八章節(jié)糖代謝PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1八章節(jié)糖代謝八章節(jié)糖代謝第第 一一 節(jié)節(jié)概概 述述第1頁(yè)/共152頁(yè)1. 氧化供能氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、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。核苷等物質(zhì)的原料。3. 作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分這是糖的主要功能。這是糖的主要功能。2. 其他物質(zhì)的原料其他物質(zhì)的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。第2頁(yè)/共152頁(yè)二、糖的消化吸收是在小腸進(jìn)行的二、糖的消化吸收是在小腸進(jìn)行的（一）糖的消化（一）糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉、人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)物糖原

2、以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡動(dòng)物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以萄糖等，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，少量在口腔第3頁(yè)/共152頁(yè)淀粉淀粉 麥芽糖麥芽糖+麥芽三糖麥芽三糖 （40%） （25%）-極限糊精極限糊精+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 - -葡糖苷酶葡糖苷酶 - -極限糊精酶極限糊精酶 消化過程消化過程 腸粘膜腸粘膜上皮細(xì)上皮細(xì)胞刷狀胞刷狀緣緣 胃胃 口腔口腔 腸腔腸腔 胰液中的胰液中的- -淀粉酶淀粉酶 第4頁(yè)/共152頁(yè)食物中含有的大量纖維素，因人體食物中含有的大

3、量纖維素，因人體內(nèi)無內(nèi)無 - -糖苷酶而不能對(duì)其分解利用，但糖苷酶而不能對(duì)其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動(dòng)等作用，也是維持健卻具有刺激腸蠕動(dòng)等作用，也是維持健康所必需。康所必需。第5頁(yè)/共152頁(yè)（二）糖的吸收（二）糖的吸收1. 吸收部位吸收部位 小腸上段小腸上段 2. 吸收形式吸收形式 單單 糖糖 第6頁(yè)/共152頁(yè)ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵小腸粘膜細(xì)胞小腸粘膜細(xì)胞 腸腸腔腔 門靜脈門靜脈 3. 吸收機(jī)制吸收機(jī)制Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dependent glucose transporter, SGLT)刷狀緣刷狀緣 細(xì)胞內(nèi)膜細(xì)胞內(nèi)膜 第7

4、頁(yè)/共152頁(yè)4. 吸收途徑吸收途徑 小腸腸腔小腸腸腔 腸粘膜上皮細(xì)胞腸粘膜上皮細(xì)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(xì)胞各種組織細(xì)胞 GLUT GLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter)第8頁(yè)/共152頁(yè) 葡萄糖吸收入血后，依賴一類葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖吸收入血后，依賴一類葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（體（glucose transporter, GLUT）而進(jìn)入）而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)代謝細(xì)胞內(nèi)代謝。第9頁(yè)/共152頁(yè) 葡萄糖葡萄糖 酵解途徑酵解途徑 丙酮丙酮酸酸 有氧有氧 無無氧氧 H2O+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

5、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 葡萄糖代謝概況葡萄糖代謝概況第10頁(yè)/共152頁(yè)第11頁(yè)/共152頁(yè)* 糖酵解糖酵解(glycolysis)：* 乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵(lactic acid fermentation)：在缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)酵解生成的丙酮在缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)酵解生成的丙酮酸還原為乳酸酸還原為乳酸(lactate) 。 一分子葡萄糖裂解為兩分子丙酮酸的過程一分子葡萄糖裂解為兩分子丙酮酸的過程。 * 乙醇發(fā)酵乙醇發(fā)酵(ethanol fermentation)：

6、在某些植物、脊椎動(dòng)物組織和微生物，酵在某些植物、脊椎動(dòng)物組織和微生物，酵解產(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己徒猱a(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己虲O2，即乙醇發(fā)酵，即乙醇發(fā)酵。* 有氧氧化有氧氧化(aerobic oxidation)：在有條件下，需氧生物和哺乳動(dòng)物組織內(nèi)在有條件下，需氧生物和哺乳動(dòng)物組織內(nèi)的丙酮酸徹底氧化分解為的丙酮酸徹底氧化分解為CO2和和H2O，即糖的有，即糖的有氧氧化氧氧化 。 第12頁(yè)/共152頁(yè)* 糖酵解糖酵解(glycolysis)：* 糖酵解的反應(yīng)部位：糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿胞漿在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為的過程稱之為糖酵解

