第八章糖代謝a

第八章糖代謝授課對象：10級生物技術(shù)

授課人：陳超

動物機(jī)體主要的能源和碳源提供70%的能量，神經(jīng)系統(tǒng)、胎兒和乳的合成消耗更多的葡萄糖為氨基酸和脂肪合成提供C的來源構(gòu)成組織細(xì)胞的成分核酸中的核糖，結(jié)締組織中的蛋白多糖，細(xì)胞膜上的糖脂和糖蛋白等其他方面如信號傳導(dǎo)，免疫機(jī)能1.概論糖的來源和去路葡萄糖消化吸收異生作用糖原分解氧化供能貯存轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)

意義

反映機(jī)體的能量水平，糖的分解和利用的動態(tài)平衡，對大腦、胎兒尤為重要激素的調(diào)節(jié)作用

胰島素下調(diào)、胰高血糖素上調(diào)、腎上腺素上調(diào)、糖皮質(zhì)激素（由腎上腺皮質(zhì)分泌的含21個碳原子的類固醇激素）上調(diào)糖尿

血糖水平相對恒定，超過腎糖閾值，葡萄糖隨尿排出血糖Ⅰ型中大多呈胰島炎。胰島數(shù)量和β細(xì)胞數(shù)大減Ⅱ型中尤其是肥胖者早期胰小島大于正常，β細(xì)胞多于正常;5年以上后，則胰小島數(shù)、大小及β細(xì)胞數(shù)均見減少

1897年，Buchner兄弟由蔗糖發(fā)酵成乙醇的實驗中發(fā)現(xiàn)。酵解是在無氧或缺氧的條件下，葡萄糖或糖原分解成乳酸并且有能量（ATP）釋放的過程。

總反應(yīng)為:葡萄糖乳酸+能量

G.Embden和Meyerhof揭示了其途徑。酵解途徑的酶系存在于胞液中。糖的分解代謝2.1糖酵解(Glycolysis)—糖的無氧氧化第一階段葡萄糖（6C）斷裂變?yōu)?個磷酸丙糖（3C）注意，這個過程消耗了2個ATP分子不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)反應(yīng)傾向生成磷酸甘油醛,往下以2分子甘油醛-3-P作為底物進(jìn)行異構(gòu)酶

第二階段生成丙酮酸在這個階段發(fā)生了氧化反應(yīng)（生成NADH）和第一次形成了高能鍵，共產(chǎn)生了2個ATP分子接著，烯醇化酶催化的反應(yīng)使分子內(nèi)部基團(tuán)重排能量重新分布，形成了第二個高能鍵，共生成2個ATP分子不可逆反應(yīng)第三階段丙酮酸還原成乳酸

在無氧的條件下，丙酮酸在乳酸脫氫酶的催化下，加氫還原生成乳酸，所需的NADH來自第二階段的反應(yīng)。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1,3-二磷酸甘油酸NADH!!!

3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸磷酸二羥丙酮乙醛乳酸乙醇己糖激酶磷酸己糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶醛縮酶脫氫酶磷酸甘油酸激酶變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶乳酸脫氫酶-ATP-ATP+ATP+ATP糖原1-P-G糖酵解途徑匯總由1分子G在無氧條件下氧化分解，最終產(chǎn)生2分子ATP。如果從糖原開始，則可得到3分子ATP(見下一節(jié))注意酵解途徑中的3個關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng).他們是:己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶糖酵解的生理意義

是動物機(jī)體在無氧或供氧不充分的情況下通過分解葡萄糖或糖原獲得部分能量的重要方式。運動和使役的動物肌肉，一些供氧不足的組織，如視網(wǎng)膜、皮膚、睪丸以及腫瘤等組織通過這個途徑獲得部分能量。酵解途徑與糖的有氧氧化途徑、磷酸戊糖途徑以及異生途徑都有密切聯(lián)系。2.2有氧氧化（aerobicoxidation）

有氧條件下,葡萄糖徹底氧化生成CO2和H2O,并伴有能量釋放的過程C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量過程分三階段,第一階段在胞液(同酵解)，后兩個階段在線粒體中進(jìn)行2

