生物化學(xué)課件-糖代謝

第八章糖代謝本章簡(jiǎn)介本章習(xí)題要點(diǎn)回顧掌握內(nèi)容講授2021/10/101第八章糖代謝本章主要介紹生物體內(nèi)糖的新陳代謝——分解代謝和合成代謝，伴隨物質(zhì)代謝進(jìn)行能量代謝。重點(diǎn)掌握糖的主要分解代謝途徑——糖酵解、三羧酸循環(huán)、葡糖異生作用；重點(diǎn)掌握糖原的降解與生物合成；重點(diǎn)掌握糖代謝中的調(diào)節(jié)酶。了解戊糖磷酸途徑、乙醛酸循環(huán)。2021/10/102第八章糖代謝一、糖代謝總論二、糖的分解代謝（1）糖酵解作用（2）丙酮酸去路

（3）檸檬酸循環(huán)（4）戊糖磷酸途徑（5）葡糖異生作用（6）乙醛酸途徑三、葡聚糖（糖原、淀粉）的代謝（1）糖原的降解（2）糖原的生物合成（3）淀粉的水解（4）淀粉的生物合成

2021/10/103

新陳代謝的概念:生物體與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量交換的全過(guò)程.新陳代謝

合成代謝（同化作用）

分解代謝（異化作用）生物小分子合成為生物大分子需要能量釋放能量生物大分子分解為生物小分子能量代謝物質(zhì)代謝2021/10/104一、糖代謝總論糖代謝包括分解代謝和合成代謝。動(dòng)物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖的分解代謝提供的。另方面，糖分解的中間產(chǎn)物，又為生物體合成其它類(lèi)型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳鏈骨架植物和某些藻類(lèi)能夠利用太陽(yáng)能，將二氧化碳和水合成糖類(lèi)化合物，即光合作用。光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（主要是糖類(lèi)化合物），是自然界規(guī)模最大的一種能量轉(zhuǎn)換過(guò)程2021/10/105糖酵解作用——無(wú)氧降解Ⅰ.糖酵解概念與反應(yīng)過(guò)程Ⅱ.糖酵解作用的調(diào)控Ⅲ.糖酵解作用的能量計(jì)算二、糖的分解代謝糖代謝為生物體提供重要的碳源和能源，糖的分解代謝是生物體的取能方式，實(shí)質(zhì)上是糖的氧化作用2021/10/106Ⅰ.糖酵解作用(glycolysis)（Embden

MeyerhofParnas

EMP）概念與反應(yīng)過(guò)程（一）概念：在無(wú)氧的條件下，葡萄糖或糖原分解成丙酮酸，并釋放少量能量的過(guò)程稱(chēng)為糖的無(wú)氧分解。這一過(guò)程與酵母菌使糖發(fā)酵的過(guò)程相似，又稱(chēng)為糖酵解，簡(jiǎn)稱(chēng)EMP途徑。（二）反應(yīng)部位：細(xì)胞液（胞漿）（三）EMP途徑的生化歷程—2個(gè)階段2021/10/107

EMP途徑的2個(gè)階段丙酮酸葡萄糖耗能階段產(chǎn)能階段己糖激酶2021/10/108

葡萄糖G葡萄糖-6-磷酸G-6-PATPATPATPADPADPPP1.1葡萄糖磷酸化1.己糖磷酸酯的生成（G→F-1,6-2P）2.磷酸丙糖的生成（F-1,6-2P→2GAP）耗能階段1.己糖磷酸酯的生成（G→F-1,6-2P）己糖/葡萄糖激酶是EMP途徑中第一個(gè)調(diào)節(jié)酶，催化第一個(gè)ATP磷酸化反應(yīng)基本上是不可逆的；這就保證了進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的G可立即被轉(zhuǎn)化為磷酸化形式；不但為G隨后的裂解活化了G分子，還保證了G分子一旦進(jìn)入細(xì)胞就有效地被捕獲，不會(huì)再透出胞外。2021/10/1091.2己糖磷酸異構(gòu)化G-6-PF-6-P己糖磷酸異構(gòu)酶（磷酸葡萄糖異構(gòu)酶）有絕對(duì)的底物專(zhuān)一性和立體專(zhuān)一性。2021/10/1010P1.31,6-二磷酸果糖的生成ATPATPADPP果糖磷酸激酶是EMP中第二個(gè)關(guān)鍵酶,并且是最關(guān)鍵的限速酶，催化此途徑中的第二個(gè)ATP磷酸化反應(yīng)；反應(yīng)不可逆；此步反應(yīng)是酵解中的關(guān)鍵步驟；糖酵解速度決定于此酶的活性2021/10/1011磷酸果糖激酶己糖激酶磷酸己糖異構(gòu)酶葡萄糖果糖－6－磷酸葡萄糖－6－磷酸果糖－

