七科聯(lián)考生物化學(xué)8第六章 糖代謝20140926課件

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君1休息一下！課間休息2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君1休息一下！課間休息2022/12/10第六章糖代謝MetabolismofCarbohydrates主講楊成君第六章糖代謝MetabolismofCarbohy第一節(jié)概述糖的概念及分類糖的生理功能糖的消化吸收及其轉(zhuǎn)運糖代謝概況第一節(jié)概述糖的概念及分類糖的生理功能糖的消化吸收及其一、糖的概念及分類糖（carbohydrates）化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或酮及其衍生物或多聚物碳水化合物實驗式：Cn（H2O）m分布及廣泛、自然界含量最為豐富的物質(zhì)。作用為生命活動提供能源和碳源基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君4并非所有符合實驗式的都是糖（乳酸、甲醛）并非所有糖都符合實驗式（脫氧核糖、鼠李糖）2022/12/10一、糖的概念及分類糖（carbohydrates）化學(xué)本質(zhì)為糖的分類根據(jù)糖水解產(chǎn)物的情況主要分為四大類：單糖monosacchride寡糖oligosacchride多糖polysacchride結(jié)合糖glycoconjugate糖與非糖物質(zhì)結(jié)合，糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君52022/12/10糖的分類根據(jù)糖水解產(chǎn)物的情況主要分為四大類：單糖monos醛糖酮糖丙糖（3C）D-甘油醛二羥丙酮丁糖（4C）D-赤蘚糖戊糖（5C）D-核糖D-2-脫氧核糖D-木酮糖D-核酮糖己糖（6C）D-半乳糖D-甘露糖D-葡萄糖D-果糖D-山梨糖庚糖（7C）D-景天庚酮糖辛糖（8C）D-辛酮糖1、常見的單糖不能再水解的糖自然界中的單糖多為醛糖己糖最普遍和重要，戊糖次之己糖（6C）中葡萄糖最重要基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君62022/12/10醛糖酮糖丙糖（3C）D-甘油醛二羥丙酮丁糖（4C）D-赤蘚糖己醛糖己醛糖中以葡萄糖分布最廣，是構(gòu)成淀粉、糖原、纖維素及其他許多糖類物質(zhì)的基本單位。天然的葡萄糖，無論是游離的或是結(jié)合的均屬D構(gòu)型，在水溶液中主要以吡喃式構(gòu)形存在，為α和β兩種構(gòu)型的衡態(tài)混合物α-D-葡萄糖HOHHOHOHHHO-C-HCH2OHOHCH2OHHOHOHHHOHOHHOH吡喃型（1:5氧橋6元環(huán)）呋喃型（1:4氧橋5元環(huán)）123456123456α-D-葡萄糖C1上的羥基在環(huán)的上方則為β-D-葡萄糖吡喃型已糖穩(wěn)定存在，且常與少量呋喃型己糖成平衡狀態(tài)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君72022/12/10己醛糖己醛糖中以葡萄糖分布最廣，是構(gòu)成淀粉、糖原、纖維素及其CH2OHHHHHHOHOOHHOHα-D（+）-吡喃型葡萄糖CH2OHHHHHHOHOOH直立鍵平伏鍵吡喃葡萄糖椅式構(gòu)型123456β-D（+）-吡喃型葡萄糖HOH半乳糖甘露糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君82022/12/10CH2OHHHHHHOHOOHHOHα-D（+）-吡喃型葡萄HOCH2CH2OHβ-D-果糖HOCH2CH2OHα-D-果糖HOCH2CH2OHα-D-山梨糖CH2OHHOCH2β-D-山梨糖己酮糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君92022/12/10HOCH2CH2OHβ-D-果糖HOCH2CH2OHα-D-2、常見寡糖能水解成幾分子單糖的糖，單糖之間借糖苷鍵相連雙糖最重要：麥芽糖（maltose）:葡萄糖-葡萄糖【α-1,4-糖苷鍵】蔗糖（sucrose）:葡萄糖-果糖【α,β（1→2）】糖苷鍵

乳糖（lactose）:葡萄糖-半乳糖【β-1,4-糖苷鍵】2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君10纖維二糖是纖維素單位2、常見寡糖能水解成幾分子單糖的糖，單糖之間借糖苷鍵相連雙糖3、常見多糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君112022/12/10能水解生成多個分子單糖的糖淀粉（starch）糖原（glycogen）：動物纖維素（cellulose）3、常見多糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君112022/12/10能水是植物中養(yǎng)分的儲存形式，是人類食物中的主要成分。直鏈淀粉（幾百個G單位）、支鏈淀粉（幾千G單位）G分子間多是α(1→4)糖苷鍵，分支點則是α(1→6)糖苷鍵。能被酸或α-淀粉酶所水解。淀粉顆粒淀粉基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君122022/12/10是植物中養(yǎng)分的儲存形式，是人類食物中的主要成分。淀粉顆粒淀粉糖原是動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式（動物淀粉），動物組織中儲存的養(yǎng)分。分子量較淀粉的略大，分支較支鏈淀粉略多，性質(zhì)與淀粉的大致相似。還原性末端非還原性末端α-1，6-糖苷鍵α-1，4-糖苷鍵糖原OOOOOOOOOOOOOOO16非還原性末端非還原性末端基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君132022/12/10糖原還原性末端非還原性末端α-1，6-糖苷鍵α-1，4-糖苷纖維素纖維素：作為植物的骨架是構(gòu)成植物軀干的主要成分，由β-D-葡萄糖分子通過β-1→4-糖苷鍵縮合生成?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君142022/12/10纖維素纖維素：作為植物的骨架基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君142022二、糖的生理功能氧化供能：這是糖的主要功能人體所需能量的50—70%來自葡萄糖。16.7kJ/g提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料衍生為生理活性物質(zhì)（核糖）輔酶（NAD+、FAD）、核（苷）酸、ATP等糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等糖是機(jī)體的組成成分：結(jié)締組織、軟骨、骨基質(zhì)、各種膜結(jié)構(gòu)成分參與細(xì)胞識別、信息傳遞、免疫功能基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君152022/12/10二、糖的生理功能氧化供能：這是糖的主要功能人體所需能量的50主要唾液中的α-淀粉酶胰液中的α-淀粉酶麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-臨界糊精+異麥芽糖（30%）（5%）α-臨界糊精酶異麥芽糖酶α-葡萄糖苷酶麥芽糖酶

葡萄糖腸粘膜細(xì)胞刷狀緣腸腔胃口腔少量乳糖和蔗糖分別在乳糖酶和蔗糖酶作用下分解為單糖三、糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原、麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖胃液中失活基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君162022/12/10無分支有分支主要唾液中的α-淀粉酶胰液中的α-淀粉酶麥芽糖+麥芽三糖α-小腸中參與糖消化的酶小腸——消化糖類的主要場所腸液胰α-淀粉酶，水解淀粉的α-1，4-糖苷鍵產(chǎn)物有二糖、三糖、寡糖（α極限糊精4-9個糖單位）接觸微絨毛表面吸附的胰淀粉酶繼續(xù)水解淀粉和寡糖產(chǎn)物同腸液消化質(zhì)膜微絨毛中的酶（質(zhì)膜成分）消化產(chǎn)物是單糖α糊精酶、糖淀粉酶、麥芽糖酶、異麥芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君172022/12/10小腸中參與糖消化的酶小腸——消化糖類的主要場所腸液胰α-淀粉四、糖的吸收與運輸吸收部位：小腸上段吸收形式：單糖吸收機(jī)制：鈉依賴主動轉(zhuǎn)運、耗能糖的運輸：門靜脈－肝－體循環(huán)－細(xì)胞

