jī)體主要供能方式。過程，是機(jī)體主要供能方式。部位：胞液及線粒體部位：胞液及線粒體一、有氧氧化的反應(yīng)過程一、有氧氧化的反應(yīng)過程 第一階段：酵解途徑第一階段：酵解途徑 第二階段：第二階段：丙酮酸的氧化脫丙酮酸的氧化脫羧羧

18、 第四階段：第四階段：氧化磷酸化氧化磷酸化G（Gn） 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoACoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循環(huán)循環(huán) 胞液胞液 線粒體線粒體 第三階段：第三階段：三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)（一）丙酮酸的氧化脫羧（一）丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoACoA（acetylCoAacetylCoA）。）?？偡磻?yīng)式總反應(yīng)式COO- -CCH3NAD+NADH+H +O丙酮酸CH3C丙酮酸脫氫酶 復(fù)合體乙酰OSCoACoA+ HSCoA+ CO2丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成 酶酶 輔酶輔

19、酶E E1 1：丙酮酸脫羧酶：丙酮酸脫羧酶E E2 2：二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶：二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶E E3 3：二氫硫辛酸脫氫酶：二氫硫辛酸脫氫酶 TPP 硫辛酸硫辛酸 HSCoA FAD, NAD+SSL丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系NADNAD+ + +H+H+ +丙酮酸丙酮酸脫羧酶脫羧酶FADFAD硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛二氫硫辛酸脫氫酶酸脫氫酶COCO2 2乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸二氫硫辛酸二氫硫辛酸NADNAD+ + +H+H+ +TPPTPP硫辛酸硫辛酸CoASHCoASHNADNAD+ +CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoAO O（二）三羧酸循環(huán)（二）三羧酸循環(huán)概

20、述概述 由乙酰由乙酰CoACoA與草酰乙酸縮合成含三個(gè)羧基的與草酰乙酸縮合成含三個(gè)羧基的檸檬酸開始，經(jīng)過一連串的代謝反應(yīng)，使一分子檸檬酸開始，經(jīng)過一連串的代謝反應(yīng)，使一分子乙酰基徹底氧化，再生成草酰乙酸而形成一個(gè)循乙?；鶑氐籽趸?，再生成草酰乙酸而形成一個(gè)循環(huán)，稱為三羧酸循環(huán)（環(huán)，稱為三羧酸循環(huán)（Tricarboxylic Acid Tricarboxylic Acid Cycle,TCACycle,TCA），又稱檸檬酸循環(huán)），又稱檸檬酸循環(huán). . 反應(yīng)部位反應(yīng)部位 所有反應(yīng)均在所有反應(yīng)均在線粒體線粒體中進(jìn)行。中進(jìn)行。TCATCA第一階段：檸檬酸生成第一階段：檸檬酸生成H2O草酰乙酸草酰乙酸 O

21、CH3-C-SCoACoASHH2O檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶順烏頭順烏頭酸酶酸酶順烏頭酸酶順烏頭酸酶TCATCA第二階段：氧化脫羧第二階段：氧化脫羧CO2GDPPiGTPNAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+CoASH異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶CO2 酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體脫氫酶復(fù)合體琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶TCATCA第三階段：草酰乙酸再生第三階段：草酰乙酸再生FAD FADH2H2ONAD+NADH+H+草酰乙酸草酰乙酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP

22、+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)小結(jié)小結(jié)三羧酸循環(huán)的三羧酸循環(huán)的概念概念：指乙酰：指乙酰輔酶輔酶A A和和草酰草酰乙酸乙酸縮合生成含有三個(gè)羧基的縮合生成含有三個(gè)羧基的檸檬酸檸檬酸，反復(fù)，反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧，又生成的進(jìn)行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸草酰乙酸，再重復(fù)，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程。循環(huán)反應(yīng)的過程。TACTAC過程的反應(yīng)部位是過程的反應(yīng)部位是線粒體線粒體。三羧酸循環(huán)小結(jié)：三羧酸循環(huán)小結(jié)：Reducing equivalents 三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)：經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)：經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，消耗一分子乙酰消耗