1,6－二磷酸ATPADPATP磷酸化酶糖原葡萄糖-1-磷酸磷酸果糖變位酶ADP己糖激酶果糖磷酸激酶ATPATP2021/10/1012CHOCH2OPCCHCH2OCOHOPHOHH果糖-1,6-二磷酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛②.磷酸丙糖的生成。（F-1,6-2P→2GAP）DHAPGAP2.1果糖-1,6-二磷酸的裂解2021/10/10132.2丙糖磷酸的同分異構(gòu)化相當(dāng)于果糖-1,6-二磷酸裂解為兩分子的甘油醛-3-磷酸。2021/10/1014在丙糖磷酸異構(gòu)酶的催化作用下,2個(gè)三碳化合物之間有同分異構(gòu)的互變;在正常進(jìn)行的酶解系統(tǒng)里,易向生成GAP的方向轉(zhuǎn)移.只有轉(zhuǎn)變成GAP才能進(jìn)入糖酵解途徑。丙糖磷酸異構(gòu)酶的催化反應(yīng)是極其迅速的，只要酶與底物分子一旦相互碰撞，反應(yīng)就即刻完成，因此任何加速丙糖磷酸異構(gòu)酶催化效率的措施都不能再提高它的反應(yīng)速度；又由于DHAP和GAP互變異構(gòu)極其迅速，因此這兩種物質(zhì)總是維持在反應(yīng)的平衡狀態(tài)。2021/10/1015GAP的氧化是EMP中唯一一次遇到的氧化作用，生物體通過(guò)此反應(yīng)可以獲得能量，GAP的醛基氧化為羧基時(shí)，同時(shí)進(jìn)行脫氫和磷酸化作用，并引起分子內(nèi)部能量重新分配，生成高能磷酸化合物1,3-BPG

，脫下的氫為NAD+

接受。甘油醛-3-磷酸脫氫酶的作用是負(fù)協(xié)同效應(yīng)3.13-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOO～PP+NAD++Pi+NADH+H+HH3-磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸產(chǎn)能階段1,3-BPGGAP③.丙酮酸的生成。（2GAP→2Pyr）2021/10/10163.2高能磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移+ADP+ATPATP高能磷酸化合物1，3-BPG在磷酸甘油酸激酶作用下，通過(guò)底物水平磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP；因?yàn)槊?mol己糖代謝后生成2mol丙糖，所以在這個(gè)反應(yīng)及隨后的放能反應(yīng)中有2倍ATP產(chǎn)生1,3-BPG3-PG2021/10/10173.33-磷酸甘油酸異構(gòu)為2-磷酸甘油酸3-PG2-PG2021/10/10183.4磷酸烯醇式丙酮酸的生成~PEP2-PG烯醇化酶催化2-PG在第二和第三碳原子上脫下一分子水；在脫水的化學(xué)反應(yīng)中，2-PG分子內(nèi)部的能量重新分配，產(chǎn)生了高能磷酸化合物——烯醇丙酮酸磷酸（PEP）2021/10/10193.5丙酮酸的生成ADPATPATP~在丙酮酸激酶催化下，將PEP的C2上的磷?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP上形成ATP——底物水平磷酸化；且此反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，是調(diào)節(jié)糖酵解過(guò)程的另一重要步驟；所以，丙酮酸激酶是EMP途徑中的另一個(gè)調(diào)節(jié)限速酶。2021/10/1020自發(fā)反應(yīng)烯醇丙酮酸極不穩(wěn)定,很容易自動(dòng)變?yōu)楸容^穩(wěn)定的丙酮酸,且不需酶催化.Pyr2021/10/10212ATP2ATP3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶2ADP烯醇化酶磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸脫氫酶NAD++PiNADH+H+2ATP2ADP2ATP2021/10/1022Ⅱ.糖酵解（EMP）的調(diào)控EMP途徑中反應(yīng)速度主要受過(guò)程中催化不可逆反應(yīng)的3種酶活性的調(diào)控①果糖磷酸激酶是最關(guān)鍵的限速酶：果糖-6-磷酸果糖-1，6-二磷酸②己糖/葡糖激酶活性的調(diào)控：葡萄糖葡萄糖-6-磷酸③丙酮酸激酶活性的調(diào)控：烯醇丙酮酸磷酸丙酮酸2021/10/10232021/10/1024Ⅲ.糖酵解的能量計(jì)算總反應(yīng)式:

