第04章 糖代謝七版12

第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生化教研室龍?zhí)K代謝途徑（metabolicpathway）：有嚴(yán)格順序的一系列生化反應(yīng)。

廣義的新陳代謝：物質(zhì)的消化、吸收，在細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)變化和代謝產(chǎn)物的排泄等等。

狹義的新陳代謝（中間代謝）：指物質(zhì)吸收到細(xì)胞后，在細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)變化的過(guò)程。物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)包括章節(jié)糖代謝脂類(lèi)代謝生物氧化氨基酸代謝核苷酸代謝

代謝相互聯(lián)系和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)篇章：組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)代謝篇章：具體的代謝途徑器官或部位、合成原料或終產(chǎn)物、關(guān)鍵酶、能量的情況、生理意義等等MetabolismofCarbohydrates第四章糖代謝糖即碳水化合物，其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類(lèi)及其衍生物或多聚物。Cn(H2O)n糖的化學(xué)（一）糖的概念（二）糖的分類(lèi)及其結(jié)構(gòu)根據(jù)水解產(chǎn)物情況，糖可分為四大類(lèi)單糖:凡不能被水解成更小分子的糖寡糖：凡能水解成少數(shù)（2～6）單糖分子的糖多糖：凡是能水解成多個(gè)單糖分子的糖結(jié)合糖：與非糖物質(zhì)結(jié)合的糖**單糖

葡萄糖(glucose)——已醛糖核糖(ribose)——戊醛糖

蔗糖：葡萄糖果糖麥芽糖乳糖：葡萄糖半乳糖**寡糖常見(jiàn)的幾種二糖有**多糖

常見(jiàn)的多糖有淀粉(starch)糖原

(glycogen)纖維素(cellulose)第一節(jié)

概述Introduction一、糖的生理功能氧化供能

作為人體主要碳源

重要組成成分磷酸戊糖途徑淀粉（少量二糖蔗糖、乳糖）小腸胰淀粉酶（作用－1，4糖苷鍵）線性和分支的寡糖（極限糊精）小腸粘膜細(xì)胞刷狀緣各種酶如麥芽糖酶、－糊精酶、蔗糖酶、乳糖酶單糖（主要是葡萄糖）小腸上段吸收通過(guò)門(mén)靜脈肝臟合成肝糖原通過(guò)肝靜脈進(jìn)入體循環(huán)血中的單糖二、消化吸收血糖（bloodsuger）：指血中的葡萄糖（血中的單糖，主要指葡萄糖）血糖濃度：正常值3.9－6.1mmol/L恒定的意義：保證腦組織的能量供應(yīng)來(lái)源與去路：三、糖代謝的概括血糖食物糖

消化，吸收肝糖原

糖原分解非糖物質(zhì)

糖異生氧化分解CO2+H2O

糖原合成

肝（?。┨窃姿嵛焯峭緩降绕渌?/p>

脂肪、氨基酸

飽食、空腹、饑餓不同狀態(tài)下，維持血糖濃度恒定肝Gn：90－100g肌Gn：200－400g3.9－6.1mmol/L四、本章內(nèi)容

糖的分解代謝糖原的合成與分解糖異生無(wú)氧分解有氧氧化磷酸戊糖途徑

第二節(jié)

糖的無(wú)氧分解(糖酵解)

在缺氧情況下，G生成丙酮酸進(jìn)而還原成乳酸的過(guò)程。糖酵解：（glycolysis）

(Embden-MeyerhofPathwayEMP)糖酵解途徑一、糖酵解的反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)部位：胞液（胞漿）反應(yīng)流程：10步己糖激酶

磷酸果糖激酶-1

丙酮酸激酶6-磷酸果糖1.6-雙磷酸果糖6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛1.3-二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮底物水平磷酸化磷酸化水解能量ATP的生成底物水平磷酸化

氧化磷酸化直接將底物分子中能量轉(zhuǎn)移ADP(GDP)，生成ATP(GTP)的過(guò)程。呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中釋放的能量，使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程能量ADP+PiATP磷酸化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琥珀酰CoA琥珀酸細(xì)胞內(nèi)三個(gè)底物水平磷酸化反應(yīng)乳酸丙酮酸乳酸脫氫酶NAD+必須不斷再生有氧下通過(guò)氧化磷酸化再生無(wú)氧通過(guò)使丙酮酸還原再生準(zhǔn)備階段放能階段

