第六章糖代謝(無氧氧化)

1、1 1、結(jié)合酶由那兩部分組成？他們各自的功能是什么？、結(jié)合酶由那兩部分組成？他們各自的功能是什么？2 2、VitB1、 VitB2、 VitB5、VitB6分別參與構(gòu)成了什分別參與構(gòu)成了什么輔酶？么輔酶？3 3、什么是酶的專一性？、什么是酶的專一性？4 4、什么、什么 是誘導(dǎo)契合學(xué)說是誘導(dǎo)契合學(xué)說?5 5、酶的國際單位、酶的國際單位(IU)和比活力和比活力?6 6、比較競爭性抑制和非競爭性抑制的同異。、比較競爭性抑制和非競爭性抑制的同異。7 7、解釋變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價修飾調(diào)節(jié)、解釋變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價修飾調(diào)節(jié)?8 8、解釋同工酶、解釋同工酶?糖 類 代 謝Metabolism of Carbohydra

2、tes本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 糖在動物體內(nèi)的一般概況糖在動物體內(nèi)的一般概況 糖的分解供能糖的分解供能 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 糖原糖原 葡萄糖異生途徑葡萄糖異生途徑 糖代謝各途徑之間的關(guān)系糖代謝各途徑之間的關(guān)系 其他方面其他方面 如信號傳導(dǎo)，免疫機(jī)能如信號傳導(dǎo)，免疫機(jī)能第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、一、 糖的生理功能糖的生理功能動物機(jī)體主要的能源和碳源動物機(jī)體主要的能源和碳源 提供提供70%的能量，的能量，神經(jīng)系統(tǒng)、胎兒和乳的合成神經(jīng)系統(tǒng)、胎兒和乳的合成消耗更多的葡萄糖為氨基酸和脂肪合成提供消耗更多的葡萄糖為氨基酸和脂肪合成提供C的的來源來源構(gòu)成組織細(xì)胞的成分構(gòu)成組織細(xì)胞的成分 核酸中的核糖，

3、結(jié)締組織中的蛋白多糖，核酸中的核糖，結(jié)締組織中的蛋白多糖， 細(xì)細(xì)胞膜上的糖脂和糖蛋白等胞膜上的糖脂和糖蛋白等二、糖在動物體內(nèi)的一般概況二、糖在動物體內(nèi)的一般概況1、 糖的來源和去路糖的來源和去路血血糖糖食食 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(zhì)非糖物質(zhì) 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（?。┨窃危。┨窃?磷酸戊糖途徑等磷酸戊糖途徑等 其它糖其它糖 脂類、氨基酸合成代謝脂類、氨基酸合成代謝 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 2、 血糖血糖 血糖：血糖：主要是指血液中所含的葡萄糖。主要是指血液中所含的葡萄糖。反映機(jī)體反映機(jī)體的能量水

4、平，糖的分解和利用的動態(tài)平衡，對大腦、的能量水平，糖的分解和利用的動態(tài)平衡，對大腦、胎兒尤為重要。胎兒尤為重要。激素的調(diào)節(jié)作用激素的調(diào)節(jié)作用 胰島素下調(diào)、胰高血糖素上調(diào)、腎上腺素上調(diào)、胰島素下調(diào)、胰高血糖素上調(diào)、腎上腺素上調(diào)、糖皮質(zhì)激素上調(diào)糖皮質(zhì)激素上調(diào)糖尿糖尿 血糖水平相對恒定，超過腎糖閾值，葡萄糖隨血糖水平相對恒定，超過腎糖閾值，葡萄糖隨尿排出。尿排出。 動物體內(nèi)，血糖的濃度在神經(jīng)、激素和肝組織器動物體內(nèi)，血糖的濃度在神經(jīng)、激素和肝組織器官的調(diào)節(jié)下，血糖的濃度是恒定的。血糖濃度的官的調(diào)節(jié)下，血糖的濃度是恒定的。血糖濃度的相對恒定靠體內(nèi)血糖的來源和去路的動態(tài)平衡維相對恒定靠體內(nèi)血糖的來源和去

5、路的動態(tài)平衡維持。持。第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧分解糖的無氧分解酵解途徑酵解途徑 丙酮酸丙酮酸 無氧無氧 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 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 核糖核糖 + NADPH+H+ 葡萄糖葡萄糖 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 有氧有氧 H2O及及CO2 ATP 糖原合成糖原合成 一、糖的無氧分解一、糖的無氧分解概念：是指在概念：是指在無氧無氧的條件，通過酶促反應(yīng)，將的條件，通過酶促反應(yīng)，將葡葡萄糖轉(zhuǎn)萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)楸峄蛉樗?，丙酮酸或乳酸，并釋放出并釋放出部分部分能量的能量的過程。此過程是在過程。此過程是在胞液胞