7、糖酵解。 第13頁(yè)/共152頁(yè) 第一階段第一階段 第二階段第二階段* 糖酵解分為兩個(gè)階段糖酵解分為兩個(gè)階段由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱，稱之為之為酵解途徑酵解途徑(glycolytic pathway)。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。第14頁(yè)/共152頁(yè)1. 葡萄糖葡萄糖磷酸化成為磷酸化成為6-磷酸葡糖磷酸葡糖ATP ADPMg2+ 己糖激酶己糖激酶(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-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

8、磷酸二羥丙酮羥丙酮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 O CH2HO H HOOHH OH H OH H H6-磷酸葡糖磷酸葡糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H第15頁(yè)/共152頁(yè)哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶種己糖激酶同工酶，分別稱為同工酶，分別稱為至至型。型。肝細(xì)胞中存在的是肝細(xì)胞中存在的是型，稱為葡糖激酶型，稱為葡糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是：。它的特點(diǎn)是：對(duì)葡萄糖的親和力很低對(duì)葡萄糖

9、的親和力很低受激素調(diào)控受激素調(diào)控 第16頁(yè)/共152頁(yè)2. 6-磷酸葡糖磷酸葡糖轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖磷酸果糖 己糖異構(gòu)己糖異構(gòu)酶酶 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羥丙酮羥丙酮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-磷酸葡糖磷酸葡糖 P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P)第17頁(yè)/共152頁(yè)

10、3. 6-磷酸果糖磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-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羥丙酮羥丙酮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-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1，PFK-1)6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖(1, 6-fructose-biphospha

11、te, F-1,6-2P)第18頁(yè)/共152頁(yè)CH2OHOCCCCCH2OOHOHOHHHP PP P1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 4. 磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 醛縮酶醛縮酶(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羥丙酮羥丙酮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羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +CHOCHOHCHOHOHCH2PO

12、CH2P POCH2OHCOCH2POCH2P PO第19頁(yè)/共152頁(yè)5. 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)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羥丙酮羥丙酮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異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 (triose phosphate isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2PO

13、CH2P PO磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 CH2OHCOCH2POCH2P PO第20頁(yè)/共152頁(yè)第21頁(yè)/共152頁(yè)6. 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化為氧化為1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶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羥丙酮羥丙酮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-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶(glycerald

14、ehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 O=CCOHCH2POP POP PO第22頁(yè)/共152頁(yè)ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 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羥丙酮羥丙酮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1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸O=

15、CCOHCH2POP POP PO3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase) 第23頁(yè)/共152頁(yè)第24頁(yè)/共152頁(yè)8. 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶變位酶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羥丙酮羥丙酮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

16、酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCCH2POP POOHOH第25頁(yè)/共152頁(yè)9. 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖崃姿嵯┐际奖?烯醇化酶烯醇化酶(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羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸

17、磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCCH2POP POOHOH+ H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phospho-enolpyruvate, PEP)COOHCCH2P PO第26頁(yè)/共152頁(yè)ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(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羥丙酮羥丙酮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

18、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， 并并通過底物水平磷酸化生成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 COOHCCH2P PO丙酮酸丙酮酸 COOHC=OCH3 這是酵解途徑中的第二次底物水平這是酵解途徑中的第二次底物水平磷酸化。磷酸化。第27頁(yè)/共152頁(yè)丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 反應(yīng)中的反應(yīng)中的NADH+HNADH+H+ + 來自于上述第來自于上述第6 6步反應(yīng)中的步反應(yīng)中的 3- 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(LDH) NADH + H+ NAD+ COOHCHOHCH3COOHC=OCH3第28頁(yè)/共152頁(yè)E

19、1: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, 6-2PATP 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+ 第29頁(yè)/共152頁(yè)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

20、 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) 第30頁(yè)/共152頁(yè)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：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） 此酶有二個(gè)結(jié)合此酶有二個(gè)結(jié)合ATP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)） F-1,6-2P 正反饋調(diào)節(jié)該酶正反饋調(diào)節(jié)該酶 第31頁(yè)/共152頁(yè) F-2,6-2P 是是6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1最強(qiáng)的變構(gòu)激活劑。最強(qiáng)的變構(gòu)激活劑。 6