23、一分子乙酰CoA經(jīng)歷四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化經(jīng)歷四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化生成生成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。關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶關(guān)鍵酶有：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整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。整個(gè)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)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

24、，同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)物不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化成為樣中間產(chǎn)物不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化成為CO2和和H2O。 表面上看來，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草表面上看來，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)中是不會被消耗的，它可以酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會被消耗的，它可以反復(fù)利用，但是，反復(fù)利用，但是，機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系，相互配機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系，相互配合的，合的，TACTAC中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他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。物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。 例如

25、：草酰乙酸例如：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 檸檬酸檸檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 機(jī)體糖供應(yīng)不足時(shí)，可能引起機(jī)體糖供應(yīng)不足時(shí)，可能引起TAC運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這時(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步時(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙酰生成乙酰CoA進(jìn)入進(jìn)入TAC氧化分解。氧化分解。 NAD NADH+H+ CO2 蘋果酸蘋果酸 丙酮酸丙酮酸 蘋果酸酶蘋果酸酶 CO2 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸脫羧酶草酰乙酸脫羧酶所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充其來源如下：其來源如下：天冬

26、氨酸天冬氨酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶CO2檸檬酸檸檬酸蘋果酸蘋果酸NAD+NADH+H+蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶乙酰乙酰CoA檸檬酸檸檬酸裂解酶裂解酶谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸草草酰酰乙乙酸酸丙酮酸丙酮酸2 2、三羧酸循環(huán)的生理意義、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)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；是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；為其他物質(zhì)代謝提供小分子前體；為其他物質(zhì)代謝提供小分子前體；為呼吸鏈提供為呼吸鏈提供H+e。NADH+H+ H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O 二、有氧氧化生成的二、有氧氧化生

27、成的ATPATP呼吸鏈呼吸鏈 H+e進(jìn)入進(jìn)入呼吸鏈呼吸鏈徹底氧化生成徹底氧化生成H2O的同時(shí)的同時(shí)ADP耦聯(lián)磷酸化生成耦聯(lián)磷酸化生成ATP。葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP ATP 反反應(yīng)應(yīng)輔輔 酶酶ATP 第第一一階階段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖-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NAD+ 2 3或或2 2* 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2 1 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 1 第二階段第二階段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙

28、酰乙酰CoA2 3 第第三三階階段段2異檸檬酸異檸檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 3 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 3 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 2 2蘋果酸蘋果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ 2 3 凈生成凈生成38(或或36)ATP NAD+ NAD+ NAD+ 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(jī)體產(chǎn)能糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑最主要的途徑，它，它不僅不僅產(chǎn)能效率高產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成分次釋放，相當(dāng)一部分形成ATPA

29、TP，所以能量的，所以能量的利用率也高利用率也高。簡言之，即簡言之，即“供能供能”三、有氧氧化的調(diào)節(jié)三、有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 酵解途徑：酵解途徑：己糖激酶己糖激酶 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)：檸檬酸合酶檸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1 1、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體（1 1）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CoACoA；NADHNADH；ATPATP別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：AMPA

30、MP、ADPADP、NADNAD+ +乙酰乙酰CoA/HSCoACoA/HSCoA增高或增高或NADH/NADNADH/NAD+ +增高時(shí)，其活增高時(shí)，其活性也受到抑制。性也受到抑制。（2 2）共價(jià)修飾調(diào)節(jié)）共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 主要是對關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié) 第第 四四 節(jié)節(jié) 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 Pentose Phosphate PathwayPentose Phosphate Pathway概念概念由葡萄糖生成由葡萄糖生成磷酸戊糖磷酸戊糖及及NADPH+HNADPH+H+ +，前者，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-6-磷酸果糖磷酸果糖的的反應(yīng)過程。反應(yīng)過程。細(xì)胞定

