生物化學(xué)：第六章糖類代謝課件

第六章

糖類代謝

周口師范學(xué)院生命科學(xué)系(2008.10)

第一節(jié)糖類化學(xué)概述第二節(jié)單糖的代謝第三節(jié)糖原的分解和生物合成主要內(nèi)容

第一節(jié)糖類化學(xué)概述

糖類的生物學(xué)作用重要的單糖重要的寡糖重要的多糖復(fù)合糖

糖類的生物學(xué)作用

糖類是細(xì)胞中非常重要的一類有機(jī)化合物，主要的生物學(xué)作用如下：作為生物體的結(jié)構(gòu)成分作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)作為其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前體作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子糖與多糖糖類物質(zhì)是一類多羥基醛或多羥基酮類化合物或聚合物；糖類物質(zhì)可以根據(jù)其水解情況分為：單糖、寡糖和多糖；在生物體內(nèi)，糖類物質(zhì)主要以均一多糖、雜多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖單糖的結(jié)構(gòu)-D-吡喃甘露糖-D-呋喃果糖蔗糖寡糖（二糖）OOOCH2OHCH2OHHOCH212324葡萄糖-，（12）果糖苷葡萄糖-（14）半乳糖苷乳糖14OCH2OHOCH2OHOHO14123麥芽糖(1).淀粉（分為直鏈淀粉和支鏈淀粉）直鏈淀粉分子量約1萬-200萬，250-260個(gè)葡萄糖分子，以（14）糖苷鍵聚合而成。呈螺旋結(jié)構(gòu)，遇碘顯紫藍(lán)色。支鏈淀粉中除了（14）糖苷鍵構(gòu)成糖鏈以外，在支點(diǎn)處存在（16）糖苷鍵，分子量較高。遇碘顯紫紅色。多糖(2).纖維素由葡萄糖以（14）糖苷鍵連接而成的直鏈，不溶于水。(3).幾丁質(zhì)（殼多糖）N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷鍵縮合而成的線性均一多糖。(4).雜多糖糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）透明質(zhì)酸硫酸軟骨素硫酸皮膚素硫酸角質(zhì)素肝素纖維素片層結(jié)構(gòu)纖維素一級(jí)結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞壁與纖維素的結(jié)構(gòu)微纖維纖維素鏈植物細(xì)胞中的纖維素微纖維細(xì)胞壁糖原糖復(fù)合物糖—肽鏈糖—核酸糖—脂質(zhì)肽聚糖(peptidoglycans)脂多糖(lipopolysauhards)糖基?；视?glycosylacylglycerols)糖鞘脂(pglycosphingolipids)糖蛋白(glycproteins)蛋白聚糖(proteoglycans)(ComplexCarbohydrates)細(xì)胞膜表面的糖鏈蛋白聚糖糖脂糖蛋白細(xì)胞膜多糖和寡聚糖的酶促降解概述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。2.淀粉水解

淀粉糊精寡糖麥芽糖G

淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有α與β淀粉酶，二者只能水解淀粉中的α-1，4糖苷鍵，水解產(chǎn)物為麥芽糖。α-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖鍵，得糊精。β淀粉酶只能從非還原端開始水解，麥芽糖。水解淀粉中的α-1，6糖苷鍵的酶是α-1，6糖苷鍵酶(脫支酶——R酶）。淀粉水解的產(chǎn)物為糊精和麥芽糖的混合物。磷酸化酶水解產(chǎn)物是1-磷酸葡萄糖雙糖的酶促降解

蔗糖+H2O葡萄糖+果糖蔗糖酶麥芽糖+H2O

2

葡萄糖麥芽糖酶乳糖+H2O葡萄糖+半乳糖--β-半乳糖苷酶第二節(jié)單糖的代謝一、葡萄糖的主要代謝途徑及細(xì)胞定位二、糖酵解（EMP）三、丙酮酸的去路：無氧降解和有氧降解途徑四、三羧酸循環(huán)（TCA）五、磷酸戊糖途徑（PPP）六、糖的異生七、乙醛酸循環(huán)動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)線粒體

高爾基體細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體細(xì)胞壁葉綠體有色體白色體液體晶體分泌物吞噬中心體胞飲細(xì)胞膜丙酮酸氧化三羧酸循環(huán)磷酸戊糖途徑糖酵解糖異生一、葡萄糖的主要代謝途徑

葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA6-磷酸葡萄糖磷酸戊糖途徑糖酵解（有氧）（無氧）三羧酸循環(huán)（有氧或無氧）糖異生二、糖酵解（glycolysis）1、化學(xué)歷程和催化酶類2、化學(xué)計(jì)量和生物學(xué)意義3、糖酵解的調(diào)控

糖酵解是將葡萄糖降解為丙酮酸并伴隨著ATP生成的一系列反應(yīng)，是生物體內(nèi)普遍存在的葡萄糖降解的途徑。該途徑也稱作Embden-Meyethof-Parnas途徑，簡稱ＥＭＰ途徑。EMP的化學(xué)歷程

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸第一階段第二階段第三階段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATP的生成1

糖酵解過程:（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖ATPglucose(G)glucose-6-phosphate(G-6-P）已糖（葡萄糖）激酶Mg2+這是酵解過程中的第一個(gè)調(diào)節(jié)酶ADPHK與G結(jié)合的

誘導(dǎo)契合作用：

Theconformationofhexokinasechangesmarkedlyonbindingglucose(showninred).Thetwolobesoftheenzymecometogetherandsurroundthesubstrate.（2）6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖fructose-6-phosphate(F-6-P）

磷酸已糖異構(gòu)酶glucose-6phosphate(G-6-P）（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate)ATP

磷酸果糖激酶-1（PK-1）Mg2+

(F-6-P）

糖酵解過程的第二個(gè)調(diào)節(jié)酶也是酵解中的限速酶ADP限速酶/關(guān)鍵酶(rate-limitingenzyme/keyenzyme)1.催化非可逆反應(yīng)特點(diǎn)2.催化效率低3.受激素或代謝物的調(diào)節(jié)4.常是在整條途徑中催化初始反應(yīng)的酶5.活性的改變可影響整個(gè)反應(yīng)體系的速度和方向EMP途徑的限速酶：磷酸果糖激酶（4）磷酸丙糖的生成3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮fructose-1,6-diphosphate(F-1,6-2P）

醛縮酶←（5）磷酸丙糖的互換磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛（6）3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)糖酵解中唯一的脫氫反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸1,3-diphospho--glycerae(1,3-DPG)～PNAD＋＋H3PO4NADH+H+←碘乙酸抑制此酶活性（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)這是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反應(yīng)ADPATP1,3-二磷酸甘油酸(1,3diphosphoglycerate)(1,3-DPG)～P（8）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油(3-phosphoglycerate)磷酸甘油酸變位酶

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)（9）2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)烯醇化酶Mg2+或Mn2+氟化物能與Mg2+絡(luò)合而抑制此酶活性H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate)ADPATP丙酮酸激酶PK磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate)

烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)糖酵解過程的第三個(gè)調(diào)節(jié)酶，也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)Mg2+或Mn2+～P（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖幔?1）烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸酇TP磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸ADP丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)丙酮酸(pyruvate)自發(fā)進(jìn)行糖酵解的反應(yīng)類型：磷酸轉(zhuǎn)移氧化磷酸移位異構(gòu)化脫水醇醛斷裂ＥＭＰ途徑化學(xué)計(jì)量和生物學(xué)意義總反應(yīng)式:

C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O生物學(xué)意義

★是葡萄糖在生物體內(nèi)進(jìn)行有氧或無氧分解的共同途徑,通過糖酵解，生物體獲得生命活動(dòng)所需要的能量；

★形成多種重要的中間產(chǎn)物，為氨基酸、脂類合成提供碳骨架；

★為糖異生提供基本途徑。能量計(jì)算：氧化一分子葡萄糖凈生成

2ATP

2NADH5(6)ATP或3(4)ATP？2糖酵解的調(diào)控

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖

機(jī)理：主要通過調(diào)節(jié)反應(yīng)途徑中幾種酶的活性來控制整個(gè)途徑的速度，被調(diào)節(jié)的酶為催化反應(yīng)歷程中不可逆反應(yīng)的三種酶，通過酶的別構(gòu)效應(yīng)或共價(jià)修飾實(shí)現(xiàn)活性的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)物多為本途徑的中間物或與本途徑有關(guān)的代謝產(chǎn)物。磷酸果糖激酶丙酮酸激酶己糖激酶AMPG-6-PATP+-F-2,6-PBAMP+-檸檬酸NADHATPATPAlaF-1,6-BP-+32，6-二磷酸果糖合成和降解的調(diào)控(PFK2和FBPase雙功能酶)

