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1、关于糖代谢(2)第1页，讲稿共138张，创作于星期二2第一节第一节概述（概述（Introduction）l一、糖的概念一、糖的概念l糖：多羟醛或多羟酮及其衍生物和多聚物。糖：多羟醛或多羟酮及其衍生物和多聚物。l二、分类二、分类l1.糖：单糖、寡糖（糖：单糖、寡糖（2-20）、多糖）、多糖l2.糖的衍生物糖的衍生物:肝素、软骨素等肝素、软骨素等第2页，讲稿共138张，创作于星期二3三、糖的主要生理作用三、糖的主要生理作用1供能供能2参与遗传物质的构成参与遗传物质的构成3细胞的结构成分细胞的结构成分4其他功能其他功能l1）参与信息传递（糖蛋白受体）参与信息传递（糖蛋白受体）l2）参与免疫）参与免疫
2、l3）润滑作用（粘多糖）润滑作用（粘多糖）l4）肝素的抗凝等）肝素的抗凝等第3页，讲稿共138张，创作于星期二41.1.葡萄糖葡萄糖 (Glucose,(Glucose,G G)是机体的是机体的主要主要燃料燃料是生物体的是生物体的共同共同燃料燃料是正常情况下是正常情况下脑组织脑组织的主要燃料的主要燃料是哺乳动物是哺乳动物红细胞红细胞能够利用的能够利用的唯一唯一燃料燃料此外，其代谢过程的中间产物是一些生物合成的此外，其代谢过程的中间产物是一些生物合成的前体前体 四、葡萄糖和糖原四、葡萄糖和糖原第4页，讲稿共138张，创作于星期二5l在动物体内，葡萄糖有在动物体内，葡萄糖有三种命运三种命运:1 1
3、）以糖原形式暂时贮存起来）以糖原形式暂时贮存起来 2 2）氧化供能并提供代谢中间产物（）氧化供能并提供代谢中间产物（metabolic intermediates;metabolic intermediates;3 3）通过磷酸戊糖途径氧化，为生物合成提供）通过磷酸戊糖途径氧化，为生物合成提供戊糖和戊糖和NADPH+H+NADPH+H+第5页，讲稿共138张，创作于星期二6第6页，讲稿共138张，创作于星期二72.糖原（糖原（Glycogen,Gn）-糖的储存形式糖的储存形式葡萄糖同多糖葡萄糖同多糖肝糖原、肌糖原、肝糖原、肌糖原、肾糖原肾糖原第7页，讲稿共138张，创作于星期二8五、葡萄糖代谢
4、概况五、葡萄糖代谢概况 葡萄糖葡萄糖酵解途径酵解途径丙酮酸丙酮酸有氧有氧无氧无氧乳酸乳酸糖异生途径糖异生途径乳酸等、氨基酸、甘油乳酸等、氨基酸、甘油糖原糖原肝糖原分解肝糖原分解糖原合成糖原合成磷酸戊糖磷酸戊糖途径途径磷酸核糖磷酸核糖+NADPH+H+淀粉淀粉消化与吸收消化与吸收H2OCO2ATP第8页，讲稿共138张，创作于星期二9第二节第二节糖酵解糖酵解一、概述一、概述(一一)概念概念l糖酵解（糖酵解（glycolysis）是通过一系列酶促反应将葡萄）是通过一系列酶促反应将葡萄糖降解为糖降解为丙酮酸丙酮酸的过程。的过程。lGlycolysisisthemetabolicpathwaythat
5、convertsglucoseintopyruvate.（二）反应场所（二）反应场所胞浆胞浆（三）终产物（三）终产物丙酮酸丙酮酸第9页，讲稿共138张，创作于星期二二、糖酵解二、糖酵解过程过程共共10步酶促反应步酶促反应1分子分子G2分子丙酮酸分子丙酮酸第10页，讲稿共138张，创作于星期二11第11页，讲稿共138张，创作于星期二12l（一）（一）GG-6-P第12页，讲稿共138张，创作于星期二13l1.己糖激酶（己糖激酶（HK）关键酶关键酶Mg2+-激活剂激活剂肝脏肝脏：GK（葡萄糖激酶葡萄糖激酶，对对G的亲和力低的亲和力低、诱诱导酶导酶）l2.消耗消耗1ATPl3.不可逆不可逆第13页
6、，讲稿共138张，创作于星期二14l4.G-6-P（1）多个代谢途径的）多个代谢途径的连接点；连接点；（2）是）是HK的抑制剂的抑制剂,但不是但不是GK（肝脏（肝脏)的抑的抑制剂；制剂；(3)G-6-P被限制在细胞内被限制在细胞内（细胞膜上无（细胞膜上无G-6-P的转运载体的转运载体)，是细胞的保糖机制。，是细胞的保糖机制。第14页，讲稿共138张，创作于星期二15l（二）二）G-6-PF-6-Pl1.酶：葡萄糖酶：葡萄糖-6-磷酸磷酸异构酶异构酶第15页，讲稿共138张，创作于星期二16l（三）（三）F-6-PF-1，6-BPl1.磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1（PFK-1）：主要主要的的关键
