_糖代謝醫(yī)學ppt課件

1、Metabolism of Carbohydrates目的與要求目的與要求學時：學時：5 5掌握：糖的無氧酵解、有氧氧化、磷酸無糖途徑的部位、原料、掌握：糖的無氧酵解、有氧氧化、磷酸無糖途徑的部位、原料、限速酶、能量生成與耗費、終產物、生理意義及主要調理方式限速酶、能量生成與耗費、終產物、生理意義及主要調理方式了解：糖原的分類及合成與分解了解：糖原的分類及合成與分解掌握：糖異生的概念、部位、原料、限速酶及生理意義掌握：糖異生的概念、部位、原料、限速酶及生理意義掌握：血糖的來源與去路及主要調理方式掌握：血糖的來源與去路及主要調理方式物質代謝途徑中的要點物質代謝途徑中的要點l部位部位l初始反響物原

2、料初始反響物原料l終產物終產物l重要的中間產物重要的中間產物l限速酶關鍵酶、限速步驟限速酶關鍵酶、限速步驟l能量的生成、耗費能量的生成、耗費l代謝途徑的生理意義代謝途徑的生理意義代謝途徑中的重要步驟代謝途徑中的重要步驟限速步驟限速步驟加氫、脫氫步驟加氫、脫氫步驟能量的生成和耗費步驟能量的生成和耗費步驟生成生成CO2CO2的步驟的步驟 概述概述一、糖的生理功能一、糖的生理功能1. 氧化供能氧化供能為腫瘤，愛滋病，及其他疾病的治療開為腫瘤，愛滋病，及其他疾病的治療開辟了新的方向辟了新的方向. . 2. 糖類具有構造功能糖類具有構造功能作為機體組織作為機體組織細胞的組成成分細胞的組成成分這是糖的主要

3、功能。這是糖的主要功能。3. 糖具有復雜的多方面的生物活性與功能糖具有復雜的多方面的生物活性與功能如糖是糖蛋白、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。二、糖的分類及其構造二、糖的分類及其構造OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OH葡萄糖葡萄糖(glucose) 已醛糖已醛糖果糖果糖(fructose) 已酮糖已酮糖 OHOHOHOHHHOHHOH1. 單糖單糖 不能再水解的糖。不能再水解的糖。OOHOHHOH2CHHOHHCH2OHOOHHHOHHOHHOHHCH2OHOHHHHOHOHOHHOH2COHOHOHOHHOHHHOH半乳糖

4、半乳糖(galactose) 已醛糖已醛糖 核糖核糖(ribose) 戊醛糖戊醛糖 OHHOHHOHOHOH2. 寡糖寡糖常見的幾種二糖有常見的幾種二糖有麥芽糖麥芽糖 (maltose) (maltose) 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖 (sucrose) 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖 (lactose) 葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連而成的各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連而成的短鏈構造，能水解生成幾分子單糖的糖。短鏈構造，能水解生成幾分子單糖的糖。3. 多糖多糖 由許多單糖分子縮合而成的長鏈由許多單糖分子縮合而成的長鏈構造，能水解生成多個分子單糖的構造

5、，能水解生成多個分子單糖的糖。糖。常見的多糖有常見的多糖有淀淀 粉粉 (starch)糖糖 原原 (glycogen)纖維素纖維素 (cellulose) (cellulose)淀粉淀粉直鏈淀粉直鏈淀粉 由由a-1,4a-1,4糖苷鍵相連而成的直鏈構造。糖苷鍵相連而成的直鏈構造。支鏈淀粉支鏈淀粉 由多個較短的由多個較短的a-1a-1，4 4糖苷鍵直鏈結合而成。糖苷鍵直鏈結合而成。每兩個短直鏈之間的銜接為每兩個短直鏈之間的銜接為a-1,6a-1,6糖苷鍵。糖苷鍵。淀粉淀粉 是植物中營養(yǎng)的儲存方式是植物中營養(yǎng)的儲存方式淀粉顆粒淀粉顆粒 糖原糖原 是動物體內葡萄糖的儲存方式是動物體內葡萄糖的儲存方式

6、 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 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+NADPH+H+H+淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 ATP ATP (adenosine triphosphate，腺嘌呤核苷三磷酸)腺苷三磷酸腺苷三磷酸AMPATPADP + Pi energyATPAMP + PPi energy Pi Pi+第第 二二 節(jié)節(jié)糖的無氧

