生物化學(xué)：第六章 糖代謝

1、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)v各類物質(zhì)代謝的基本途徑各類物質(zhì)代謝的基本途徑v關(guān)鍵酶與主要調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)關(guān)鍵酶與主要調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)v重要生理意義重要生理意義v各物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)規(guī)律各物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)規(guī)律v代謝異常與疾病的關(guān)系代謝異常與疾病的關(guān)系學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)糖的化學(xué)本質(zhì)：糖的化學(xué)本質(zhì)：多羥基的醛類或酮類化合物多羥基的醛類或酮類化合物及其衍生物或多聚物。及其衍生物或多聚物。OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OHOHOHOHOHHHOHHOHOOHOHHOH2CHHOHHCH2OH葡萄糖葡萄糖(glucose) 已醛糖已醛糖果糖果糖(fructose) 已

2、酮糖已酮糖 供能供能：人體所需能量的：人體所需能量的50%70%以上來自糖以上來自糖（淀粉）（淀粉）碳源碳源：氨基酸、脂類及核苷酸的碳骨架。：氨基酸、脂類及核苷酸的碳骨架。 組織成分組織成分：生物膜、結(jié)締組織，纖維素等。：生物膜、結(jié)締組織，纖維素等。生理活性物質(zhì)生理活性物質(zhì)： 糖蛋白形式糖蛋白形式-激素、酶、免疫球蛋白等激素、酶、免疫球蛋白等 糖的磷酸衍生物糖的磷酸衍生物-核苷酸、多種輔酶等核苷酸、多種輔酶等 一、生理功能一、生理功能概述概述糖在體內(nèi)的存在形式糖在體內(nèi)的存在形式1、運(yùn)輸形式、運(yùn)輸形式-葡萄糖葡萄糖（glucose,G）2、貯存形式、貯存形式-糖原糖原（glucogen），即多聚

3、葡萄糖），即多聚葡萄糖糖原糖原 是是動(dòng)物動(dòng)物體內(nèi)葡體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式。萄糖的儲(chǔ)存形式。-1, 6糖苷鍵糖苷鍵-1, 4糖苷鍵糖苷鍵HOCH2 H H OHO H OH H HO OH H 6 54 1 3 2 -1, 6糖苷鍵糖苷鍵淀粉顆粒淀粉顆粒 -1, 4糖苷鍵糖苷鍵淀粉：淀粉：植物植物中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式。中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式。 纖維素：作為植物的骨架纖維素：作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵糖苷鍵目目 錄錄人體內(nèi)因無人體內(nèi)因無 糖苷酶故不能消化食物中纖維素。纖維素能糖苷酶故不能消化食物中纖維素。纖維素能促進(jìn)腸蠕動(dòng)，是腸道的清道夫。促進(jìn)腸蠕動(dòng)，是腸道的清道夫。 （一）糖的消化（一）糖的消化人類食物

4、中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以等，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 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 （二）糖的吸收（二）糖的吸收1 1、吸收部位、吸收部位 小腸上端小腸上端2 2、吸收形式、吸收形式 單糖單糖

5、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 糖的無氧酵解糖的無氧酵解(Glycolysis)糖的有氧氧化糖的有氧氧化(Aerobic Oxidation of Carbohydrate)磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑(Pentose phosphate pathway)定義：在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促

6、定義：在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而還原生成乳酸的過程稱為反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而還原生成乳酸的過程稱為糖糖酵解酵解 (glycolysis)，亦稱，亦稱糖的無氧氧化糖的無氧氧化(anaerobic oxidation)。（。（EMP 途徑途徑(Embden-Meyethof-Parnas) ）糖酵解的反應(yīng)部位：糖酵解的反應(yīng)部位：胞質(zhì)胞質(zhì)。此過程和酵母細(xì)胞的生醇發(fā)酵的過程相似此過程和酵母細(xì)胞的生醇發(fā)酵的過程相似第一階段第一階段酵解途徑酵解途徑 由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 2 丙酮酸丙酮酸第二階段第二階段乳酸生成乳酸生成 由丙酮酸還原生成乳酸。由丙酮

7、酸還原生成乳酸。糖酵解分為兩個(gè)階段：糖酵解分為兩個(gè)階段： 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6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)P OCH2 H H OHO H OH H HO OH HHOCH2 H H OHO