6、液中進(jìn)行。中進(jìn)行。第一階段第一階段第二階段第二階段糖酵解分為兩個階段糖酵解分為兩個階段由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之，稱之為為糖酵解途徑糖酵解途徑(glycolytic pathway)。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。 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+ 己糖激酶己糖激酶(hexokinase)葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H HOOHH OH H OH H H葡萄糖葡萄糖- 6-磷酸磷酸(glucose-6-phosphate, G-6-P)P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H第一階段

7、第一階段 葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸崞咸烟寝D(zhuǎn)變?yōu)楸岫?、糖酵解的反?yīng)過程二、糖酵解的反應(yīng)過程 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸（磷酸（glucose 6-phosphate，G-6-P）是）是葡萄糖的活化形式葡萄糖的活化形式，有利于進(jìn)一步參與合成與分，有利于進(jìn)一步參與合成與分解代謝，同時還能使進(jìn)入細(xì)胞的葡萄糖不再逸出細(xì)胞。解代謝，同時還能使進(jìn)入細(xì)胞的葡萄糖不再逸出細(xì)胞。 關(guān)鍵酶（關(guān)鍵酶（key enzyme）是指在一條代謝途徑的多是指在一條代謝途徑的多酶系統(tǒng)中，通常還存在一種或少數(shù)幾種催化不可逆反應(yīng)酶系統(tǒng)中，通常還存在一種或少數(shù)幾種催化不可逆反應(yīng)的酶，這些酶起著決定代謝途徑反應(yīng)方向的作用。的酶，這些酶起著決定

8、代謝途徑反應(yīng)方向的作用。 限速酶（限速酶（rate-limiting enzyme）是指一條代是指一條代謝途徑中催化活力最低，米氏常數(shù)最大，也就是催化反謝途徑中催化活力最低，米氏常數(shù)最大，也就是催化反應(yīng)速度最慢的酶，它起著決定整個代謝途徑速度的作用。應(yīng)速度最慢的酶，它起著決定整個代謝途徑速度的作用。 哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，種己糖激酶同工酶，分別稱為分別稱為至至型。肝細(xì)胞中存在的是型。肝細(xì)胞中存在的是型，稱為型，稱為葡萄糖激酶葡萄糖激酶(glucokinase),只存在于肝臟中。只存在于肝臟中。 它的特點是：它的特點是： 對葡萄糖的親和力很低對葡萄糖的親

9、和力很低 受激素調(diào)控受激素調(diào)控 ，但不受，但不受葡萄糖葡萄糖-6-P濃度影響濃度影響己糖激酶：從己糖激酶：從ATP上將磷?；D(zhuǎn)移到受體上的酶。上將磷?；D(zhuǎn)移到受體上的酶。它是酵解過程中的第一個它是酵解過程中的第一個限速酶限速酶。己糖激酶的活性。己糖激酶的活性受產(chǎn)物受產(chǎn)物葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸濃度的調(diào)控，這一過程稱為產(chǎn)濃度的調(diào)控，這一過程稱為產(chǎn)物抑制。物抑制。 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿崞咸烟寝D(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 異構(gòu)酶異構(gòu)酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phos

10、phate, F-6-P) ATP ADP Mg2+ 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(6-phosphfructokinase-1)果糖果糖- 6-磷酸磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 (1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)果糖果糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣橇姿徂D(zhuǎn)變?yōu)楣?-1,6-二磷酸二磷酸磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 AMP果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸果糖果糖-2,6-二磷酸二磷酸ADPATP檸檬酸檸檬酸+-ATP既可以作為反應(yīng)底物，又可作為變構(gòu)抑制劑既可以作為反應(yīng)底物，又可作為變構(gòu)抑制劑 磷酸果糖激酶是磷酸果糖激酶是

11、一一變構(gòu)酶變構(gòu)酶OCH2OHOHOHOHOHHHHHM gOCH2OPO3H2OHOHOHOHHHHH己糖磷酸激酶葡萄糖6磷酸葡萄糖HOH磷酸己糖異構(gòu)酶6-磷酸果糖H2O3POHOHOHCH2OHCH2OH2O3POHOHOHCH2OPO3H2CH2OOHHHOHOHCH2OHCH2OHOOHH磷酸果糖激酶己糖激酶ATPADPM gATPADPATPADPMg果糖1,6-二磷酸果糖己糖激酶己糖激酶磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶消耗消耗2分子分子ATP 兩步反應(yīng)均不可逆兩步反應(yīng)均不可逆 己糖激酶和磷酸果糖激酶均為途徑的關(guān)鍵酶。己糖激酶和磷酸果糖激酶均為途徑的關(guān)鍵酶。 磷