31、位：細(xì)胞定位：胞胞 液液 第一階段：氧化反應(yīng)第一階段：氧化反應(yīng)反應(yīng)過程反應(yīng)過程 第二階段：非氧化反應(yīng)第二階段：非氧化反應(yīng)一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程催化第一步脫氫反應(yīng)的催化第一步脫氫反應(yīng)的6 6磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶是是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。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NADPNADP+ +接受生成接受生成NADPH+HNADPH+H+ +反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。物。5 5磷酸核糖磷酸核糖CO2NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+G-6-PG-6-P

32、 2 2、基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)、基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)每每3分子分子6磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過系列反應(yīng)中，通過3C、4C、6C、7C等演變等演變階段，最終生成階段，最終生成3磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6磷酸果磷酸果糖。糖。3磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6磷酸果糖，可以進(jìn)入酵磷酸果糖，可以進(jìn)入酵解途徑，因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁解途徑，因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路。路。磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑第第一一階階段段 第第二二階階段段 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-磷酸赤蘚糖磷酸

33、赤蘚糖 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 C36-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 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶 CO2 磷酸戊糖途徑總反應(yīng)式磷酸戊糖途徑總反應(yīng)式： 3G-6-P+6NADP+ 2F-6-P +3-磷酸甘油醛 + 6NADPH +H+ + 3CO2 二、磷酸戊糖途徑的

34、調(diào)節(jié)二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)6 6磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定低決定6 6磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。量。此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH/NADPNADPH/NADP+ +比值比值的影響，比的影響，比值升高則酶被抑制，降低則酶被激活。另外值升高則酶被抑制，降低則酶被激活。另外NADPHNADPH對該酶有強(qiáng)烈抑制作用。對該酶有強(qiáng)烈抑制作用。三、磷酸戊糖途徑的生理意義三、磷酸戊糖途徑的生理意義1 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。 2 2提供提供NAD

35、PHNADPH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)。 NADPHNADPH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； NADPHNADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；NADPHNADPH用于維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)。用于維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)。第第 五五 節(jié)節(jié) 糖糖 異異 生生GluconeogenesisGluconeogenesis從非糖化合物（如乳酸、甘油、丙酮從非糖化合物（如乳酸、甘油、丙酮酸、生糖氨基酸等）轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?、生糖氨基酸等）轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱為糖異生。的過程稱為糖異生。* * 器官定位：器官定位：肝、腎肝、腎* * 原料

36、原料* * 概念概念 細(xì)胞定位：細(xì)胞定位：胞漿及線粒體胞漿及線粒體主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸一、糖異生途徑一、糖異生途徑定義定義 糖異生途徑是指從丙酮酸生成葡萄糖異生途徑是指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。糖的具體反應(yīng)過程。過程過程糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；有的、可逆的；酵解途徑中有酵解途徑中有3 3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，必須由另外的反逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，必須由另外的反應(yīng)和酶代替。應(yīng)和酶代替。1. 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( (PE

37、PPEP) )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)(pyruvate carboxylase)，輔酶為生物素（線粒體）輔酶為生物素（線粒體） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（線粒體磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（線粒體 / / 胞液）胞液）丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路PEPADPATP草酰乙酸丙酮酸羧化酶ADP+Pi ATP CO2生物素GTPGDPCO2PEP羧激酶丙酮酸激酶COO- -CCH3COO- -CHCH2OPO丙酮酸COO- -CCH2OCOOH（線粒體）（線粒體，胞液）草

