生化基礎(chǔ)知識

關(guān)于生化基礎(chǔ)知識第1頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)糖的化學(xué)第二節(jié)糖的消化與吸收第三節(jié)糖的分解代謝第四節(jié)糖原的合成與分解第五節(jié)糖異生第六節(jié)血糖水平的調(diào)節(jié)第2頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)糖的化學(xué)一、糖的概念、分布及主要生物學(xué)作用糖是自然界存在的一大類具有廣譜化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的有機化合物。由碳、氫、氧三種元素組成，分子通式一般為Cn(H2O)n。分布廣、含量多，多以復(fù)合糖形式存在。第3頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖的概念：

糖是一類多羥基醛或多羥基酮及其聚合物和衍生物的總稱的化合物。第4頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖類的生物學(xué)作用糖是生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)（主要功能）作為生物體的結(jié)構(gòu)成分糖具有多方面復(fù)雜的生物活性與功能如：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)胞識別的信息分子等第5頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三二、糖的分類◆單糖(Monosaccharides)◆寡糖(Oligosaccharides)◆多糖(Polysaccharides)：第6頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（一）單糖凡不能被水解成更小分子的糖稱為單糖。可根據(jù)其分子中所含碳原子多少分類。丙糖（甘油醛和二羥丙酮）；丁糖（赤蘚糖）；戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脫氧核糖等）；己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等庚糖：（Ｄ－景天庚酮糖）第7頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（二）寡糖由單糖縮合而成的短鏈結(jié)構(gòu)（十碳以下，一般2-6個單糖分子）二糖、三糖比較重要，二糖是寡糖中分布最廣的一類，蔗糖、麥芽糖與乳糖是其重要代表（還原性，旋光性）。三糖以棉子糖常見。第8頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三

重要的二糖蔗糖D-麥芽糖（

-型）乳糖（-型）纖維二糖（

-型）第9頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（三）多糖多糖是由多個單糖分子縮合而形成的長鏈結(jié)構(gòu)。多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象，無甜味，大多不溶于水。多糖的結(jié)構(gòu)包括單糖的組成、糖苷鍵的類型、單糖的排列順序3個基本結(jié)構(gòu)因素。重要的有淀粉、糖元、纖維素、幾丁質(zhì)、粘多糖等?？煞譃橥嗵呛碗s多糖。第10頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三多糖的化學(xué)一、多糖的分類（一）按其來源分類：１、植物多糖２、動物多糖３、微生物多糖４、海洋生物多糖（二）按其在生物體內(nèi)的生理功能分類：１、貯存多糖２、結(jié)構(gòu)多糖第11頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（三）多糖按其組成成分的分類：同聚多糖（均一多糖）（homopolysaccharide)雜聚多糖（不均一多糖）(heteropolysaccharide)黏多糖（mucopolysaccharide)：含氮的不均一多糖，又稱糖胺聚糖結(jié)合糖(glycoconjugate)：糖復(fù)合物或復(fù)合糖第12頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖—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)糖復(fù)合物(ComplexCarbohydrates)第13頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三二、自然界存在的幾種重要多糖（一）淀粉1．直鏈淀粉（α-amylose）：由α-D-glucose借α-1,4-糖苷鍵形成的一種線性聚合物，只有一個還原性末端。2.支鏈淀粉（amylopectin）：高度分支，除含有α-1,4-糖苷鍵外，分支處含有α-1,6-糖苷鍵。第14頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三淀粉的結(jié)構(gòu)第15頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三淀粉在冷水中不溶解，加熱吸水成糊狀。直鏈淀粉+碘藍色支鏈淀粉+碘紫紅色淀粉水解淀粉糊精（遇碘藍色）紅糊精（遇碘紅色）無色糊精（遇碘不顯色）麥芽糖葡萄糖第16頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（二）糖原(glycogen)結(jié)構(gòu)與淀粉相似，是一種動物淀粉。糖原遇碘呈紅色，徹底水解后產(chǎn)生D-葡萄糖。糖原的生理功能：肌肉中的糖原為肌肉收縮所需要的能源。肝糖原可分解為葡萄糖進入血液運輸?shù)礁鹘M織利用。第17頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三Glycogen第18頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三又稱右旋糖苷，是酵母菌及某些細(xì)菌中的儲存多糖。幾乎均為α-1,6-糖苷鍵連接。作為代血漿已用于臨床。（三）葡聚糖(dextran)第19頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（四）糖胺聚糖（粘多糖）