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君18血液中的葡萄糖進(jìn)入全身組織細(xì)胞需要葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucosetransporter，GLUT)2022/12/10腸腔中的葡萄糖進(jìn)入小腸粘膜細(xì)胞需要鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)四、糖的吸收與運輸吸收部位：小腸上段吸收形式：單糖吸收機(jī)制：ADP+PiATPGNa+K+Na+泵腸腔門靜脈小腸粘膜細(xì)胞間質(zhì)Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)GGNa+Na+GGG細(xì)胞膜刷狀緣糖的吸收機(jī)制(鈉依賴主動吸收)2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君19ADP+PiATPGNa+K+Na五、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運蛋白血中的葡萄糖在體內(nèi)代謝需進(jìn)入細(xì)胞葡糖轉(zhuǎn)運蛋白（glucosetransporter，GLUT）現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)12種GLUT：GLUT1—5功能明確2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君20葡萄糖攝取障礙可以誘發(fā)高血糖正常情況下：高糖飲食——血糖迅速升高——胰島素分泌——原先位于脂肪和肌細(xì)胞囊泡中的GLUT4重新分布于細(xì)胞膜——細(xì)胞攝取并利用葡萄糖——血糖下降。I型糖尿?。阂葝u素分泌不足導(dǎo)致血液糖進(jìn)入細(xì)胞障礙——高血糖五、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運蛋白血中的葡萄糖在體內(nèi)代謝需進(jìn)入細(xì)CO2葡萄糖酵解途徑肝糖原分解糖原合成

糖異生途徑磷酸戊糖途徑丙酮酸無氧

消化與吸收核糖+NADPH+H+HO2

有氧++基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君21六、糖代謝的概況2022/12/10CO2葡萄糖酵解途徑肝糖原分解糖原合成糖異生途徑磷酸戊血糖的來源與去路食物糖肝糖原非糖物質(zhì)血糖3.89-6.11mmol/L其它糖、脂肪、氨基酸肝、肌糖原CO2+H20+ATP來源去路基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君222022/12/10血糖的來源與去路食物糖肝糖原非糖物質(zhì)其它糖、脂肪、氨基酸肝、第二節(jié)糖無氧氧化糖酵解反應(yīng)過程糖酵解調(diào)節(jié)糖酵解生理意義第二節(jié)糖無氧氧化糖酵解反應(yīng)過程一、糖酵解的反應(yīng)過程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君24糖酵解(glycolysis)定義在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為糖酵解糖酵解反應(yīng)部位胞漿糖酵解反應(yīng)階段糖酵解途徑(glycolyticpathway)：G分解成丙酮酸丙酮酸被NADH還原成乳酸2022/12/10一、糖酵解的反應(yīng)過程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君24糖酵解(glyc25葡萄糖6-磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸磷酸二羥丙酮2-磷酸甘油酸6-磷酸果糖ATPADPATPADPATPADPNAD+NADH+H++PiATPADP己糖激酶（HK）磷酸己糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶-1（PFK-1）醛縮酶3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶（PK）HO2(一)糖酵解途徑CH2HOHOHOHOHOHHHHHO153246COOHCOCH3COOHCOCH3基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君2Pi+2NAD+2NADH+2H+2H2O2ATP2ADP2022/12/1025葡萄糖6-磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,磷酸化后的葡萄糖即不能自由透過細(xì)胞膜而逸出細(xì)胞反應(yīng)不可逆，耗能（-16.8kJ/mol）葡萄糖Glucose6-磷酸葡萄糖

glucose-6-phosphate,G-6-P己糖激酶(hexokinase)ATPADPMg2+CH2HOHOHOHOHOHHHHHO153246CH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P⑴葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖別構(gòu)抑制強(qiáng)烈Mg2+與ATP形成的復(fù)合物才是酶的真正底物Mg2+是激活劑HK分子量52000，以6碳糖為底物，專一性差，

還作用于D-果糖和D-甘露糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君262022/12/10磷酸化后的葡萄糖即不能自由透過細(xì)胞膜而逸出細(xì)胞反應(yīng)不可逆，耗GK是誘導(dǎo)酶，受激素的調(diào)控，被胰島素誘導(dǎo)合成葡萄糖Glucose6-磷酸葡萄糖

glucose-6-phosphate,G-6-P葡萄糖激酶(glucokinase)ATPADPMg2+CH2HOHOHOHOHOHHHHHO153246CH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P⑴葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖GK對葡萄糖的親和力較低Km=10mmol/L（其它HK在0.1mmol/L左右）GK是肝細(xì)胞中HK的同工酶Ⅳ對D-葡萄糖有特異性，不被G-6-P抑制基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君272022/12/10GK是誘導(dǎo)酶，受激素的調(diào)控，被胰島素誘導(dǎo)合成葡萄糖6-磷酸葡ATP與Mg2+的結(jié)合模式NNNN234561789NH2O21345OHHOCH2OPOOO~POOO~POOOMg2+ATP基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君282022/12/10ATP與Mg2+的結(jié)合模式NNNN234561789NH2OCH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P6-磷酸葡萄糖

glucose-6-phosphate,G-6-P⑵6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖己糖異構(gòu)酶6-磷酸果糖fructose-6-phosphate,F-6-PCH2OPHOHOHOHHHOCH2HO153246磷酸己糖異構(gòu)酶催化的醛糖與酮糖互變，分子中的羰基由第1位碳移位至第2位碳標(biāo)準(zhǔn)自由能變化甚?。?1.7kJ／mol），反應(yīng)方向隨著作用物及產(chǎn)物濃度的變化基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君292022/12/10CH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P6-磷⑶6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖fructose-6-phosphate,F-6-PCH2OPHOHOHOHHHOCH2HO153246CH2OPHOHOHOHHHOCH2O153246P6-磷酸果糖激酶-16-phosphfructokinase-11,6-雙磷酸果糖1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2PATPADPMg2+此酶活力決定酵解的速度，因此是酵解中的最關(guān)鍵的酶，也是限速酶極少見的正反饋分子量為3400的四聚體別構(gòu)酶，ATP對酶有抑制效應(yīng)，在有檸檬酸和脂肪酸時加強(qiáng)抑制；AMP、ADP或Pi可消除抑制基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君302022/12/10⑶6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖CH2⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖反應(yīng)可逆且有利于磷酸己糖合成。故催化此反應(yīng)的酶稱為——醛縮酶。磷酸丙糖互變由磷酸丙糖異構(gòu)酶催化，利于磷酸二羥丙酮的生成；平衡時占96%由于3-磷酸甘油醛不斷移去，最終磷酸二羥丙酮全部轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛。CH2OPHOHOHOHHHOCH2O153246P1,6-雙磷酸果糖1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P醛縮酶(aldolase)CH2HOCH2OPCO磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛HOCCHHOCH2OP⑸磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶phosphotriose

isomerase基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君312022/12/10⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖反應(yīng)可逆且有利于磷酸己糖合成⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛HOCCHHOCH2OP3-磷酸甘油醛脫氫酶glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase1,3-二磷酸甘油酸OCCHHOCH2OPO~PPi+NAD+NADH+H+1，3-二磷酸甘油酸又稱3-磷酸甘油酸磷酸基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君322022/12/10脫氫反應(yīng)形成高能磷酸鍵⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛H⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸OCCHHOCH2OPO~P磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)ATPADP3-二磷酸甘油酸COOHCHHOCH2OP※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ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。ΔG0′=-14.8千卡/摩爾（-61.9kJ/mol）基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君332022/12/10⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸磷酸甘油酸變位酶(phosphoglycerate

mutase)⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-二磷酸甘油酸COOHCHHOCH2OPCOOHCHOCH2OHP2-二磷酸甘油酸哺乳動物中至少有二種磷酸甘油酸變位酶（65700），分別存在于成人肌肉和胎兒肌肉，前者對于汞高度敏感ΔG0′＝+4.45kJ／mol反應(yīng)機(jī)制：E-P+2-PG←→E－2，3-DPG←→E-P+3-PG凡促化分子內(nèi)化學(xué)基團(tuán)的位置移動的酶都稱為變位酶反應(yīng)需要2，3-DPG和Mg2+為輔助因子基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君342022/12/10磷酸甘油酸變位酶⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖酑OOHCHOCH2OHP2-二磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)反應(yīng)引起分子內(nèi)電子重排和能量重分布，形成一個高能磷酸鍵，為下一步底物水平磷酸化作準(zhǔn)備。烯醇化酶(enolase)COOHCOCH2P~HO2基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君352022/12/10⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖酑OOHCHOCH⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸phosphoenolpyruvate,PEPCOOHCOCH2P~ATPADP丙酮酸激酶(pyruvatekinase)Mg2+K2+COOHCOCH3丙酮酸pyruvate糖酵解反應(yīng)的第二次底物水平磷酸化。反應(yīng)由丙酮酸激酶催化；需要K+、Mg2+參加；細(xì)胞內(nèi)此反應(yīng)不可逆基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君362022/12/10⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸COOH丙酮酸的去路變?yōu)橐阴oA（有氧條件）進(jìn)線粒體氧化成乙酰CoA參加TAC，徹底氧化成CO2和H2O生成乳酸（缺氧條件）在厭氧酵解、肌肉劇烈運動、呼吸循環(huán)系統(tǒng)障礙造成暫時缺氧時，丙酮酸接受3-磷酸甘油醛脫下的氫，還原成乳酸生成乙醇（酵母菌或其他微生物）經(jīng)脫羧酶催化脫羧成乙醛后經(jīng)醇脫氫酶催化還原成乙醇基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君372022/12/10丙酮酸的去路變?yōu)橐阴oA（有氧條件）進(jìn)線粒體氧化成乙?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君38（二）丙酮酸還原成乳酸乳酸脫氫酶催化的可逆反應(yīng)：反應(yīng)方向由供氧情況決定；輔酶是NAD+NADH+H+

來自于上述第6步反應(yīng)中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)COOHCOCH3丙酮酸pyruvate乳酸脫氫酶(LDH)乳酸lacticacidCOOHCOHCH3H