丙酮酸第一階段

由葡萄糖第二階段丙酮酸的氧化

丙酮酸（3C）轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA（2C），在線粒體中進(jìn)行，由丙酮酸脫氫酶系催化，為不可逆反應(yīng)，它包含有三個酶。總反應(yīng)如下：與無氧酵解相同,在胞液中進(jìn)行注意產(chǎn)物為2分子乙酰CoA丙酮酸脫氫酶復(fù)合體三個酶分別是:E1丙酮酸脫氫酶E2二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶E3

二氫硫辛酸脫氫酶還有6種輔助因子TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD+和Mg2+丙酮酸脫氫酶復(fù)合體(pyruvatedehydrogenasecomplex,PDC)催化的反應(yīng)

第三階段三羧酸循環(huán)

1937年Crebs提出。又稱檸檬酸循環(huán)或Crebs循環(huán)。以乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸（含3個羧基）的反應(yīng)為起始，對乙酰基團(tuán)進(jìn)行氧化脫羧再生成草酰乙酸的單向循環(huán)反應(yīng)序列。在線粒體中進(jìn)行。復(fù)習(xí)化學(xué)結(jié)構(gòu)三羧酸循環(huán)反應(yīng)三羧酸循環(huán)的產(chǎn)物

乙酰CoA（2C）經(jīng)過三羧酸循環(huán)完全分解釋放2個CO2，同時生成3個NADH2，1個FADH2，1個GTP（或ATP）。NADH2

和FADH2

所攜帶的H原子來自循環(huán)中代謝中間物的脫氫。在有氧條件下，每2個H原子可以通過呼吸鏈（電子傳遞系統(tǒng)）傳遞給1/2O2，生成H2O，并且有能量釋放用以合成ATP。

1分子NADH2

經(jīng)呼吸鏈生成1分子H2O和2.5個ATP1分子FADH2經(jīng)呼吸鏈生成1分子H2O和1.5個ATP以1分子的葡萄糖完全氧化為例進(jìn)行能量計算Biologytextbooksoftenstatethat38ATPmoleculescanbemadeperoxidisedglucosemoleculeduringcellularrespiration2fromglycolysis,2fromtheKrebscycle,andabout34fromtheelectrontransportsystem.However,thismaximumyieldisneverquitereachedduetolosses(leakymembranes)aswellasthecostofmovingpyruvateandADPintothemitochondrialmatrixandcurrentestimatesrangearound29to30ATPperglucose.參考205頁

有氧氧化的生理意義

糖的有氧氧化是動物獲得能量的主要方式。糖的有氧氧化是糖、脂和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)分解代謝的共同歸宿。糖的有氧氧化也是糖、脂和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)互相轉(zhuǎn)變和聯(lián)系的共同樞紐。糖的有氧氧化途徑為嘌呤、嘧啶、尿素的合成提供二氧化碳，也是大自然碳循環(huán)的重要組成部分。

不依賴于有氧或無氧的葡萄糖分解途徑，約有30%的葡萄糖經(jīng)過這條途徑代謝，在胞液中進(jìn)行，尤其在合成代謝旺盛的組織中活躍。從6-P-葡萄糖開始，經(jīng)過兩個階段：

1.氧化階段——產(chǎn)生NADPH2、CO2和5-P-核酮糖；

2.非氧化階段——通過基團(tuán)的交換和分子內(nèi)部的重組，5-P-核酮糖又轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒禾恰?.3磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway）P-206河圖洛書將1-9的數(shù)字按照一定的方式填入九格內(nèi)，使每一行，每一列，以及兩條對角線上的和都分別相等。36士氣陣法IIII復(fù)習(xí)磷酸戊糖途徑注意:

途徑的氧化階段生成NADPH的和釋放CO2

非氧化階段中基團(tuán)交換和重組的結(jié)果生成磷酸果糖和3-磷酸甘油醛，后者又可以轉(zhuǎn)變成磷酸果糖。氧化階段非氧化階段磷酸戊糖途徑的生理意義

途徑生成的NADPH用于還原性生物合成，如脂肪酸、膽固醇、脫氧核苷酸、谷胱甘肽