糖胺聚糖是一類含己糖胺和糖醛酸的雜多糖，是由多個二糖單位構(gòu)成的長鏈多聚物?；竟δ埽航Y(jié)締組織間質(zhì)和細(xì)胞間特有的成分，是一類天然粘合劑。

第20頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三明質(zhì)酸(hyaluronate):約由25000個二糖單位構(gòu)成。

硫酸皮膚素、硫酸-4-軟骨素、硫酸角質(zhì)素和硫酸-6-軟骨素：主要存在于腱、軟骨和其他結(jié)締組織中。

肝素(heparin):

天然的抗凝血物質(zhì)，它能同抗凝血酶(Ⅲ)強烈地結(jié)合，阻止血液凝固。第21頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)糖的消化吸收食物中糖一般以淀粉為主單糖可被吸收一、糖的消化第22頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三淀粉麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-臨界糊精+異麥芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶

α-葡萄糖苷酶

α-臨界糊精酶

消化過程

腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣

口腔腸腔

胰液中的α-淀粉酶

第23頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三ADP+PiATPG

Na+

K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門靜脈吸收機制Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細(xì)胞內(nèi)膜二、糖的吸收第24頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三小腸腸腔

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)運體(glucosetransporter)第25頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三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三、糖代謝的概況第26頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三生物體內(nèi)葡萄糖（糖原）的分解主要有三條途徑：無O2情況下，葡萄糖（G）→丙酮酸（Pyr）→乳酸（Lac)有O2情況下，G→CO2+H2O（經(jīng)三羧酸循環(huán)）有O2情況下，G→CO2+NADPH（經(jīng)磷酸戊糖途徑）第三節(jié)糖的分解代謝第27頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖酵解（glycolysis）：糖酵解是體內(nèi)組織在缺氧情況下，葡萄糖或糖原降解為乳酸并伴隨著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。反應(yīng)過程類似酵母生醇發(fā)酵，故也稱之為無氧酵解。該途徑也稱作Embden-Meyerhof-Parnas途徑，簡稱EMP途徑。一、糖的無氧分解第28頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三1940年被闡明。(研究歷史)

Embden,Meyerhof,Parnas等人貢獻最多，故糖酵解過程一也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途徑，簡稱EMP途徑。第29頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第一階段

第二階段*糖酵解分為兩個階段由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為酵解途徑(glycolyticpathway)。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。全部反應(yīng)在胞質(zhì)中進行第30頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三(一)糖酵解途徑1、酵解途徑第31頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三1.葡萄糖磷酸化成為6-磷酸葡糖ATPADPMg2+己糖激酶(hexokinase)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磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖

葡萄糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）酵解第一階段——準(zhǔn)備階段第32頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第33頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，分別稱為Ⅰ至Ⅳ型。肝細(xì)胞中存在的是Ⅳ型，稱為葡糖激酶(glucokinase)。它的特點是：①對葡萄糖的親和力很低②受激素調(diào)控第34頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三2.

6-磷酸葡糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖

磷酸葡萄糖異構(gòu)酶

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磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate,F-6-P)第35頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三3.6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-二磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+磷酸果糖激酶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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸果糖激酶(phosphfructokinase，PFK)果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)第36頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三果糖-1,6-二磷酸4.磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛縮酶(aldolase)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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛

+第37頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三5.

磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛丙糖磷酸異構(gòu)酶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磷酸烯醇式丙酮酸丙糖磷酸異構(gòu)酶(triosephosphateisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮

第38頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三上述５步反應(yīng)為酵解途徑的耗能階段，1分子葡萄糖的代謝消耗了2分子ATP，產(chǎn)生了2分子3-磷酸甘油醛。第39頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三Energy-RequiringStepsofGlycolysisATPADP第40頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三6.3-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

（二）第二階段——放能階段第41頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三7.1,3-二磷酸甘油酸轉(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1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)第42頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三這是酵解過程中第一次產(chǎn)生ATP的反應(yīng)，將底物的高能磷酸鍵直接轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，這種ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用與底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應(yīng)稱為底物水平磷酸化(substrate-levelphosphorylation)。