7、氧化糖的無氧氧化-糖酵解糖酵解Glycolysis 一、糖酵解一、糖酵解 第一階段第一階段 第二階段第二階段* 糖酵解糖酵解(glycolysis)的定義的定義* 糖酵解分為兩個階段糖酵解分為兩個階段* 糖酵解的反響部位：胞漿糖酵解的反響部位：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)的的過程稱之為糖酵解。過程稱之為糖酵解。 由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之，稱之為糖酵解途徑為糖酵解途徑(glycolytic pathway)。丙酮酸在無氧條件下加氫復原為乳酸。丙酮酸在無氧條件下加氫復原為乳酸。1、葡萄糖磷酸化為、葡萄糖磷酸

8、化為6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖特點：耗費特點：耗費1分子分子ATP，反響不可逆。，反響不可逆。葡萄糖激酶肝葡萄糖激酶肝葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHMg2+ATPATP 已糖激酶已糖激酶ADPADPOHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2糖酵解過程的第一個限速酶糖酵解過程的第一個限速酶哺乳類動物體內已發(fā)現有哺乳類動物體內已發(fā)現有4種己糖激酶同種己糖激酶同工酶，分別稱為工酶，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，稱為葡萄糖激酶型，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的。它的特點是：特點是：對葡萄糖的親和力很低對葡萄糖的親和力很低受激素調控受激素調

9、控 糖糖 原原 (Gn)H3PO4磷酸化酶磷酸化酶OHOHOPOHOCH2OHOHOHO 糖糖 原原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸已糖異構酶磷酸已糖異構酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2(G-6-P (F-6-POHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH6-6-磷酸果糖磷酸果糖CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH

10、 (F-6-POHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-POOHOHADPADPATPATP 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 PFK1PFK1Mg2+2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADP,AMP+ATP 、檸檬酸、檸檬酸()第二個限速酶，第二個限速酶，也是最重要的也是最重要的限速酶限速酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮OHCH2COCH2OPOOHOHOHHOCCHCH2OPOOHOH1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH醛縮酶醛縮酶(5)(5)磷酸二羥丙酮轉變?yōu)榱姿岫u丙酮轉變?yōu)?- 3

11、-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸丙糖異構酶磷酸丙糖異構酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 CH2OHCOCH2POCH2P POOHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-BPG)3-3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOHHPO4 2-HPO4 2-糖酵解糖酵解中獨一的中獨一的脫氫反響脫氫反響+ NADH+H+NAD+NAD+OPO32-OPO32-6 6、3- 3-磷酸甘油醛氧化生成磷酸甘油醛氧化生成1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘

12、油酸3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸酸 (1,3-BPG)(1,3-BPG)OPO32-OPO32-ADPADPATPATP底物程度磷酸化底物程度磷酸化7 7、1,3-1,3-磷酸甘油酸的磷酸轉移磷酸甘油酸的磷酸轉移底物程度磷酸化(substrate level phosphorylation) 3-3-磷酸甘油磷酸甘油HOHOOCCHCH2OPOOHOH磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHHO-OOCCHCH2O-POOHOH

13、磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2POOHOH烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O9 9、 2- 2-磷酸甘油酸脫水成為磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸脫水成為磷酸烯醇式丙酮酸構成一個高能化合物構成一個高能化合物ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK )磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸COOHOHCH2C糖酵解過程的第三個限速酶糖酵解過程的第三個限速酶也是第二次底物程度磷酸化反響也是第二次底物程度磷酸化反響Mg2+, K+Mg2+,

14、K+丙酮酸丙酮酸OCH3COOHCNADH+H+ 乳酸乳酸HHOCH3COOHC乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 NAD +2丙酮酸丙酮酸2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2Pi2NADH+ 2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2O糖原糖原(Gn) 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiGn-1ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖酵酵解解過過程程

15、反響部位：胞液反響部位：胞液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 關鍵酶關鍵酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 最主要的調理位點最主要的調理位點 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 調理方式調理方式 別構調理能量程度、底物產物別構調理能量程度、底物產物 共價修飾調理共價修飾調理 激素，激素，磷酸化位點是絲氨酸殘基的羥基磷酸化位點是絲氨酸殘基的羥基* * 別構調理別構調理 別構激活劑：別構激活劑：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,