38、酰乙酸的轉(zhuǎn)運(yùn)草酰乙酸的轉(zhuǎn)運(yùn)糖異生途徑所需糖異生途徑所需NADH+HNADH+H+ +的來源的來源 糖異生途徑中，糖異生途徑中，1 1，3 3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸生成生成3 3磷酸甘油醛時(shí)，需要磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+HNADH+H+ +。由乳酸為原料異生糖時(shí)，由乳酸為原料異生糖時(shí)， NADH+HNADH+H+ +由由下述反應(yīng)提供。下述反應(yīng)提供。 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸LDHNAD+ NADH+H+ 由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)， NADH+HNADH+H+ +則由則由線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)NADH+HNADH+H+ +提供，它們來自于脂肪酸的提供，它們來自于脂肪酸的

39、氧氧化或三羧酸循環(huán)，化或三羧酸循環(huán)， NADH+HNADH+H+ +轉(zhuǎn)運(yùn)則通過草酰乙酸與轉(zhuǎn)運(yùn)則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。NAD+NADH+H+NADH+H+草酰草酰乙酸乙酸蘋果酸蘋果酸蘋果酸蘋果酸草酰草酰乙酸乙酸NAD+胞漿胞漿線粒體線粒體2 2、1,6-1,6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿峁寝D(zhuǎn)變?yōu)?-6-磷酸果磷酸果糖糖1,6-二磷酸二磷酸 果糖果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶 3 3、6-6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖磷酸葡萄糖水解為葡萄糖 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 非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途

40、徑非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑（1 1）糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物）糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物生糖氨基酸生糖氨基酸 酮酸酮酸甘油甘油 磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸（2）上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，）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。異生為葡萄糖或糖原。NH22H二、糖異生的調(diào)節(jié)二、糖異生的調(diào)節(jié)在前面的三在前面的三個(gè)反應(yīng)過程個(gè)反應(yīng)過程中，分別由中，分別由不同酶催化不同酶催化兩個(gè)單向反兩個(gè)單向反應(yīng)使兩種底應(yīng)使兩種底物互變的循物互變的循環(huán)稱之為環(huán)稱之為“底物循環(huán)底物循環(huán)”。6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸

41、果糖 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-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 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶羧激酶GDP+Pi +CO2 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 ATP ADP 6-磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶-1 Pi 果糖雙磷果糖雙磷 酸酶酸酶-1 2,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 AMP 1 1、

42、6-6-磷酸果糖與磷酸果糖與1,6-1,6-雙磷酸果糖之間雙磷酸果糖之間 2 2、磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間PEP 丙丙 酮酮 酸酸 ATP ADP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 丙氨酸丙氨酸 乙乙 酰酰 CoA 草酰乙酸草酰乙酸 三、糖異生的生理意義三、糖異生的生理意義（一）維持血糖濃度恒定（一）維持血糖濃度恒定 （二）補(bǔ)充肝糖原（二）補(bǔ)充肝糖原 （三）調(diào)節(jié)酸堿平衡（三）調(diào)節(jié)酸堿平衡 第第 六六 節(jié)節(jié) 糖原的合成與分解糖原的合成與分解動物體內(nèi)糖的儲存形式之一，是機(jī)體能迅速動物體內(nèi)糖的儲存形式之一，是機(jī)體能迅速動用的能量儲備。動用的能量儲備。

43、肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180180300g300g，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，7070100g100g，維持血糖水平，維持血糖水平 糖糖 原原 (glycogen)(glycogen)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 糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義HOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHHOHHOHCH2OHHOHOHHOHCH2OHHOOHOHOHHOHHOHCH2OHHO -1,4-糖苷鍵糖苷鍵還原端還原端 -1

44、,6-糖苷鍵糖苷鍵非還原端非還原端一、糖原的合成代謝一、糖原的合成代謝 （二）合成部位（二）合成部位（一）定義（一）定義由葡萄糖合成糖原的過程由葡萄糖合成糖原的過程器官定位：肝臟、肌肉器官定位：肝臟、肌肉細(xì)胞定位：胞漿細(xì)胞定位：胞漿1 1、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） （三）糖原合成途徑（三）糖原合成途徑 1- 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2 2、6-6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 * * UDPGUDPG：“活性葡萄糖活性葡萄糖”UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3 3、1- 1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