NAD＋NADH+H＋2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君38（二）丙酮酸還原成乳酸乳酸脫氫酶催化磷酸二羥丙酮（1）葡萄糖（1）ATP6-磷酸葡萄糖（1）ADP2ATP3-磷酸甘油酸（2）2ADP2ADP2NAD+乳酸（2）丙酮酸（2）2ATP6-磷酸果糖（1）ATP1，6-二磷酸果糖（1）ADP3-磷酸甘油醛（1）糖酵解全過程及小結(jié)1,3-二磷酸甘油酸（2）2NADH+H+2NAD+2Pi磷酸烯醇式丙酮酸（2）H2O糖原（葡萄糖n）1-磷酸葡萄糖Pi2-磷酸甘油酸（2）2NADH+H+基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君39反應(yīng)部位在胞漿；三步不可逆的反應(yīng)、三個關(guān)鍵酶不需氧的產(chǎn)能過程，產(chǎn)能的方式是底物水平磷酸化：G:2×2-2=2ATP終產(chǎn)物乳酸的去路：釋放入血經(jīng)肝臟再進(jìn)一步代謝，分解利用、糖異生2022/12/10磷酸二羥丙酮（1）葡萄糖（1）ATP6-磷酸葡萄糖（1）AD基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君40二、糖酵解的調(diào)節(jié)３個調(diào)節(jié)的關(guān)鍵酶己糖激酶（HK）磷酸果糖激酶-1（PFK-1）：作用最強(qiáng)丙酮酸激酶（PK）2種調(diào)節(jié)的方式變構(gòu)調(diào)節(jié)（變構(gòu)激活、變構(gòu)抑制）酶促化學(xué)修飾（共價修飾）：受激素的調(diào)節(jié)可逆反應(yīng)受底物和產(chǎn)物濃度控制2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君40二、糖酵解的調(diào)節(jié)３個調(diào)節(jié)的關(guān)鍵酶己糖（一）己糖激酶（葡萄糖激酶）基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君41葡萄糖G-6-P己糖激酶葡萄糖激酶反饋抑制長鏈脂酰輔酶A變構(gòu)抑制胰島素促進(jìn)酶合成誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄2022/12/10（一）己糖激酶（葡萄糖激酶）基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君41葡萄糖G磷酸果糖激酶-2PFK-2（有活性）FBP-2（無活性）果糖雙磷酸酶-2PFK-2（無活性）FBP-2(有活性）PPATPADPHO2PiPKA磷蛋白磷酸酶F-2,6-2PF-6-PF-1,6-2PPFK-1ATPADP胰高血糖素ATPcAMPAMP檸檬酸ATPADPHO2Pi作用最強(qiáng)正反饋與ATP競爭調(diào)節(jié)部位此酶有二個結(jié)合ATP的部位：活性中心內(nèi)底物結(jié)合部位（低濃度時）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）AMP胰島素（二）6-磷酸果糖激酶-1基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君422022/12/10磷酸果糖激酶-2PFK-2FBP-2果糖雙磷酸酶-2PFK-（三）丙酮酸激酶酶的共價修飾FBPPEPATP肝內(nèi)Ala檸檬酸乙酰CoA酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)ATPADP丙酮酸PEPPKacAMP胰高血糖素CaMCa2＋PKbPATPADP蛋白激酶HO2Pi磷蛋白磷酸酶低血糖抑制劑激活劑AMP胰島素低血糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君432022/12/10（三）丙酮酸激酶酶的共價修飾FBPATP酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)ATPA基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君44三、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對肌肉收縮最重要，比有氧氧化迅速（有氧氧化時間較長）肌肉運動或機(jī)體缺氧時肌肉主要靠酵解供能某些細(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（紅細(xì)胞）代謝活躍的細(xì)胞（白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等）在體內(nèi)物質(zhì)互變過程中的作用丙酮酸轉(zhuǎn)變成Ala再轉(zhuǎn)變成其它氨基酸磷酸丙糖轉(zhuǎn)變成α-磷酸甘油參與脂肪的合成蛋白質(zhì)、脂肪等通過糖酵解的中間產(chǎn)物在肝中轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃推咸烟?022/12/10不需氧的產(chǎn)能過程，產(chǎn)能的方式是底物水平磷酸化：G:2×2-2=2ATP基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君44三、糖酵解的生理意義是機(jī)體在缺氧情況果糖(肌)己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖*1-磷酸半乳糖1-磷酸葡糖糖半乳糖激酶變位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶變位酶四、其它單糖轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒獾闹虚g產(chǎn)物半乳糖血癥果糖(肝)*果糖激酶F-1-P果糖(肌)己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P（一）果糖被磷酸化后進(jìn)入糖酵解果糖的一部分周圍組織（脂肪、肌肉）一部分在肝代謝果糖果糖-6-磷酸HK糖酵解途徑合成肌糖原1-磷酸果糖醛縮酶果糖F-1-P果糖激酶磷酸二羥丙酮甘油醛丙糖激酶3-磷酸甘油醛糖酵解途徑或合成肝糖原果糖不耐癥（fructoseintolerance）是一種遺傳病。病因為缺乏B型醛縮酶，進(jìn)食果糖會引起F1P堆積，大量消耗肝中磷酸儲備，使ATP濃度下降，加速糖無氧氧化，導(dǎo)致乳酸酸中毒和餐后低血糖。這種病癥常表現(xiàn)為自我限制，強(qiáng)烈地厭惡甜食。（一）果糖被磷酸化后進(jìn)入糖酵解果糖的一部分周圍組織（脂肪、?。ǘ┌肴樘寝D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?1-磷酸進(jìn)入糖酵解半乳糖激酶磷酸葡糖糖變位酶半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶UDP葡糖糖UDP半乳糖UDP半乳糖-4-差向異構(gòu)酶半乳糖ATPADP1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖半乳糖血癥（galactosemia）是一種遺傳性疾病，表現(xiàn)為半乳糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖。原因是缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶，使1-磷酸半乳糖生成UDP-半乳糖的過程受阻，導(dǎo)致有毒副產(chǎn)物的積累。例如，血液中高濃度的半乳糖使眼睛晶狀體中半乳糖含量增加，并還原為半乳糖醇，晶狀體中這種糖醇的存在最終導(dǎo)致白內(nèi)障的形成（晶狀體混濁）半乳糖醇晶狀體白內(nèi)障（二）半乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?1-磷酸進(jìn)入糖酵解半乳糖激酶磷酸葡（三）甘露糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸進(jìn)入糖酵解6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原葡萄糖己糖激酶磷酸甘露糖異構(gòu)酶磷酸己糖異構(gòu)酶乳酸CO2+H2O甘露糖6-磷酸甘露糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖ATPADP（三）甘露糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸進(jìn)入糖酵解6-磷酸葡萄糖1-第三節(jié)糖的有氧氧化糖有氧氧化過程糖有氧氧化的生理意義—能量生成糖有氧氧化的調(diào)節(jié)巴斯德效應(yīng)第三節(jié)糖的有氧氧化糖有氧氧化過程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君50糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobicoxidation)有氧情況下葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程糖有氧氧化的部位胞液（糖酵解途徑）線粒體（丙酮酸氧化及TAC）糖有氧氧化重要性有氧氧化是糖氧化的最主要方式，絕大多數(shù)細(xì)胞利用該途徑獲取能量，酵解生成的乳酸最終仍需要在有氧的條件下徹底氧化2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君50糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerob基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君51糖有氧氧化概況細(xì)胞液線粒體O2O2O2HO2呼吸鏈葡萄糖G-6-P葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoANADH+H+NADH+H+FADH2（）ATP（GTP）TACH++eCO2ATPADP組織細(xì)胞氧化磷酸化偶聯(lián)乳酸無氧2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君51糖有氧氧化概況細(xì)胞液線粒體O2O2O基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君52一、有氧氧化的反應(yīng)過程細(xì)胞液線粒體葡萄糖或糖原丙酮酸乙酰CoA丙酮酸線粒體膜TACCO2HO2NADH+H+FADH2（）呼吸鏈[O]ATPADPATP（GTP）Ⅳ氧化磷酸化Ⅲ三羧酸循環(huán)Ⅱ丙酮酸的氧化脫羧Ⅰ糖酵解途徑2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君52一、有氧氧化的反應(yīng)過程細(xì)胞液線粒體葡基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君53（一）丙酮酸氧化脫羧酶：線粒體丙酮酸脫氫酶系（復(fù)合體）SS二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶丙酮酸脫氫酶TPP二氫硫辛酰胺脫氫酶FAD12606HSCoANAD+E1E2E3焦磷酸硫胺素（TPP）：含有1負(fù)碳離子容易和丙酮酸的碳基碳形成中間加合物，其帶正電荷的含氮環(huán)作為電子阱穩(wěn)定負(fù)電荷的形成，這種作用是脫羧反應(yīng)所必需的；加合物脫羧后則生成羥乙基-TPP硫辛酸：具有二硫鍵的八碳羧酸，通過羧基與轉(zhuǎn)乙酰酶的賴氨酸側(cè)鏈氨基結(jié)合成硫辛酰胺-酶；其硫辛酰胺成為酶的柔性長臂，可將乙?；鶑拿笍?fù)合體的一個活性部位轉(zhuǎn)移到另外一個部位2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君53（一）丙酮酸氧化脫羧酶：線粒體丙酮酸CSN+R1R2噻唑環(huán)CCCH3HCCCCNNCH2NH2HC3OPCH2CH2P活性碳原子可解離質(zhì)子硫胺素焦磷酸（TPP）具有酸性，可以解離成負(fù)碳離子TPP的負(fù)碳離子基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君542022/12/10CSN+R1R2噻唑環(huán)CCCH3HCCCCNNCH2NH2H硫辛酸OH

CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS柔性長臂硫辛酰胺酶蛋白部分轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）活性二硫基賴氨酸側(cè)鏈CH

CH2CH2CH2CH2HNNH

C=O

肽鏈C末端肽鏈N末端CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS硫辛酸及其硫辛酰胺的結(jié)構(gòu)硫辛酰胺-酶2H基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君552022/12/10硫辛酸OHCH2HC2CHCH2CH2CH輔酶A是根據(jù)它活化酰基(acylgroup)的作用命名的。輔酶A的巰基是功能部分。其余部分提供酶結(jié)合位點。在?；o酶A中，如乙酰輔酶A，酰基與巰基相連形成硫酯。輔酶A（HSCoA）和碳的活化ATPAdenosine3’-phosphate5’-disphosphate泛酸Pantothenicacidβ-巰基乙胺β-Mercaptoethylamine基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君562022/12/10?；o酶A是根據(jù)它活化?；?acylgroup)的作用命名的。SS二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶丙酮酸脫氫酶TPP二氫硫辛酰胺脫氫酶FAD1.α-羥乙基-TPP的生成COOOCCH3CO2SS二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶丙酮酸脫氫酶TPP二氫硫辛酰胺脫氫酶FADHCCH3HO