第43頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三8.3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸變位酶(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸

第44頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三9、2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?/p>

烯醇化酶(enolase)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2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phospho-enolpyruvate,PEP)第45頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)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10.磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，并通過底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸

這是酵解途徑中的第二次底物水平磷酸化第46頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三2、丙酮酸生成乳酸

葡萄糖+2Pi+2ADP2乳酸+2ATP+2H2O動物在激烈運動時或由于呼吸、循環(huán)系統(tǒng)障礙而發(fā)生供氧不足時。生長在厭氧或相對厭氧條件下的許多細(xì)菌。第47頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三

己糖激酶6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶第48頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第49頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三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-1,6-2PATP

ADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸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+

第50頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三總結(jié)1、糖酵解過程在胞漿中進行2、反應(yīng)分為兩大階段（耗能、產(chǎn)能）3、關(guān)鍵酶是：己糖激酶（HK）、6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）、丙酮酸激酶（PK）4、終產(chǎn)物是乳酸第51頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O糖酵解時，1mol葡萄糖可經(jīng)底物水平磷酸化生成4molATP，在葡萄糖和6-磷酸果糖磷酸化時消耗2molATP，故凈生成2molATP。5、能量的變化第52頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第53頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（二）糖酵解的調(diào)節(jié)1、6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）催化的反應(yīng)是糖酵解的限速步驟。①結(jié)構(gòu)---變構(gòu)酶②調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸，H+

變構(gòu)激活劑：AMP，ADP，1,6二磷酸果糖,

2,6二磷酸果糖，無機磷第54頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的調(diào)節(jié)點

①結(jié)構(gòu)---變構(gòu)酶②調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：ATP、乙酰輔酶A，長鏈脂肪酸，Ala(肝)

變構(gòu)激活劑：1,6-二磷酸果糖

2、丙酮酸激酶（PK）的調(diào)節(jié)第55頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三3、己糖激酶（HK）或葡萄糖激酶活性的調(diào)節(jié)

①結(jié)構(gòu)---變構(gòu)酶②調(diào)節(jié)---己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié)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。長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄，促進酶的合成。第56頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（三）糖酵解的生理意義乳酸酵解最主要的生理意義在于迅速提供能量，這對肌肉收縮更為重要。當(dāng)機體缺氧或劇烈運動肌肉局部血流不足時，能量主要通過糖酵解獲得。紅細(xì)胞沒有線粒體，完全依賴乳酸酵解供應(yīng)能量。神經(jīng)、白細(xì)胞和骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由乳酸酵解提供部分能量。第57頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三概念基本過程關(guān)鍵酶能量變化生理意義知識重點把握第58頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖酵解作業(yè)畫出從葡萄糖開始到乳酸發(fā)酵，全過程的圖解，并指出其中的限速酶，及能量變化。糖酵解意義？第59頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三概念：

葡萄糖在有氧的條件下通過丙酮酸生成乙酰輔酶A在經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化生成水和二氧化碳的過程。是糖氧化的主要方式。是體內(nèi)能量獲得的主要來源。部位：胞液及線粒體二、糖的有氧氧化（aerobicoxidation）第60頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三(一)有氧氧化的反應(yīng)過程

1、葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解，胞液中進行）

2、丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA（線粒體基質(zhì)中進行）（丙酮酸乙酰輔酶A，簡寫為乙酰CoA）

3、乙酰COA進入TCA循環(huán)（線粒體中進行）三羧酸循環(huán)（乙酰CoAH2O和CO2，釋放出能量）糖的有氧氧化的三個步驟:第61頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖的有氧氧化反應(yīng)的3個階段

第一階段：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)和氧化磷酸化

G丙酮酸

乙酰CoACO2

NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTCA循環(huán)胞液

線粒體第62頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三1、葡萄糖丙酮酸在胞漿內(nèi)進行反應(yīng)過程類似酵解能量變化：2molATP2對NADH+H+產(chǎn)生

第63頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三2、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段——氧化脫羧生成乙酰-CoA