12、酸己糖裂解成磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖 醛縮酶醛縮酶(aldolase)CH2OHOCCCCCH2OOHOHOHHHP PP P果糖果糖- 1,6-二磷酸二磷酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 甘油醛甘油醛- 3-磷酸磷酸+CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P POCH2OHCOCH2POCH2P PO 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 (phosphotriose isomerase)甘油醛甘油醛- 3-磷酸磷酸CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 CH2OHCOCH2POC

13、H2P PO甘油醛甘油醛-3-磷酸氧化為磷酸氧化為甘油酸甘油酸- 1,3-二磷酸二磷酸Pi、NAD+ NADH+H+ 甘油醛甘油醛- 3 -磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶 甘油醛甘油醛-3-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)甘油醛甘油醛 -3-磷酸磷酸CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P POH甘油酸甘油酸- 1,3-二磷酸二磷酸O=CCOHCH2POP POP POHCH2COHCHOHOP：SEHCH2COHCHOHHOPSECH2COHCHOOPSENAD+NADH+HH3PO4HS ECH2COHCHOOPOP共價硫酯

14、鍵中間物共價硫酯鍵中間物 甘油醛甘油醛-3-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶（glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase）（輔酶為）（輔酶為NAD+）催化的甘油酸）催化的甘油酸-1,3-二磷酸生成的反應(yīng)是糖酵解過程唯一一步二磷酸生成的反應(yīng)是糖酵解過程唯一一步脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng)。 催化機(jī)制為：催化機(jī)制為：甘油醛甘油醛-3-磷酸的醛基與甘油醛磷酸的醛基與甘油醛-3-磷酸脫磷酸脫氫酶活性部位上的半胱氨酸殘基的氫酶活性部位上的半胱氨酸殘基的-SH形成中間復(fù)合物，同形成中間復(fù)合物，同時把氫轉(zhuǎn)移到時把氫轉(zhuǎn)移到NAD+上，從而產(chǎn)生上，從而產(chǎn)生NADH和高能硫酯鍵。和高能硫酯鍵。NAD

15、H一旦形成就立即從酶分子上解離下來，而氧化型的一旦形成就立即從酶分子上解離下來，而氧化型的NAD+又立即結(jié)合到酶分子上。無機(jī)磷酸攻擊硫酯鍵生成甘又立即結(jié)合到酶分子上。無機(jī)磷酸攻擊硫酯鍵生成甘油酸油酸-1,3-二磷酸，同時釋放出酶。二磷酸，同時釋放出酶。 ADP ATP 磷酸甘油磷酸甘油酸酸激酶激酶 在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成磷酸化生成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) 。 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶(pho

16、sphoglycerate kinase) 甘油酸甘油酸-1,3-二磷酸二磷酸 O=CCOHCH2POP POP POH甘油酸甘油酸- 3-磷酸磷酸COOHCOHCH2POP POH甘油酸甘油酸-3-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿徂D(zhuǎn)變?yōu)楦视退岣视退? 2-磷酸磷酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶變位酶磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase)甘油酸甘油酸- 3-磷酸磷酸COOHCOHCH2POP POH甘油酸甘油酸- 2-磷酸磷酸COOHCCH2POP POOHOHHMg2+甘油酸甘油酸-2-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖崃姿徂D(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?烯醇化酶烯醇化酶(enola

17、se)+ H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)COOHCCH2P PO甘油酸甘油酸- 2-磷酸磷酸COOHCCH2POP POOHOHHADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase) 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸轉(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丙酮酸激酶丙酮酸激酶 長鏈脂肪酸長鏈脂肪酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP檸檬酸

18、檸檬酸+-丙酮酸激酶還是丙酮酸激酶還是一共價修飾酶一共價修飾酶，會因磷酸化而失活。，會因磷酸化而失活。第二階段第二階段 丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸丙酮酸轉(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)。乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(LDH) NADH + H+ NAD+ 乳酸乳酸 COOHCHOHCH3丙酮酸丙酮酸 COOHC=OCH3E1: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 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 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 NADH+H+ 丙丙 酮酮 酸酸 NAD+ 乳乳 酸酸 糖酵解的代謝途徑糖酵解的代謝途徑E1E2E3葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸果糖磷酸果糖1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1,3- 1,3- 二磷酸甘油酸二磷酸甘