7、酶关键酶和和调节点调节点l2.消耗消耗1ATP，Mg2+参与参与l3.不可逆不可逆第16页，讲稿共138张，创作于星期二17（四）四）F1，6BP甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸+磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮醛缩酶醛缩酶l(五）五）磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸l磷酸丙糖磷酸丙糖异构酶异构酶第17页，讲稿共138张，创作于星期二18第18页，讲稿共138张，创作于星期二19l(六六)甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸l1.酶酶：甘油醛甘油醛-3-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶（NAD+，NADH+H+）l2.十步反应中十步反应中唯一的氧化还原反应唯一的氧化还原反应第19
8、页，讲稿共138张，创作于星期二203.生成的生成的2(NADH+H+)有有两种去向两种去向1）有氧：有氧：进入线粒体进入线粒体，生成，生成ATP（1.5或或2.5ATP/NADH+H+）2）无氧：在丙酮酸）无氧：在丙酮酸乳酸的反应中消耗乳酸的反应中消耗第20页，讲稿共138张，创作于星期二21l(七七)1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸1.酶：酶：磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶激酶2.生成生成2ATP/G（底物磷酸化）底物磷酸化）第21页，讲稿共138张，创作于星期二22l(八八)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸1.酶：酶：磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶第2
9、2页，讲稿共138张，创作于星期二23(九九)2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)l1.酶酶：烯醇化酶烯醇化酶（enolase）l2.需要需要Mg2第23页，讲稿共138张，创作于星期二24(十十)磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸l1.酶：酶：丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvatekinase)变构酶变构酶、调节点、调节点、Mg2+参与参与l2.不可逆不可逆l3.生成生成2ATP第24页，讲稿共138张，创作于星期二25l第一个阶段（第一个阶段（preparatoryphase)：15步步1.G的磷酸化的磷酸化2.消耗能量：消耗能量：2ATP（从（从
10、G开始）开始）1ATP（从糖原开始）（从糖原开始）l第二阶段（第二阶段（payoffphase）：）：610步步磷酸丙糖氧化为磷酸丙糖氧化为丙酮酸丙酮酸生成生成ATPl第25页，讲稿共138张，创作于星期二三、生成的三、生成的ATP和总反应式和总反应式l1.净生成净生成2分子分子ATP生成生成2（NADHH）l2.总反应式总反应式葡萄糖葡萄糖2ADP2NAD2Pi2丙酮酸丙酮酸2ATP2NADH2H2H2O第26页，讲稿共138张，创作于星期二27四、丙酮酸的去路四、丙酮酸的去路1 1、两种去路（、两种去路（动物动物）l有氧有氧：进入线粒体氧化为：进入线粒体氧化为乙酰辅酶乙酰辅酶A A (an