2.乙酰硫辛酰胺的生成SS二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶丙酮酸脫氫酶TPP二氫硫辛酰胺脫氫酶FADHOCCH33.乙酰CoA的生成HSCoA~CH-CO3SCoASS二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶丙酮酸脫氫酶TPP二氫硫辛酰胺脫氫酶FADHHSS二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶丙酮酸脫氫酶TPP二氫硫辛酰胺脫氫酶FADH24.硫辛酰胺的生成NAD+NADH+H+NADH+H+5.的生成丙酮酸氧化過程2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君57SS二氫硫辛酰丙酮酸TPP二氫硫辛FAD1.α-羥乙基-TP丙酮酸和TPP的負(fù)碳離子加合

加合物脫羧生成羥乙基-TPPCO2丙酮酸脫羧酶組分（E1）2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君58丙酮酸和TPP的負(fù)碳離子加合

加合物脫羧生成羥乙基-TPPC羥乙基氧化、轉(zhuǎn)移二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）CH

CH2CH2CH2CH2HNNH

C=O

肽鏈C末端肽鏈N末端CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS硫辛酰胺-酶S噻唑環(huán)N+R1CCCH3R2CSN+R1CCCH3R2CCCH3HO

CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS酶2H~CO-CH3CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS酶2硫辛酰胺-酶（氧化型）硫辛酰胺-酶（半還原型）羥乙基-TPPTPP的負(fù)碳離子羥乙基-TPP-E1中的羥乙基被氧化成乙?；⒘⒓崔D(zhuǎn)移給硫辛酰胺，生成乙酰硫辛酰胺。氧化劑為硫辛酰胺中的二硫基，反應(yīng)放出的能量形成高能硫酯鍵2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君59羥乙基氧化、轉(zhuǎn)移二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）CHCH2乙酰CoA生成乙酰硫辛酰胺中的乙?；B同高能硫酯鍵轉(zhuǎn)移給輔酶A，生成乙酰CoA。催化反應(yīng)的酶：二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS酶2H~CO-CH3硫辛酰胺-酶（半還原型）硫辛酰胺-酶（還原型）CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS酶2HHHS-CoA~CH-CO3SCoA二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君60乙酰CoA生成乙酰硫辛酰胺中的乙?；B同高能硫酯鍵轉(zhuǎn)移給輔酶二氫硫辛酰胺氧化脫氫還原型二氫硫辛酰胺在E3催化下脫氫，E3之輔基FAD還原成FAD·2H；FAD·2H將氫原子再轉(zhuǎn)移給NAD+，生成還原型NADH十H+。CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS酶2HH二氫硫辛酰胺脫氫酶（E3）CH2HC2CH

CH2CH2CH2CH2COSS酶2硫辛酰胺-酶（氧化型）硫辛酰胺-酶（還原型）FADFAD2HNAD+NADH+H+2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君61二氫硫辛酰胺氧化脫氫還原型二氫硫辛酰胺在E3催化下脫氫，E3THEEND2022/12/1062THEEND2022/12/1062基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君63休息一下！課間休息2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君1休息一下！課間休息2022/12/10第六章糖代謝MetabolismofCarbohydrates主講楊成君第六章糖代謝MetabolismofCarbohy第一節(jié)概述糖的概念及分類糖的生理功能糖的消化吸收及其轉(zhuǎn)運糖代謝概況第一節(jié)概述糖的概念及分類糖的生理功能糖的消化吸收及其一、糖的概念及分類糖（carbohydrates）化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或酮及其衍生物或多聚物碳水化合物實驗式：Cn（H2O）m分布及廣泛、自然界含量最為豐富的物質(zhì)。作用為生命活動提供能源和碳源基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君66并非所有符合實驗式的都是糖（乳酸、甲醛）并非所有糖都符合實驗式（脫氧核糖、鼠李糖）2022/12/10一、糖的概念及分類糖（carbohydrates）化學(xué)本質(zhì)為糖的分類根據(jù)糖水解產(chǎn)物的情況主要分為四大類：單糖monosacchride寡糖oligosacchride多糖polysacchride結(jié)合糖glycoconjugate糖與非糖物質(zhì)結(jié)合，糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君672022/12/10糖的分類根據(jù)糖水解產(chǎn)物的情況主要分為四大類：單糖monos醛糖酮糖丙糖（3C）D-甘油醛二羥丙酮丁糖（4C）D-赤蘚糖戊糖（5C）D-核糖D-2-脫氧核糖D-木酮糖D-核酮糖己糖（6C）D-半乳糖D-甘露糖D-葡萄糖D-果糖D-山梨糖庚糖（7C）D-景天庚酮糖辛糖（8C）D-辛酮糖1、常見的單糖不能再水解的糖自然界中的單糖多為醛糖己糖最普遍和重要，戊糖次之己糖（6C）中葡萄糖最重要基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君682022/12/10醛糖酮糖丙糖（3C）D-甘油醛二羥丙酮丁糖（4C）D-赤蘚糖己醛糖己醛糖中以葡萄糖分布最廣，是構(gòu)成淀粉、糖原、纖維素及其他許多糖類物質(zhì)的基本單位。天然的葡萄糖，無論是游離的或是結(jié)合的均屬D構(gòu)型，在水溶液中主要以吡喃式構(gòu)形存在，為α和β兩種構(gòu)型的衡態(tài)混合物α-D-葡萄糖HOHHOHOHHHO-C-HCH2OHOHCH2OHHOHOHHHOHOHHOH吡喃型（1:5氧橋6元環(huán)）呋喃型（1:4氧橋5元環(huán)）123456123456α-D-葡萄糖C1上的羥基在環(huán)的上方則為β-D-葡萄糖吡喃型已糖穩(wěn)定存在，且常與少量呋喃型己糖成平衡狀態(tài)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君692022/12/10己醛糖己醛糖中以葡萄糖分布最廣，是構(gòu)成淀粉、糖原、纖維素及其CH2OHHHHHHOHOOHHOHα-D（+）-吡喃型葡萄糖CH2OHHHHHHOHOOH直立鍵平伏鍵吡喃葡萄糖椅式構(gòu)型123456β-D（+）-吡喃型葡萄糖HOH半乳糖甘露糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君702022/12/10CH2OHHHHHHOHOOHHOHα-D（+）-吡喃型葡萄HOCH2CH2OHβ-D-果糖HOCH2CH2OHα-D-果糖HOCH2CH2OHα-D-山梨糖CH2OHHOCH2β-D-山梨糖己酮糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君712022/12/10HOCH2CH2OHβ-D-果糖HOCH2CH2OHα-D-2、常見寡糖能水解成幾分子單糖的糖，單糖之間借糖苷鍵相連雙糖最重要：麥芽糖（maltose）:葡萄糖-葡萄糖【α-1,4-糖苷鍵】蔗糖（sucrose）:葡萄糖-果糖【α,β（1→2）】糖苷鍵

