生物化學(xué)生物化學(xué)第六章糖代謝

生物化學(xué)生物化學(xué)第六章糖代謝第一頁，共六十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述糖類物質(zhì)是一類多羥基醛或多羥基酮類化合物或聚合物；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。一、糖的概念和分布第二頁，共六十七頁，2022年，8月28日人類所需的能量50－70%來自糖;生物體重要組成部分。具有多方面的生物活性與功能。糖代謝包括分解代謝和合成代謝。二、糖類功能：第三頁，共六十七頁，2022年，8月28日三、糖類的種類單糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖等雙糖：蔗糖，麥芽糖，乳糖多糖：淀粉（直鏈支鏈），糖原、纖維素第四頁，共六十七頁，2022年，8月28日常見的單糖---葡萄糖

環(huán)狀

D-葡萄糖

(D-glucose)

1

23456

123456開鏈

第五頁，共六十七頁，2022年，8月28日蔗糖常見二糖OOOCH2OHCH2OHHOCH212324OCH2OHOCH2OHOHO14123

麥芽糖第六頁，共六十七頁，2022年，8月28日常見的多糖---淀粉

葡萄糖

146第七頁，共六十七頁，2022年，8月28日糖原（動(dòng)物體內(nèi)儲(chǔ)存的多糖）葡萄糖

146第八頁，共六十七頁，2022年，8月28日三、糖代謝的概況血中葡萄糖缺氧糖酵解（乳酸）供氧充足有氧氧化（CO2、H2O、ATP）磷酸戊糖途徑

（5-磷酸核糖、NADPH）糖原合成分解

糖異生

食物主第九頁，共六十七頁，2022年，8月28日四、糖的消化吸收淀粉唾液淀粉酶糊精少量麥芽糖胃酸水解部分淀粉胰淀粉酶α-糊精酶葡萄糖、麥芽糖小腸粘膜細(xì)胞消化主要在小腸第十頁，共六十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)糖的分解代謝糖在人體內(nèi)的分解途徑主要有三條：無氧分解有氧分解磷酸戊糖通路第十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日（一）定義：在無氧的條件下，葡萄糖或糖原分解成丙酮酸，進(jìn)而還原為乳酸并釋放少量能量的過程。（二）反應(yīng)部位：胞漿一、糖酵解（糖的無氧分解）（三）反應(yīng)條件：無氧氣參與第十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日（四）糖酵解分為四個(gè)階段第一階段：葡萄糖的磷酸化3步1，6－二磷酸果糖第二階段：糖的裂解階段1，6－二磷酸果糖兩分子的磷酸丙糖2步第三階段：產(chǎn)能階段兩分子的3－磷酸甘油醛兩分子丙酮酸5步第四階段：還原階段兩分子丙酮酸兩分子乳酸1步葡萄糖第十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日1、葡萄糖的磷酸化第一階段：

葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPATPATPADPADPPP己糖激酶是糖酵解途徑的第一個(gè)限速酶第十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、磷酸己糖異構(gòu)化第十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、1,6-二磷酸果糖的生成6－磷酸果糖激酶是糖酵解途徑的最重要的限速酶ATPADPP第十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日磷酸果糖激酶己糖激酶磷酸己糖異構(gòu)酶葡萄糖6－磷酸果糖6－磷酸葡萄糖1，6－二磷酸果糖ATPADPATP磷酸化酶糖原1－磷酸葡萄糖磷酸果糖變位酶ADPATPATP第十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日4、1,6-二磷酸果糖的裂解第二階段：CHOCH2OPCCHCH2OCOHOPHOHH1,6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛第十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日5、磷酸丙糖的同分異構(gòu)化相當(dāng)于1,6-二磷酸果糖裂解為兩分子的3-磷酸甘油醛。第十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日6、3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸第三階段：CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOO～PP+NAD++Pi+NADH+H+HH3-磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸3－磷酸甘油醛脫氫是糖酵解過程中唯一一步脫氫反應(yīng)，用于還原丙酮酸成乳酸。第二十頁，共六十七頁，2022年，8月28日7、高能磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移糖酵解中第一次底物水平磷酸化，1分子葡萄糖產(chǎn)生2分子ATP+ADP+ATPATP第二十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日8、3-磷酸甘油酸異構(gòu)為2-磷酸甘油酸第二十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成~第二十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日10、丙酮酸的生成糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶是第三個(gè)限速酶1分子葡萄糖產(chǎn)生2分子ATPADPATPATP~第二十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日自發(fā)反應(yīng)第二十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日第四階段：丙酮酸還原生成乳酸丙酮酸乳酸還原所用氫來自3－磷酸甘油醛第二十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日2×丙酮酸2×烯醇式丙酮酸2×ADP2×ATP2×乳酸6-磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖

ADPATP2×1,3-二磷酸甘油酸

磷酸二羥丙酮2×3-磷酸甘油酸2×2-磷酸甘油酸2×磷酸烯醇式丙酮酸糖原(Gn)6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖ADPATP葡萄糖3-磷酸甘油醛2×NAD+2×NADH+2H+2×ATP2×ADP2×NAD+糖酵解2×NADH+2H+己糖激酶6－磷酸果糖激酶丙酮酸激酶第二十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日糖酵解過程中ATP的消耗與生成2×1葡萄糖→6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖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-1

反應(yīng)ATP-12×1

1mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP

糖原中的1mol葡萄糖→2mol乳酸

+？molATP

2molATP3molATP第二十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日1葡萄糖→2×乳酸＋2ATP（五）無氧分解結(jié)果：糖原→6-磷酸葡萄糖→2×乳酸＋3ATP第二十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日（六）糖酵解的反應(yīng)特點(diǎn)1、整個(gè)過程無氧參加；2、三個(gè)限速酶：糖酵解的調(diào)節(jié)就是對(duì)三個(gè)限速酶的調(diào)節(jié)：①己糖激酶②6－磷酸果糖激酶（是糖酵解途徑的最重要的限速酶，其變構(gòu)激活劑為ADP、

AMP,1,6-二磷酸果糖）③丙酮酸激酶

第三十頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、從葡萄糖開始凈生成2分子ATP，從糖原開始凈生成3分子ATP；

4、一次脫氫（3－磷酸甘油醛脫氫），生成的NADH＋H＋中的2H，缺氧時(shí)交給丙酮酸生成了乳酸，有氧時(shí)進(jìn)入線粒體氧化生成能量。第三十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日（七）無氧分解的生理意義某些組織和細(xì)胞獲取能量的主要途徑缺氧情況下的能量補(bǔ)充途徑糖無氧分解的逆過程是糖異生途徑的基本步驟。過多的無氧分解會(huì)導(dǎo)致酸中毒第三十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日（一）定義：葡萄糖在有氧的條件下徹底氧化生成CO2、H2O和大量ATP的代謝過程，稱為糖的有氧氧化。二、糖的有氧氧化（主要方式）（二）反應(yīng)部位：細(xì)胞質(zhì)和線粒體（三）反應(yīng)條件：有氧氣參與第三十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日（四）糖有氧氧化的過程第一階段：糖無氧酵解生成丙酮酸（細(xì)胞質(zhì)中）

三個(gè)階段

第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA（線粒體中）第三階段：三羧酸循環(huán)徹底氧化（線粒體中）第三十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日2乙酰CoA順烏頭酸H2O異檸檬酸H2O琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2延胡索酸FADFADH2蘋果酸H2O檸檬酸CoAH2O草酰乙酸NAD+NADH+H+三羧酸循環(huán)琥珀酸GDPGTPATPCO2α-酮戊二酸2丙酮酸葡萄糖草酰琥珀酸NADH+H+NAD+①②③第三十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日1葡萄糖6CO2＋6H2O＋38ATPO2徹底分解（五）糖的有氧分解結(jié)果1葡萄糖10NADH+10H+

2FADH2

4ATP3×10ATP2×2ATP4ATP合計(jì)38個(gè)ATP第三十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解葡萄糖2丙酮酸三羧酸循環(huán)糖酵解

NAD+

2NADH+2H++2ATP

6NADH+6H+

2FADH2

2ATP2乳糖無氧細(xì)胞質(zhì)線粒體1葡萄糖10NADH+10H+

2FADH2

4ATP①②③2乙酰CoA2NAD+2NADH+2H+有氧2CO24CO26CO2第三十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日（六）生理意義提供能量：1分子葡萄糖經(jīng)過有氧氧化可以生成38分子的ATP。人體中主要產(chǎn)能途徑。三羧酸循環(huán)是糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的樞紐，是三大營養(yǎng)物質(zhì)分解代謝的最終途徑。為合成代謝提供CO2。第三十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日淀粉、糖原葡萄糖三脂酰甘油甘油脂肪酸

乙酰CoA

蛋白質(zhì)

氨基酸TCA循環(huán)CoASH2HADP＋PiATP1/2O2H2OCO2第一階段第二階段第三階段三大物質(zhì)氧化分解的三階段第三十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日三大物質(zhì)代謝之間的關(guān)系草酰乙酸蘋果酸延胡索酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸檸檬酸葡萄糖草酰乙酸乙酰CoA天冬氨酸血紅素谷氨酸組氨酸脯氨酸精氨酸乙酰CoA天冬氨酸苯丙氨酸酪氨酸奇數(shù)脂肪酸TCA循環(huán)第四十頁，共六十七頁，2022年，8月28日

（一）定義：以6-磷酸葡萄糖為底物，代謝生成磷酸戊糖為中間代謝物的過程，稱為磷酸戊糖途徑。三、磷酸戊糖途徑（二）反應(yīng)部位：胞漿第四十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日6－磷酸葡萄糖6－磷酸葡萄糖酸5－磷酸核酮糖5－磷酸核糖5－磷酸木酮糖6－磷酸核果糖NADPH+H+NADP+NADP+NADPH+H+磷酸戊糖途徑（四）反應(yīng)主要過程：第四十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日（五）生理意義：5-磷酸核糖：合成核苷酸的原料NADPH：作為供氫體，參與體內(nèi)許多重要的還原性代謝反應(yīng)