8、H OH H HO OH H體細(xì)胞捕獲GG-6-P是一個(gè)重要的中間代謝產(chǎn)物，是許多糖代謝途徑（無氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途徑、糖原合成、糖原分解）的連接點(diǎn)。己糖激酶的己糖激酶的“誘導(dǎo)契合誘導(dǎo)契合”磷酸己糖異磷酸己糖異構(gòu)酶構(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6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphat

9、e, F-6-P)P OCH2 H CH2OH OH H OHHO HOP OCH2 H H OHO H OH H HO OH H 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-磷酸果糖磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)6-

10、磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 (6-phosphfructokinase-1)P OCH2 H CH2OH OH H OHHO HOP OCH2 H CH2O P OH H OHHO HO*糖酵解反應(yīng)的限速步驟糖酵解反應(yīng)的限速步驟1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 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

11、 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 + CH2O P CO CH2OH CHO CHOH CH2O P CH2O P CO HOCH HCOH HCOH CH2O PGluG-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3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖的同分異構(gòu)化 CHO CHOH CH2O P CH2O

12、 P CO CH2OHPi、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-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 OCO P COH CH2O P CHO CHOH CH2O PNAD和和NADP是許多脫氫酶的輔酶，參與遞氫。是許多脫氫酶的輔酶，參與遞氫。高能磷酸鍵高能磷酸鍵（h

13、igh energy phosphate bond high energy phosphate bond ）高能磷酸化合物水解釋放出磷酸基團(tuán)時(shí)能產(chǎn)生較多自由能，通常稱為高能磷酸鍵。用符號(hào)“P”表示。如ATP、ADP末端磷酸鍵、磷酸肌酸的磷酸鍵等。 高能磷酸鍵斷裂可釋放大量能量。 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

14、式丙酮酸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v底物分子由于發(fā)生脫氫、脫水等化學(xué)反應(yīng)而使底物分子由于發(fā)生脫氫、脫水等化學(xué)反應(yīng)而使得內(nèi)部能量重新排布，并進(jìn)而使得內(nèi)部能量重新排布，并進(jìn)而使ADP磷酸化生磷酸化生成成ATP的過程，稱為的過程，稱為底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate-level phosphorylation) 。 COOH COH CH2O P OCO P COH CH2O PGluG-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

15、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甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COP CH2OH COOH COH CH2O P烯醇化酶烯醇化酶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2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸+ H2O磷酸烯醇式丙酮酸

16、磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP) COOH CO P CH2 COOH COP CH2OHADP 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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，

17、 并通過底并通過底物水平磷酸化生成物水平磷酸化生成ATPCOOH COCH3 COOH CO P CH2丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase, LDH)NADH + H+ NAD+ 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步反應(yīng)中的步反應(yīng)中的 3-磷酸甘磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。油醛脫氫反應(yīng)。 COOH CO CH3 COOH CHOH CH3糖原是動(dòng)物體內(nèi)葡糖原是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式。萄糖的儲(chǔ)存形式。糖原糖原 (Gn)Glycogen磷酸化酶磷酸化酶脫支酶脫支酶Pi糖原糖原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖G-1-P變

18、位酶變位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖G-6-P+NAD+乳酸乳酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADPATPADP1,3-二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羥丙酮磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛NAD+ NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+E1:己糖激酶己糖激酶E2: 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1E3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶反應(yīng)步驟反應(yīng)步驟ATP變化變化/每分子葡萄糖每分子葡萄糖G G6P-1F6P F1,6DP-121,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-

19、磷酸甘油酸磷酸甘油酸+22PEP 2丙酮酸丙酮酸+2* 從糖原分子的葡萄糖殘基開始分解，從糖原分子的葡萄糖殘基開始分解， 則每則每1mol糖基分解后，產(chǎn)生糖基分解后，產(chǎn)生3mol ATP1、糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程、糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程產(chǎn)能方式：底物水平磷酸化產(chǎn)能方式：底物水平磷酸化凈生成凈生成ATP數(shù)量：從數(shù)量：從G開始開始 22-2 = 2ATP 從從Gn開始開始 22-1 = 3ATP3、終產(chǎn)物乳酸的去路、終產(chǎn)物乳酸的去路 釋放入血，入肝臟進(jìn)一步代謝：分解利用；糖異生釋放入血，入肝臟進(jìn)一步代謝：分解利用；糖異生2、反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)、反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)

