(藥學(xué)專升本成教)第九章糖代謝4

1、目錄目錄物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝第二篇第二篇 物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)分解代謝：分解代謝：分解物質(zhì)、產(chǎn)生能量分解物質(zhì)、產(chǎn)生能量合成代謝：合成代謝：合成物質(zhì)、消耗能量合成物質(zhì)、消耗能量目錄目錄學(xué)習(xí)代謝要抓住學(xué)習(xí)代謝要抓住( (掌握掌握) )的的五個要點(diǎn)五個要點(diǎn): :1. 代謝的代謝的組織組織.細(xì)胞定位細(xì)胞定位;2. 代謝過程的代謝過程的能量計算能量計算;3. 代謝途徑中的代謝途徑中的關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶;4. 代謝反應(yīng)的代謝反應(yīng)的大致過程大致過程;5. 代謝的代謝的生理意義生理意義.目錄目錄糖 代 謝Metabolism of Carbohydrates第第 九九 章章目錄目錄糖在生命活動中的主要作用是

2、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(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。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。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述目錄目錄第二節(jié)第二節(jié)糖的無氧分解糖的無氧分解Glycolysis葡萄糖葡萄糖糖代謝糖代謝分解代謝分解代謝:合成代謝合成代謝:糖原糖原葡萄糖葡萄糖無氧分解無氧分解有氧分解有氧分解磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑糖異生

3、糖異生糖原糖原目錄目錄在機(jī)體在機(jī)體缺氧缺氧條件下，條件下，葡萄糖葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成生成丙酮酸丙酮酸進(jìn)而還原生成進(jìn)而還原生成乳酸乳酸的過程稱為的過程稱為糖酵糖酵解解，亦稱，亦稱糖的無氧氧化糖的無氧氧化。 糖酵解的反應(yīng)部位：糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿。胞漿。目錄目錄一、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：由葡萄糖分解成丙酮酸，稱之為由葡萄糖分解成丙酮酸，稱之為糖糖酵解途徑酵解途徑。 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。n糖酵解分為兩個階段：糖酵解分為兩個階段：目錄目錄1

4、. 葡萄糖磷酸化為葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADPMg2+ 己糖激酶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-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H 目錄目錄3. 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峁寝D(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸

5、果糖雙磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-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-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖目錄目錄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GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,

6、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-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 O=CCOHCH2POP POP PO目錄目錄ADP ATP 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

7、醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使生成高能鍵，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的過程，的過程，稱為稱為底物水平磷酸化底物水平磷酸化。1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸O=CCOHCH2POP POP PO3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COOHCOHCH2POP PO目錄目錄ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶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

8、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COOHCCH2P PO丙酮酸丙酮酸COOHC=OCH3目錄目錄（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NADH + H+ NAD+ C

9、OOHCHOHCH3COOHC=OCH3目錄目錄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n糖酵解小結(jié)糖酵解小結(jié) 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：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(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝：釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝：分解利用分解利用 乳酸循

10、環(huán)（糖異生）乳酸循環(huán)（糖異生）目錄目錄二、糖酵解的生理意義二、糖酵解的生理意義 是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。 是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。 無線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞無線粒體的細(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)胞目錄目錄第三節(jié)第三節(jié)糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate葡萄糖葡萄糖糖代謝糖代謝分解代謝分解代謝:合成代謝合成代謝:糖原糖原葡萄糖葡萄糖無氧分解無氧分解有氧分解有氧分解磷

11、酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑糖異生糖異生糖原糖原目錄目錄糖的有氧氧化糖的有氧氧化指在機(jī)體氧供充足時，指在機(jī)體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成葡萄糖徹底氧化成H2O和和CO2，并釋放出，并釋放出能量能量的過程。是機(jī)體主要供能方式。的過程。是機(jī)體主要供能方式。目錄目錄一、糖有氧氧化的反應(yīng)過程一、糖有氧氧化的反應(yīng)過程第一階段：酵解途徑第一階段：酵解途徑 第二階段：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第四階段：氧化磷酸化第四階段：氧化磷酸化丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoACO2NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADPTAC循環(huán)循環(huán) 胞液胞液線粒體線粒體目