丙酮酸脫氫酶系是一個非常復(fù)雜的多酶體系，主要包括：三種不同的酶（丙酮酸脫氫酶組分E1、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；窫2和二氫硫辛酸脫氫酶E3）和6種輔因子（TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA和Mg2+）。丙酮酸

乙酰CoA

NAD+,HSCoA

CO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體

(acetylCoA)丙酮酸的氧化脫羧作用第64頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成

酶E1：丙酮酸脫氫酶組分E2：二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；窫3：二氫硫辛酸脫氫酶HSCoANAD+輔酶

TPPMg+

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL第65頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三Mg2+第66頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三*丙酮酸經(jīng)丙酮酸脫氫酶系催化后生成乙酰輔酶A，產(chǎn)生一分子CO2和一對NADH+H+（在線粒體中NADH+H+經(jīng)呼吸鏈的傳遞，

氧化磷酸化產(chǎn)生3個ATP。）第67頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三3、三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程三羧酸循環(huán)（tricarboxylicacidcycle,TCAcycle,citricacidcycle,krebscycle）

乙酰輔酶A和草酰乙酸縮合，生成帶有三個羧基的檸檬酸，再經(jīng)過一系列的反應(yīng)重新生成草酰乙酸完成一個循環(huán)?！竦聡茖W(xué)家HansKrebs1937年提出，1953年獲得諾貝爾獎，并被稱為ATP循環(huán)（檸檬酸循環(huán)）之父。第68頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三乙酰CoA的徹底氧化分解

——檸檬酸循環(huán)化學(xué)反應(yīng)歷程（10步反應(yīng)、8種酶）第69頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三三羧酸循環(huán)草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸a-酮戊二酸琥珀酸輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸乙酰輔酶A第70頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三1、乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸

（檸檬酸合酶）單向不可逆

可調(diào)控的限速步驟C=OCOO-CH2COO-

C-CH3S-CoAOCH2COO-HO-C

-COO-COO-CH2檸檬酸合酶+CoA三羧酸CH2C-SCOAHO-C-COO-COO-CH2OH2O+HS-CoA+H+第71頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三2、檸檬酸異構(gòu)化成異檸檬酸

（烏頭酸酶）在pH7.0，25C的平衡態(tài)時，檸檬酸：順烏頭酸：異檸檬酸=90：4：6CH2COO-HO-C

-COO-COO-CH2CHCOO-

C

-COO-COO-CH2CH2H2OH2O檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸COO-HO-CHCH-COO-COO-第72頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三3、由異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸

（異檸檬酸脫氫酶）TCA中第一次氧化作用、脫羧過程異檸檬酸脫氫酶為第二個調(diào)節(jié)酶三羧酸到二羧酸的轉(zhuǎn)變NAD+NADH+H+

H+

CO2草酰琥珀酸Mg2+HO-CHCOOH

CH-COOHCOOHCH2

C

OCOOH

CH-COOHCOOHCH2

C

OCOOH

CH2COOHCH2α-酮戊二酸異檸檬酸第73頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三4、α-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰CoA

（α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體）

TCA中第二次氧化作用、脫羧過程

α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似α-酮戊二酸脫氫酶E1二氫硫辛酰轉(zhuǎn)琥珀酰酶E2二氫硫辛酸脫氫酶E36種輔因子：TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD+、Mg2++CoASH+NAD+

COCOOH

CH2COOHCH2

COSCoA

CH2COOHCH2+NADH+H+

+CO2第74頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三5、琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP

（琥珀酰CoA合成酶）TCA中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸化合物的步驟GTP+ADPGDP+ATP

C

OSCOA

CH2COOHCH2

COOH

CH2COOHCH2GDP+PiGTP+HSCoA第75頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三6、琥珀酸脫氫生成延胡索酸（琥珀酸脫氫酶）