21、-磷酸果糖磷酸果糖F-2,6-2P6-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-2 F-2,6-2P的作用是與的作用是與AMP一起取消一起取消ATP、檸檬酸對(duì)、檸檬酸對(duì)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。 第32頁(yè)/共152頁(yè)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 +/+AMP +檸檬酸檸檬酸 AMP +檸檬酸檸檬酸 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

22、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 目目 錄錄第33頁(yè)/共152頁(yè)（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)點(diǎn)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, 丙氨酸丙氨酸別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖第34頁(yè)/共152頁(yè)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 ki

23、nase A)CaM：鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白第35頁(yè)/共152頁(yè)* 6-磷酸葡糖磷酸葡糖可反饋抑制己糖激酶，但肝可反饋抑制己糖激酶，但肝葡糖激酶不受其抑制。葡糖激酶不受其抑制。* 長(zhǎng)鏈脂肪酰長(zhǎng)鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡糖激酶?？蓜e構(gòu)抑制肝葡糖激酶。第36頁(yè)/共152頁(yè)第37頁(yè)/共152頁(yè)第38頁(yè)/共152頁(yè)第39頁(yè)/共152頁(yè)葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和CO2的反應(yīng)過程稱為有氧氧化的反應(yīng)過程稱為有氧氧化(aerobic oxidation)。* * 部位部位：胞液及線粒體胞液及線粒體 第40頁(yè)/共152頁(yè)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

24、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)和第三階段：三羧酸循環(huán)和氧化磷酸氧化磷酸化化 G丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TCA循環(huán)循環(huán)胞胞液液 線線粒粒體體 第41頁(yè)/共152頁(yè)（二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰（二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA總反應(yīng)式總反應(yīng)式: 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合丙酮酸脫氫酶復(fù)合體體 (acetyl CoA)第42頁(yè)/共152頁(yè)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E1：丙酮酸脫氫酶：丙

25、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HSCoANAD+ 輔輔 酶酶 TPP 硫辛酸（硫辛酸（ ) HSCoA FAD, NAD+SSL第43頁(yè)/共152頁(yè)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程：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丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP。 2. 由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛催化形成乙酰硫辛酰胺酰胺-E2。3. 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化生成乙酰催化生成乙酰CoA, 同時(shí)使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為同時(shí)使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為

26、2個(gè)巰基。個(gè)巰基。4. 二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時(shí)將氫傳遞給脫氫，同時(shí)將氫傳遞給FAD。5. 在二氫硫辛酰胺脫氫酶在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將催化下，將FADH2上上的的H轉(zhuǎn)移給轉(zhuǎn)移給NAD+，形成，形成NADH+H+。第44頁(yè)/共152頁(yè)CO2 CoASHNAD+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 目目 錄錄第45頁(yè)/共152頁(yè)第46頁(yè)/共152頁(yè)第47頁(yè)/共

27、152頁(yè)NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 三羧酸循環(huán)一次最終共生成三羧酸循環(huán)一次最終共生成10個(gè)個(gè)ATP。 1mol葡萄糖徹底氧化生成葡萄糖徹底氧化生成CO2和和H2O，可凈，可凈生成生成30或或32molATP。第48頁(yè)/共152頁(yè)*獲得獲得ATP的數(shù)量取決于還原當(dāng)量進(jìn)入線粒體的穿梭機(jī)制。的數(shù)量取決于還原當(dāng)量進(jìn)入線粒體的穿梭機(jī)制。葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的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- 磷酸葡糖磷酸葡糖-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

28、,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+ 3或或5*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 乙酰乙酰CoA2 2.5 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 2.5 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 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 1.5 2蘋果酸蘋果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ 2 2.5 凈生成凈生成30或或32NAD+ NAD+ NAD+ 第49頁(yè)/共1

29、52頁(yè)簡(jiǎn)言之，即“供能”第50頁(yè)/共152頁(yè)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此處主要敘述丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)。此處主要敘述丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)。第51頁(yè)/共152頁(yè)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/

30、HSCoA 或或 NADH/NAD+ 時(shí)，其時(shí)，其活性也受到抑制。活性也受到抑制。第52頁(yè)/共152頁(yè)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 目目 錄錄第53頁(yè)/共152頁(yè)ATP/ADP或或ATP/AMP比值升高抑制有比值升高抑制有氧氧化，降低則促進(jìn)有氧氧化。氧氧化，降低則促進(jìn)有氧氧化。 ATP/AMP效果更顯著。效果更顯著。第54頁(yè)/共152頁(yè)* 概念概念* 機(jī)制機(jī)制 有氧時(shí)，有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進(jìn)入線立體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸丙酮酸進(jìn)入線立體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸; 缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，NADH+H+在胞在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受