G+2NAD+2ADP+2Pi2丙酮酸+2NADH+2H+2ATP+2H2O整個(gè)過(guò)程無(wú)氧參加；三個(gè)調(diào)速酶；一次脫氫，輔酶為NAD＋，生成NADH＋H＋從葡萄糖開(kāi)始凈生成2分子ATP從糖原開(kāi)始凈生成3分子ATPEMP途徑中能量計(jì)算：見(jiàn)p80表22-11mol葡萄糖/糖原經(jīng)無(wú)氧酵解成2mol丙酮酸，產(chǎn)生？molATP1mol葡萄糖/糖原經(jīng)有氧酵解成2mol丙酮酸，產(chǎn)生？molATP2021/10/1025丙酮酸的去路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(wú)氧）丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA糖酵解途徑檸檬酸/三羧酸循環(huán)（有氧或無(wú)氧）（有氧）（無(wú)氧）胞液線粒體2021/10/1026COOHC=OCH3生成乳酸+NADH+H+

乳酸脫氫酶COOHCHOHCH3+NAD+PyrLac在前面反應(yīng)的甘油醛-3-磷酸脫氫時(shí),NAD+被還原成NADH+H+；在此反應(yīng)中，NADH+H+重新被氧化，以保證輔酶的周轉(zhuǎn)；即在無(wú)氧條件下，NAD+的再生是由LDH催化丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸的反應(yīng)來(lái)完成的；乳酸是EMP途徑的最終產(chǎn)物。2021/10/1027糖的無(wú)氧降解及厭氧發(fā)酵總圖2021/10/1028生成乙醇COOHC=OCH3丙酮酸脫羧酶CHOCH3+CO2CH2OHCH3+NADH+H+

乙醇脫氫酶CHOCH3+NAD+2021/10/1029丙酮酸的氧化脫羧—乙酰CoA的生成

糖酵解生成的Pyr可穿過(guò)線粒體膜進(jìn)入線粒體基質(zhì)，在丙酮酸脫氫酶系的催化下，生成乙酰輔酶A。細(xì)胞呼吸最早釋放的CO22021/10/1030

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體:位于線粒體內(nèi)膜上，原核細(xì)胞則在胞液中丙酮酸脫氫酶復(fù)合體包括3種酶和6種輔因子E.coli丙酮酸脫氫酶系/復(fù)合體：分子量：4.5×106，直徑45nm，比核糖體稍大。酶輔酶每個(gè)復(fù)合物亞基數(shù)丙酮酸脫氫酶（E1）TPP24

二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶（E2）硫辛酸、CoA24

二氫硫辛酸脫氫酶（E3）FAD、NAD+12

此外，還需要CoA、Mg2+作為輔因子2021/10/1031丙酮酸脫氫酶二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶2021/10/1032糖的無(wú)氧氧化與有氧氧化的關(guān)系

葡萄糖（或糖原、淀粉）丙酮酸乳酸乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)CO2+H2O線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)細(xì)胞液檸檬酸循環(huán)——有氧氧化Ⅰ.TCA概念與反應(yīng)過(guò)程Ⅱ.TCA作用特點(diǎn)、意義與調(diào)控Ⅲ.TCA作用的能量計(jì)算2021/10/1033檸檬酸/三羧酸循環(huán):反應(yīng)從乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合成含有三個(gè)羧基的檸檬酸開(kāi)始，所以稱(chēng)為檸檬酸循環(huán)，又稱(chēng)為T(mén)CA循環(huán)或Krebs循環(huán)2021/10/1034

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP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(píng)果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+檸檬酸/三羧酸循環(huán)TCA2021/10/1035TCA第一階段：檸檬酸生成

