生化CH22糖質(zhì)新生,糖代謝

1、 第 七 章 糖 代 謝精選ppt學(xué)習(xí)目的與要求：1.多糖的酶促降解,單糖的吸收與運轉(zhuǎn)及中間代謝概況2.糖的無氧分解的種類，過程，特點，生理功能3.糖的有氧分解的過程，特點，生理功能4.磷酸戊糖途徑的過程，特點，生理功能5.多糖的合成的過程及糖異生作用的過程，特點，生理功能重點:1.糖的無氧分解過程，特點，生理功能2.糖的有氧分解過程，特點，生理功能3.磷酸戊糖途徑的過程，特點，生理功能4.糖異生作用的過程，特點，生理功能難點:1.無氧分解過程2.有氧分解過程3.磷酸戊糖途徑的過程精選ppt代謝總論代謝包括合成代謝物質(zhì)代謝能量代謝分解代謝產(chǎn)能代謝耗能代謝精選ppt第一節(jié) 概 述一.多糖的酶促降

2、解多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，生產(chǎn)中常稱為糖化。非還原末端-1，4糖苷鍵-1，6糖苷鍵還原末端淀粉淀粉水解淀粉 糊精 寡糖 麥芽糖 G精選ppt（二）.細(xì)胞內(nèi)淀粉和糖原的酶促水解磷酸化酶 動物(糖原) （非）-1.4 1-P-葡萄糖轉(zhuǎn)移酶 動物(糖原) -1.4 轉(zhuǎn)移3個糖脫枝酶 動物(糖原) -1.6 葡萄糖(三).纖維素酶纖維素酶 微生物 - 1.4 纖維二糖葡萄糖(一).細(xì)胞外淀粉的酶促水解酶的名稱 來源 作用方式 水解產(chǎn)物-淀粉酶 動，植物 -1.4 麥芽糖又稱-糊精酶 細(xì)菌，霉菌 糊精-淀粉酶 植物 （非）-1.4 -麥芽糖 細(xì)菌，霉菌 核心糊精r-淀粉酶 動物 （

3、非）-1.4 葡萄糖 -1.6 R-酶 植物，微生物 -1.6 切下分枝 又稱異淀粉酶 直鏈多糖精選ppt二.糖的吸收與運轉(zhuǎn)1.吸收糖的吸收是在單糖水平上,吸收部位為腸道粘膜細(xì)胞。單糖的吸收速度: 半乳糖 葡萄糖 果糖 甘露糖 木糖 阿拉伯糖2.糖的運轉(zhuǎn)食物(消化吸收) (氧化分解)CO2+H2O+ATP糖原(分解) 血糖 (合成) 糖原非糖物質(zhì)(異生) (轉(zhuǎn)化) 脂肪,氨基酸來源去路血液中血糖濃度為： 80-120mg/100ml 正常人 130mg/100ml 高血糖 70mg/100ml 低血糖糖閥：160mg/100ml，正常人通過糖原合成與分解來維持，病人通過尿液排出。精選ppt三.

4、糖代謝概況1.需氧分解（有氧氧化）在有氧條件下，好氣生物或兼性生物吸收空氣中的氧作為電子受體，可將燃料分子完全氧化分解，這稱為有氧氧化。因為有氧氧化燃燒完全，產(chǎn)能多，所以，只要有氧氣存在，細(xì)胞都優(yōu)先進(jìn)行有氧氧化。C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + -686(2870kJ)K卡/mol2.不需氧分解（無氧氧化）在無氧條件下，兼性生物或厭氣生物能利用細(xì)胞中的氧化型物質(zhì)作為電子受體，將燃料分子氧化分解，這稱為無氧氧化。有些生物有的以有機(jī)物分子作為最終的氫受體(如厭氧發(fā)酵)。有的則以無機(jī)物分子作為氫受體。(如微生物中的化能自養(yǎng)菌對NO3-、SO42-的利用)。如：硫細(xì)菌以S為受氫體