31、體生成乳酸。漿濃度升高，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)指有氧氧化指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。抑制糖酵解的現(xiàn)象。第55頁(yè)/共152頁(yè)第56頁(yè)/共152頁(yè)第57頁(yè)/共152頁(yè)* * 細(xì)胞定位：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) 生成磷酸戊糖、生成磷酸戊糖、NADPH+H+及及CO2（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程可分為兩個(gè)階段（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程可分為兩個(gè)階段* * 反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段 第二階段則：非氧化反應(yīng)第二階段則：非氧化反應(yīng) 包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。 第58頁(yè)/共152頁(yè)C

32、CCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P6-磷酸葡糖酸磷酸葡糖酸 CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡糖脫氫酶磷酸葡糖脫氫酶6-磷酸葡糖酸脫氫酶磷酸葡糖酸脫氫酶CH2OH C O 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P6-磷酸葡糖酸內(nèi)酯磷酸葡糖酸內(nèi)酯 CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P1. 6-磷酸葡糖在氧化階段生成磷酸戊糖和磷酸葡糖在氧化階段生成磷酸戊糖和NADPH 5-磷酸核糖磷酸核糖 第59頁(yè)/共152頁(yè)G

33、-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 第60頁(yè)/共152頁(yè)2. 經(jīng)過基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)進(jìn)入糖酵解途徑經(jīng)過基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)進(jìn)入糖酵解途徑 C5C5C5C3C3C6C6C7C4第61頁(yè)/共152頁(yè) 一類是一類是轉(zhuǎn)酮醇酶（轉(zhuǎn)酮醇酶（transketolase）反應(yīng)）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移含含1個(gè)酮基、個(gè)酮基、1個(gè)醇基的個(gè)醇基的2碳基團(tuán)；接受體都是碳基團(tuán)；接受體都是醛糖。醛糖。 另一類是另一類是轉(zhuǎn)醛醇酶（轉(zhuǎn)醛醇酶（transaldolase）反應(yīng)）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移3碳單位；接受體也是醛糖。碳單位；接受體也是醛糖。 第62頁(yè)/共152頁(yè)5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖

34、(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木酮磷酸木酮糖糖 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 C3第63頁(yè)/共152頁(yè)第64頁(yè)/共152頁(yè)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 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

35、C36-磷酸葡糖磷酸葡糖(C6)3 6-磷酸葡糖酸內(nèi)酯磷酸葡糖酸內(nèi)酯(C6)3 6-磷酸葡糖酸磷酸葡糖酸(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-磷酸葡糖脫氫酶磷酸葡糖脫氫酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡糖酸脫氫酶磷酸葡糖酸脫氫酶 CO2第65頁(yè)/共152頁(yè)磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式：磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式： 36-磷酸葡糖磷酸葡糖 + 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 第66頁(yè)/共152頁(yè)第67頁(yè)/共152頁(yè)* * 6-磷酸葡糖脫氫酶磷酸葡糖脫氫酶

36、此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定的高低決定6-磷酸葡糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的磷酸葡糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。流量。此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH/NADP+比值比值的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外。另外NADPH對(duì)該酶有強(qiáng)烈抑制作用。對(duì)該酶有強(qiáng)烈抑制作用。第68頁(yè)/共152頁(yè)1. 1. 磷酸戊糖途徑為核苷酸的生成提供核糖磷酸戊糖途徑為核苷酸的生成提供核糖 2. 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）NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體；是體內(nèi)許多合成

37、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）的還原狀態(tài)。的還原狀態(tài)。 第69頁(yè)/共152頁(yè)2G-SH G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可以保護(hù)一些含，可以保護(hù)一些含-SH-SH基的蛋白質(zhì)或酶免受氧基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化劑，尤其是過氧化物的損害?；瘎绕涫沁^氧化物的損害。在紅細(xì)胞中還原型谷胱甘肽更具有重要在紅細(xì)胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保護(hù)紅細(xì)胞膜蛋白的完整性。作用。它可以保護(hù)紅細(xì)胞膜蛋