COOH

CH2COOHCH2

COOH

CHCOOH+FAD+FADH2

TCA中第三次氧化的步驟

丙二酸為該酶的競爭性抑制劑開始四碳酸之間的轉(zhuǎn)變琥珀酸脫氫酶HC嵌入線粒體內(nèi)膜

第76頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三

COOH

CHCOOHCH7、延胡索酸被水化生成L-蘋果酸（延胡索酸酶）

COOH

HO-CHCOOHH-C-H+H2O延胡索酸酶

延胡索酸酶具有高度立體特異性第77頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三

COOH

HO-CHCOOHH-C-H8、蘋果酸脫氫生成草酰乙酸（蘋果酸脫氫酶）+NAD+

COOH

C=OCOOH

CH2+NADH+H+

TCA中第四次氧化的步驟，最后一步。第78頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三三羧酸循環(huán)過程總結(jié)(一次循環(huán))10步反應(yīng)8種酶催化生成3分子還原型NADH生成1分子FADH2生成1分子ATP三羧酸循環(huán)總反應(yīng)式第79頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三TCA循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算1、三羧酸循環(huán)的總反應(yīng)式為：乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O

2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoA+3H+第80頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三TCA循環(huán)一次消耗一個乙酰基。即兩個碳原子進入循環(huán)。又有兩個碳原子以CO2的形式離開循環(huán)。但這兩個碳原子并不是剛剛進入循環(huán)的那兩個碳原子。在循環(huán)中有4對H原子通過4步氧化反應(yīng)脫下，其中3對用以還原NAD+生成3個NADH+H+，1對用以還原FAD，生成1個FADH2。2、TCA循環(huán)的特點：第81頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三三羧酸循環(huán)實質(zhì)是：1mol乙酰輔酶A徹底氧化生成CO2、H2O、和12個ATP的過程。一個三羧酸循環(huán)包括：一次底物水平磷酸化二次脫羧一個循環(huán)四個限速酶產(chǎn)生12個ATP四次脫氫第82頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（1）普遍存在（2）三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)氧化分解必經(jīng)的共同通路，是氧化釋放能量產(chǎn)生ATP最多的階段。三羧酸循環(huán)的生理意義第83頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三(３)三羧酸循環(huán)是物質(zhì)代謝樞紐。即是糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝的最后共同通路，有時另一些物質(zhì)代謝如：糖異生、脂肪酸合成、膽固醇合成和轉(zhuǎn)氨基作用等的起點。(４)生物體獲得能量的最有效方式(５)獲得微生物發(fā)酵產(chǎn)品的途徑檸檬酸、谷氨酸第84頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三1、糖的有氧氧化是在胞漿與線粒體中進行2、反應(yīng)分為三個階段3、有氧氧化的關(guān)鍵酶:(1)己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶(2)丙酮酸脫氫酶系(3)檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、

α-酮戊二酸脫氫酶系

(一)糖有氧氧化的生理意義第85頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三4、每進行一次三羧酸循環(huán):消耗1mol乙?；?，產(chǎn)生CO2，H2O和12個ATP5、糖的有氧氧化總反應(yīng)式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O

6、糖的有氧氧化能量的計算:

1mol葡萄糖徹底氧化產(chǎn)生36或38個ATP。

第86頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三有氧氧化生成的ATP反應(yīng)ATP第一階段兩次耗能反應(yīng)-2兩次生成ATP的反應(yīng)2×2一次脫氫(NADH+H+)2×2或2×3第二階段一次脫氫(NADH+H+)2×3第三階段三次脫氫(NADH+H+)2×3×3一次脫氫(FADH2)2×2一次生成ATP的反應(yīng)2×1凈生成36或38第87頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三胞漿胞膜線粒體第88頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三

在細(xì)胞漿中產(chǎn)生的NADH+H+可經(jīng)過兩個穿梭系統(tǒng)進入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈、氧化磷酸化產(chǎn)生ATP：（1）α-磷酸甘油穿梭系統(tǒng)：2個ATP（2）蘋果酸穿梭系統(tǒng)：3個ATP第89頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三

1.α-磷酸甘油穿梭作用（glycerol-α-phosphateshuttle)

特點：

(1)線粒體內(nèi)外的α-磷酸甘油脫氫酶的輔酶不同胞液-----NAD+

線粒體---FAD+(2)FADH2經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈2ATP(3)主要存在于骨骼肌、腦、神經(jīng)細(xì)胞線粒體外NADH的氧化穿梭系統(tǒng)（shuttlesystem)

第90頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三-磷酸甘油穿梭（線粒體基質(zhì)）磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油FADFADH2NADHFMNCoQbc1caa3O2NADHNAD+線粒體內(nèi)膜（細(xì)胞液）第91頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三特點：