5、,硝酸還原菌以-NO3-,-NO2-為受氫體.C6H12O6 2 乳酸 + -196.6KJ(47K卡)精選ppt第二節(jié)、糖的無氧分解第二節(jié).糖無氧、有氧分解代謝的共同途徑一.第一階段：葡萄糖 1, 6-二磷酸果糖精選ppt二.第二階段：1, 6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛精選ppt三.第三階段：3-磷酸甘油醛 丙酮酸3磷酸甘油醛CH2OPO3H2CHOHCHOCH2OPO3H2CHOHCOP O3H2ONAD+NADH + H+1,3-二磷酸甘油酸CH2OPO3H2CHOHCOHOADP ATPMg磷酸甘油酸激酶CH2OHCHOPO3H2COHO3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶精

6、選ppt3-磷酸甘油醛脫氫酶機(jī)制 OH OH-C=O H-C-S-E C S-EH-C-OH H-C-OH H-C-OH CH2-O-P CH2-O-P CH2-O-P O C OP H-C-OH CH2-O-PNAD+ NADH+H+Pi HS-EHS-E精選ppt精選ppta1.3-=共同途徑總圖精選ppt糖酵解途徑(glycolysis)(動物)與乳酸發(fā)酵(乳酸菌) （Embden Meyerhof Parnas EMP）1.第一階段：葡萄糖 1, 6-二磷酸果糖2.第二階段：1, 6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛3.第三階段：3-磷酸甘油醛 丙酮酸4.第四階段：丙酮酸乳酸1-3階段與共同

7、途徑相同第三節(jié) 糖的無氧分解精選pptNADH+H+ NAD+ C乳酸脫氫酶第四階段如下: 精選ppt1.第一階段：葡萄糖 1, 6-二磷酸果糖2.第二階段：1, 6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛3.第三階段：3-磷酸甘油醛 丙酮酸4.第四階段：丙酮酸乙醇OH二. 酒精發(fā)酵(alcoholic fermation)1-3階段與共同途徑相同第四階段如下:精選ppt酒精發(fā)酵過程圖精選ppt三.甘油發(fā)酵（酵母的第型發(fā)酵）NAD+H2C-OH HC-OHH2C-O-PH2C-OH HC-OHH2C-O-H精選ppt糖的無氧分解過程總圖精選ppt四.糖無氧分解小結(jié)1.三個不可逆反應(yīng)三個不可逆反應(yīng)的酶是己糖

8、激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。己糖激酶可以控制葡萄糖的進(jìn)入，丙酮酸激酶調(diào)節(jié)酵解的出口。2.能量的消耗與生成4ATP消耗:G開始 G 6-P-G，6-P-F 1.6-二P-F 2ATP 糖原開始, 6-P-F 1.6-二P-F 1ATP 生成: 1.3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 1*2 磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇式丙酮酸 1*2 凈生成: G開始, 4-2=2ATP, 糖原開始, 4-1=3ATP3.葡萄糖無氧分解代謝總反應(yīng)式C6H12O6 + 2ADP + 2Pi = 2C3H6O3(乳酸) + 2ATP + 2H2OC6H12O6 + 2ADP + 2Pi = 2C2H6O (乙醇)+ 2

9、CO2+2ATP+2H2O精選ppt五. 糖無氧分解的生理意義1.具有普遍的生物學(xué)意義糖無氧分解是一條古老的代謝途徑,一條普遍的代謝途徑。2.為合成反應(yīng)提供原料產(chǎn)生含碳的中間物為合成反應(yīng)提供原料。3.為機(jī)體提供能量G +2ADP+ 2Pi 2乳酸 2ATP+2H2O糖原開始則生成3ATP.能量利用率: 2*30.5/196.6*100%=31% 3*30.5/183*100%=49.8%精選ppt第四節(jié)、糖的有氧分解1.第一階段：葡萄糖 丙酮酸2. 第二階段：丙酮酸乙酰CoA一.有氧分解(一).有氧分解的過程線粒體內(nèi)TCA胞液G 丙酮酸 乙酰CoA線粒體內(nèi)CO2+H2OSCoA精選ppt丙酮酸