16、6-2PAMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P別構抑制劑：別構抑制劑： 檸檬酸檸檬酸; ATP; ATP高濃度高濃度 F-2,6-2P 是該酶最強的變構激是該酶最強的變構激活劑活劑 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 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 2、

17、丙酮酸激酶1) 別構調理別構調理別構抑制劑：別構抑制劑：ATP, 丙氨酸丙氨酸別構激活劑：別構激活劑：1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖2)共價修飾調理共價修飾調理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 kinase A)CaM：鈣調蛋白：鈣調蛋白( (三糖酵解的生理意義三糖酵解的生理意義1. 1. 迅速供能：是機體在缺氧情況下獲取能量的有效迅速供能：是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。方式。2. 生理供能：是某些細胞在氧供應

18、正常情況下生理供能：是某些細胞在氧供應正常情況下的重要供能途徑。的重要供能途徑。 無線粒體的細胞，如：紅細胞無線粒體的細胞，如：紅細胞 代謝活潑的細胞，如：白細胞、骨髓細胞代謝活潑的細胞，如：白細胞、骨髓細胞3. 病理供能：嚴重貧血、呼吸功能妨礙和循環(huán)功病理供能：嚴重貧血、呼吸功能妨礙和循環(huán)功 能妨礙。能妨礙。第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Aerobic Oxidation of CarbohydrateCarbohydrate糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成機體氧供充足時

19、，葡萄糖徹底氧化成H2O和和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。方式。* * 部位：胞液及線粒體部位：胞液及線粒體 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 線粒體線粒體 第三階段：三羧酸循環(huán)及第三階段：三羧酸循環(huán)及 氧化磷酸化線粒體氧化磷酸化線粒體GGn 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循環(huán)循環(huán) 胞液胞液 線粒體線粒體 NAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+ CoA-SH輔酶輔酶

20、ASCoA+ C O2COO丙丙酮酮酸酸脫脫氫氫酶酶復復合合體體ADP(+)ATP、乙酰、乙酰CoA (-)一丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰一丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA CoA 限速酶限速酶丙酮酸脫氫酶復合體丙酮酸脫氫酶復合體3 3 種種 酶：酶： E1: E1: 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶(TPP(TPP、Mg2+)Mg2+) E2: E2: 二氫硫辛酰酰胺轉乙酰酶二氫硫辛酰酰胺轉乙酰酶( (硫辛酸、輔酶硫辛酸、輔酶A)A) E3: E3: 二氫硫辛酰酰胺脫氫酶二氫硫辛酰酰胺脫氫酶(FAD(FAD、NAD+)NAD+)6 6種輔助因子：種輔助因子： TPP TPP、 Mg2+ M

21、g2+、硫辛酸、輔酶、硫辛酸、輔酶A A、FADFAD、NAD+NAD+ 含含B1B1、硫辛酸、泛酸、硫辛酸、泛酸、B2 B2 、PPPP五種維生素五種維生素 HSCoANAD+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 一切的反響均在線粒體中進展。一切的反響均在線粒體中進展。 * * 概述概述* * 反響部位反響部位 1900-19811900-1981，德籍英國生物化學家，德籍英國生物化學家因發(fā)現三羧酸循環(huán)而獲得因

22、發(fā)現三羧酸循環(huán)而獲得19531953年諾年諾貝爾生理和醫(yī)學獎。貝爾生理和醫(yī)學獎。19321932年發(fā)現尿素循環(huán)年發(fā)現尿素循環(huán)19371937年發(fā)現三羧酸循環(huán)年發(fā)現三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶檸檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰輔酶乙酰輔酶ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH檸檬酸檸檬酸CoASH+ H2OAMPATP長鏈脂酰長鏈脂酰CoA+三羧酸循環(huán)的第一個限速酶三羧酸循環(huán)的第一個限速酶異檸檬酸異檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O檸檬酸檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH順烏頭酸順烏頭酸COOHCOOHCH2CCOOHCH烏

23、頭酸酶烏頭酸酶CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC異檸檬酸異檸檬酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶AMPADPATP+三羧酸循環(huán)中第二個限速酶三羧酸循環(huán)中第二個限速酶C O2 -酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶系脫氫酶系CoASHNAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2COOHCOCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸4、-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶A三羧酸循環(huán)中第三羧酸循環(huán)中第三個限速酶三個限速酶琥珀