乳糖（lactose）:葡萄糖-半乳糖【β-1,4-糖苷鍵】2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君72纖維二糖是纖維素單位2、常見寡糖能水解成幾分子單糖的糖，單糖之間借糖苷鍵相連雙糖3、常見多糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君732022/12/10能水解生成多個分子單糖的糖淀粉（starch）糖原（glycogen）：動物纖維素（cellulose）3、常見多糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君112022/12/10能水是植物中養(yǎng)分的儲存形式，是人類食物中的主要成分。直鏈淀粉（幾百個G單位）、支鏈淀粉（幾千G單位）G分子間多是α(1→4)糖苷鍵，分支點則是α(1→6)糖苷鍵。能被酸或α-淀粉酶所水解。淀粉顆粒淀粉基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君742022/12/10是植物中養(yǎng)分的儲存形式，是人類食物中的主要成分。淀粉顆粒淀粉糖原是動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式（動物淀粉），動物組織中儲存的養(yǎng)分。分子量較淀粉的略大，分支較支鏈淀粉略多，性質(zhì)與淀粉的大致相似。還原性末端非還原性末端α-1，6-糖苷鍵α-1，4-糖苷鍵糖原OOOOOOOOOOOOOOO16非還原性末端非還原性末端基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君752022/12/10糖原還原性末端非還原性末端α-1，6-糖苷鍵α-1，4-糖苷纖維素纖維素：作為植物的骨架是構(gòu)成植物軀干的主要成分，由β-D-葡萄糖分子通過β-1→4-糖苷鍵縮合生成?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君762022/12/10纖維素纖維素：作為植物的骨架基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君142022二、糖的生理功能氧化供能：這是糖的主要功能人體所需能量的50—70%來自葡萄糖。16.7kJ/g提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料衍生為生理活性物質(zhì)（核糖）輔酶（NAD+、FAD）、核（苷）酸、ATP等糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等糖是機(jī)體的組成成分：結(jié)締組織、軟骨、骨基質(zhì)、各種膜結(jié)構(gòu)成分參與細(xì)胞識別、信息傳遞、免疫功能基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君772022/12/10二、糖的生理功能氧化供能：這是糖的主要功能人體所需能量的50主要唾液中的α-淀粉酶胰液中的α-淀粉酶麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-臨界糊精+異麥芽糖（30%）（5%）α-臨界糊精酶異麥芽糖酶α-葡萄糖苷酶麥芽糖酶

葡萄糖腸粘膜細(xì)胞刷狀緣腸腔胃口腔少量乳糖和蔗糖分別在乳糖酶和蔗糖酶作用下分解為單糖三、糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原、麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖胃液中失活基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君782022/12/10無分支有分支主要唾液中的α-淀粉酶胰液中的α-淀粉酶麥芽糖+麥芽三糖α-小腸中參與糖消化的酶小腸——消化糖類的主要場所腸液胰α-淀粉酶，水解淀粉的α-1，4-糖苷鍵產(chǎn)物有二糖、三糖、寡糖（α極限糊精4-9個糖單位）接觸微絨毛表面吸附的胰淀粉酶繼續(xù)水解淀粉和寡糖產(chǎn)物同腸液消化質(zhì)膜微絨毛中的酶（質(zhì)膜成分）消化產(chǎn)物是單糖α糊精酶、糖淀粉酶、麥芽糖酶、異麥芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君792022/12/10小腸中參與糖消化的酶小腸——消化糖類的主要場所腸液胰α-淀粉四、糖的吸收與運輸吸收部位：小腸上段吸收形式：單糖吸收機(jī)制：鈉依賴主動轉(zhuǎn)運、耗能糖的運輸：門靜脈－肝－體循環(huán)－細(xì)胞

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君80血液中的葡萄糖進(jìn)入全身組織細(xì)胞需要葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucosetransporter，GLUT)2022/12/10腸腔中的葡萄糖進(jìn)入小腸粘膜細(xì)胞需要鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)四、糖的吸收與運輸吸收部位：小腸上段吸收形式：單糖吸收機(jī)制：ADP+PiATPGNa+K+Na+泵腸腔門靜脈小腸粘膜細(xì)胞間質(zhì)Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)GGNa+Na+GGG細(xì)胞膜刷狀緣糖的吸收機(jī)制(鈉依賴主動吸收)2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君81ADP+PiATPGNa+K+Na五、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運蛋白血中的葡萄糖在體內(nèi)代謝需進(jìn)入細(xì)胞葡糖轉(zhuǎn)運蛋白（glucosetransporter，GLUT）現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)12種GLUT：GLUT1—5功能明確2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君82葡萄糖攝取障礙可以誘發(fā)高血糖正常情況下：高糖飲食——血糖迅速升高——胰島素分泌——原先位于脂肪和肌細(xì)胞囊泡中的GLUT4重新分布于細(xì)胞膜——細(xì)胞攝取并利用葡萄糖——血糖下降。I型糖尿?。阂葝u素分泌不足導(dǎo)致血液糖進(jìn)入細(xì)胞障礙——高血糖五、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運蛋白血中的葡萄糖在體內(nèi)代謝需進(jìn)入細(xì)CO2葡萄糖酵解途徑肝糖原分解糖原合成

糖異生途徑磷酸戊糖途徑丙酮酸無氧

消化與吸收核糖+NADPH+H+HO2

有氧++基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君83六、糖代謝的概況2022/12/10CO2葡萄糖酵解途徑肝糖原分解糖原合成糖異生途徑磷酸戊血糖的來源與去路食物糖肝糖原非糖物質(zhì)血糖3.89-6.11mmol/L其它糖、脂肪、氨基酸肝、肌糖原CO2+H20+ATP來源去路基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君842022/12/10血糖的來源與去路食物糖肝糖原非糖物質(zhì)其它糖、脂肪、氨基酸肝、第二節(jié)糖無氧氧化糖酵解反應(yīng)過程糖酵解調(diào)節(jié)糖酵解生理意義第二節(jié)糖無氧氧化糖酵解反應(yīng)過程一、糖酵解的反應(yīng)過程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君86糖酵解(glycolysis)定義在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為糖酵解糖酵解反應(yīng)部位胞漿糖酵解反應(yīng)階段糖酵解途徑(glycolyticpathway)：G分解成丙酮酸丙酮酸被NADH還原成乳酸2022/12/10一、糖酵解的反應(yīng)過程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君24糖酵解(glyc87葡萄糖6-磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸磷酸二羥丙酮2-磷酸甘油酸6-磷酸果糖ATPADPATPADPATPADPNAD+NADH+H++PiATPADP己糖激酶（HK）磷酸己糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶-1（PFK-1）醛縮酶3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶（PK）HO2(一)糖酵解途徑CH2HOHOHOHOHOHHHHHO153246COOHCOCH3COOHCOCH3基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君2Pi+2NAD+2NADH+2H+2H2O2ATP2ADP2022/12/1025葡萄糖6-磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,磷酸化后的葡萄糖即不能自由透過細(xì)胞膜而逸出細(xì)胞反應(yīng)不可逆，耗能（-16.8kJ/mol）葡萄糖Glucose6-磷酸葡萄糖

glucose-6-phosphate,G-6-P己糖激酶(hexokinase)ATPADPMg2+CH2HOHOHOHOHOHHHHHO153246CH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P⑴葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖別構(gòu)抑制強(qiáng)烈Mg2+與ATP形成的復(fù)合物才是酶的真正底物Mg2+是激活劑HK分子量52000，以6碳糖為底物，專一性差，