10、脫氫酶系三種酶六種輔助因子E1-丙酮酸脫羧酶（也叫丙酮酸脫氫酶）E2-硫辛酸乙?；D(zhuǎn)移酶E3-二氫硫辛酸脫氫酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、COASH、FAD、NAD+、Mg2+催化酶： 這一多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)膜上，原核細(xì)胞則在胞液中。精選ppt OCH3-C-S L HS乙酰硫辛酸HS LHS精選ppt3.第三階段：三羧酸循環(huán)-乙酰CoA的徹底氧化分解 (Tricarboxylic acid cycle - TCA循環(huán))精選ppt草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸a-酮戊二酸琥珀酸輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)圖精選ppt(二). 有氧分解小結(jié)1.能量的生成2.CO2的生成丙酮酸

11、 乙酰輔酶A 2*1=2異檸檬酸 a-酮戊二酸 2*1=2a-酮戊二酸 琥珀酸輔酶A 2*1=2 6CO2反應(yīng)步驟 脫氫 電子傳遞磷酸化 底物水平G 丙酮酸 2*1NADH 2*1*2.5=5 2*2=4丙酮酸 乙酰輔酶A 2*1NADH 2*1*2.5=5 TCA 2*3NADH 2*3*2.5=15 2*1=2 2*1FAD2H 2*1*1.5=3 28 6 生成: 28+6=34, 消耗:2, 凈生成: 34-2=32ATP精選ppt3.H2O的生成4.脫氫又脫羧的酶異檸檬酸脫氫酶5.TCA是定向的檸檬酸合成酶定向, 異檸檬酸脫氫酶限速,a-酮戊二酸脫氫酶定向6.總反應(yīng)式C6H12O6+

12、32ADP+32Pi+6O2 6CO2+32ATP+38H2O生成:2+2+6+2=12,消耗:檸檬酸合成,延胡索酸 蘋果酸琥珀酸輔酶A 琥珀酸, 共消耗2*1*3=6, 凈生成:12-6=6精選ppt1.有氧分解是生物普遍存在的途徑2.有氧分解生物體獲得能量的最有效方式 生成:(G)32ATP/30ATP ,(糖原)33ATP/31ATP 能量利用率: 32*30.5/2870 *100% = 34.0% (糖原) 33*30.5/2870 *100% = 35.1%3.三羧酸循環(huán)是糖類、蛋白質(zhì)、脂肪三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐4.三羧酸循環(huán)是物質(zhì)徹底氧化的最終途徑5.三羧酸循環(huán)獲得微生物發(fā)酵產(chǎn)品的途

13、徑檸檬酸(三).有氧分解的生物學(xué)意義精選ppt檸檬酸發(fā)酵精選ppt2.丙酮酸羧化酶(動,微)(四).草酰乙酸的來源1.蘋果酸酶和蘋果酸脫氫酶(動,植,微 )蘋果酸酶蘋果酸脫氫酶NADPH NADP+CO2NAD+ NADH+H+COOHC=OCH3COOHCHOHCH2COOHCOOHC=OCH2COOH精選ppt3、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(植,微)H2精選ppt二、戊糖磷酸途徑phosphopentose pathway PPP 糖酵解和三羧酸循環(huán)是機(jī)體內(nèi)糖分解代謝的主要途徑，但不是唯一途徑。實驗研究也表明：在組織中添加酵解抑制劑如碘乙酸或氟化物等，抑制3-P-甘油醛脫氫酶時,葡萄糖仍可以被

14、消耗，這說明葡萄糖還有其它的代謝途徑。許多組織細(xì)胞中都存在有另一種葡萄糖降解途徑，即磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway, PPP），也稱為磷酸己糖旁路（hexose monophosphate pathway/shunt,HMP）。參與磷酸戊糖途徑的酶類都分布在細(xì)胞漿中，動物體中約有30%的葡萄糖通過此途徑分解。 第五節(jié) 磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway, PPP）精選ppt一. 磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程1.磷酸己糖氧化(G-6-P脫氫脫羧轉(zhuǎn)化成5-磷酸核酮糖)。精選ppt2. 磷酸戊糖的異構(gòu)精選ppt3. 基團(tuán)轉(zhuǎn)移(轉(zhuǎn)酮及轉(zhuǎn)醛)轉(zhuǎn)酮