1分子G經(jīng)糖酵解產(chǎn)生：2分子ATPE1: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GlcG-6-PF-6-PF-1,6-2P-ATP-ATP1,3-二磷酸甘油酸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++ATP

+ATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+二、糖酵解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶（限速酶）

整條通路中活性最低的酶常常催化單向反應(yīng)（不可逆）受多種效應(yīng)劑調(diào)節(jié)種類(lèi)ⅠⅡⅢⅣ

HK

GK分布各組織肝專(zhuān)一性不高(各種己糖)高（G）Km（mmol/L）0.110產(chǎn)物G-6-P抑制無(wú)1.己糖激酶HK糖酵解中最關(guān)鍵的酶(限速酶)，

是一個(gè)變構(gòu)酶，受變構(gòu)調(diào)節(jié)2.磷酸果糖激酶－1（PFK－1）變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸變構(gòu)激活劑：AMP、ADP、F-2，6-2PPFK最強(qiáng)的激活劑F-2，6-2P3.丙酮酸激酶（PK）變構(gòu)酶激活劑F－1,6－2P抑制劑ATP、Ala當(dāng)細(xì)胞內(nèi)ATP↑Ala↑PFK-1

PK

F-1,6-2P↓PK↓F-6-P↑、G-6-P↑HK↓糖酵解↓三、糖酵解生理意義1.機(jī)體缺氧下快速供能主要方式2.某些正常組織獲能方式（紅細(xì)胞、視網(wǎng)膜等）⑴反應(yīng)部位⑵對(duì)氧的需求：⑶三個(gè)不可逆反應(yīng)，三個(gè)關(guān)鍵酶GG-6-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATP

PEP丙酮酸丙酮酸激酶四、糖酵解小結(jié)⑷產(chǎn)能的方式、數(shù)量、部位方式：底物水平磷酸化數(shù)量：從G開(kāi)始2×2-2=2ATP從Gn開(kāi)始2×2-1=3ATP⑸終產(chǎn)物：乳酸己糖激酶

磷酸果糖激酶-1

丙酮酸激酶GnG－1－P6-磷酸果糖1.6-雙磷酸果糖6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛1.3-二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮第三節(jié)

糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate乳酸丙酮酸概念：體內(nèi)G或Gn在有氧條件下徹底分解成CO2、H2O的過(guò)程?？偡磻?yīng)式：

C6H12O6＋6O26H2O＋6CO2＋686Kcal(30或32ATP)一、有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程酵解途徑

丙酮酸氧化脫羧

三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化

胞液途徑

線粒體途徑

丙酮酸乙酰CoA（二）丙酮酸氧化脫羧（三）TCA和氧化磷酸化總反應(yīng)式:（二）丙酮酸的氧化脫羧生成乙酰CoA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+

輔酶

TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL含有VB1、VB2、VPP、硫辛酸、泛酸242412柔軟長(zhǎng)臂(tricarboxylicacidcycleTCAC)HansKrebs（三）乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)以及氧化磷酸化從乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成含有3個(gè)羧基的檸檬酸開(kāi)始，通過(guò)一系列代謝反應(yīng)，乙?；鶑氐籽趸蒗Ｒ宜岬靡栽偕倪^(guò)程三羧酸循環(huán)，檸檬酸循環(huán)，Krebs循環(huán)

反應(yīng)過(guò)程共有8步反應(yīng)單向反應(yīng)脫氫、脫羧、單向NADHNADHFADH2NADH琥珀酰CoA琥珀酸底物水平磷酸化1,3-二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶琥珀酸細(xì)胞內(nèi)三個(gè)底物水平磷酸化反應(yīng)琥珀酸延胡索酸**琥珀酸脫氫酶輔基FADTCA中唯一在內(nèi)膜上琥珀酸脫氫酶二、TCAC小結(jié)1.反應(yīng)部位：2.TCAC每循環(huán)一次

脫羧二次產(chǎn)生2CO2

脫氫四次產(chǎn)生3NADH＋1FADH2

底物水平磷酸化一次產(chǎn)生1GTP≈1ATP3.ATP的情況氧化磷酸化、底物水平磷酸化3NADH＋FADH2＋ATP＝2.53＋1.51＋1＝10ATP方式：數(shù)目：**1分子乙酰CoA經(jīng)TCAC徹底氧化：產(chǎn)生10分子ATP1分子丙酮酸徹底分解產(chǎn)生多少ATP？NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2O、1.5ATPFADH2