11、imal,plant,microbial)(animal,plant,microbial)l无氧（无氧（AnaerobicAnaerobic ConditionCondition）：还原为）：还原为乳酸乳酸(muscle,erythrocyte,some microorganism)(muscle,erythrocyte,some microorganism)2 2、通过乙醇发酵转化为乙醇和、通过乙醇发酵转化为乙醇和CO2CO2 plantplant，protistprotist，microorganism microorganism（brewer yeastbrewer yeast）第27页
12、，讲稿共138张，创作于星期二（一）磷酸果糖激酶（一）磷酸果糖激酶-I(PFK-I)是是变构酶变构酶1.变构抑制剂：变构抑制剂：ATP、柠檬酸、柠檬酸、H+2.变构激活剂：变构激活剂：F-2,6-BP、AMP、ADP、F-6-PF-6-PF-2,6-BPPFK2PFK2被磷酸化修饰被磷酸化修饰胰高血糖素胰高血糖素低血糖低血糖PFK2活性降低活性降低F-2,6-BP五、糖酵解的调节五、糖酵解的调节第28页，讲稿共138张，创作于星期二29（二）丙酮酸激酶的调控（二）丙酮酸激酶的调控1.变构调节变构调节（1）激活剂：果糖）激活剂：果糖-1,6-二磷酸二磷酸（2）抑制剂：）抑制剂：ATP;乙酰辅酶乙
13、酰辅酶A;长长FFAAla(肝脏）肝脏）2.共价修饰共价修饰低血糖低血糖胰高血糖素分泌胰高血糖素分泌丙酮酸激酶被丙酮酸激酶被磷磷酸化修饰酸化修饰（酶活性（酶活性）第29页，讲稿共138张，创作于星期二30（三）己糖激酶（三）己糖激酶（HK)或葡萄糖激酶的调控或葡萄糖激酶的调控1.HK的变构抑制剂：的变构抑制剂：G-6-P2.GK（1）不受不受G-6-P抑制，抑制，受受F-6-P抑制（？）抑制（？）l（2）血糖和胰岛素升高）血糖和胰岛素升高诱导诱导GK基因基因表达，表达，使过剩的使过剩的G被肝脏合成糖原被肝脏合成糖原第30页，讲稿共138张，创作于星期二31第31页，讲稿共138张，创作于星期二
14、32六、糖的无氧酵解六、糖的无氧酵解 在在缺氧缺氧条件下，条件下，G分解为乳酸，同分解为乳酸，同时释放少量能时释放少量能量的代谢过程。量的代谢过程。l（一）糖酵解（一）糖酵解（10步）步）l（二）（二）丙酮酸还原为乳酸（丙酮酸还原为乳酸（1步）步）第32页，讲稿共138张，创作于星期二331条件：条件：无氧无氧（剧烈运动的肌肉组织、红细胞等）（剧烈运动的肌肉组织、红细胞等）2.反应部位：胞浆反应部位：胞浆3酶：乳酸脱氢酶（酶：乳酸脱氢酶（LDH）4.意义：？意义：？第33页，讲稿共138张，创作于星期二34l丙酮酸还原为乳酸的意义：丙酮酸还原为乳酸的意义：使使NADH+HNADH+H+重新氧化
15、为重新氧化为NAD NAD+，保证无氧条件下，糖酵解可以继续进行。，保证无氧条件下，糖酵解可以继续进行。第34页，讲稿共138张，创作于星期二35l骨骼肌：骨骼肌：LDHLDH5 5（与丙酮酸的亲和力高与丙酮酸的亲和力高）同功酶的意义：适应同功酶的意义：适应不同组织不同组织或或不同细胞器不同细胞器在代谢上的不同需要在代谢上的不同需要第35页，讲稿共138张，创作于星期二36l（三）总反应三）总反应l葡萄糖葡萄糖2Pi2ADP2乳酸乳酸2ATP2H2O第36页，讲稿共138张，创作于星期二37七、糖酵解的生理意义七、糖酵解的生理意义l1.糖有氧氧化的第一阶段糖有氧氧化的第一阶段l2.缺氧时迅速提
16、供能量缺氧时迅速提供能量（大脑不能进行有效的无氧酵解大脑不能进行有效的无氧酵解）l3.红细胞红细胞仅仅以此途径获能以此途径获能l4.一些中间产物是氨基酸（一些中间产物是氨基酸（如如丙酮酸丙酮酸）、脂类）、脂类（如如磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮）等合成的前体）等合成的前体第37页，讲稿共138张，创作于星期二38第三节第三节糖的有氧氧化（糖的有氧氧化（aerobicoxidation）l概念：概念：在在有氧有氧条件下，条件下，G彻底氧化生成彻底氧化生成水水和和二氧化碳二氧化碳，并生成，并生成大量大量ATP的过程。的过程。l反应过程：反应过程：G丙酮酸（胞浆）丙酮酸（胞浆）丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶
17、A（线粒体）（线粒体）TCA循环（线粒体）循环（线粒体）氧化磷酸化（线粒体）氧化磷酸化（线粒体）第38页，讲稿共138张，创作于星期二39一、丙酮酸一、丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶Al1.场所：线粒体基质（场所：线粒体基质（真核真核）l（需氧原核生物（需氧原核生物:胞质胞质）l2.酶：丙酮酸脱氢酶酶：丙酮酸脱氢酶系系 l辅酶和辅基辅酶和辅基：TPP、硫辛酸、硫辛酸、FAD、NAD+、CoAMg2 第39页，讲稿共138张，创作于星期二二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺转乙酰酶转乙酰酶 二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺脱氢酶脱氢酶 第40页，讲稿共138张，创作于星期二41l3.总反应式总反应式l不可逆反应不可逆反应第
18、41页，讲稿共138张，创作于星期二42 二、三羧酸循环二、三羧酸循环（TCA cycleTCA cycle）（一）概念（一）概念 生物体内生物体内糖类糖类、脂肪和氨基酸脂肪和氨基酸等的氧化产物等的氧化产物乙酰辅酶乙酰辅酶A A与与草酰乙酸草酰乙酸缩合生成缩合生成柠檬酸柠檬酸，柠檬酸柠檬酸再通过一系列氧再通过一系列氧化步骤产生化步骤产生CO2CO2、NADH+HNADH+H+及及FADH2FADH2，并重新生成草酰乙，并重新生成草酰乙酸，从而降解乙酰基并产生能量的代谢过程。酸，从而降解乙酰基并产生能量的代谢过程。也叫也叫柠檬酸循环柠檬酸循环（Critic acid cycleCritic ac
19、id cycle）或或Krebs Krebs（krebs krebs cycle cycle）循环循环 H.A.Krebs1937年提出年提出1953-NobelPrizeinMedicine 第42页，讲稿共138张，创作于星期二43第43页，讲稿共138张，创作于星期二44第44页，讲稿共138张，创作于星期二45第45页，讲稿共138张，创作于星期二46（二）反应过程（二）反应过程l 乙酰辅酶乙酰辅酶A A进入进入TCATCAl不可逆不可逆l柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶:关键酶，调节点关键酶，调节点第46页，讲稿共138张，创作于星期二47l柠檬酸经顺乌头酸生成异柠檬酸柠檬酸经顺乌头酸生成异
20、柠檬酸(顺乌头酸酶顺乌头酸酶）l(3)(3)异柠檬酸氧化生成异柠檬酸氧化生成a-酮戊二酸酮戊二酸和和CO2l异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶(NADNAD+)：关键酶关键酶（主要）（主要）l不可逆不可逆第47页，讲稿共138张，创作于星期二48l（4）a-酮戊二酸氧化酮戊二酸氧化脱羧脱羧生成生成琥珀酰琥珀酰CoA第48页，讲稿共138张，创作于星期二49-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系:多酶复合体多酶复合体 不可逆反应不可逆反应 第三个第三个第三个第三个关键酶关键酶关键酶关键酶 -酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶 TPP TPP B B1 1 二氢硫辛酰胺琥珀酰二氢硫
21、辛酰胺琥珀酰转移酶转移酶 硫辛酸，硫辛酸，辅酶辅酶A A 硫辛酸硫辛酸 泛酸泛酸 二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶 FAD FAD NAD NAD+B B2 2 B3 B3 第49页，讲稿共138张，创作于星期二50（5 5）琥珀酰琥珀酰CoACoA转变为琥珀酸转变为琥珀酸l酶：琥珀酰酶：琥珀酰CoACoA合成酶合成酶l底物磷酸化：生成底物磷酸化：生成1 1分子分子GTPGTP(哺乳动物哺乳动物)；ATP(ATP(植物和植物和一些细菌一些细菌)琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoA合成酶合成酶合成酶合成酶第50页，讲稿共138张，创作于星期二51 （6）琥珀酸）琥珀酸脱氢脱氢生成延胡索酸生成