(1)蘋果酸脫氫酶的輔酶是NAD+(2)線粒體內(nèi)的草酰乙酸生成天冬氨酸

再穿過線粒體膜。

(3)通過NADH氧化呼吸鏈產(chǎn)生3ATP(4)主要存在于肝、心肌組織中。2.蘋果酸穿梭系統(tǒng)(malate-aspartateshuttle）第92頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三蘋果酸-草酰乙酸穿梭作用細(xì)胞液線粒體內(nèi)膜體天冬氨酸-酮戊二酸蘋果酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸蘋果酸谷氨酸NADH+H+NAD+草酰乙酸NAD+線粒體基質(zhì)蘋果酸脫氫酶NADH+H+ⅣⅠⅡⅢ蘋果酸脫氫酶谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為膜上的轉(zhuǎn)運載體）呼吸鏈第93頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三1.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)⑴變構(gòu)效應(yīng)調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：ATP、乙酰輔酶A，NADH+H+

變構(gòu)激活劑：AMP

⑵共價修飾調(diào)節(jié)（三）糖有氧氧化的調(diào)節(jié)

第94頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三調(diào)節(jié)點：三個關(guān)鍵酶a、檸檬酸合成酶變構(gòu)抑制劑：琥珀酰輔酶A，NADH

變構(gòu)激活劑：ADPb、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶系變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、琥珀酰輔酶A

變構(gòu)激活劑：ADP、NAD+、鈣2.TCA循環(huán)的調(diào)節(jié)第95頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三檸檬酸循環(huán)作業(yè)計算：1分子葡萄糖完全氧化得到多少分子的ATP？要求寫出計算步驟（糖酵解和檸檬酸循環(huán)分開寫）第96頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三

概念：是葡萄糖氧化分解的另一途徑。從6-磷酸葡萄糖開始，以6-磷酸葡萄糖脫氫酶為關(guān)鍵酶，生成具有重要生理功能的5-磷酸核糖、NADPH+H+，生成CO2，完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖轉(zhuǎn)換，而不生成ATP的重要代謝途徑。三、磷酸戊糖途徑（又名:己糖旁路pentosephosphatepathway,HMP）第97頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三磷酸戊糖途徑分氧化階段和非氧化階段

第一階段（氧化階段）：6-磷酸葡萄糖脫氫脫羧生成5-磷酸核酮糖、NADPH+H+及CO2

第二階段（非氧化階段）：5-磷酸核酮糖分子重排，產(chǎn)生不同碳鏈長度的磷酸單糖，進入酵解途徑，包括一系列基團轉(zhuǎn)移（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程第98頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三6-磷酸葡糖酸5-磷酸核酮糖

NADPH+H+NADP+⑴H2O

NADP+

CO2

NADPH+H+⑵6-磷酸葡糖脫氫酶6-磷酸葡糖酸脫氫酶HCOHCH2OHCO6-磷酸葡糖6-磷酸葡糖酸內(nèi)酯（1）6-磷酸葡糖在氧化階段生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖

第99頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡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非常重要的中間產(chǎn)物。G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2第100頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三每3分子6-磷酸葡萄糖同時參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過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。（2）非氧化階段經(jīng)過基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)進入糖酵解途徑第101頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三這些基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)可分為兩類：

一類是轉(zhuǎn)酮醇酶（transketolase）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移含1個酮基、1個醇基的2碳基團；接受體都是醛糖。另一類是轉(zhuǎn)醛醇酶（transaldolase）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移3碳單位；接受體也是醛糖。

第102頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三5-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第103頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第二階段反應(yīng)的意義就在于通過一系列基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而進入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路（pentosephosphateshunt）。

第104頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第一階段第二階段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-磷酸葡糖(C6)×36-磷酸葡糖酸內(nèi)酯(C6)×36-磷酸葡糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C53NADP+3NADP+3H+

6-磷酸葡糖脫氫酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡糖酸脫氫酶CO2磷酸戊糖途徑第105頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三過程2核糖-5-磷酸4木酮糖-5-磷酸6×葡萄糖-6-磷酸糖酵解6×6-磷酸葡萄糖酸