H2O草酰乙酸

OCH3-C-SCoACoASHH2O檸檬酸合成酶烏頭酸酶2021/10/1036CH3

—C～SCoA+OOC—COOHCH2COOH檸檬酸合成酶HO—C—COOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2O檸檬酸合酶乙酰CoA草酰乙酸檸檬酸HSCoA（1）縮合反應(yīng)H2O檸檬酸合酶是TCA關(guān)鍵的第一個(gè)限速酶。其活性受ATP、NADH、琥珀酰CoA的抑制；草酰乙酸和乙酰CoA的濃度較高時(shí)，可激活該酶的活性。氟乙酸——氟乙酰CoA——草酰乙酸——氟檸檬酸——?dú)⑾x(chóng)劑乙酰CoA和草酰乙酸縮合然后再水解成一分子檸檬酸2021/10/1037（2）檸檬酸異構(gòu)化為異檸檬酸HO——C—COOHCHCOOHCH2COOHHC—COOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O烏頭酸酶烏頭酸酶HOHH2OHOHH2O檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸

2021/10/1038TCA第二階段：氧化脫羧CO2GDP＋PiGTPNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CoASH異檸檬酸脫氫酶CO2－酮戊二酸脫氫酶琥珀酸硫激酶2021/10/1039HOH（3）異檸檬酸氧化生成α-酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO異檸檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+異檸檬酸脫氫酶CO2CO2草酰琥珀酸α-酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶是第二個(gè)限速酶,這是三羧酸循環(huán)的第一次氧化脫羧反應(yīng)，產(chǎn)生NADH和CO2。此次反應(yīng)是TCA的一分界點(diǎn)，在此之前都是三羧酸的轉(zhuǎn)化，在此之后則是二羧酸的轉(zhuǎn)化。異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶HH2021/10/1040（4）α-酮戊二酸氧化脫羧反應(yīng)CH2CCOOHCH2COOHOα-酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACO～SCoA琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體COOCO2HHHH2021/10/1041

α-酮戊二酸脫氫酶（復(fù)合體）系是TCA途徑中的第三個(gè)限速酶，需TPP、硫辛酸、FAD、Mg2+參加，與丙酮酸脫氫酶系相似；此反應(yīng)不可逆，氧化釋放的能量既可驅(qū)使NAD+還原，又可產(chǎn)生高能化合物琥珀酰輔酶A，是TCA途徑中的第二次氧化脫羧，又產(chǎn)生NADH和CO2；α-酮戊二酸的前后各脫下一分子CO2。2021/10/1042（5）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCO～SCoA琥珀酰CoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酰CoA合成酶～GTP+ADPATPGTP琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶/琥珀酰CoA合成酶催化下，轉(zhuǎn)移其硫酯鍵至GDP生成GTP，同時(shí)生成琥珀酸，需Mg2+；所以此反應(yīng)是TCA途徑中唯一直接產(chǎn)生ATP的反應(yīng)——底物水平磷酸化。2021/10/1043TCA第三階段：草酰乙酸再生

FADFADH2H2ONAD+NADH+H+草酰乙酸琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋(píng)果酸脫氫酶2021/10/1044HH（6）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸+FADCHCOOHCHCOOHHHHH+FADH2H2延胡索酸琥珀酸脫氫酶是TCA途徑中的第三次氧化，產(chǎn)生FADH2。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的強(qiáng)抑制劑。2021/10/1045HOHH2O（7）蘋(píng)果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶蘋(píng)果酸+這是一個(gè)加水反應(yīng)，該酶具有嚴(yán)格的立體專(zhuān)一性，只產(chǎn)生L—蘋(píng)果酸2021/10/1046（8）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH蘋(píng)果酸OC—COOHCH2COOH草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH蘋(píng)果酸脫氫酶HOHHH此反應(yīng)是TCA途徑中的第四次氧化，產(chǎn)生NADH和H+至此，又重新生成了草酰乙酸；因此，TCA循環(huán)完成一周。2021/10/1047檸檬酸草酰乙酸乙酰CoACoAH2O檸檬酸合成酶琥珀酰CoA異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶NAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體檸檬酸合成酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體延胡索酸蘋(píng)果酸FADFADH2H2OCO2NAD+NADH+H+三羧酸循環(huán)琥珀酸GDPGTPATPNADH+H+NAD+α-酮戊二酸CO2CO2HHHHH2HHATP2021/10/1048TCA的總反應(yīng)式：CH3COSCoA+2H2O+3NAD++FAD+ADP+Pi2CO2+3NADH+3H++FADH2+CoASH+ATPTCA的特點(diǎn)：①TCA一周，消耗一分子乙酰CoA（2C化合物）；其中的三羧酸，二羧酸并不因參加循環(huán)而有所增減；因此，在理論上，這些羧酸只要微量，就可不息地循環(huán)，促使乙酰CoA氧化；2021/10/1049②：TCA的多個(gè)反應(yīng)是可逆的，但由于檸檬酸的合成及α-酮戊二酸的氧化脫羧是不可逆的，故此循環(huán)是單方向進(jìn)行的，在細(xì)胞的線粒體內(nèi)進(jìn)行；③丙酮酸所含的3個(gè)C被氧化成3CO2：第一個(gè)CO2是在形成乙酰CoA時(shí)產(chǎn)生的；第2個(gè)CO2是在生成α-酮戊二酸時(shí)產(chǎn)生的；第3個(gè)CO2是在生成琥珀酰CoA時(shí)產(chǎn)生的；④丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)及TCA中的第3、4、6、8步反應(yīng)各脫下一對(duì)氫原子，其中丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)及TCA中的第3、4、8步反應(yīng)交給NAD+產(chǎn)生4次NADH和H+；