38、白的完整性。 第70頁(yè)/共152頁(yè)-磷酸葡糖磷酸葡糖1-磷酸葡糖磷酸葡糖UDPGUDPGA1-磷酸葡糖醛酸磷酸葡糖醛酸葡糖醛酸葡糖醛酸L-古洛糖酸古洛糖酸L-木酮糖木酮糖木糖醇木糖醇D-木酮糖木酮糖5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑第71頁(yè)/共152頁(yè)第72頁(yè)/共152頁(yè)第73頁(yè)/共152頁(yè)第74頁(yè)/共152頁(yè)是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量?jī)?chǔ)備。迅速動(dòng)用的能量?jī)?chǔ)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 第75頁(yè)

39、/共152頁(yè)1. 葡萄糖單元以葡萄糖單元以 -1,4-1,4-糖苷糖苷 鍵鍵形成長(zhǎng)鏈。形成長(zhǎng)鏈。2. 約約1010個(gè)葡萄糖單元處形成個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以分枝，分枝處葡萄糖以- -1,6-1,6-糖苷鍵糖苷鍵連接，連接，分支增加分支增加，溶解度增加。，溶解度增加。3. 每條鏈都終止于一個(gè)非還每條鏈都終止于一個(gè)非還原端原端. .非還原端增多，以利非還原端增多，以利于其被酶分解。于其被酶分解。目目 錄錄第76頁(yè)/共152頁(yè)糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成指由葡萄糖合成糖原的過程。糖原的過程。組織定位：主要在肝臟、肌肉組織定位：主要在肝臟、肌肉細(xì)胞定位

40、：胞漿細(xì)胞定位：胞漿第77頁(yè)/共152頁(yè)1. 葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡糖磷酸葡糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡糖激酶（肝）葡糖激酶（肝） 第78頁(yè)/共152頁(yè)1- 1-磷酸葡糖磷酸葡糖 磷酸葡糖變位酶磷酸葡糖變位酶 6- 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 2. 6-磷酸葡糖轉(zhuǎn)變成磷酸葡糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡糖磷酸葡糖 這步反應(yīng)中磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的意義在于：這步反應(yīng)中磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的意義在于：由于延長(zhǎng)形成由于延長(zhǎng)形成-1,4-糖苷鍵，所以糖苷鍵，所以葡萄糖分子葡萄糖分子C1上的半縮醛羥基必須活化上的半縮醛羥基必須活化，才利于與原來，才利于與原來的糖原分子末端

41、葡萄糖的游離的糖原分子末端葡萄糖的游離C4羥基縮合。羥基縮合。半縮醛羥基與磷酸基之間形成的半縮醛羥基與磷酸基之間形成的O-P鍵鍵具有較高的能量。具有較高的能量。第79頁(yè)/共152頁(yè)* UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。+UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3. 1- 磷酸葡糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡糖磷酸葡糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡糖2Pi+能量能量 1- 磷酸葡糖磷酸葡糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡糖尿苷二磷酸葡糖 ( uridine diphosphate glucose , U

42、DPG ) OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P第80頁(yè)/共152頁(yè)糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶( glycogen synthase ) UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4. -1,4-糖苷鍵式結(jié)合糖苷鍵式結(jié)合 第81頁(yè)/共152頁(yè)* 糖原糖原n 為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物糖原引物(primer)， 作為作為UDPG 上葡糖基的接上葡糖基的接受體。受體。 糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶(glyc

43、ogen synthase) 第82頁(yè)/共152頁(yè)糖原分枝的形成糖原分枝的形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷鍵糖苷鍵 -1,4-糖苷鍵糖苷鍵 目目 錄錄第83頁(yè)/共152頁(yè)葡萄糖葡萄糖6-葡萄葡萄糖糖ATP1-磷酸葡糖磷酸葡糖UDPGUTPPPi第84頁(yè)/共152頁(yè)近來人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為近來人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為蛋白蛋白-酪氨酸酪氨酸-葡糖基轉(zhuǎn)移酶（葡糖基轉(zhuǎn)移酶（glycogenin）的蛋白的蛋白質(zhì)。質(zhì)。Glycogenin可對(duì)其自身進(jìn)行共價(jià)修飾，將可對(duì)其自身進(jìn)行共價(jià)修飾，將UDP-葡糖分子的葡糖分子的C1結(jié)合到其酶分子的酪