6NADP+6NADPH+6H+6×

核酮糖-5-磷酸6NADP+6NADPH+6H+6CO22景天酮糖-7-磷酸2甘油醛-3-磷酸2果糖-6-磷酸2赤蘚糖-4-磷酸2甘油醛-3-磷酸

氧化階段(脫碳產(chǎn)能)非氧化階段(重組)2NADPH生物氧化O25ATP+2H2O6(葡萄糖-6-磷酸)+6O2

6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+30ATP葡萄糖+O26CO2+6H2O+24ATP(6×5-6(活化))5(6-磷酸葡萄糖)第106頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式：

3×6-磷酸葡糖+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2

第107頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三磷酸戊糖途徑的特點⑴脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。⑵反應(yīng)過程中進行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。⑶反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物—5-磷酸核糖。⑷一分子G-6-P經(jīng)過反應(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+。第108頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三（二）磷酸戊糖途徑的生理意義（1）磷酸戊糖途徑為核苷酸的生成提供核糖

（2）提供NADPH+H+作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)

NADPH+H+是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體；NADPH+H+參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；NADPH+H+還用于維持谷胱甘肽（glutathione）的還原狀態(tài)。（3）提供能量第109頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+AAH2

還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可以保護一些含-SH基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化劑，尤其是過氧化物的損害。在紅細(xì)胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保護紅細(xì)胞膜蛋白的完整性。（蠶豆?。?/p>

第110頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)糖原的合成與分解體內(nèi)由葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原合成作用（glycogenesis)一、糖原的合成作用第111頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三６－磷酸葡萄糖的生成１－磷酸葡萄糖的生成尿苷二磷酸葡萄糖的生成１，４－糖苷鍵葡萄糖聚合物的生成糖原的生成第112頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三第113頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三UDPG的結(jié)構(gòu)GUDP第114頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖核苷酸的生成++PPi1-磷酸葡萄糖UTPUDPG第115頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖原合成酶反應(yīng)UDPGUDP糖原（n個G分子）糖原（n+1）第116頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三分枝酶的作用

分支酶

(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷鍵

α-1,4-糖苷鍵

第117頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖原分解（glycogenolysis)是指肝糖原分解成為葡萄糖二、糖原的分解作用第118頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖原磷酸解的步驟非還原端糖原核心磷酸化酶a脫枝酶轉(zhuǎn)移作用脫枝酶（釋放1個葡萄糖）

G

-1-PG

G

-6-PG第119頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三脫枝酶

(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

第120頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖原的合成與分解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第121頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖原合成酶和磷酸化酶分別是糖原合成與分解代謝中的限速酶.它們的活性是受磷酸化或去磷酸化的共價修飾的調(diào)節(jié)及變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)節(jié)。二種酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反: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。三、糖原代謝的調(diào)節(jié)第122頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖原分解和合成的調(diào)控

糖原合成酶a(有活性)糖原磷酸化酶b(無活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合成酶b(無活性)糖原磷酸化酶a(有活性)PP第123頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖原合成與分解的調(diào)節(jié)激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體腺苷環(huán)化酶（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）

ATPcAMP

PKA(無活性)

PKA(有活性)磷酸化酶b激酶

磷酸化酶b激酶-P

Pi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糖原合酶

糖原合酶-P

磷酸化酶b

磷酸化酶a-P

第124頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖異生是指從非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。非糖物質(zhì)包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳動物的肝臟中轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?。第五?jié)糖異生第125頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三提問：哪些物質(zhì)可以通過糖異生途徑形成糖原？答案：凡能轉(zhuǎn)變成糖代謝中間產(chǎn)物的物質(zhì)。乳酸回爐再造－解毒、節(jié)能饑餓狀態(tài)下氨基酸、甘油維持血糖濃度？第126頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三這一過程基本上是糖酵解途徑的逆過程，但具體過程并不是完全相同，因為在酵解過程中有三步是不可逆的反應(yīng)，而在糖異生中要通過其它的旁路途徑來繞過這三步不可逆反應(yīng)，完成糖的異生過程。糖酵解在細(xì)胞液中進行，糖異生則分別在線粒體和細(xì)胞液中進行。第127頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三葡萄糖

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1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸

糖異生途徑(一)第128頁，講稿共146頁，2023年5月2日，星期三糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一PEP羧激酶ATP+H2O

ADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（P