20、 己糖激酶己糖激酶1) 葡萄糖葡萄糖 + ATP 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + ADP 果糖果糖-6-磷酸激酶磷酸激酶-12) 6-磷酸果糖磷酸果糖 + ATP 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 + ADP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶3) 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 + ADP 丙酮酸丙酮酸 + ATP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) F-6-PPFK1ATP、檸檬酸、檸檬酸ADP、AMP、F-2,6-2P（+）（-）ATP ADP(+)：F-1,6-2P；(-)：ATP、胰高血糖素（

21、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)）、胰高血糖素（共價(jià)修飾調(diào)節(jié)）F-1,6-2P(-)：G-6-P、長鏈脂酰、長鏈脂酰CoA1 1、 缺氧狀態(tài)下，迅速供能缺氧狀態(tài)下，迅速供能2 2、 少數(shù)組織僅以此途徑獲能少數(shù)組織僅以此途徑獲能紅細(xì)胞紅細(xì)胞3 3、 有些組織即使在有氧條件下也以此途徑獲部分有些組織即使在有氧條件下也以此途徑獲部分 能量能量白細(xì)胞、視網(wǎng)膜白細(xì)胞、視網(wǎng)膜4 4、 酵解還是徹底有氧氧化的前奏，準(zhǔn)備階段酵解還是徹底有氧氧化的前奏，準(zhǔn)備階段結(jié)論：糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量結(jié)論：糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量背景：劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)背景：劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)1、 肌肉內(nèi)肌肉內(nèi)ATP含量很低；含量很低；2、 即使氧不缺乏，葡萄糖進(jìn)

22、行有氧即使氧不缺乏，葡萄糖進(jìn)行有氧 氧化的過程比糖酵解長得多氧化的過程比糖酵解長得多, 來不及滿足需要來不及滿足需要;3、 肌肉局部血流不足，處于相對肌肉局部血流不足，處于相對 缺氧狀態(tài)。缺氧狀態(tài)。背景：人初到高原，高原大氣壓低，背景：人初到高原，高原大氣壓低， 易缺氧易缺氧結(jié)論：機(jī)體加強(qiáng)糖酵解以適應(yīng)高原結(jié)論：機(jī)體加強(qiáng)糖酵解以適應(yīng)高原 缺氧環(huán)境缺氧環(huán)境海拔海拔 5000米米某些組織細(xì)胞與糖酵解供能：某些組織細(xì)胞與糖酵解供能： 代謝極為活躍，即使不缺氧代謝極為活躍，即使不缺氧, ,也常也常由糖酵解提供部分能量。由糖酵解提供部分能量。成熟紅細(xì)胞：成熟紅細(xì)胞：視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白細(xì)胞、骨視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白

23、細(xì)胞、骨髓、腫瘤細(xì)胞等髓、腫瘤細(xì)胞等: : 無線粒體，無法通過氧化磷酸化獲得無線粒體，無法通過氧化磷酸化獲得能量，只能通過糖酵解獲得能量。能量，只能通過糖酵解獲得能量。*糖酵解過程小結(jié)：反應(yīng)的條件：反應(yīng)的條件：葡萄糖葡萄糖 2 乳酸乳酸 + 2 ATP無氧或缺氧無氧或缺氧無氧或缺氧無氧或缺氧反應(yīng)的部位：反應(yīng)的部位： 細(xì)胞的胞漿細(xì)胞的胞漿反應(yīng)的底物：反應(yīng)的底物： 葡萄糖葡萄糖/ /糖原糖原反應(yīng)的產(chǎn)物：反應(yīng)的產(chǎn)物：反應(yīng)的特點(diǎn)：反應(yīng)的特點(diǎn)：乳酸、乳酸、ATPATP一次脫氫、二次底物磷酸化、一次脫氫、二次底物磷酸化、三步不可逆反應(yīng)三步不可逆反應(yīng)反應(yīng)中間物：反應(yīng)中間物： 在葡萄糖與丙酮酸之間均為磷在葡萄

24、糖與丙酮酸之間均為磷 酸化合物酸化合物糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在機(jī)體氧供充足時(shí)，機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成葡萄糖徹底氧化成H2O和和CO2，并釋放出能量的過程。是機(jī)體主，并釋放出能量的過程。是機(jī)體主要供能方式。要供能方式。* * 部位部位：胞漿及線粒體胞漿及線粒體 一、一、*有氧氧化的反應(yīng)過程有氧氧化的反應(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（Gn） 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CoA CO2 NADH+

