生化7章-糖代謝2014

MetabolismofCarbohydrates第7章糖代謝即碳水化合物，其化學(xué)本質(zhì)為多羥基醛或多羥基酮類及其衍生物或多聚物。

糖的概念分類：?jiǎn)翁?、寡糖、同多糖、雜多糖、結(jié)合糖123456D-葡萄糖(D-glucose)開(kāi)鏈α-D-葡萄糖123456環(huán)狀椅式β-D-葡萄糖6單糖二糖麥芽糖(maltose)

葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)

葡萄糖—果糖乳糖(lactose)

葡萄糖—半乳糖多糖

淀粉(starch)糖原(glycogen)纖維素(cellulose)藍(lán)色:α-1,4-糖苷鍵紅色:α-1,6-糖苷鍵葡萄糖146糖的生理功能氧化供能:2840kJ能量/1mol葡萄糖如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷酸等物質(zhì)的原料。作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分這是糖的主要功能。提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。淀粉麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-極限糊精+異麥芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-極限糊精酶消化：主要在小腸，少量在口腔腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣胃口腔腸腔胰液中的α-淀粉酶ADP+Pi

ATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門靜脈吸收：小腸上段，主要以單糖形式

Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細(xì)胞內(nèi)膜吸收途徑小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞門靜脈肝臟體循環(huán)SGLT各種組織細(xì)胞GLUTGLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucosetransporter)，已發(fā)現(xiàn)有12種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT1～12)。糖代謝的概況

葡萄糖

糖酵解丙酮酸有氧無(wú)氧H2O及CO2乳酸糖異生途徑乳酸、氨基酸、甘油糖原

肝糖原分解

糖原合成

磷酸戊糖途徑

核糖

NADPH+H+淀粉消化與吸收

ATP

合成非必需氨基酸、脂類等合成核酸

第2節(jié)糖的無(wú)氧分解Glycolysis糖酵解的反應(yīng)過(guò)程第一階段第二階段*

糖酵解(glycolysis)的定義*

糖酵解分為兩個(gè)階段*糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過(guò)程稱之為糖酵解。

由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)

。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。E：Embden；M:Meyerhof；P:Parnas糖的無(wú)氧分解途徑，亦稱為EMP途徑2CO2乙醇（生醇發(fā)酵）2CH3CH2OH2CH3CHO乙醛糖酵解（EMP）2CH3CHOHCOOH+ATP乳酸丙酮酸2CH3COCOOHC6H12O6葡萄糖2NAD+2NADH+2H+葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)葡萄糖分解成丙酮酸己糖激酶有4種同工酶，分別稱為Ⅰ至Ⅳ型。肝細(xì)胞中存在的是Ⅳ型，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是：①對(duì)葡萄糖的親和力很低②受激素調(diào)控

6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖己糖異構(gòu)酶6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)

6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-二磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)1,6-二磷酸果糖磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛縮酶(aldolase)磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛+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(phosphotriose

isomerase)3-磷酸甘油醛

磷酸二羥丙酮

3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)3-磷酸甘油醛

1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶

※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(guò)程，稱為底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate

kinase)

3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶(phosphoglycerate

mutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?/p>

烯醇化酶(enolase)2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate

kinase)磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，并通過(guò)底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸丙酮酸乳酸反應(yīng)中的NADH+H+

來(lái)自于上述第6步反應(yīng)中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。乳酸脫氫酶(LH)NADH+H+NAD+E1:己糖激酶

E2:6-磷酸果糖激酶-1

E3:丙酮酸激酶

NAD+乳酸糖酵解的代謝途徑GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+糖酵解小結(jié)反應(yīng)部位：胞漿糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過(guò)程反應(yīng)全過(guò)程中有三步不可逆的反應(yīng)GG-6-PATPADP己糖激酶ATPADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATPPEP丙酮酸丙酮酸激酶產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量：從G開(kāi)始2×2-2=2ATP從Gn開(kāi)始2×2-1=3ATP終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。分解利用乳酸循環(huán)（糖異生）

糖酵解小結(jié)果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄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除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進(jìn)入酵解途徑。糖酵解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①

己糖激酶②

6-磷酸果糖激酶-1③

丙酮酸激酶調(diào)節(jié)方式①別構(gòu)調(diào)節(jié)

②共價(jià)修飾調(diào)節(jié)

催化非平衡反應(yīng)活性低受激素或代謝物的調(diào)節(jié)活性的改變可影響整個(gè)反應(yīng)體系的反應(yīng)速度關(guān)鍵酶特點(diǎn):

6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)

*別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P別構(gòu)抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）此酶有二個(gè)結(jié)合ATP的部位：①活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）②活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）

F-1,6-2P正反饋調(diào)節(jié)該酶F-6-PF-1,6-2PATPADPPFK-1磷蛋白磷酸酶PiPKAATPADPPi胰高血糖素ATPcAMP