磷酸化的前后酶去磷酸化的前后酶F-6-P低血糖Pi+—F-2,6-BPATPADPH2OPi+F-6-PF-6-P—丙酮酸激酶催化活性控制關(guān)系圖磷酸化的丙酮酸激酶（低活性）去磷酸化的丙酮酸激酶（高活性）H2OPiATPADP果糖-1，6-二磷酸ATP丙氨酸——+低血糖Pi+—三、丙酮酸的去路（有氧）（無氧）葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA三羧酸循環(huán)（有氧或無氧）丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA糖酵解途徑三羧酸循環(huán)（有氧或無氧）丙酮酸的無氧降解及葡萄糖的無氧分解

葡萄糖EMP

NADH+H+

NAD+CH2OHCH3乙醇

NADH+H+

NAD+CO2

乳酸COOHCH(OH)CH3乙醛CHOCH3COOHC==OCH3丙酮酸

葡萄糖的無氧分解丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解

（EMP）葡萄糖COOHC=OCH3丙酮酸CH3-C~SCoAO乙酰CoA三羧酸循環(huán)

NAD+

NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系NAD++H+丙酮酸脫羧酶FAD硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶CO2乙酰硫辛酸二氫硫辛酸NADH+H+TPP硫辛酸CoASHNAD+CH3-C-SCoAO焦磷酸硫胺素（TPP）在丙酮酸脫羧中的作用C-H+C-CH3-C-COOHOHCO2丙酮酸硫辛酸的氫載體作用和?；d體作用

氧化型硫辛酸SSCCC(CH2)4COO-SHSCCC(CH2)4COO-乙酰二氫硫辛酸+2H-2H二氫硫辛酸HSHSCCC(CH2)4COO-泛酸和輔酶A（CoASH）

SH酰基結(jié)合位點(diǎn)維生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）

RNAD+:

R=HNADP+:R=PO3H2遞氫體作用：NAD++2H

NADH+H+維生素B2和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）遞氫體作用：FAD+2HFADH2四、三羧酸循環(huán)（tricarboxylicacidcycle,TCA循環(huán)）

1、三羧酸循環(huán)的化學(xué)歷程2、三羧循環(huán)及葡萄糖有氧氧化的化學(xué)計(jì)量和能量計(jì)量3、三羧酸循環(huán)的調(diào)控4、三羧循環(huán)的生物學(xué)意義

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP1.三羧酸循環(huán)（TCA）的歷程

草酰乙酸再生階段檸檬酸的生成階段氧化脫羧階段檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸蘋果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+TCA第一階段：檸檬酸生成H2O草酰乙酸

OCH3-C-SCoACoASHH2O檸檬酸合酶順烏頭酸酶TCA第二階段：氧化脫羧CO2GDP＋PiGTPNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CoASH異檸檬酸脫氫酶CO2－酮戊二酸脫氫酶系琥珀酸硫激酶TCA第三階段：草酰乙酸再生FADFADH2H2O+NADNADH+H+草酰乙酸琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶1.丙酮酸羧化三羧酸循環(huán)的回補(bǔ)反應(yīng)這是動(dòng)物中最重要的回補(bǔ)反應(yīng)，在線粒體中進(jìn)行。丙酮酸羧化酶需要生物素作為其輔酶。2.PEP羧化三羧酸循環(huán)的回補(bǔ)反應(yīng)這種回補(bǔ)反應(yīng)存在于高等植物、酵母和細(xì)菌中，在動(dòng)物中不存在。三羧酸循環(huán)特點(diǎn)P一次底物水平磷酸化二次脫羧三個(gè)不可逆反應(yīng)一分子乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化凈生成10(12)ATP。四次脫氫3次NAD+1次FADNADH氧化呼吸鏈琥珀酸氧化呼吸鏈2.三羧循環(huán)的化學(xué)計(jì)量和能量計(jì)量

a、總反應(yīng)式:

CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+CoASH+3NADH+3H++FADH2+GTP能量“現(xiàn)金”:1GTP

能量“支票”:3NADH

1FADH2兌換率1：2.57.5ATP兌換率1：1.51.5ATP1ATP10ATPb、三羧酸循環(huán)的能量計(jì)量葡萄糖完全氧化產(chǎn)生的ATP酵解階段：2ATP