44、氨酸殘基結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。子即成為糖原合成時(shí)的引物。糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子從何而來？糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子從何而來？第85頁(yè)/共152頁(yè)目目 錄錄第86頁(yè)/共152頁(yè)亞細(xì)胞定位：胞亞細(xì)胞定位：胞 漿漿 肝糖原的分解過程肝糖原的分解過程: : 糖原糖原n n+1+1 糖原糖原n n + 1- + 1-磷酸葡糖磷酸葡糖 磷酸化酶磷酸化酶 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

45、原分解成為葡萄糖的過程。分解成為葡萄糖的過程。第87頁(yè)/共152頁(yè)脫枝酶脫枝酶 (debranching enzyme)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 磷磷 酸酸 化化 酶酶 轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)移酶活性 -1,6糖糖苷苷酶活性酶活性 目目 錄錄第88頁(yè)/共152頁(yè) 1-磷酸葡糖磷酸葡糖 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 磷酸葡糖變位酶磷酸葡糖變位酶 3. 1-磷酸葡糖轉(zhuǎn)變成磷酸葡糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡糖磷酸葡糖 4. 6-磷酸葡糖水解生成葡萄糖磷酸葡糖水解生成葡萄糖 葡糖葡糖-6-磷酸酶磷酸酶 （肝，腎）（肝，腎）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 第8

46、9頁(yè)/共152頁(yè)第90頁(yè)/共152頁(yè) G-6-P的代謝去路的代謝去路G（補(bǔ)充血糖）（補(bǔ)充血糖）G-6-P F-6-P（進(jìn)入酵解途徑）（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡糖內(nèi)酯磷酸葡糖內(nèi)酯（進(jìn)入磷酸戊糖途徑）（進(jìn)入磷酸戊糖途徑） 葡糖醛酸葡糖醛酸（進(jìn)入葡糖醛酸途徑）（進(jìn)入葡糖醛酸途徑）小小 結(jié)結(jié) 反應(yīng)部位：胞漿反應(yīng)部位：胞漿 第91頁(yè)/共152頁(yè)(3) 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 磷酸葡糖變位酶磷酸葡糖變位酶 己糖己糖(葡

47、萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡糖葡糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 第92頁(yè)/共152頁(yè)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 這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)： 它們的快速調(diào)節(jié)有它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾共價(jià)修飾和和 別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。二種方式。 它們都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種它們都以活性、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。形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。第93頁(yè)/共152頁(yè)磷酸化酶磷酸化酶b 磷蛋白磷酸酶磷蛋白

48、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第94頁(yè)/共152頁(yè)第95頁(yè)/共152頁(yè) 糖原磷酸化酶還受變構(gòu)調(diào)節(jié)，葡萄糖是其糖原磷酸化酶還受變構(gòu)調(diào)節(jié)，葡萄糖是其變構(gòu)調(diào)節(jié)劑。變構(gòu)調(diào)節(jié)劑。 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)和和疏疏松型松型(R)，其中，其中T型型的的14位位Ser暴露，便于接受暴露，便于接受前述的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。前述的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。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 第96頁(yè)/共152頁(yè)糖原合酶糖原

49、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，磷酸化成糖原合酶b b后即失去活性。后即失去活性。 第97頁(yè)/共152頁(yè)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）+ 受受體體 ATP cAMP 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 糖原合酶糖原合酶-P PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白

50、磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 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） 第98頁(yè)/共152頁(yè)第99頁(yè)/共152頁(yè)肌肉內(nèi)糖原代謝的二個(gè)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(gè)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同: : 在糖原分解代謝時(shí)肝主要受在糖原分解代謝時(shí)肝主要受胰高血糖素胰高血糖素的調(diào)的調(diào)節(jié)，而肌肉主要受節(jié)，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)物主肌肉內(nèi)糖原合酶及磷酸化酶的變構(gòu)效應(yīng)物主要為要為AMP、ATP及及6-磷酸葡糖。磷酸葡

51、糖。 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bAMPATP及及6-磷酸葡糖磷酸葡糖 Ca2+的升高可引起肌糖原分解增加。的升高可引起肌糖原分解增加。 第100頁(yè)/共152頁(yè)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(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行：對(duì)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。調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)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(jià)修飾調(diào)節(jié)。：別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。 肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點(diǎn)：肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點(diǎn)： 如：分解肝糖原的激素主要為如：分解肝糖原的激素主要為胰高血糖素胰高血糖素， 分解肌糖原的激素主要為分解肌糖原