TCA中的第6步反應(yīng)交給FAD產(chǎn)生1次FADH2；它們分別經(jīng)呼吸鏈交給氧而生成水同時(shí)產(chǎn)生ATP；⑤TCA中的第6步反應(yīng)是底物磷酸化產(chǎn)生ATP。TCA的特點(diǎn)⑥TCA的雙重作用（分解代謝和合成代謝）—p110。2021/10/1050TCA的生物學(xué)意義：1.是生物利用糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最有效方式。2.是三大有機(jī)物質(zhì)（糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)）轉(zhuǎn)化的樞紐。3.提供多種化合物的碳骨架。TCA的代謝調(diào)節(jié)：受檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶系3種酶活性的調(diào)控。具體見(jiàn)p109圖23-132021/10/1051-酮戊二酸草酰乙酸延胡索酸檸檬酸琥珀酰CoATyrGlnHisProGluIleMetSerThrValPheTyr葡萄糖磷酸烯醇型丙酮酸丙酮酸乙酰CoAAsnAsu脂肪酸酮體三羧酸循環(huán)糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)通過(guò)TCA的聯(lián)系示意圖2021/10/1052檸檬酸異檸檬酸(順烏頭酸)-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸蘋(píng)果酸草酰乙酸乙酰CoAH2OSHCoAH2OH2ONADH+H+CO2GDP+PiGTP琥珀酸NADH+H+CO2SHCoASHCoAFADH2H2ONADH+H+三羧酸循環(huán)2021/10/1053能量“現(xiàn)金”:1GTP

能量“支票”:3NADH

1FADH2兌換率1：2.59ATP兌換率1：1.52ATP1ATP10ATP三羧酸循環(huán)的能量計(jì)量2021/10/1054葡萄糖的有氧氧化包括四個(gè)階段：①糖酵解產(chǎn)生丙酮酸（2丙酮酸、2ATP、2NADH）②丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA、NADH③三羧酸循環(huán)（2CO2、H2O、GTP、3NADH、FADH2）④呼吸鏈氧化磷酸化（NADH、FADH2-----ATP）

原核生物：①~④階段在胞質(zhì)中真核生物：①在胞質(zhì)中，②~④在線粒體中葡萄糖徹底氧化生成ATP的數(shù)目---p142表24-52021/10/10552021/10/1056糖有氧分解的能量變化：C6H12O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP1molG→CO2+H2O產(chǎn)生？molATP32/30mol1mol[G]→CO2+H2O產(chǎn)生？molATP33/31mol2021/10/1057戊糖磷酸途徑——糖代謝的第2條重要途徑Ⅰ.戊糖磷酸途徑的概念Ⅱ.戊糖磷酸途徑的反應(yīng)過(guò)程Ⅲ.戊糖磷酸途徑特點(diǎn)與生物學(xué)意義2021/10/1058戊糖磷酸途徑（PPP）/己糖單磷酸途徑（HMP）

概念：從葡萄糖-6-磷酸開(kāi)始，不經(jīng)糖酵解和檸檬酸循環(huán)，直接將其脫氫脫羧分解為磷酸戊糖，磷酸戊糖分子再經(jīng)重排最終又生成6－磷酸葡萄糖的過(guò)程(簡(jiǎn)稱(chēng)HMP途徑)。由于此途徑是以葡糖-6-磷酸（G-6-P）開(kāi)始的，故又稱(chēng)為己糖磷酸途徑；作用部位在細(xì)胞質(zhì)。2021/10/1059可分為兩個(gè)階段