[O]**線粒體中1分子NADH，F(xiàn)ADH2與ATP關(guān)系**胞液中1分子NADH與ATP關(guān)系＝1.5～2.5ATP4.TCAC是一個(gè)不可逆的過(guò)程5.草酰乙酸起催化劑的作用6.關(guān)鍵酶：檸檬酸合酶、IDH、

-KG脫氫酶復(fù)合體TCAC最關(guān)鍵的酶7.TCAC的生理意義

是三大營(yíng)養(yǎng)素徹底分解的最終代謝通路脂肪碳水化合物糖葡萄糖蛋白質(zhì)氨基酸丙酮酸乙酰輔酶A脂肪酸甘油TCA是三大物質(zhì)聯(lián)系的樞紐NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2O、1.5ATPFADH2

[O]三、有氧氧化生成的ATP**線粒體中1分子NADH，F(xiàn)ADH2與ATP關(guān)系**胞液中1分子NADH與ATP關(guān)系＝1.5～2.5ATP胞液階段：2ATP+2NADH＝2+3or5＝5～7ATP線粒體階段：2[NADH+(3NADH+FADH2+GTP）]＝2（12.5）＝25ATP總計(jì)＝30～32ATP1分子葡萄糖有氧氧化產(chǎn)生ATP的情況將所有與能量有關(guān)的步驟總結(jié)糖酵解丙酮酸氧化脫羧三羧酸循環(huán)總反應(yīng)式：

C6H12O6＋6O26H2O＋6CO2＋686Kcal(30或32ATP)方式：氧化磷酸化、底物水平磷酸化數(shù)目：1分子G徹底分解產(chǎn)生30或32分子ATP五、巴士德效應(yīng)(Pasteureffect)概念：指糖的有氧氧化對(duì)糖酵解的抑制作用

第四節(jié)

葡萄糖的其他代謝途徑

一、磷酸戊糖途徑生成NADPH和磷酸戊糖

PentosePhosphatePathwayPPP途徑1、反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)部位：胞液氧化階段非氧化階段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+3NADPH+3H+6-磷酸葡萄糖脫氫酶3NADP+3NADPH+3H+CO2NADPH22磷酸戊糖磷酸戊糖途徑細(xì)胞質(zhì)中磷酸戊糖——磷酸戊糖為代表性中間產(chǎn)物支路——糖酵解在磷酸己糖處分生出的新途徑2、生理意義

產(chǎn)生了5－磷酸核糖和NADPH㈠為核酸的生物合成提供核糖㈡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，如脂肪酸NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)，如生物轉(zhuǎn)化3.NADPH能維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)GSH過(guò)氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+第五節(jié)

糖原的合成與分解

GlycogenesisandGlycogenolysis占7％占93％糖原分子中的兩種連接鍵糖原（glycogen）一、糖原合成(glycogenesis)1.概念：由單糖合成糖原的過(guò)程2.主要器官：肝、肌3.反應(yīng)部位：胞液4.反應(yīng)過(guò)程：包括G數(shù)目增加、分支點(diǎn)增加5.

關(guān)鍵酶：糖原合酶6.G活性形式（G供體）：UDPG1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖糖原合成途徑glucokinase2.6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖

3.尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）生成*UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。ΔG°(?33.5KJ/mol)焦磷酸

活性底物（原料）糖原合成UDPGDNA合成RNA合成protein合成糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶4.α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合糖原合酶不能起始糖原的從頭合成5.糖原分枝的形成

糖原引物糖原合酶至少11個(gè)葡萄糖殘基6～7個(gè)葡萄糖殘基4個(gè)葡萄糖殘基遠(yuǎn)(淀粉1,4→1,6轉(zhuǎn)葡糖基酶)分支酶糖原糖原的合成G-1-PUTPUDPG

PPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶

己糖(葡萄糖)激酶糖原n二、糖原分解(glycogenolysis)

概念：肝糖原分解成為葡萄糖的過(guò)程反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)過(guò)程：包括G數(shù)目減少、分支點(diǎn)減少

關(guān)鍵酶：磷酸化酶1.糖原磷酸化酶2.糖原脫支酶脫支酶游離葡萄糖

G-1-P:～85%,主要產(chǎn)物

游離葡萄糖:～