還作用于D-果糖和D-甘露糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君882022/12/10磷酸化后的葡萄糖即不能自由透過細(xì)胞膜而逸出細(xì)胞反應(yīng)不可逆，耗GK是誘導(dǎo)酶，受激素的調(diào)控，被胰島素誘導(dǎo)合成葡萄糖Glucose6-磷酸葡萄糖

glucose-6-phosphate,G-6-P葡萄糖激酶(glucokinase)ATPADPMg2+CH2HOHOHOHOHOHHHHHO153246CH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P⑴葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖GK對葡萄糖的親和力較低Km=10mmol/L（其它HK在0.1mmol/L左右）GK是肝細(xì)胞中HK的同工酶Ⅳ對D-葡萄糖有特異性，不被G-6-P抑制基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君892022/12/10GK是誘導(dǎo)酶，受激素的調(diào)控，被胰島素誘導(dǎo)合成葡萄糖6-磷酸葡ATP與Mg2+的結(jié)合模式NNNN234561789NH2O21345OHHOCH2OPOOO~POOO~POOOMg2+ATP基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君902022/12/10ATP與Mg2+的結(jié)合模式NNNN234561789NH2OCH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P6-磷酸葡萄糖

glucose-6-phosphate,G-6-P⑵6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖己糖異構(gòu)酶6-磷酸果糖fructose-6-phosphate,F-6-PCH2OPHOHOHOHHHOCH2HO153246磷酸己糖異構(gòu)酶催化的醛糖與酮糖互變，分子中的羰基由第1位碳移位至第2位碳標(biāo)準(zhǔn)自由能變化甚小（+1.7kJ／mol），反應(yīng)方向隨著作用物及產(chǎn)物濃度的變化基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君912022/12/10CH2OHOHOHOHOHHHHHO153246P6-磷⑶6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖fructose-6-phosphate,F-6-PCH2OPHOHOHOHHHOCH2HO153246CH2OPHOHOHOHHHOCH2O153246P6-磷酸果糖激酶-16-phosphfructokinase-11,6-雙磷酸果糖1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2PATPADPMg2+此酶活力決定酵解的速度，因此是酵解中的最關(guān)鍵的酶，也是限速酶極少見的正反饋分子量為3400的四聚體別構(gòu)酶，ATP對酶有抑制效應(yīng)，在有檸檬酸和脂肪酸時加強(qiáng)抑制；AMP、ADP或Pi可消除抑制基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君922022/12/10⑶6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖CH2⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖反應(yīng)可逆且有利于磷酸己糖合成。故催化此反應(yīng)的酶稱為——醛縮酶。磷酸丙糖互變由磷酸丙糖異構(gòu)酶催化，利于磷酸二羥丙酮的生成；平衡時占96%由于3-磷酸甘油醛不斷移去，最終磷酸二羥丙酮全部轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛。CH2OPHOHOHOHHHOCH2O153246P1,6-雙磷酸果糖1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P醛縮酶(aldolase)CH2HOCH2OPCO磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛HOCCHHOCH2OP⑸磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶phosphotriose

isomerase基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君932022/12/10⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖反應(yīng)可逆且有利于磷酸己糖合成⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛HOCCHHOCH2OP3-磷酸甘油醛脫氫酶glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase1,3-二磷酸甘油酸OCCHHOCH2OPO~PPi+NAD+NADH+H+1，3-二磷酸甘油酸又稱3-磷酸甘油酸磷酸基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君942022/12/10脫氫反應(yīng)形成高能磷酸鍵⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛H⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸OCCHHOCH2OPO~P磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)ATPADP3-二磷酸甘油酸COOHCHHOCH2OP※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ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。ΔG0′=-14.8千卡/摩爾（-61.9kJ/mol）基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君952022/12/10⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸磷酸甘油酸變位酶(phosphoglycerate

mutase)⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-二磷酸甘油酸COOHCHHOCH2OPCOOHCHOCH2OHP2-二磷酸甘油酸哺乳動物中至少有二種磷酸甘油酸變位酶（65700），分別存在于成人肌肉和胎兒肌肉，前者對于汞高度敏感ΔG0′＝+4.45kJ／mol反應(yīng)機(jī)制：E-P+2-PG←→E－2，3-DPG←→E-P+3-PG凡促化分子內(nèi)化學(xué)基團(tuán)的位置移動的酶都稱為變位酶反應(yīng)需要2，3-DPG和Mg2+為輔助因子基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君962022/12/10磷酸甘油酸變位酶⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖酑OOHCHOCH2OHP2-二磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)反應(yīng)引起分子內(nèi)電子重排和能量重分布，形成一個高能磷酸鍵，為下一步底物水平磷酸化作準(zhǔn)備。烯醇化酶(enolase)COOHCOCH2P~HO2基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君972022/12/10⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖酑OOHCHOCH⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸phosphoenolpyruvate,PEPCOOHCOCH2P~ATPADP丙酮酸激酶(pyruvatekinase)Mg2+K2+COOHCOCH3丙酮酸pyruvate糖酵解反應(yīng)的第二次底物水平磷酸化。反應(yīng)由丙酮酸激酶催化；需要K+、Mg2+參加；細(xì)胞內(nèi)此反應(yīng)不可逆基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君982022/12/10⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸COOH丙酮酸的去路變?yōu)橐阴oA（有氧條件）進(jìn)線粒體氧化成乙酰CoA參加TAC，徹底氧化成CO2和H2O生成乳酸（缺氧條件）在厭氧酵解、肌肉劇烈運動、呼吸循環(huán)系統(tǒng)障礙造成暫時缺氧時，丙酮酸接受3-磷酸甘油醛脫下的氫，還原成乳酸生成乙醇（酵母菌或其他微生物）經(jīng)脫羧酶催化脫羧成乙醛后經(jīng)醇脫氫酶催化還原成乙醇基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君992022/12/10丙酮酸的去路變?yōu)橐阴oA（有氧條件）進(jìn)線粒體氧化成乙?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君100（二）丙酮酸還原成乳酸乳酸脫氫酶催化的可逆反應(yīng)：反應(yīng)方向由供氧情況決定；輔酶是NAD+NADH+H+

來自于上述第6步反應(yīng)中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)COOHCOCH3丙酮酸pyruvate乳酸脫氫酶(LDH)乳酸lacticacidCOOHCOHCH3H