24、酰琥珀酰CoA合成酶合成酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸CoASH底物程度磷酸化底物程度磷酸化FADHHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶HOOC CHCHCOOH延胡索酸延胡索酸FADH2COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸延胡索酸延胡索酸HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH蘋果酸蘋果酸H2O8 8、蘋果酸脫氫生成草酰乙酸、蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶HOHCOOHCH2CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCH

25、2CCOOH蘋果酸蘋果酸NAD+NADH+H+O C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA (乙酰輔酶乙酰輔酶A)OHCHCOOHCH2COOH蘋果酸蘋果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮戊二酸酮戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C異檸檬酸異檸檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸2HO C COOHCH2COOH2HTCA小小 結結 1 1、TACTAC過程的反響部位是線粒體。過程

26、的反響部位是線粒體。2 2、三羧酸循環(huán)是能量產生的主要環(huán)節(jié)。、三羧酸循環(huán)是能量產生的主要環(huán)節(jié)。經過一次三羧酸循環(huán)，經一次底物程度磷酸化、二經過一次三羧酸循環(huán)，經一次底物程度磷酸化、二次脫羧、三個限速酶、四次脫氫。共產生次脫羧、三個限速酶、四次脫氫。共產生1010個個ATPATP3、整個循環(huán)反響為不可逆反響、整個循環(huán)反響為不可逆反響4 4、關鍵酶有：檸檬酸合酶、關鍵酶有：檸檬酸合酶 - -酮戊二酸脫氫酶復合體酮戊二酸脫氫酶復合體 異檸檬酸脫氫酶。異檸檬酸脫氫酶。u三羧酸循環(huán)的生理意義 l是糖、脂肪、氨基酸三大營養(yǎng)素的最終代謝通路是糖、脂肪、氨基酸三大營養(yǎng)素的最終代謝通路l是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)

27、絡的樞紐是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)絡的樞紐l在提供生物合成的前體中起重要作用在提供生物合成的前體中起重要作用l為呼吸鏈提供為呼吸鏈提供H+ + e。H+ + e 進入呼吸鏈徹底氧化生成進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同的同時時ADP偶聯(lián)磷酸化生成偶聯(lián)磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化的生理意義三、糖有氧氧化的生理意義 1. 1. 有氧氧化是機體獲得有氧氧化是機體獲得ATPATP的主要方式的主要方式 反反 應應輔輔 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-16

28、-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甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸22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）第二階段（線粒體基質）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質）第三階段（線粒體基質）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CoA2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2NADH2NADH2FADH2 2NADH552

29、35由一個葡糖糖總共獲得由一個葡糖糖總共獲得30或或32關鍵酶：關鍵酶： 丙酮酸脫氫酶復合體丙酮酸脫氫酶復合體 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 異檸檬酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、 a-酮戊二酸脫氫酶復合體酮戊二酸脫氫酶復合體 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 四、糖有氧氧化的調理四、糖有氧氧化的調理1. 丙酮酸脫氫酶復合體丙酮酸脫氫酶復合體 別構調理別構調理別構抑制劑：乙酰別構抑制劑：乙酰CoA; NADH; ATP 別構激活劑：別構激活劑：AMP; ADP; NAD+ 共價修飾調理共價修飾調理 2 2、TCATCA的調理的調理第四節(jié)第四節(jié) 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑

30、Pentose Phosphate PathwayPentose Phosphate Pathway* 概念概念磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及糖及NADPH+H+，前者再進一步轉變成，前者再進一步轉變成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反響過程。磷酸果糖的反響過程。部位：胞液部位：胞液關鍵酶：關鍵酶：6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 第一階段：氧化反響第一階段：氧化反響 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響過程一磷酸戊糖途徑的反響過程* * 反響過程可分為二個階段反響過程可分為二個階段 第二階段那么是非

31、氧化反響第二階段那么是非氧化反響 包括一系列基團轉移。包括一系列基團轉移。 NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸內酯磷酸葡萄糖酸內酯6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶(G6PD)(G6PD)限速酶，對限速酶，對NADP+有高有高度特異性度特異性CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO 6- 6-磷酸葡萄糖酸內酯磷酸葡萄糖酸內酯OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H2OH2O內酯酶