25、H+ FADH2H2O O ATP ADP TCA循環(huán)循環(huán) 胞液胞液 線粒體線粒體 有氧氧化的細(xì)胞有氧氧化的細(xì)胞胞液胞液的反應(yīng)階段：的反應(yīng)階段：有氧條件下有氧條件下1分子葡萄糖生成分子葡萄糖生成2分子丙酮酸，這個(gè)階段的反應(yīng)分子丙酮酸，這個(gè)階段的反應(yīng)與糖酵解反應(yīng)過程第一階段相同，在胞液中進(jìn)行。與糖酵解反應(yīng)過程第一階段相同，在胞液中進(jìn)行。(胞液胞液)2丙酮酸丙酮酸2(NADH+H+)2NAD+ 2ADP2ATP葡萄糖葡萄糖CH3COCOOH丙酮酸丙酮酸NAD+丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體總反應(yīng)式總反應(yīng)式:NADH + H+HSCoA輔酶輔酶ACH3COSCoA乙酰輔酶乙酰輔酶ACO2+丙酮

26、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：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶：二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶E3：二氫硫辛酸脫氫酶：二氫硫辛酸脫氫酶HSCoANAD+ 輔助因子輔助因子 TPP 硫辛酸（硫辛酸（ ) HSCoA FAD, NAD+SSL輔酶輔酶TPP含含維生素維生素B1（硫胺素），（硫胺素），主要功能是轉(zhuǎn)移醛基主要功能是轉(zhuǎn)移醛基。 NH2NHCN+HHCH3 O OH H CCOPOPO-H H O- O-NH3CSVB1缺乏：膽堿酯酶活性增強(qiáng)，乙酰膽堿水解加速，神缺乏：膽堿酯酶活性增強(qiáng)，乙酰膽堿水解加速，神經(jīng)傳導(dǎo)受阻。經(jīng)傳導(dǎo)受阻。 VB1缺乏：糖代謝障礙

27、缺乏：糖代謝障礙,影響神經(jīng)組織能量供應(yīng)；影響神經(jīng)組織能量供應(yīng)；丙酮酸、丙酮酸、乳酸在神經(jīng)組織堆積；腳氣病：乳酸在神經(jīng)組織堆積；腳氣病：手足麻木等末梢神經(jīng)炎手足麻木等末梢神經(jīng)炎癥狀，重者心跳加快、心力衰竭。癥狀，重者心跳加快、心力衰竭。 全身浮腫，肌肉全身浮腫，肌肉疼痛，四肢無力，疼痛，四肢無力，后期，腳會(huì)腫得像后期，腳會(huì)腫得像酒甕那樣，走路時(shí)酒甕那樣，走路時(shí)就像萬針穿心，疼就像萬針穿心，疼得頭上直冒冷汗。得頭上直冒冷汗。 硫辛酸是含二硫鍵的八碳羧酸，形成酶的柔性長臂。在機(jī)體硫辛酸是含二硫鍵的八碳羧酸，形成酶的柔性長臂。在機(jī)體代謝中，作為代謝中，作為酰基?；d體。功能基團(tuán)是載體。功能基團(tuán)是-SH

28、。 賴氨酸的賴氨酸的 -氨基氨基硫辛酸（硫辛酸（6,8-二硫辛酸）二硫辛酸）H2CH2C CH(CH2)4COOHSSSSNHOCOOHNH2NN N N H H HO H O -OPO- O O O CH2OPOPO- H3C H O O O- OCH2CCCNHCH2CH2C H H3C OH NH CH2 O CH2 CH3CS輔酶輔酶A結(jié)構(gòu)中含維生素結(jié)構(gòu)中含維生素B5（泛酸）。（泛酸）。CoA是生物體內(nèi)是生物體內(nèi)轉(zhuǎn)?；皋D(zhuǎn)酰基酶的輔酶，參與的輔酶，參與轉(zhuǎn)?；D(zhuǎn)酰基作用。作用。 O3-磷酸腺苷磷酸腺苷 焦磷酸焦磷酸 泛酸泛酸 巰基乙胺巰基乙胺FMN（黃素單核苷酸）（黃素單核苷酸）和和FA