22、延胡索酸琥琥珀珀酸酸脱脱氢氢酶酶（FAD）（呼呼吸吸链链中中的的复复合体合体II）第51页，讲稿共138张，创作于星期二52（7）延胡索酸）延胡索酸水化水化生成苹果酸生成苹果酸l延胡索酸酶（延胡索酸酶（fumarase）第52页，讲稿共138张，创作于星期二53l（8）苹果酸氧化形成苹果酸氧化形成草酰乙酸草酰乙酸l苹果酸脱氢酶（苹果酸脱氢酶（NAD）第53页，讲稿共138张，创作于星期二54（三）总反应式及能量生成l乙酰乙酰CoA+CoA+3NAD3NAD+FADFAD+GDP+PiGDP+Pi+2H2H2 2O O CoA-SH+CoA-SH+3(NADH+H3(NADH+H+)+FADHF
23、ADH2 2+2CO+2CO2 2+GTPGTPl一分子乙酰一分子乙酰CoACoA彻底氧化所生成的能量彻底氧化所生成的能量 32.5 32.5+11.511.5+1 1=10 ATP=10 ATP (3333+1212+1 1=12 ATP-=12 ATP-老版）老版）l一分子一分子G G彻底氧化产生的总彻底氧化产生的总ATPATP 第54页，讲稿共138张，创作于星期二55一分子一分子G彻底氧化产生的总彻底氧化产生的总ATPl第一阶段：糖酵解第一阶段：糖酵解2ATP2NADH+H+第二阶段第二阶段:2NADH+H+l第三阶段：第三阶段：23(NADH+H+)+FADH2+GTP 分子分子AT
24、P 第55页，讲稿共138张，创作于星期二56（四）（四）草酰乙酸草酰乙酸l l其含量其含量其含量其含量影响进入影响进入TCATCATCATCA循环的乙酰循环的乙酰CoACoACoACoA的数量的数量的数量的数量 l l草酰乙酸来源：回补反应草酰乙酸来源：回补反应草酰乙酸来源：回补反应草酰乙酸来源：回补反应 第56页，讲稿共138张，创作于星期二57三、糖有氧氧化的调节三、糖有氧氧化的调节l（一）（一）丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系的调节的调节l1.1.变构调节变构调节l 变构抑制剂：变构抑制剂：ATPATP、乙酰辅酶、乙酰辅酶A A，NADHNADHl 变构激活剂：变构激活剂：AMPAMPl2
25、.2.共价修饰调节共价修饰调节 磷酸化（失活）磷酸化（失活）去磷酸化（激活）去磷酸化（激活）第57页，讲稿共138张，创作于星期二58（二）（二）TCATCA循环的调节循环的调节l1.1.柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶 变构抑制剂：变构抑制剂：柠檬酸柠檬酸、NADHNADH、琥珀酰琥珀酰CoA 变构激活剂：变构激活剂：ADPADPl2.2.异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶(TCA(TCA的主要调节位点）的主要调节位点）变构抑制剂：变构抑制剂：ATPATP、NADHNADH、琥珀酰琥珀酰CoA 变构激活剂：变构激活剂：ADPADP、NADNAD+、Ca2l3.-3.-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系抑制剂
26、：抑制剂：ATPATP、NADH、琥珀酰、琥珀酰CoA激活剂：激活剂：ADPADP、NADNAD+、Ca2第58页，讲稿共138张，创作于星期二59l1.1.氧化供能氧化供能l2.2.糖、脂、蛋白质糖、脂、蛋白质等彻底氧化分解的等彻底氧化分解的共有途径共有途径l 相互转变和联系的枢纽相互转变和联系的枢纽l3.3.中间代谢物是许多生物合成的中间代谢物是许多生物合成的前体物前体物l -酮戊二酸：酮戊二酸：Glu/Gln(核苷酸核苷酸)l琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A：卟啉和血红素：卟啉和血红素l草酰乙酸：草酰乙酸：Asp/Asn(核苷酸核苷酸)四、四、TCATCA的生理意义的生理意义第59页，讲稿共138