第一階段氧化階段：

由葡萄糖-6-磷酸直接脫氫脫羧生成磷酸戊糖;

第二階段非氧化階段：

磷酸戊糖分子再經(jīng)重排最終

又生成葡萄糖-6-磷酸。戊糖磷酸途徑反應(yīng)過(guò)程2021/10/1060葡糖-6-磷酸葡糖-6-磷酸脫氫酶葡糖-6-磷酸內(nèi)酯內(nèi)酯酶葡糖酸-6-磷酸葡糖-6-磷酸脫氫酶（脫羧氧化）核酮糖-5-磷酸氧化階段核糖-5-磷酸木酮糖-5-磷酸限速反應(yīng)，調(diào)速酶2021/10/1061戊糖磷酸途徑的調(diào)節(jié)

葡萄糖-6-磷酸脫氫酶是HMP的限速酶，其活性決定葡萄糖-6-磷酸進(jìn)入此途徑的流量，此酶活性主要受NADP+/NADPH比例的調(diào)節(jié)，NADP+濃度稍高于NADPH即激活此途徑，此酶尤其受NADPH

強(qiáng)烈抑制2021/10/1062核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖

核糖木酮糖木酮糖木酮糖

核糖C3PC7PC2C4PC3C6PC2C3PC6PC3PC6PC7PC4PC6PC2C3PC6PC2C3非氧化階段：戊糖磷酸分子重排產(chǎn)生葡萄糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸2021/10/1063戊糖磷酸途徑的主要特點(diǎn)：

1、是葡萄糖-6-磷酸直接脫氫脫羧,不必經(jīng)過(guò)EMP,也不必經(jīng)過(guò)TCA；

2、在整個(gè)反應(yīng)中,脫氫酶的輔酶為NADP+而

不是NAD+；

3、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，重新生成己糖-6-磷酸。2021/10/1064HMP的生物學(xué)意義：①HMP途徑的酶類(lèi)已在許多動(dòng)植物材料中發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明此途徑也是普遍存在的糖代謝方式，在不同的組織或器官中它所占的比重不同；②：最重要的是——HMP途徑進(jìn)行糖分解生成還原輔酶Ⅱ（NADPH），可以供給組織中合成代謝的需要，如脂肪酸長(zhǎng)鏈的生物合成，固醇類(lèi)化合物的生物合成；③：

HMP途徑產(chǎn)生的核糖-5-磷酸，是核酸生物合成的必需原料，并且核酸中核糖的分解代謝也可通過(guò)此途徑進(jìn)行；④：

HMP途徑產(chǎn)生的甘油醛-3-磷酸是糖分解的三種途徑（EMP、TCA、HMP）的樞紐點(diǎn)；從甘油醛-3-磷酸可進(jìn)入不同的糖分解途徑，這種多樣性可以認(rèn)為是從物質(zhì)代謝上表現(xiàn)生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。2021/10/1065（一）定義：由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程,稱(chēng)為(葡)糖異生作用。（二）(葡)糖異生的部位：主要在肝臟，其次是腎臟,主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體（三）葡糖異生的歷程：大部分/非全部是糖酵解的逆過(guò)程。

(葡)

糖異生作用2021/10/1066

糖原（或淀粉）葡萄糖-1-磷酸果糖-6-磷酸果糖-1，6-二磷酸甘油醛-3-磷酸二羥丙酮磷酸2磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖磷酸激酶果糖-1,6-二磷酸(磷酸酯)酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶葡萄糖-6-磷酸(磷酸酯)酶葡萄糖-6-磷酸2草酰乙酸PEP羧激酶糖酵解與糖異生的關(guān)系圖2021/10/1067糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一PEP羧激酶

（胞液）ATP+H2O

ADP+Pi丙酮酸羧化酶（輔酶生物素）（線粒體基質(zhì)）P磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO22021/10/1068糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二果糖-1,6-二磷酸酶+