活化F-2,6-2P+++–/+AMP+檸檬酸

–AMP+檸檬酸

–PFK-2（有活性）FBP-2（無(wú)活性）6-磷酸果糖激酶-2

PFK-2（無(wú)活性）FBP-2（有活性）PP果糖雙磷酸酶-2

丙酮酸激酶別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：ATP,丙氨酸別構(gòu)激活劑：1,6-二磷酸果糖共價(jià)修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi磷蛋白磷酸酶（無(wú)活性）（有活性）胰高血糖素PKA,CaM激酶PPKA：蛋白激酶A(proteinkinaseA)CaM：鈣調(diào)蛋白己糖激酶或葡萄糖激酶*6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。*長(zhǎng)鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。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。是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。①無(wú)線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞②代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞第3節(jié)糖的有氧氧化AerobicOxidationof

Carbohydrate糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過(guò)程。是機(jī)體主要供能方式。*部位：胞液及線粒體

*概念

C6H12O6+6O26CO2+6H2O+32/30ATP有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程

第一階段：糖酵解途徑第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第三階段：三羧酸循環(huán)G（Gn）第四階段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoA

CO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循環(huán)胞液線粒體糖的有氧氧化與糖酵解細(xì)胞胞漿線粒體葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸(糖酵解)葡萄糖→→……→→丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸在轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助下進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA(acetylCoA)。丙酮酸乙酰CoA

NAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體總反應(yīng)式:丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成

酶E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶HSCoANAD+

輔助因子

TPP

硫辛酸

HSCoAFAD,NAD+SSL大腸肝菌中丙酮酸脫氫酶系的電鏡圖大腸肝菌中丙酮酸脫氫酶系的示意圖丙酮酸脫氫酶系CO2

CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的生成1.-羥乙基-TPP的生成

2.乙酰硫辛酰胺的生成

3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成

三羧酸循環(huán)(TricarboxylicacidCycle,TAC)也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個(gè)中間產(chǎn)物是一個(gè)含三個(gè)羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說(shuō)，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串酶催化反應(yīng)組成。所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。三羧酸循環(huán)*概述*反應(yīng)部位

CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①檸檬酸合酶②順烏頭酸酶③異檸檬酸脫氫酶④α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脫氫酶⑦延胡索酸酶⑧蘋果酸脫氫酶小結(jié)三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個(gè)羧基的檸檬酸，反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過(guò)程。TAC過(guò)程的反應(yīng)部位是線粒體。三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)：

經(jīng)過(guò)一次三羧酸循環(huán)，消耗一分子乙酰CoA，經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP。關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶

α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)小結(jié)

三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中起催化劑的作用，本身無(wú)量的變化；同樣其他中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。小結(jié)

表面上看來(lái)，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利用。但是，例如：草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸

谷氨酸檸檬酸脂肪酸琥珀酰CoA

卟啉Ⅰ機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，TAC中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。Ⅱ

機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起TAC運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這時(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙酰CoA進(jìn)入TAC氧化分解。草酰乙酸草酰乙酸脫羧酶丙酮酸CO2蘋果酸蘋果酸酶丙酮酸CO2NAD+NADH+H+*所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。草酰乙酸

檸檬酸檸檬酸裂解酶乙酰CoA

丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2蘋果酸蘋果酸脫氫酶NADH+H+NAD+天冬氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酶α-酮戊二酸

谷氨酸其來(lái)源如下：三羧酸循環(huán)的生理意義

是大多數(shù)細(xì)胞獲得能量的主要途徑；是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體；為呼吸鏈提供H++e。H++e

進(jìn)入呼吸鏈徹底氧化生成H2O

的同時(shí)ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5ATP

[O]H2O、1.5ATP

FADH2[O]有氧氧化生成的ATP

葡萄糖有氧氧化生成的ATP反應(yīng)輔酶ATP第一階段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖→1,6-雙磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸NAD+2×2.5或2×1.5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸2×12×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2×1第二階段2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×2.5第三階段2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×2.52×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×2.52×琥珀酰CoA

→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×1.52×蘋果酸→2×草酰乙酸NAD+2×2.5凈生成32(或30)ATPNAD+NAD+NAD+有氧氧化的生理意義糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑。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，所以能量的利用率也高。簡(jiǎn)言之，即“供能”有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①

酵解途徑：己糖激酶②丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體③

三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶復(fù)合體

別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：乙酰CoA;NADH;ATP別構(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)乙酰CoA

檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoA

α-酮戊二酸異檸檬酸蘋果酸NADHFADH2GTPATP異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶

α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體

–ATP

+ADP

ADP

+ATP

–檸檬酸

琥珀酰CoA

NADH–琥珀酰CoA

NADH

+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影響②產(chǎn)物堆積引起抑制③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④其他，如Ca2+可激活許多酶三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。2ADPATP+AMP腺苷酸激酶體內(nèi)ATP濃度是AMP的50倍，經(jīng)上述反應(yīng)后，ATP/AMP變動(dòng)比ATP變動(dòng)大，有信號(hào)放大作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低則促進(jìn)有氧氧化。

ATP/AMP效果更顯著。*另外巴斯德效應(yīng)*概念*機(jī)制

有氧時(shí)，NADH+H+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;缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。第4節(jié)磷酸戊糖途徑PentosePhosphatePathway*概念磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過(guò)程。*細(xì)胞定位：胞液第一階段：氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過(guò)程*反應(yīng)過(guò)程可分為二個(gè)階段

第二階段則是非氧化反應(yīng)包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。6-磷酸葡萄糖酸

5-磷酸核酮糖

NADPH+H+

NADP+⑴H2ONADP+

CO2

NADPH+H+

⑵6-磷酸葡萄糖脫氫酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶

HCOHCH2OHCO6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯

磷酸戊糖生成

5-磷酸核糖

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)鍵酶。兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH+H+。反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過(guò)3C、4C、6C、7C等演變階段，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進(jìn)入酵解途徑。因此，磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路(pentosephosphateshunt)?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)5-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C55-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤蘚糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C3磷酸戊糖途徑第一階段第二階段5-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤蘚糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脫氫酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶CO2總反應(yīng)式

3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2

磷酸戊糖途徑的特點(diǎn)

脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過(guò)了3、4、5、6、7碳糖的演變過(guò)程。反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物——5-磷酸核糖。一分子G-6-P經(jīng)過(guò)反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)

*6-磷酸葡萄糖脫氫酶

此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定6-磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外NADPH對(duì)該酶有強(qiáng)烈抑制作用。磷酸戊糖途徑的生理意義為核苷酸的生成提供核糖

提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物合成或生物轉(zhuǎn)化有關(guān)NADPH可維持GSH的還原性2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+AAH2蠶豆病第5節(jié)糖異生Gluconeogenesis糖異生是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程。*原料*概念

主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸

*糖異生作用的部位：生理?xiàng)l件下在絕食期間空腹及長(zhǎng)期饑餓時(shí)葡萄糖的異生作用空腹

100～300>90%<10%速率(g/day)肝腎饑餓5-6天后約10055%45%糖異生途徑

*定義*過(guò)程

酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；糖異生途徑(gluconeogenicpathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過(guò)程。丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)（丙酮酸羧化支路）丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+Pi

CO2①GTPGDPCO2

②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate

carboxykinase)（反應(yīng)在線粒體、胞液）※草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體

出線粒體蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸出線粒體天冬氨酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi蘋果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸

α-酮戊二酸天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸PEP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2線粒體胞液糖異生途徑所需NADH+H+的來(lái)源糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+H+。由乳酸為原料異生糖時(shí)，

NADH+H+由下述反應(yīng)提供。乳酸丙酮酸LHNAD+NADH+H+由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，

NADH+H+則由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來(lái)自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過(guò)草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋果酸線粒體蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞漿

1,6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖二磷酸酶-1

6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物生糖氨基酸α-酮酸-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮乳酸丙酮酸2H糖異生的調(diào)節(jié)由不同酶催化兩個(gè)單向反應(yīng)，使兩種底物互變的循環(huán)稱之為底物循環(huán)(substratecycle)。6-磷酸葡萄糖

葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶

己糖激酶

ATP

ADP

Pi

PEP

丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADPATPCO2+ATPADP+Pi

GTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi+CO26-磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖

6-磷酸果糖激酶-1

果糖二磷酸酶-1

ADP

ATP

Pi當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，則不能將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而稱之為無(wú)效循環(huán)(futilecycle)。糖酵解途徑和糖異生途徑如何調(diào)控的呢？6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖二磷酸酶-1

2,6-二磷酸果糖AMP

6-磷酸果糖與1,6-二磷酸果糖之間

磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶

1,6-二磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA

草酰乙酸PEP羧激酶

丙酮酸羧化酶

丙酮酸脫氫酶

糖異生的生理意義維持血糖濃度恒定補(bǔ)充糖原三碳途徑：指進(jìn)食后，大部分葡萄糖先在肝外細(xì)胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進(jìn)入肝細(xì)胞異生為糖原的過(guò)程。調(diào)節(jié)酸堿平衡糖異生活躍有葡萄糖-6磷酸酶【】肝肌肉

乳酸循環(huán)(lactosecycle)