15、:C5+C5=C7+C3精選ppt CH2OH COHOCH CHOH CHOH CHOH CH2OP+CHOCHOHCH2OP CH2OH COHOCH CHOH CHOH CH2OP+CHOCHOHCHOHCH2OP轉(zhuǎn)醛酶7-P-景天庚糖3-P-甘油醛6-P-F4-P-赤鮮糖轉(zhuǎn)醛:C7+C3=C4+C6精選ppt轉(zhuǎn)酮:C5+C4=C6+C3 CHOCHOHCHOHCH2OP+ CH2OH COHOCH CHOH CH2OH CH2OH COHOCH CHOH CHOH CH2OP +CHOCHOHCH2OP轉(zhuǎn)酮酶TPP4-P-赤鮮糖 5-磷酸木酮糖3-P-甘油醛6-P-F精選ppt CH2

16、OH COHOCH CHOH CHOH CH2OP CHO CHOHHOCH CHOH CHOH CH2OP CHOCHOHCH2OPCH2OPCOCH2OH+ CH2OP COHOCH CHOH CHOH CH2OP CH2OH COHOCH CHOH CHOH CH2OP Pi4. 6-磷酸葡萄糖的生成精選ppt磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程總圖PPP精選ppt二.磷酸戊糖途徑的小結(jié)1.不必經(jīng)過EMP和TCA途經(jīng),在上葡萄糖直接脫羧脫氫.2.脫氫酶的輔酶為NADP+.3.從糖原開始不消耗ATP.4.6-P-葡萄糖酸脫氫酶既脫氫又脫羧.5.中間物有C4,C5, C76.能量生成:29/30ATP7.

17、總反應(yīng):6-P-G+6O2+30ADP+29Pi=6CO2+30ATP+35H2O精選ppt三.磷酸戊糖途徑的生理意義1.磷酸戊糖途徑是生物普遍存在的途徑2.提供大量的能量,僅次于有氧氧化3.提供生物合成的還原劑-NADPH4.提供核酸,輔酶合成的原料-核糖5.與植物光合作用有關(guān)-C3,C46.是戊糖分解的必經(jīng)途徑精選ppt四. 磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)1.限速酶肝臟中的各種戊糖途徑的酶中以6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性最低，所以它是戊糖途徑的限速酶，催化不可逆反應(yīng)步驟。2. NADP+/NADPH比值的調(diào)節(jié)NADPH競爭性抑制6-磷酸葡萄糖脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的活性。機(jī)體內(nèi)NAD+/NADH

18、比NADP+/NADPH的比值要高幾個數(shù)量級，前者為700，后者為0.014，這使NADHP可以進(jìn)行有效的反饋抑制調(diào)控。只有NADPH在脂肪的生物合成中被消耗時才能解除抑制，再通過6-磷酸葡萄糖脫氫酶產(chǎn)生出NADPH。3.底物濃度非氧化階段戊糖的轉(zhuǎn)變主要受控于底物濃度。5-磷酸核糖過多時，可轉(zhuǎn)化成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛進(jìn)行酵解。精選ppt許多微生物及植物能夠利用乙酸作為唯一的碳源，發(fā)現(xiàn)這些生物機(jī)體中除有TCA循環(huán)外還有另一途經(jīng),此途經(jīng)中其中間代謝物有乙醛酸故稱乙醛酸循環(huán)。因此途經(jīng)與TCA循環(huán)相聯(lián)系，故又稱TCA循環(huán)支路。第六節(jié). 三羧酸循環(huán)支路-乙醛酸循環(huán)一.乙醛酸循環(huán)的概念精選ppt1

19、. 2CH3COOH+2ATP+2HSCoA 2CH3COSCoA+2ADP+2Pi2. 乙酰CoA+草酰乙酸 檸檬酸3. 檸檬酸 異檸檬酸 CH2COOH CHCOOH HOCHCOOHCHOCOOHCH2COOHCH2COOH+異檸檬酸裂解酶5.CH3COSCoACHOCOOH+HOCHCOOH CH2COOH蘋果酸合成酶6. 蘋果酸 草酰乙酸 總反應(yīng):2乙酰CoA+琥珀酸2H2O+NAD+NADH+H+H2O HSCoA乙酰CoA合成酶+2HSCoA二.乙醛酸循環(huán)過程精選ppt三羧酸循環(huán)與乙醛酸循環(huán)的關(guān)系乙酰輔酶A草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸a-酮戊二酸琥珀酸輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸乙酸乙醛