2

1NADH兌換率1:2.5(或1.5)2ATP2(1.5或2.5ATP)三羧酸循環(huán)：21GTP

2

3NADH

21FADH221ATP27.5ATP21.5ATP兌換率1:2.5兌換率1:1.5丙酮酸氧化：2

1NADH兌換率1：2.522.5ATP總計(jì)：30ATP或32ATP葡萄糖完全氧化產(chǎn)生的ATP酵解階段：2ATP

2

1NADH兌換率1：3(或2)2ATP2(3ATP或2ATP)三羧酸循環(huán)：2

1GTP

2

3NADH

21FADH221ATP29ATP24ATP兌換率1：3兌換率1：3丙酮酸氧化：2

1NADH兌換率1：323ATP總計(jì)：38ATP或36ATP三羧酸循環(huán)小結(jié)

TAC運(yùn)轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸僅起載體作用，反應(yīng)前后無改變。乙酰輔酶A+3NAD++FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTPTAC必須在有氧條件下進(jìn)行TAC中的一些反應(yīng)在生理?xiàng)l件下是不可逆的，所以整個(gè)三羧酸循環(huán)是一個(gè)不可逆的系統(tǒng)TAC的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，故需不斷補(bǔ)充TAC是機(jī)體主要的產(chǎn)能途徑

OCH3-C-SCoACoASH3.

三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸調(diào)節(jié)位點(diǎn)檸檬酸合酶（限速酶）

異檸檬酸脫氫酶－酮戊二酸脫氫酶ADP+NADHATP-琥珀酰CoANADH-琥珀酰CoANADHATP-蘋果酸草酰乙酸由于三羧酸循環(huán)的作用主要是供能，所以它的速度嚴(yán)格受到調(diào)控以符合細(xì)胞對(duì)ATP的需求。

三羧酸循環(huán)的調(diào)控部位有三個(gè)：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、a-酮戊二酸脫氫酶檸檬酸合酶該酶有負(fù)變構(gòu)劑ATP，它使酶與底物的親和力下降，從而Km值增大。AMP起激活作用。異檸檬酸脫氫酶該酶有正變構(gòu)劑ADP，它使酶與底物的親和力增加。此外，NAD+、底物異檸檬酸使酶活升高；NADH、ATP使酶活下降。ATP、NADH及產(chǎn)物琥珀酰CoA抑制酶的活性。a-酮戊二酸脫氫酶總之，三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素是[ATP]/[ADP]、[NADH]/[NAD+]。三個(gè)調(diào)控部位中最關(guān)鍵的限速酶是檸檬酸合酶。4.三羧循環(huán)的生物學(xué)意義是有機(jī)體獲得生命活動(dòng)所需能量的主要途徑是糖、脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化的中心樞紐形成多種重要的中間產(chǎn)物

是發(fā)酵產(chǎn)物重新氧化的途徑五、磷酸戊糖途徑

（pentosephosphatepathway,ppp）

1、化學(xué)反應(yīng)歷程及催化酶類特點(diǎn)：氧化脫羧階段和非氧化分子重排階段2、總反應(yīng)式和生理意義非氧化分子重排階段

6核酮糖-5-P5果糖-6-P5葡萄糖-6-P氧化脫羧階段

6G-6-P6葡萄糖酸-6-P6核酮糖-５-P

6NADP+6NADPH+6H+6NADP+6NADPH+6H+6CO26H2O1、化學(xué)反應(yīng)歷程及催化酶類磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段NADP+

NADPH+H+

H2O

NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖脫氫酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階段H2OPi65-磷酸核酮糖2

5-磷酸核糖2

5-磷酸木酮糖2

3-磷酸甘油醛2

7-磷酸景天庚酮糖2

4-磷酸赤蘚丁糖2

6-磷酸果糖2

5-磷酸木酮糖2

3-磷酸甘油醛2

6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖1

6-磷酸果糖轉(zhuǎn)醛酶異構(gòu)酶轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶醛縮酶階段之一階段之二階段之三磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一

（5-磷酸核酮糖異構(gòu)化）差向異構(gòu)酶異構(gòu)酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖磷酸戊糖途徑的非氧化階段之二

（基團(tuán)轉(zhuǎn)移）

+24-磷酸赤蘚糖+25-磷酸核糖23-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)醛酶26-磷酸果糖+7-磷酸景天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖基團(tuán)轉(zhuǎn)移（續(xù)前）

+24-磷酸赤蘚糖+23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖轉(zhuǎn)酮酶25-磷酸木酮糖H2OPi1,6-二磷酸果糖23-磷酸甘油醛6-磷酸果糖醛縮酶二磷酸果糖酯酶磷酸戊糖途徑的非氧化階段之三