32、內酯酶CO2CO2OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸脫氫酶酸脫氫酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖 異構酶異構酶2 2、磷酸戊糖的相互轉變、磷酸戊糖的相互轉變糖酵解途徑糖酵解途徑3 36-

33、6-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤蘚糖赤蘚糖6-6-磷酸磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖3 36-6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸內酯萄糖酸內酯3NADPH3NADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3H2O3H2O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3NADPH3NADPH3CO23CO23 3、 基團移換基團移換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

34、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 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸內酯磷酸葡萄糖酸內酯(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 CO21. 為核酸的生成提供核糖為核酸的生成提供核糖 2. 提供提供NADPH作為供

35、氫體參與多種代謝反響作為供氫體參與多種代謝反響 (1) NADPH是體內許多合成代謝的供氫體是體內許多合成代謝的供氫體 (2) NADPH參與體內的羥化反響，與生物參與體內的羥化反響，與生物合成或生物轉化有關合成或生物轉化有關(3) NADPH可維持可維持GSH的復原形狀的復原形狀 2G-SH G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 hemolysis溶血溶血hemolytic anemia溶血性貧血溶血性貧血 谷胱甘肽過氧化物酶谷胱甘肽過氧化物酶谷胱甘肽復原酶谷胱甘肽復原酶Favism (蠶豆病蠶豆病)Oxidative damage to lipids, protein, e

36、nzymes, intact of RBC membrane, Hb, DNAdefect海因茨小體Heinz Body，是紅細胞內變性珠蛋白的包涵體，由德國物理學家Robert Heinz (1865-1924)于1890年發(fā)現并命名。 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 Glycogenesis and GlycogenolysisGlycogenolysis是動物體內糖的儲存方式之一，是機體能是動物體內糖的儲存方式之一，是機體能迅速動用的能量貯藏。迅速動用的能量貯藏。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收縮所需，主要供

37、肌肉收縮所需 肝臟：肝糖原，肝臟：肝糖原，70 100g，維持血糖程度，維持血糖程度 糖糖 原原 (glycogen) (glycogen) l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 復原端復原端非復原端非復原端 葡萄糖單元以葡萄糖單元以-1,4-1,4-糖苷糖苷 鍵鍵形生長鏈。形生長鏈。 2. -1,6-2. -1,6-糖苷鍵銜接為分支糖苷鍵銜接為分支構造構造 3. 3. 每條鏈都終止于一個非復每條鏈都終止于一個非復原端原端. .非復原端增多，以利非復原端增多，以利于其被酶分解。于其被酶分解。l糖原的構造特點及其意義糖原的構造特點及其意義 一、糖原的合成作用一、糖原的合

38、成作用 合成部位合成部位定義定義糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) (glycogenesis) 指由葡萄糖指由葡萄糖合成糖原的過程。合成糖原的過程。組織定位：主要在肝臟、肌肉組織定位：主要在肝臟、肌肉細胞定位：胞漿細胞定位：胞漿1、葡萄糖磷酸化生成、葡萄糖磷酸化生成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 OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄磷酸葡萄糖變位酶糖變位酶POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2、6-磷酸葡萄糖轉變成磷酸葡萄糖轉變

39、成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHOH1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUTPOHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHO尿苷POOHO尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiPPiUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶H2O2Pi3、尿苷二磷酸葡萄糖、尿苷二磷酸葡萄糖UDPG的生成的生成 * UDPG是葡萄糖的活化方式，在體內充作葡萄是葡萄糖的活化方式，在體內充作葡萄糖供體。糖供體。尿苷PPOHHHHOHOHHOHCH2OH尿苷二磷酸葡尿苷二磷酸葡萄糖萄糖(UDPG)ROHOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OH糖原引物糖原

40、引物(Gn)ROOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OHOHHHHOHOHHOHCH2OH糖原合酶糖原合酶糖原糖原(Gn+1)UDP4. -1,4-4. -1,4-糖苷糖苷 鍵的構成鍵的構成5. 5.糖原分枝的構成糖原分枝的構成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷鍵糖苷鍵 -1,4-糖苷糖苷鍵鍵 糖原引物糖原引物糖原合酶糖原合酶分枝酶分枝酶糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶 二、糖原的分解代謝二、糖原的分解代謝 * 定義定義* * 亞細胞定位：胞亞細胞定位：胞 漿漿 * * 肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n+1 n+1 糖原糖原n