29、D（黃素腺嘌呤二核苷酸）（黃素腺嘌呤二核苷酸）是脫氫酶的輔酶，是脫氫酶的輔酶，負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)運(yùn)輸氫原子運(yùn)輸氫原子。維生素維生素B2（核黃素）是（核黃素）是FMN和和FAD的組成成分。的組成成分。FADFMN2H+FMN和和FAD 煙酰胺尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADH+HNADH+H+ +或或NADPH+HNADPH+H+ +VVPPVPPNAD+及及NADP+是體內(nèi)多種脫氫酶（如蘋果酸是體內(nèi)多種脫氫酶（如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起遞氫的作用。脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起遞氫的作用。癩皮病癩皮病CO2 CoASHNA

30、D+NADH+H+ -羥乙基羥乙基-TPP的生成的生成 乙酰硫辛酰胺的生成乙酰硫辛酰胺的生成乙酰乙酰CoA的生成的生成硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 NADH+H+的生成的生成中間物不離開酶復(fù)合體中間物不離開酶復(fù)合體CH8COCOOH丙酮酸丙酮酸NAD+丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體總反應(yīng)式總反應(yīng)式:NADH + H+HSCoA輔酶輔酶ACH3COSCoA乙酰輔酶乙酰輔酶ACO2+三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) (tricarboxylic acid cycle, TCA循環(huán)循環(huán))：第一個(gè)中間產(chǎn)物是一個(gè)含三個(gè)羧基的檸檬酸第一個(gè)中間產(chǎn)物是一個(gè)含三個(gè)羧基的檸檬酸(citrate)。由由Krebs正式提出

31、，因此又稱正式提出，因此又稱檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)或或Krebs循環(huán)循環(huán) 。乙酰乙酰CoA + 草酰乙酸草酰乙酸 檸檬酸檸檬酸 4次脫氫，次脫氫，2次脫羧次脫羧 草酰乙酸草酰乙酸 + 4 還原當(dāng)量還原當(dāng)量 + 2 CO2是以形成的檸檬酸為起始物的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。是以形成的檸檬酸為起始物的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)的部位：反應(yīng)的部位：線粒體線粒體三三羧羧酸酸循循環(huán)環(huán)反反應(yīng)應(yīng)過過程程 第一階段：草酰乙酸第一階段：草酰乙酸檸檬酸檸檬酸第二階段：異構(gòu)、氧化脫羧第二階段：異構(gòu)、氧化脫羧 第三階段：草酰乙酸的再生第三階段：草酰乙酸的再生異檸檬酸異檸檬酸 -酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶A A琥

32、珀酰輔酶琥珀酰輔酶A A 琥珀酸琥珀酸檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸琥珀酸的氧化琥珀酸的氧化蘋果酸的生成蘋果酸的生成草酰乙酸的再生草酰乙酸的再生縮合反應(yīng)縮合反應(yīng)OCCOO- CH2 COO-檸檬酸合酶檸檬酸合酶 O H3CCS-CoA COO- CH2 HOCCOO- CH2 COO-HS-CoAH2O草酰乙酸草酰乙酸Oxaloacetate檸檬酸檸檬酸Citrate順烏頭酸酶順烏頭酸酶 COO- CH2 HOCCOO- CH2 COO-檸檬酸檸檬酸Citrate COO- CH2 HCCOO- HOCH COO-異檸檬酸異檸檬酸Isocitrate COO- CH2 CCOO- HC COO-

33、順烏頭酸順烏頭酸cis-AconitateH2O順烏頭酸酶順烏頭酸酶H2O異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 COO- CH2 HCCOO- HOCH COO-異檸檬酸異檸檬酸Isocitrate COO- CH2 CH2 CO COO- -酮戊二酸酮戊二酸 -Keto-glutarateNAD+ NADH+H+ CO2第第1次氧化脫羧，次氧化脫羧，脫氫脫氫 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 COO- CH2 CH2 + CO COO- COO- CH2 CH2 CSCoA O -酮戊二酸酮戊二酸 -Keto-glutarate琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶ASuccinyl CoAHS-CoANA

34、D+ NADH+H+ CO2第第2次氧化脫羧，次氧化脫羧，脫氫脫氫琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶 O CSCoA CH2 CH2 COO- COO- CH2 CH2 COO-琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶ASuccinyl CoA琥珀酸琥珀酸SuccinateGDP+Pi GTP+ HS-CoA琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶 COO- CH2 CH2 COO- COO- CH HC COO-琥珀酸琥珀酸Succinate延胡索酸延胡索酸FumarateFAD FADH2第第3次脫氫次脫氫延胡索酸酶延胡索酸酶 COO- CH HC COO- COO- HOCH CH2 COO-延胡索酸延胡索酸Fumarate蘋