27、张，创作于星期二60五、五、巴斯德效应巴斯德效应l巴斯德（巴斯德（Pasteur）效应）效应：在有氧的条件下，糖的有氧在有氧的条件下，糖的有氧氧化氧化抑制抑制无氧酵解的现象。无氧酵解的现象。Discoveredin1857byLouisPasteurl反反Pasteur效应效应（Warburgeffect）：在某些代谢旺盛）：在某些代谢旺盛的正常组织或的正常组织或肿瘤细胞肿瘤细胞中，即使在有氧的条件下，仍然以中，即使在有氧的条件下，仍然以糖的无氧酵解为产生糖的无氧酵解为产生ATP的主要方式的现象。的主要方式的现象。lMalignant,rapidlygrowingtumorcellstypic
28、allyhaveglycolyticratesupto200timeshigherthanthoseoftheirnormaltissuesoforigin;thisoccursevenifoxygenisplentiful.lDiscoveredbyOttoHeinrichWarburg，whowasawardedtheNobelPrizeinPhysiology in1931.HeDiscoveredFlavine（黄素）（黄素）第60页，讲稿共138张，创作于星期二61 第四节第四节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 （Pentose Phosphate PathwayPentose Phosp
29、hate Pathway）一、概念一、概念lG-6-P经一系列反应生成经一系列反应生成NADPH+HNADPH+H+和和5-5-磷酸磷酸核糖核糖，并完成三碳、四碳、五碳、六碳、七，并完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖转换的代谢途径。碳糖转换的代谢途径。二、反应场所二、反应场所l胞浆胞浆第61页，讲稿共138张，创作于星期二62三、基本过程三、基本过程 l第一阶段：第一阶段：氧化反应阶段氧化反应阶段l第二阶段：非氧化反应阶段第二阶段：非氧化反应阶段第62页，讲稿共138张，创作于星期二63第63页，讲稿共138张，创作于星期二64（一）第一阶段（一）第一阶段lG-6-P氧化为氧化为5-磷酸核磷酸
30、核酮酮糖糖l生成生成2(NADPHH)第64页，讲稿共138张，创作于星期二65l1、G-6-P氧化为氧化为6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯l酶：酶：葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（磷酸脱氢酶（NADPNADP+)关键酶关键酶变构抑制剂：变构抑制剂：NADPH 第65页，讲稿共138张，创作于星期二66l2、6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯酯水解水解生成生成6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸萄糖酸l酶：酶：葡萄糖酸内酯酶葡萄糖酸内酯酶第66页，讲稿共138张，创作于星期二67l3、6-磷酸葡萄糖酸生成磷酸葡萄糖酸生成5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖l酶：酶：6-磷酸葡萄糖酸脱磷酸葡萄糖酸脱氢酶氢酶(NADPN
31、ADP+)第67页，讲稿共138张，创作于星期二68l氧化阶段总反应式：氧化阶段总反应式：G-6-P2NADP+H2O核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸2NADPH2HCO2第68页，讲稿共138张，创作于星期二69（二）非氧化阶段（二）非氧化阶段l5C/3C/7C/4C/6C5C/3C/7C/4C/6C糖的相互转换糖的相互转换l酶：转酶：转醛醛醇酶和转醇酶和转酮酮醇酶醇酶第69页，讲稿共138张，创作于星期二70l1.5-磷酸核酮糖生成磷酸核酮糖生成5-磷酸核糖磷酸核糖l酶：酶：磷酸戊糖异构酶磷酸戊糖异构酶第70页，讲稿共138张，创作于星期二71l2、5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖磷酸木酮