41、+ 1-n + 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 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 )習慣上指肝糖原習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。G GG-1-PG-1-PPiPi脫枝酶脫枝酶脫枝酶脫枝酶2 2、脫枝酶的作用、脫枝酶的作用OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHH3PO4H3PO4H2OH2O葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶肝、腎肝、腎PO

42、OHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖肌肉組織細肌肉組織細胞缺乏此酶，胞缺乏此酶，因此肌糖原因此肌糖原無法補充血無法補充血糖糖G補充血糖補充血糖G-6-P F-6-P進入酵解和有氧氧進入酵解和有氧氧化途徑化途徑G-1-PGn合成糖原合成糖原UDPG 6-磷酸葡萄糖酸內酯磷酸葡萄糖酸內酯進入磷酸戊糖途徑進入磷酸戊糖途徑小小 結結關鍵酶關鍵酶 糖原合成：糖原合酶糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶糖原分解：糖原磷酸化酶 這兩種關鍵酶的重要特點：這兩種關鍵酶的重要特點：* * 它們的快速調理有共價修飾和變構調理二它們的快速調理有共價修飾和變構調理二種方式。種方式。* * 它

43、們都以活性、無低活性二種方式存它們都以活性、無低活性二種方式存在，二種方式之間可經過磷酸化和去磷酸在，二種方式之間可經過磷酸化和去磷酸化而相互轉變?；嗷マD變。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 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(a) 糖原合酶糖原合酶-P (b) 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

44、蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 第六節(jié)第六節(jié) 糖糖 異異 生生GluconeogenesisGluconeogenesis糖異生糖異生(gluconeogenesis)(gluconeogenesis)是指從非糖是指從非糖化合物轉變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。化合物轉變?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、腎細胞的胞漿及線粒體主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸糖異生作用的部位糖異生作用的部位生理條件下生理條件下饑餓期間饑餓期間空腹及長期饑餓時葡萄糖的異生作用空腹及長期饑餓時葡萄糖的異生作用空空 腹腹 100

45、300 90% 10%速率速率(g/day) 肝肝 腎腎饑餓饑餓5-6天后天后 約約 100 55% 45%一、糖異生途徑一、糖異生途徑 D 根本上是糖酵解的逆過程根本上是糖酵解的逆過程D 跨越三個能障跨越三個能障D 一個膜障以丙酮酸為代表的物質一個膜障以丙酮酸為代表的物質D 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP糖的分解代謝糖的分解代謝已糖激酶已糖激酶(肝肝)H3PO4 H2O糖的異生作用糖的異生作用葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肝肝6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP糖的分解代謝糖的分解代謝磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1H3PO4 H2O糖的異生作用

46、糖的異生作用果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰乙酸ATPATPADPADPCO2CO2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素CO2CO2GTPGTPGDPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶丙酮酸轉變成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸轉變成磷酸烯醇式丙酮酸-丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 果糖果糖-1 -1，6- 6-二磷酸酶二磷酸酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胞漿胞漿胞漿胞漿線粒體線粒體胞漿、線粒體胞漿、線

47、粒體糖異生作用的酶糖異生作用的酶存在部位存在部位 線粒體內膜不允許草酰乙酸自在透過，故此草酰乙酸線粒體內膜不允許草酰乙酸自在透過，故此草酰乙酸在線粒體與胞漿之間的交換受阻從而構成在線粒體與胞漿之間的交換受阻從而構成“膜障。膜障。丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 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 蘋果酸蘋果酸 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1.1.維持血糖

48、濃度恒定維持血糖濃度恒定 2.2.補充肝糖原補充肝糖原 3.3.調理酸堿平衡乳酸異生為糖調理酸堿平衡乳酸異生為糖 第第 八八 節(jié)節(jié) 血糖及其調理血糖及其調理* 血糖，指血液中的葡萄糖。血糖，指血液中的葡萄糖。* 血糖程度，即血糖濃度。血糖程度，即血糖濃度。 正常血糖濃度正常血糖濃度 ：3.896.11mmol/L 血糖及血糖程度的概念血糖及血糖程度的概念 血血糖糖食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物質非糖物質 糖異生糖異生 氧化氧化分解分解 CO2 + H2O 糖原合成糖原合成 肝肌糖原肝肌糖原 磷酸戊糖途徑等磷酸戊糖途徑等 其它糖其它糖 脂類、氨基酸合成代謝脂