（四）重要產(chǎn)物：

5-磷酸核糖、NADPH＋H+第四十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日第四十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日形狀：樹枝狀分子量：100～1000萬糖原：多糖，動(dòng)物淀粉分布：肝臟、肌肉第三節(jié)糖原的合成與分解第四十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日原料：葡萄糖合成場(chǎng)所：肝臟肝糖原肌肉肌糖原意義：降低血糖由單糖合成糖原的過程。一、糖原的合成第四十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日葡萄糖(G)

己糖激酶6-磷酸葡萄糖

變位酶1-磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖

(UDPG)糖原(Gn+1)UTP尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶Gn第四十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、糖原的分解饑餓時(shí)：肝糖原→葡萄糖缺乏能量時(shí)：肌糖原→糖代謝意義：補(bǔ)充血糖，維持血糖濃度穩(wěn)定。

氧化分解供能第四十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日

糖原

磷酸化酶1-磷酸葡萄糖

變位酶6-磷酸葡萄糖

H2O

葡萄糖磷酸酶(肝)

葡萄糖（肌肉）乳酸第四十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日糖原合成與分解肌糖原

葡萄糖

葡萄糖

血糖肝糖原

饑餓時(shí)第五十頁，共六十七頁，2022年，8月28日糖酵解、磷酸戊糖途徑、糖異生、糖原合成分解交匯點(diǎn)是6－磷酸葡萄糖（6－pG）第五十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日第四節(jié)糖異生作用一、概念：非糖物質(zhì)→糖/糖原二、非糖物質(zhì)：乳酸、甘油、生糖氨基酸三、場(chǎng)所：肝臟（主）、腎臟四、過程第五十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日丙酮酸羧化酶是糖異生的關(guān)鍵酶第五十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日乳酸

乳酸循環(huán)與糖異生糖原

葡萄糖

丙酮酸

葡萄糖

血糖血乳酸

糖原

丙酮酸

乳酸

6-磷酸葡萄糖氧不足第五十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日Cori循環(huán)：無氧酵解產(chǎn)生的乳酸擴(kuò)散到血液，隨血流流至肝臟，先氧化成丙酮酸，再經(jīng)過糖異生作用轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵M(jìn)而補(bǔ)充血糖，也可重新合成肌糖原被貯存起來。這一乳酸——葡萄糖的循環(huán)過程稱為Cori循環(huán)。五、意義：保證饑餓時(shí)的血糖穩(wěn)定有利于乳酸再利用第五十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日第五節(jié)血糖及其調(diào)節(jié)血中葡萄糖缺氧糖酵解（乳酸、2ATP）供氧充足有氧氧化（CO2、H2O、38ATP）磷酸戊糖途徑（5-磷酸核糖、NADPH）糖原合成分解

糖異生

食物主血糖的來源血糖的去路脂肪、氨基酸等尿糖第五十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日血糖:血中的葡萄糖4.5～5.5mmol/L(70～110mg/100mL)低血糖：≤3.9mmol/L

高血糖：≥7.28mmol/L血糖的來源：１．食物中的糖類消化吸收．２．肝糖原分解３．糖異生轉(zhuǎn)化第五十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日血糖的去路全身各組織細(xì)胞氧化分解成CO2＋H2O＋ATP，供人體消耗。進(jìn)入肝臟，形成肝糖元貯存轉(zhuǎn)變?yōu)橹緝?chǔ)存參與細(xì)胞組分的構(gòu)造第五十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日血糖濃度的調(diào)節(jié)方式酶水平調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)胰島素:降血糖胰高血糖素:升血糖糖皮質(zhì)激素:升血糖生長素：升血糖神經(jīng)調(diào)節(jié)第五十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日4、三羧酸循環(huán)過程中有___________次脫氫和__________次脫羧反應(yīng)。每循環(huán)一周可生成_________個(gè)ATP。5、糖酵解在細(xì)胞的_________中進(jìn)行，該途徑是將_________轉(zhuǎn)變?yōu)開______。6、磷酸戊糖途徑的真正意義在于產(chǎn)生()的同時(shí)產(chǎn)生許多中間物如核糖A.NADPH+H＋B.NAD＋C.NADH+H＋D.CoASH第六十頁，共六十七頁，2022年，8月28日7、.三羧酸循環(huán)主要在亞細(xì)胞器的哪一部位進(jìn)行A.細(xì)胞核B.胞液C.微粒體D.線粒體9、人體活動(dòng)時(shí)主要的直接供能物質(zhì)是A．葡萄糖B．脂肪酸C．磷酸肌酸D．ATP第六十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日3．從葡萄糖合成糖原需要哪些核苷酸參與：A．ATPB．GTPC．UTPD．CTP4．磷酸戊糖途徑的重要生理功能是生成：A．6-磷酸葡萄糖B．NADH+H+