12、錄目錄（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: : （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 目錄目錄丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成成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HSCoANAD+TPP 硫辛酸（硫辛酸（ )HSCoAFAD, NAD+SSL酶酶輔酶輔酶目錄目錄三羧

13、酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(TAC)也稱為也稱為檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)，這是，這是因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說，故此循環(huán)又稱為的學(xué)說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)循環(huán)，它由一連串，它由一連串反應(yīng)組成。反應(yīng)組成。二、三羧酸循環(huán)二、三羧酸循環(huán)n概述概述n反應(yīng)部位：反應(yīng)部位：線粒體線粒體TCA循環(huán)由循環(huán)由8步代謝反應(yīng)組成步代謝反應(yīng)組成目錄目錄關(guān)鍵酶有：關(guān)鍵酶有： 檸檬酸合酶檸檬酸合酶;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 。 整個

14、循環(huán)反應(yīng)整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。為不可逆反應(yīng)。 三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)：三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)：目錄目錄（三）（三）TAC循環(huán)的生理意義循環(huán)的生理意義1. TAC循環(huán)是循環(huán)是3大營養(yǎng)素的最終代謝通路大營養(yǎng)素的最終代謝通路,其作用在其作用在于通過于通過4次脫氫，為氧化磷酸化反應(yīng)生成次脫氫，為氧化磷酸化反應(yīng)生成ATP提提供還原當(dāng)量。供還原當(dāng)量。 2. TAC循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。目錄目錄目錄目錄第第 四四 節(jié)節(jié) 葡萄糖的其他代謝途徑葡萄糖的其他代謝途徑Other Metabolism Pathways of Glucose葡萄糖葡萄糖糖代謝糖代謝分解代謝分

15、解代謝:合成代謝合成代謝:糖原糖原葡萄糖葡萄糖無氧分解無氧分解有氧分解有氧分解磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑糖異生糖異生糖原糖原目錄目錄n概念概念磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑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+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘磷酸甘油醛油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反應(yīng)過程。的反應(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目錄目錄n細(xì)胞定位：細(xì)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（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

16、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(tuán)轉(zhuǎn)移。包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。關(guān)鍵酶：關(guān)鍵酶：6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶目錄目錄（二）磷酸戊糖途徑的生理意義在于生成（二）磷酸戊糖途徑的生理意義在于生成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

17、谷胱甘肽（還用于維持谷胱甘肽（GSH）的還原狀態(tài)。）的還原狀態(tài)。目錄目錄第第 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葡萄糖葡萄糖糖代謝糖代謝分解代謝分解代謝:合成代謝合成代謝:糖原糖原葡萄糖葡萄糖無氧分解無氧分解有氧分解有氧分解磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑糖異生糖異生糖原糖原目錄目錄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

18、 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 合合成成在在肝肝臟臟和和肌肌肉肉的的胞胞漿漿分解在分解在包漿包漿目錄目錄第第 六六 節(jié)節(jié) 糖糖 異異 生生Gluconeogenesis葡萄糖葡萄糖糖代謝糖代謝分解代謝分解代謝:合成代謝合成代謝:糖原糖原葡萄糖葡萄糖無氧分解無氧分解有氧分解有氧分解磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑糖異生糖異生糖原糖原目錄目錄糖異生糖異生是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠鲜侵笍姆翘腔衔镛D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。萄糖或糖原的過程。n部位：部位：n原料：原料：n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

19、氨基酸。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。目錄目錄一、糖異生途徑不完全是糖酵解一、糖異生途徑不完全是糖酵解的逆反應(yīng)的逆反應(yīng)n過程：過程： 酵解途徑中有酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)。在糖異生時，須由另外。在糖異生時，須由另外的反應(yīng)和酶代替。的反應(yīng)和酶代替。 糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；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

20、+ 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途徑指從丙酮酸生成葡萄糖的指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。具體反應(yīng)過程。目錄目錄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（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路變?yōu)榱姿嵯┐际奖嶙優(yōu)榱姿嵯┐际奖?ATPADP+PiCO2 丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸GTPGDPCO2 PEP 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目錄目錄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（二）（二）1,6-雙磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)殡p磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖磷酸果糖1