（3-磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解）

異構(gòu)酶特點(diǎn)：1.6－P－葡萄糖直接脫氫、脫羧，不經(jīng)過糖酵解和TCA循環(huán)2.整個(gè)反應(yīng)中，H的受體是NADP＋而不是NAD＋3.沒有ATP的產(chǎn)生與消耗磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式6

G-6-P+12NADP++7H2O5G-6-P+6CO2

+12NADPH+12H+

磷酸戊糖途徑的生理意義產(chǎn)生大量NADPH,主要用于還原（加氫）反應(yīng)，為細(xì)胞提供還原力產(chǎn)生大量的磷酸核糖和其它重要中間產(chǎn)物與光合作用聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)某些單糖間的轉(zhuǎn)變

NADPH的主要功能：1、作為供氫體---參與體內(nèi)多種生物合成反應(yīng)2、是谷胱甘肽還原酶的輔酶---對(duì)維持細(xì)胞中還原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用3、作為加單氧酶的輔酶---參與肝臟對(duì)激素、藥物和毒物的生物轉(zhuǎn)化作用4、清除自由基的作用

磷酸戊糖途徑概貌糖酵解途徑6×6-磷酸葡萄糖2×5-磷酸木酮糖2×5-磷酸核糖2×5-磷酸木酮糖2×7-磷酸景天糖2×3-磷酸甘油醛2×4-磷酸赤蘚糖2×6-磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛

2×6-磷酸果糖6×6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6NADPH6×6-磷酸葡萄糖酸6H2O3×5-磷酸核酮糖6NADPH6CO2葡萄糖其它糖進(jìn)入單糖分解的途徑半乳糖半乳糖-1-PUDP-半乳糖UDP-葡萄糖葡萄糖-1-磷酸糖原或淀粉葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖蔗糖果糖-6-磷酸果糖-1、6-磷酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油甘油3-磷酸甘油醛進(jìn)入糖酵解甘露糖甘露糖-6-磷酸ATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPNADH+H+NAD+PiUTPPPi六、糖的異生1、糖異生作用的主要途徑和關(guān)鍵反應(yīng)2、葡萄糖代謝與糖異生作用的關(guān)系糖異生主要途徑和關(guān)鍵反應(yīng)

非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖代謝的中間產(chǎn)物后，在相應(yīng)的酶催化下,繞過糖酵解途徑的三個(gè)不可逆反應(yīng),利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖的途徑稱為糖異生。

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一+H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二二磷酸果糖磷酸酯酶+H2O+Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三PEP羧激酶ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2糖酵解和葡萄糖異生的關(guān)系

ABC1C2AG-6-P磷酸酯酶BF-1.6-P磷酸酯酶C1丙酮酸羧化酶C2PEP羧激酶（胞液）（線粒體）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羥丙酮3-P-甘油醛-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循環(huán)乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸3-P-甘油甘油葡萄糖

6-P葡萄糖6-P果糖1，6-二P果糖3-磷酸甘油醛P-二羥丙酮2×1，3-二磷酸甘油酸2×3-磷酸甘油酸2×2-磷酸甘油酸2×PEP2丙酮酸糖異生的能量計(jì)算？消耗2ATP+2GTP消耗2ATP2NADH+2H+？葡萄糖異生作用的調(diào)節(jié)

糖酵解作用6-P—果糖糖異生作用

磷酸果糖激酶果糖1.6-二磷酸酶1、6-二磷酸果糖PEP丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶PEP羧激酶GF-2、6BPAMPATP檸檬酸H+活化抑制F-1、6BP活化ATPALa抑制F-2、6BPAMP檸檬酸活化抑制ADP抑制乙酰CoA活化ADP抑制糖異生作用的意義在饑餓情況下保證血糖濃度的相對(duì)恒定補(bǔ)充糖原貯備糖異生是肝補(bǔ)充或恢復(fù)糖原儲(chǔ)備的重要途徑。有利于乳酸的利用有利于油料種子萌發(fā)時(shí)利用脂肪酸.脂肪酸經(jīng)乙酰CoA通過乙醛酸循環(huán)合成琥珀酸TCA循環(huán)草酰乙酸糖異生葡萄糖供種子萌發(fā)使用七、乙醛酸循環(huán)1、乙醛酸循環(huán)的生化歷程3、乙醛酸循環(huán)的生理意義