H2O+Pi果糖-1,6-二磷酸PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH果糖-6-磷酸POH2COHOOHHHH2021/10/1069糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三+H2O+Pi葡萄糖6-磷酸酶P葡萄糖-6-磷酸H葡萄糖腦和肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，因此腦和肌肉細(xì)胞不能利用葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖。2021/10/1070糖異生的生理意義肝、腸和腎細(xì)胞由葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖進(jìn)入血液，對(duì)保證在饑餓狀態(tài)下大腦血糖濃度的相對(duì)恒定具有重要意義是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲(chǔ)備的重要途徑2021/10/1071糖異生的調(diào)節(jié)糖異生和糖酵解這兩個(gè)途徑的調(diào)節(jié)酶，如胰高血糖素和胰島素，胰高血糖素/胰島素比例高可誘導(dǎo)促進(jìn)糖異生代謝物對(duì)糖異生的調(diào)節(jié)：糖異生主要原料（甘油、乳酸、氨基酸）濃度增加促進(jìn)糖異生；乙酰CoA決定Pyr的代謝方向，其濃度增加可加速Pyr進(jìn)行糖異生2021/10/1072乙醛酸途徑/循環(huán)（GAC）——TCA的支路Ⅰ.乙醛酸途徑的概念Ⅱ.乙醛酸途徑的反應(yīng)過(guò)程Ⅲ.乙醛酸途徑特點(diǎn)與生物學(xué)意義2021/10/1073許多微生物與植物能夠利用乙酸（乙酰CoA）作為唯一的碳源，并能利用它建造自己的機(jī)體；此途徑以乙醛酸為中間代謝物，故稱(chēng)乙醛酸循環(huán)，并能和TCA循環(huán)相聯(lián)系。乙醛酸途徑/循環(huán)的概念2021/10/1074CoASH檸檬酸合酶烏頭酸酶NAD+NADH蘋(píng)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(píng)果酸合酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸NAD+草酰乙酸乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程2021/10/1075乙醛酸循環(huán)中的兩個(gè)特殊的酶：①異檸檬酸裂解酶：異檸檬酸琥珀酸+乙醛酸②蘋(píng)果酸合酶：乙醛酸+乙酰CoA+H2O蘋(píng)果酸+HS-CoA2021/10/1076

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草酰乙酸蘋(píng)果酸

O

OH-C-C~OH乙醛酸

OCH3-C-SCoATCA循環(huán)乙醛酸循環(huán)2021/10/1077乙醛酸循環(huán)的的特點(diǎn)只存在于植物（種子）和微生物中；其實(shí)質(zhì)是使乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜幔瑥亩M(jìn)入TCA或異生成葡萄糖；關(guān)鍵酶是異檸檬酸裂解酶和蘋(píng)果酸合酶。乙醛酸循環(huán)的生物學(xué)意義植物種子萌發(fā)時(shí)將貯存的三酰甘油/脂肪通過(guò)乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟嵌┠埽?021/10/1078三、糖原的分解和生物合成——葡聚糖(淀粉和糖原)的代謝Ⅰ.糖原的降解Ⅱ.糖原的生物合成Ⅱ.淀粉的水解Ⅲ.淀粉的生物合成2021/10/1079糖原的降解定義：糖原分解主要是指肝糖原分解為葡萄糖的過(guò)程反應(yīng)部位：胞漿和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面糖原降解過(guò)程需要3種酶:磷酸化酶脫支酶磷酸葡萄糖變位酶糖原n+1糖原n+葡萄糖-1-磷酸1.糖原的磷酸解:只作用于α-1,4糖苷p178糖原磷酸化酶限速酶

2021/10/1080脫支酶

(debranchingenzyme)2.脫支酶（雙重功能酶）的作用

①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基—糖基轉(zhuǎn)移酶②水解-1,6-糖苷鍵—糖原脫支酶

磷酸化酶

轉(zhuǎn)移酶活性

α-1,6糖苷酶活性

2021/10/1081非還原端+G-1-P

極限糊精糖基轉(zhuǎn)移酶α-1,4-糖苷+GH2O脫支酶+G-1-P磷酸化酶磷酸化酶Pi2021/10/1082

葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖變位酶

3.

磷酸葡萄糖變位酶的作用

葡萄糖-6-磷酸酶（細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面）葡萄糖——葡萄糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸2021/10/1083（一）定義：由葡萄糖合成糖原的過(guò)程稱(chēng)為糖原生成作用。（二）合成部位：

組織：主要在肝臟、肌肉細(xì)胞：胞液（三）糖原生物合成過(guò)程糖原的生物合成2021/10/10841.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸ATP

ADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）

2.葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-1-磷酸

葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶

葡萄糖-6-磷酸2021/10/1085*UDPG