52、的激素主要為腎上腺素腎上腺素。 關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級(jí)聯(lián)效應(yīng)級(jí)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101頁(yè)/共152頁(yè)第102頁(yè)/共152頁(yè)糖異生糖異生(gluconeogenesis)是指從非是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。* * 部位部位* * 原料原料* * 概念概念 主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基

53、酸第103頁(yè)/共152頁(yè)* * 過程過程 酵解途徑中有酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。外的反應(yīng)和酶代替。 糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；應(yīng)是共有的、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羥丙酮羥丙酮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異生途徑糖異生

54、途徑(gluconeogenic pathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。反應(yīng)過程。第104頁(yè)/共152頁(yè)（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路轉(zhuǎn)變成磷酸（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸 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)，輔酶為生，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）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）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）第105頁(yè)/共152頁(yè)目目 錄錄第106頁(yè)/共

55、152頁(yè)草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體 出線粒體出線粒體 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸蘋果酸 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 出線粒體出線粒體 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 第107頁(yè)/共152頁(yè)丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化丙酮酸羧化酶酶 ATP + CO2ADP + Pi 蘋果酸蘋果酸 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 蘋果蘋果酸酸 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 線線粒粒體體胞胞液液

56、第108頁(yè)/共152頁(yè)糖異生途徑所需糖異生途徑所需NADH+H+的來源的來源 糖異生途徑中，糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時(shí)，需要磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+H+。 由乳酸為原料異生糖時(shí)，由乳酸為原料異生糖時(shí)， NADH+H+由下述由下述 反應(yīng)提供。反應(yīng)提供。乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 LDH NAD+ NADH+H+ 第109頁(yè)/共152頁(yè) 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+H+則由則由線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來自于脂酸的提供，它們來自于脂酸的-氧化或三羧酸循環(huán)，氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過草酰

57、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)。乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋果蘋果酸酸 線粒體線粒體 蘋果蘋果酸酸 草酰草酰乙酸乙酸草酰草酰乙酸乙酸NAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+ 胞漿胞漿 第110頁(yè)/共152頁(yè)（二）（二）1,6-1,6-雙磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)殡p磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶 （三）（三）6-6-磷酸葡糖水解為葡萄糖磷酸葡糖水解為葡萄糖6-磷酸葡糖磷酸葡糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 葡糖葡糖-6-磷酸酶磷酸酶 第111頁(yè)/共152頁(yè) 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

58、成糖代謝的中間產(chǎn)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 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 2H 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 第112頁(yè)/共152頁(yè)目目 錄錄第113頁(yè)/共152頁(yè)在前面的三在前面的三個(gè)反應(yīng)過程中，作個(gè)反應(yīng)過程中，作用物的互變分別由用物的互變分別由不同酶催化其單向不同酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之為環(huán)稱之為底物循環(huán)底物循環(huán)(substrate cycle)。6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 6-磷酸果糖激

59、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-磷酸葡糖磷酸葡糖 葡萄糖葡萄糖 葡糖葡糖-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 第114頁(yè)/共152頁(yè)因此，有必要通過調(diào)節(jié)使因此，有必要通過調(diào)節(jié)使糖異生途徑糖異生途徑與與酵解途徑酵解途徑相互協(xié)調(diào)，主要是對(duì)前述底物循環(huán)中相互協(xié)調(diào)，主要是對(duì)前述底物循環(huán)中的的后后2 2個(gè)底物循環(huán)個(gè)底物循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

60、進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，則不能將代謝向當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，則不能將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因分解釋放出能量，因而稱之為而稱之為無效循環(huán)無效循環(huán)(futile cycle)。第115頁(yè)/共152頁(yè)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 （一）第一個(gè)底物循環(huán)在（一）第一個(gè)底物循環(huán)在6-6-磷酸果糖與磷酸果糖與1,6-1,6-雙磷雙磷酸果糖之間進(jìn)行酸果糖之間進(jìn)行 二、糖異生的調(diào)節(jié)與糖酵解的調(diào)節(jié)彼此協(xié)調(diào)二、糖異生的調(diào)節(jié)與糖酵