植物種子萌發(fā)的脂肪轉(zhuǎn)化為糖2、乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其糖異生的關(guān)系CoASH檸檬酸合酶順烏頭酸酶乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程N(yùn)AD+NADH蘋果酸脫氫酶草酰乙酸

OCH3-C~SCoACoASH

OCH3-C~SCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸異檸檬酸裂解酶蘋果酸合酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸NAD+草酰乙酸

OCH3-C-SCoACoASH乙醛酸循環(huán)和三羧酸循環(huán)反應(yīng)歷程的比較檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA草酰乙酸

O

OH-C-C~OH乙醛酸

OCH3-C-SCoA蘋果酸延胡索酸乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其與糖異生的關(guān)系草酰乙酸糖異生途徑+2CoASH+NADH+H+COO-CH2CH2COO-琥珀酸

OCH3-C~SCoA+NAD+2乙醛酸循環(huán)的意義乙醛酸循環(huán)的意義乙醛酸循環(huán)的意義返回第三節(jié)糖原的分解和生物合成一、糖原的分解二、糖原的生物合成三、糖原的代謝調(diào)控四、淀粉的分解和生物合成一、糖原的酶促磷酸解

糖原的結(jié)構(gòu)及其連接方式

磷酸化酶a（催化1.4-糖苷鍵l磷酸解斷裂）

三種酶協(xié)同作用：轉(zhuǎn)移酶（催化寡聚葡萄糖片段轉(zhuǎn)移）

脫枝酶（催化1.6-糖苷鍵水解斷裂）糖原的磷酸解

-1，4-糖苷鍵-1，6糖苷鍵非還原性末端糖原磷酸化酶的作用位點(diǎn)及產(chǎn)物G-1-P磷酸化酶a非還原性末端磷酸+斷鍵部位糖原磷酸解的步驟非還原端糖原核心磷酸化酶a轉(zhuǎn)移酶脫枝酶（釋放1個(gè)葡萄糖）

G

-1-PG

G

-6-PG二、糖原的生物合成

1.UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UDPG）

——催化單糖基的活化形成糖核苷二磷酸，為各種聚糖形成時(shí)，提供糖基和能量。動(dòng)物細(xì)胞中糖原合成時(shí)需UDPG；植物細(xì)胞中蔗糖合成時(shí)需UDPG，淀粉合成時(shí)需ADPG，纖維素合成時(shí)需GDPG和UDPG。2.糖原合酶——催化-1，4-糖苷鍵合成糖原分支酶

——催化-1，6-糖苷鍵合成引物——生糖原蛋白或糖原素共價(jià)連接（葡萄糖）8，只有糖原合酶與糖原素緊密結(jié)合時(shí)糖原合酶才有活性。UDPG的結(jié)構(gòu)GUDP糖核苷酸的生成++PPi1-磷酸葡萄糖UTPUDPG糖原合酶反應(yīng)UDPGUDP糖原（n個(gè)G分子）糖原（n+1）糖原新分支的形成糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心非還原性末端-1，4糖苷鍵-1，6糖苷鍵糖原分支酶糖原合成圖:

消耗能量需要引物非還原端糖基供體：

UDPG葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原(含α—1,4和α—1,6糖苷鍵)6-磷酸葡萄糖ATPADPUDPGUTPPPi直鏈糖原(含α—1，4糖苷鍵)糖原引物UDP分支酶糖原合酶焦磷酸化酶糖原合成與分解的意義1、維持血中葡萄糖濃度相對(duì)恒定：糖原是糖在體內(nèi)的貯存形式。進(jìn)食后多余的糖可在肝臟或其他組織合成糖原，以免血糖濃度過度升高；不進(jìn)食期間，肝糖原則分解為葡萄糖釋放入血，使血糖濃度不至于太低。2、糖原合成和分解與鉀代謝有關(guān)：葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞合成糖原過程中，伴有K+轉(zhuǎn)移入細(xì)胞，使血K+趨于降低，所以輸注胰島素和大量葡萄糖時(shí)，要注意防止低血鉀。三、糖原分解和合成的調(diào)控糖原合成的調(diào)節(jié)：主要受糖原合成酶影響；糖原分解的調(diào)節(jié)：主要受磷酸化酶活性控制。1、兩種酶的活性均受磷酸化和脫磷酸化的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：磷酸化的磷酸化酶有活性，而磷酸化的糖原合成酶則失去活性；脫磷酸化的糖原磷酸化酶失去活性，而糖原合成酶則增加活性。2