NAD＋NADH+H＋2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君38（二）丙酮酸還原成乳酸乳酸脫氫酶催化磷酸二羥丙酮（1）葡萄糖（1）ATP6-磷酸葡萄糖（1）ADP2ATP3-磷酸甘油酸（2）2ADP2ADP2NAD+乳酸（2）丙酮酸（2）2ATP6-磷酸果糖（1）ATP1，6-二磷酸果糖（1）ADP3-磷酸甘油醛（1）糖酵解全過程及小結(jié)1,3-二磷酸甘油酸（2）2NADH+H+2NAD+2Pi磷酸烯醇式丙酮酸（2）H2O糖原（葡萄糖n）1-磷酸葡萄糖Pi2-磷酸甘油酸（2）2NADH+H+基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君101反應(yīng)部位在胞漿；三步不可逆的反應(yīng)、三個關(guān)鍵酶不需氧的產(chǎn)能過程，產(chǎn)能的方式是底物水平磷酸化：G:2×2-2=2ATP終產(chǎn)物乳酸的去路：釋放入血經(jīng)肝臟再進(jìn)一步代謝，分解利用、糖異生2022/12/10磷酸二羥丙酮（1）葡萄糖（1）ATP6-磷酸葡萄糖（1）AD基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君102二、糖酵解的調(diào)節(jié)３個調(diào)節(jié)的關(guān)鍵酶己糖激酶（HK）磷酸果糖激酶-1（PFK-1）：作用最強(qiáng)丙酮酸激酶（PK）2種調(diào)節(jié)的方式變構(gòu)調(diào)節(jié)（變構(gòu)激活、變構(gòu)抑制）酶促化學(xué)修飾（共價修飾）：受激素的調(diào)節(jié)可逆反應(yīng)受底物和產(chǎn)物濃度控制2022/12/10基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君40二、糖酵解的調(diào)節(jié)３個調(diào)節(jié)的關(guān)鍵酶己糖（一）己糖激酶（葡萄糖激酶）基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君103葡萄糖G-6-P己糖激酶葡萄糖激酶反饋抑制長鏈脂酰輔酶A變構(gòu)抑制胰島素促進(jìn)酶合成誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄2022/12/10（一）己糖激酶（葡萄糖激酶）基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君41葡萄糖G磷酸果糖激酶-2PFK-2（有活性）FBP-2（無活性）果糖雙磷酸酶-2PFK-2（無活性）FBP-2(有活性）PPATPADPHO2PiPKA磷蛋白磷酸酶F-2,6-2PF-6-PF-1,6-2PPFK-1ATPADP胰高血糖素ATPcAMPAMP檸檬酸ATPADPHO2Pi作用最強(qiáng)正反饋與ATP競爭調(diào)節(jié)部位此酶有二個結(jié)合ATP的部位：活性中心內(nèi)底物結(jié)合部位（低濃度時）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）AMP胰島素（二）6-磷酸果糖激酶-1基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君1042022/12/10磷酸果糖激酶-2PFK-2FBP-2果糖雙磷酸酶-2PFK-（三）丙酮酸激酶酶的共價修飾FBPPEPATP肝內(nèi)Ala檸檬酸乙酰CoA酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)ATPADP丙酮酸PEPPKacAMP胰高血糖素CaMCa2＋PKbPATPADP蛋白激酶HO2Pi磷蛋白磷酸酶低血糖抑制劑激活劑AMP胰島素低血糖基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君1052022/12/10（三）丙酮酸激酶酶的共價修飾FBPATP酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)ATPA基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君106三、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對肌肉收縮最重要，比有氧氧化迅速（有氧氧化時間較長）肌肉運動或機(jī)體缺氧時肌肉主要靠酵解供能某些細(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（紅細(xì)胞）代謝活躍的細(xì)胞（白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等）在體內(nèi)物質(zhì)互變過程中的作用丙酮酸轉(zhuǎn)變成Ala再轉(zhuǎn)變成其它氨基酸磷酸丙糖轉(zhuǎn)變成α-磷酸甘油參與脂肪的合成蛋白質(zhì)、脂肪等通過糖酵解的中間產(chǎn)物在肝中轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃推咸烟?022/12/10不需氧的產(chǎn)能過程，產(chǎn)能的方式是底物水平磷酸化：G:2×2-2=2ATP基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君44三、糖酵解的生理意義是機(jī)體在缺氧情況果糖(肌)己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖*1-磷酸半乳糖1-磷酸葡糖糖半乳糖激酶變位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶變位酶四、其它單糖轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒獾闹虚g產(chǎn)物半乳糖血癥果糖(肝)*果糖激酶F-1-P果糖(肌)己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P（一）果糖被磷酸化后進(jìn)入糖酵解果糖的一部分周圍組織（脂肪、肌肉）一部分在肝代謝果糖果糖-6-磷酸HK糖酵解途徑合成肌糖原1-磷酸果糖醛縮酶果糖F-1-P果糖激酶磷酸二羥丙酮甘油醛丙糖激酶3-磷酸甘油醛糖酵解途徑或合成肝糖原果糖不耐癥（fructoseintolerance）是一種遺傳病。病因為缺乏B型醛縮酶，進(jìn)食果糖會引起F1P堆積，大量消耗肝中磷酸儲備，使ATP濃度下降，加速糖無氧氧化，導(dǎo)致乳酸酸中毒和餐后低血糖。這種病癥常表現(xiàn)為自我限制，強(qiáng)烈地厭惡甜食。（一）果糖被磷酸化后進(jìn)入糖酵解果糖的一部分周圍組織（脂肪、肌（二）半乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?1-磷酸進(jìn)入糖酵解半乳糖激酶磷酸葡糖糖變位酶半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶UDP葡糖糖UDP半乳糖UDP半乳糖-4-差向異構(gòu)酶半乳糖ATPADP1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖半乳糖血癥（galactosemia）是一種遺傳性疾病，表現(xiàn)為半乳糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖。原因是缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶，使1-磷酸半乳糖生成UDP-半乳糖的過程受阻，導(dǎo)致有毒副產(chǎn)物的積累。例如，血液中高濃度的半乳糖使眼睛晶狀體中半乳糖含量增加，并還原為半乳糖醇，晶狀體中這種糖醇的存在最終導(dǎo)致白內(nèi)障的形成（晶狀體混濁）半乳糖醇晶狀體白內(nèi)障（二）半乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?1-磷酸進(jìn)入糖酵解半乳糖激酶磷酸葡（三）甘露糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸進(jìn)入糖酵解6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原葡萄糖己糖激酶磷酸甘露糖異構(gòu)酶磷酸己糖異構(gòu)酶乳酸CO2+H2O甘露糖6-磷酸甘露糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖ATPADP（三）甘露糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸進(jìn)入糖酵解6-磷酸葡萄糖1-第三節(jié)糖的有氧氧化糖有氧氧化過程糖有氧氧化的生理意義—能量生成糖有氧氧化的調(diào)節(jié)巴斯德效應(yīng)第三節(jié)糖的有氧氧化糖有氧氧化過程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊成君112糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobicoxidation)有氧情況下葡萄糖