循環(huán)過(guò)程葡萄糖

葡萄糖

葡萄糖

酵解途徑

丙酮酸

乳酸

NADHNAD+乳酸

乳酸

NAD+NADH丙酮酸

糖異生途徑

血液糖異生低下【】———（Cori循環(huán)）生理意義

①乳酸再利用，避免了乳酸的損失。②防止乳酸的堆積引起酸中毒。乳酸循環(huán)是一個(gè)耗能的過(guò)程2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。

第6節(jié)糖原的合成與分解GlycogenesisandGlycogenolysis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?jī)?chǔ)備。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所需

肝臟：肝糖原，70~100g，維持血糖水平

糖原(glycogen)

糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長(zhǎng)鏈。2.約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3.每條鏈都終止于一個(gè)非還原端.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

糖原的合成代謝合成部位

定義糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的過(guò)程。組織定位：主要在肝臟、肌肉細(xì)胞定位：胞漿1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPADP己糖激酶(肌肉）;葡萄糖激酶（肝）糖原合成途徑1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖2.6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖

*

UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。+UTP尿苷PPPPPi

UDPG焦磷酸化酶3.1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖

2Pi+能量1-磷酸葡萄糖

尿苷二磷酸葡萄糖

(uridinediphosphateglucose,UDPG)糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)4.α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合*糖原n為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)，作為UDPG上葡萄糖基的接受體。*每增加一個(gè)葡萄糖分子，消耗兩個(gè)高能磷酸鍵。糖原分枝的形成

分支酶

(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷鍵糖原的分解代謝

*定義*亞細(xì)胞定位：胞漿

*肝糖原的分解

糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖磷酸化酶糖原的磷酸解：從糖原的非還原端開(kāi)始糖原分解(glycogenolysis)習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過(guò)程。脫枝酶

(debranchingenzyme)脫枝酶的作用磷酸化酶轉(zhuǎn)移酶活性α-1,6糖苷酶活性

1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖

6-磷酸葡萄糖

H3PO4H2O肌肉中缺乏此酶

G-6-P的代謝去路G（補(bǔ)充血糖）G-6-P

F-6-P（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯（進(jìn)入磷酸戊糖途徑）

葡萄糖醛酸（進(jìn)入葡萄糖醛酸途徑）小結(jié)

反應(yīng)部位：胞漿糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶

G-1-PUTPUDPGPPi

糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶

磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶

糖原nPi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n糖異生途徑糖原合成與分解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶

①糖原合成：糖原合酶

②糖原分解：糖原磷酸化酶

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。*它們都以活性、無(wú)（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過(guò)磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。③調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用，效率高；①兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；②調(diào)節(jié)速度快；④受激素調(diào)節(jié)。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)

1.磷酸化的磷酸化酶稱為磷酸化酶a（有活性）非磷酸化的磷酸化酶稱為磷酸化酶b（無(wú)活性）2.磷酸化的糖原合酶稱為糖原合酶b（無(wú)活性）非磷酸化的糖原合酶稱為糖原合酶a（有活性）兩種酶形式腺苷環(huán)化酶（無(wú)活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體

ATPcAMP

PKA(無(wú)活性)磷酸化酶b激酶

糖原合酶糖原合酶-P

PKA(有活性)磷酸化酶b

磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1

磷蛋白磷酸酶-1

–––磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶抑制劑PKA（有活性）腺苷酸環(huán)化酶ATPcAMP（第二信使）無(wú)活性PKA有活性PKAATPMg2+無(wú)活性的磷酸化酶b激酶有活性的磷酸化酶b激酶-P無(wú)活性的磷酸化酶b

有活性的磷酸化酶a-PATPMg2+胰高血糖素受體×102×104×106

糖原

葡萄糖×108胰高血糖素促進(jìn)肝糖原分解級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)別構(gòu)調(diào)節(jié)磷酸化酶二種構(gòu)像——緊密型(T)和疏松型(R)

。*葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。磷酸化酶a(R)

[疏松型]磷酸化酶a(T)[緊密型]G-6-P*糖原合酶及磷酸化酶的變構(gòu)效應(yīng)物主要為AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖++別構(gòu)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)小結(jié)雙向調(diào)控：對(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)合成則減弱分解，或反之。雙重調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。

肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點(diǎn)：如：分解肝糖原的激素主要為胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要為腎上腺素。關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級(jí)聯(lián)效應(yīng)。

關(guān)鍵酶都以活性、無(wú)（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過(guò)磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。糖原累積癥糖原累積癥(glycogenstoragediseases)是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積。引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。

型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正常Ⅱ溶酶體α1→4和1→6葡萄糖苷酶所有組織正常Ⅲ脫支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖鏈短Ⅳ分支酶缺失所有組織分支少，外周糖鏈特別長(zhǎng)Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌肉正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝正常Ⅶ肌肉和紅細(xì)胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、紅細(xì)胞正常Ⅷ肝臟磷酸化酶激酶缺陷腦、肝