20、酸異檸檬酸裂解酶蘋果酸合成酶精選ppt三.乙醛酸循環(huán)的特點異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合成酶1.兩個關(guān)鍵酶2.有些微生物和動物不能利用乙酸作為營養(yǎng)物是因為它們體內(nèi)無乙酰CoA合成酶3.葡萄糖可抑制異檸檬酸裂解酶的活性葡萄糖存在時進(jìn)行TCA循環(huán)4.乙醛酸循環(huán)不是乙酰CoA的分解途徑而是利用二碳合成四碳化合物.(琥珀酸)精選ppt1.利用乙酸作為碳源提供能量(生成NADH).2.利用乙酸作為碳源合成糖,氨基酸,脂肪。3.利用脂肪合成糖（油料植物種子萌發(fā)）。4.提供TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物.四.乙醛酸循環(huán)的生理意義精選ppt第四節(jié)、糖的合成代謝G 6-P-G 6-P-F 1-P-G UDPGP-蔗糖蔗糖果糖P

21、-蔗糖合成酶蔗糖合成酶1-P-G UDPGUDPG焦磷酸化酶UDPUDPUDPG焦磷酸化酶PiPiUTP PPiUTP PPiP-蔗糖脂酶快途徑慢途徑第七節(jié).糖的合成代謝一.蔗糖的合成（非光合作用）精選ppt2.UDPG轉(zhuǎn)G基酶系A(chǔ)TPADPUDPUTPUDPG1-P-G PPiGn(引物） Gn+1UDPG焦磷酸化酶UDPG轉(zhuǎn)G基酶3. ADPG轉(zhuǎn)G基酶系A(chǔ)TPPPi1-P-GADPGADPGn(引物） Gn+1 二.淀粉的合成(一).直鏈淀粉的合成1.磷酸化酶1-P-G+Gn(引物） Gn+1 + Pi精選ppt（C4）O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O（C1）（C4）O-

22、O-O-O-O （C1） + O-O-O-O-O-O-O-O（C1） Q O-O-O-O-O-O-O-O（C1） O-O-O-O-O （C4） Q酶+ Q酶 -1.6糖苷鍵（二）.支鏈淀粉的合成支鏈淀粉的合成是在直鏈淀粉合成的基礎(chǔ)上合成的,直鏈淀粉在分枝酶(Q酶)的作用下形成-1.6糖苷鍵。精選ppt1.G 6-P-G2.6-P-G 1-P-G3.1-P-G UDPG4.UDPG + Gn Gn+1 + UDP5.在分枝酶作用下分枝生成糖原。三. 糖原的生成以葡萄糖或其它單糖為原料合成糖原的過程稱為糖原的生成作用.糖原合成的場所是肝臟和肌肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行.精選ppt四、糖異生（一）.糖異生

23、的概念糖異生是指從非糖物質(zhì)如丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等在肝臟中合成葡萄糖的過程。(葡萄糖-6-磷酸酶只在肝臟中存在)四.糖異生作用精選ppt2.不可逆反應(yīng): 6-P-F 1.6-二P-F己糖激酶/葡萄糖激酶逆反應(yīng): 6-P-G G + Pi逆反應(yīng): 1.6-二P-F 6-P-F + Pi 1.不可逆反應(yīng): G 6-P-G葡萄糖磷酸酯酶磷酸果糖激酶磷酸果糖酯酶（二）、糖異生的途徑糖異生過程基本上是糖酵解途徑的逆過程，但具體過程并不是完全相同，因為在酵解過程中有三步是不可逆的反應(yīng)，而在糖異生中要通過其它的旁路途徑來繞過這三步不可逆反應(yīng)，完成糖的異生過程。精選ppt逆反應(yīng): 2丙酮酸+4ATP+2GTP+2(NADH+H+)+4H2O 葡萄糖+2NAD+ +4ADP +2GDP +6PiCOOHCOCH3COOHCOCH2COOHCOOHC-O-PCH2丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶CO2 ATP ADP生物素 Mg2+ PiGTP GDP Pi CO23.不可逆反應(yīng)丙酮酸激酶磷酸烯醇式