35、果酸蘋果酸Malate+ H2O蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 COO- HOCH CH2 COO- COO- CO CH2 COO-蘋果酸蘋果酸Malate草酰乙酸草酰乙酸OxaloacetateNAD+ NADH+H+第第4次脫氫次脫氫CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2OGTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶檸檬酸合酶檸檬酸合酶順烏頭酸酶順烏頭酸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)合體琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸

36、脫氫酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶吵，吵， 您順意您順意(吵吵)，（吵得）銅壺呼鹽瓶！，（吵得）銅壺呼鹽瓶！ 三羧酸循環(huán)的概念三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰指乙酰CoA和草酰乙酸和草酰乙酸縮合生成含三個(gè)羧基的檸檬酸，經(jīng)過脫氫縮合生成含三個(gè)羧基的檸檬酸，經(jīng)過脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程。的過程。 TCA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)的要點(diǎn)三羧酸循環(huán)的要點(diǎn) 經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，n消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA，n經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。經(jīng)四次脫氫，二次脫

37、羧，一次底物水平磷酸化。n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。n關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶關(guān)鍵酶有：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(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)n糖、脂肪、蛋白質(zhì)最終代謝通路。糖、脂肪、蛋白質(zhì)最終代謝通路。n糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝聯(lián)系樞紐（互變機(jī)構(gòu)）。糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝聯(lián)系樞紐（互變機(jī)構(gòu)）。n產(chǎn)能最多途徑：四次脫氫，一次底物磷酸化。產(chǎn)能最多途徑：四次脫氫，一次底物磷酸化。n循環(huán)的本身并不能釋放大量能量，而是為氧化磷酸化循環(huán)的本身并不能釋放大量能量，而是為

38、氧化磷酸化反應(yīng)生成反應(yīng)生成ATP提供還原性的提供還原性的NADH+H+和和FADH2。1 1、底物水平磷酸化：、底物水平磷酸化：2 2、氧化磷酸化：氧化磷酸化：是體內(nèi)是體內(nèi)ATP生成的主要方式。生成的主要方式。 ADPATP底物底物產(chǎn)物產(chǎn)物P、 能量能量底物底物NADH，F(xiàn)ADH2OH2OADP + PATP 能量能量 H+、e、能量、能量H+、e（呼吸鏈）（呼吸鏈）ATP的生成的生成: 糖有氧氧化過程中糖有氧氧化過程中ATP的生成的生成n胞液胞液: 1分子分子NADH+H+在經(jīng)不同的轉(zhuǎn)運(yùn)方式轉(zhuǎn)運(yùn)到在經(jīng)不同的轉(zhuǎn)運(yùn)方式轉(zhuǎn)運(yùn)到 線粒體氧化，可生成線粒體氧化，可生成1.5或或2.5分子分子ATPn線

39、粒體線粒體: NADH+H+NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 反反 應(yīng)應(yīng)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）葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-16-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(zhì)）第二階段（線粒體基質(zhì)）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質(zhì)）第三階段（線粒體基

40、質(zhì)）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 2NADH55235由一個(gè)葡萄糖總共獲得由一個(gè)葡萄糖總共獲得30或或327/5520n糖的有氧氧化是機(jī)體糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能產(chǎn)能最主要的途最主要的途徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成形成ATP，所以能量的利用率也高。，所以能量的利用率也高。簡言之，即“供能”有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶 酵解途

41、徑：己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：乙酰CoA; NADH; ATP 變構(gòu)激活劑：AMP; ADP; NAD+ 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+時(shí)，其活性也受到抑制。 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 磷酸化而失活乙酰CoA 檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 異檸檬酸 蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸 脫氫酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸 琥珀酰CoA NADH

42、琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶 Ca2+可以降低異檸檬脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶的Km值2. 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)氧化磷酸化的正常進(jìn)行保證TAC的正常進(jìn)行巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)* 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，丙酮酸進(jìn)進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸入線粒體進(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+在胞漿濃度升在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)

43、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。酵母菌酵母菌n有氧氧化的概念有氧氧化的概念n反應(yīng)發(fā)生部位反應(yīng)發(fā)生部位n丙酮酸脫氫酶系（三種酶、五種輔因子）丙酮酸脫氫酶系（三種酶、五種輔因子）nTCA中的關(guān)鍵酶中的關(guān)鍵酶n還原當(dāng)量及還原當(dāng)量及ATP產(chǎn)生的部位產(chǎn)生的部位n能量計(jì)算能量計(jì)算n三羧酸循環(huán)的概念及生理意義三羧酸循環(huán)的概念及生理意義定義：定義： 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 (pentose phosphate pathway) 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

44、甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸磷酸 果糖的反應(yīng)過程。果糖的反應(yīng)過程。細(xì)胞定位：胞細(xì)胞定位：胞 液液 第一階段：氧化反應(yīng)第一階段：氧化反應(yīng) 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段 第二階段則是非氧化反應(yīng)第二階段則是非氧化反應(yīng) 包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖NADP+ NADPH+H+ H2O NADP+ NADPH+H+ CO2 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶6-磷酸葡萄糖磷酸

45、葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯5-磷酸核糖磷酸核糖 HCOH HCOH HOCH O HCOH HC CH2O P CO HCOH HOCH O HCOH HC CH2O P COO- HCOH HOCH HCOH HCOH CH2O P CH2OH CO HCOH HCOH CH2O P CHO HCOH HCOH HCOH CH2O PG-6-P5-磷酸核糖磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2催化第一步脫氫反應(yīng)的催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。兩次脫氫脫下的氫均由酶。兩次脫氫脫下的氫均

46、由NADP+接受生成接受生成NADPH + H+。反應(yīng)。反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。第二階段反應(yīng)的意義就在于通過一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移第二階段反應(yīng)的意義就在于通過一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖和磷酸果糖和3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛而進(jìn)入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱而進(jìn)入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊磷酸戊糖旁路糖旁路 (pentose phosphate shunt)。5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 35-磷酸核糖磷酸核糖C55-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C

47、73-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-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C3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-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)36-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)36-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)35-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 35-磷酸核糖磷酸核糖C53NADP+ 3NADPH+3H+ 6-

48、磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶3NADP+3NADPH+3H+6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶CO2反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物5-磷酸核糖。磷酸核糖。一分子一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)，發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，經(jīng)過反應(yīng)，發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子生成一分子CO2和和2分子分子NADPH+H+。36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 +6NADP+26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6(NADPH + H+)+3CO2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此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH / NADP+比值的影響比值的影響

49、比值升高則被抑制，降低則被激活比值升高則被抑制，降低則被激活（一）為核苷酸的生物合成提供（一）為核苷酸的生物合成提供核糖核糖 （二）提供（二）提供NADPH作為供氫體參與體內(nèi)作為供氫體參與體內(nèi)多種代謝反應(yīng)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)許多合成代謝的供氫體 2. NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物合成和生物轉(zhuǎn)化有關(guān)合成和生物轉(zhuǎn)化有關(guān)3. NADPH可維持可維持GSH的還原性的還原性 2G-SH G-S-S-GA AH2 紅細(xì)胞內(nèi)紅細(xì)胞內(nèi)6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏磷酸戊糖途徑與溶血性貧血磷酸戊糖途徑與溶血性貧血 : :

50、一些具有氧化作用的外源性物一些具有氧化作用的外源性物質(zhì)如蠶豆、抗瘧藥、磺胺藥等質(zhì)如蠶豆、抗瘧藥、磺胺藥等NADPH+HNADPH+H+ +NADPNADP+ +2GSH2GSHGSSGGSSG磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑G6PDG6PD缺乏缺乏溶血溶血第 五 節(jié)糖原的合成與分解GlycogenesisGlycogenesis and and GlycogenolysisGlycogenolysis糖原糖原 (glycogen)的定義：的定義：糖原是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速糖原是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量儲(chǔ)備。動(dòng)用的能量儲(chǔ)備。糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義糖原儲(chǔ)存

51、的主要器官及其生理意義肌肉：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1. 葡萄糖單元以葡萄糖單元以-1,4-糖苷鍵形成長鏈。糖苷鍵形成長鏈。2. 約約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，個(gè)葡萄糖單元處形成分枝， 分枝處葡萄糖以分枝處葡萄糖以-1,6-糖苷鍵連接，糖苷鍵連接， 分支增加，溶解度增加。分支增加，溶解度增加。3. 每條鏈都終止于一個(gè)每條鏈都終止于一個(gè)非還原端非還原端。 非還原端增多，以利于其被酶分解。非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義糖原分子只

52、有一個(gè)還原端糖原分子只有一個(gè)還原端(C1)。糖原的合成分解都是在糖原的合成分解都是在非還原端非還原端(C4)上進(jìn)行的。上進(jìn)行的。HOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHHOHHOHCH2OHHOHOHHOHCH2OHHOOHOHOHHOHHOHCH2OHHO-1,4-糖苷鍵糖苷鍵還原端還原端-1,6-糖苷鍵糖苷鍵非還原端非還原端4 1一、糖原的合成一、糖原的合成糖原的合成糖原的合成 (glycogenesis) : 指由葡萄糖合成糖原的過程。指由葡萄糖合成糖原的過程。合成部位：合成部位： 組織定位：主要在

53、肝臟、肌肉組織定位：主要在肝臟、肌肉 細(xì)胞定位：胞漿細(xì)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ATPADP己糖激酶己糖激酶葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）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-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2) 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖3) 1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖+UTPPPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 (UDPG)UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖

54、”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。 CH2OH H H HO OH H H OH H O POP P P 尿苷尿苷 CH2OH H H HO OH H H OH H O P P 尿苷尿苷O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， 作為作為UDPG 上葡萄糖基的接受體。上葡萄糖基的接受體。5) 糖原分枝的形成糖原分枝的形成

55、分支酶分支酶-1,4-糖苷鍵糖苷鍵 -1,6-糖苷鍵糖苷鍵當(dāng)糖鏈長度達(dá)到當(dāng)糖鏈長度達(dá)到1218個(gè)葡萄糖基時(shí)，分枝酶個(gè)葡萄糖基時(shí)，分枝酶將將67個(gè)葡萄糖基轉(zhuǎn)移個(gè)葡萄糖基轉(zhuǎn)移到鄰近的糖鏈上。到鄰近的糖鏈上。部位：胞漿（肌肉部位：胞漿（肌肉/肝臟）肝臟）關(guān)鍵酶：糖原合成酶關(guān)鍵酶：糖原合成酶原料：原料：UDPG產(chǎn)物：產(chǎn)物：Gn+1（Gn為糖原引物）為糖原引物）耗能：耗能：2ATP生理意義：儲(chǔ)存能量生理意義：儲(chǔ)存能量糖原的合成小結(jié)糖原的合成小結(jié)二、糖原分解二、糖原分解定義：糖原分解定義：糖原分解 (glycogenolysis )習(xí)慣上指習(xí)慣上指肝糖原肝糖原 分解成為葡萄糖的過程。分解成為葡萄糖的過程。

56、亞細(xì)胞定位：亞細(xì)胞定位：胞漿胞漿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-糖苷鍵糖苷鍵脫支酶脫支酶磷酸化酶磷酸化酶轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)移酶活性-1,6糖苷酶活性糖苷酶活性在幾個(gè)酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中約在幾個(gè)酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中約85%為為1-磷酸葡萄糖，磷酸葡萄糖，15%為游離葡萄糖。為游離葡萄糖。1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-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2) 1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖3) 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶（肝，腎）（肝，腎）葡萄糖葡萄糖

57、6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補(bǔ)充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，所以只有肝和腎可補(bǔ)充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進(jìn)行糖酵解或有氧氧化。只能進(jìn)行糖酵解或有氧氧化。生理意義：維持血糖濃度生理意義：維持血糖濃度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糖原合

58、成與分解過程糖原合成與分解過程是由不同酶催化的逆是由不同酶催化的逆向反應(yīng)，屬于不同的向反應(yīng)，屬于不同的途徑，有利于生物體途徑，有利于生物體對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。糖原的合成與分解總圖糖原的合成與分解總圖三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)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)有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)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

59、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。磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶磷酸化酶磷酸化酶b（活性低）（活性低）磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-磷酸化酶磷酸化酶a-（活性高）（活性高）P（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)P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糖原磷酸化酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。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)和疏松型和疏松型(R)，其中，其中T

60、型的型的14位位Ser暴露，便于接受前述的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。暴露，便于接受前述的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。糖原合酶糖原合酶a（有活性）（有活性）糖原合酶糖原合酶b-（無活性）（無活性）（二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶（二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)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ATPcAMP 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b-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-