32、糖l5磷酸核糖磷酸核糖差向异构酶差向异构酶 第71页，讲稿共138张，创作于星期二72第72页，讲稿共138张，创作于星期二73l3.木酮糖木酮糖-5-磷酸核糖磷酸核糖-5-磷酸磷酸转酮醇酶转酮醇酶景天庚酮糖景天庚酮糖-7-磷酸磷酸甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸第73页，讲稿共138张，创作于星期二74景天庚酮糖景天庚酮糖-7-磷酸磷酸甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸转醛醇酶转醛醇酶果糖果糖-6-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖-4-磷酸磷酸第74页，讲稿共138张，创作于星期二75赤藓糖-4-磷酸木酮糖-5-磷酸 转酮醇酶 果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸第75页，讲稿共138张，创作于星期二76第76页，讲稿共
33、138张，创作于星期二77四、生理意义四、生理意义l（一）提供生物合成的原料一）提供生物合成的原料l1.戊糖：戊糖：用于合成用于合成RNA、DNA以及辅酶以及辅酶（NAD+,FADH2、CoA）和）和ATP。快速分裂的组织快速分裂的组织：骨髓、皮肤、大肠粘膜骨髓、皮肤、大肠粘膜2.NADPH：生物合成：脂肪酸（生物合成：脂肪酸（肝脏、乳腺和脂肪组织肝脏、乳腺和脂肪组织）、）、胆固醇和类固醇激素的合成（胆固醇和类固醇激素的合成（肝脏、肾上腺和性肝脏、肾上腺和性腺腺）第77页，讲稿共138张，创作于星期二78（二）为细胞提供还原态的环境：（二）为细胞提供还原态的环境：NADPHNADPH是谷胱甘肽
34、是谷胱甘肽还原酶的辅酶。还原酶的辅酶。如视网膜和红细胞视网膜和红细胞 NADPH+HNADPH+H+NADP NADP+G-S-S-G GSHG-S-S-G GSH（氧化型）（氧化型）（还原型）（还原型）H2O2(脂类脂类)遗传性遗传性G-6-P脱氢酶脱氢酶缺乏缺乏：溶血性贫血溶血性贫血第78页，讲稿共138张，创作于星期二79l（三）三）为戊糖的利用及为戊糖的利用及3C、4C、5C、6C、7C糖互相转换提供通路糖互相转换提供通路第79页，讲稿共138张，创作于星期二80l当细胞中当细胞中NADPH+H+的需求大于的需求大于5-磷酸磷酸-核糖核糖时，通过磷酸戊糖途径产生的过量的时，通过磷酸戊糖
35、途径产生的过量的5-磷酸磷酸-核糖的去路？核糖的去路？l当细胞中当细胞中5-磷酸磷酸-核糖的需求大于核糖的需求大于NADPH+H+时，时，5-磷酸磷酸-核糖可以通过哪个代谢途径中的核糖可以通过哪个代谢途径中的哪两种产物转化？哪两种产物转化？第80页，讲稿共138张，创作于星期二81第81页，讲稿共138张，创作于星期二82第五节第五节 糖异生糖异生 （gluconeogenesisgluconeogenesis）一、概述一、概述1.概念概念l由非糖物质（由非糖物质（生糖氨基酸生糖氨基酸、甘油甘油、乳酸乳酸、丙丙酮酸、丙酸等酮酸、丙酸等）合成）合成G或糖原的过程称为糖或糖原的过程称为糖异生。异生
36、。2.主要器官主要器官l肝脏、肝脏、肾脏肾脏（长期饥饿时加强长期饥饿时加强）、大脑和肌肉（很弱）大脑和肌肉（很弱）3.3.反应场所反应场所l线粒体、胞浆线粒体、胞浆第82页，讲稿共138张，创作于星期二83第83页，讲稿共138张，创作于星期二844.4.糖异生的主要原料糖异生的主要原料l1）TCA或或(无氧）糖酵解的中间产物无氧）糖酵解的中间产物l2）氨基酸的碳架或部分碳架（除）氨基酸的碳架或部分碳架（除Lys和亮氨酸）和亮氨酸）l3)甘油（占脂肪的甘油（占脂肪的10%）l4）丙酸等（反刍动物）丙酸等（反刍动物）第84页，讲稿共138张，创作于星期二855.动物不能将乙酰辅酶动物不能将乙酰辅
37、酶A转化为丙酮酸转化为丙酮酸l1）The pyruvate dehydrogenase reaction is irreversible l2）Cells have no other pathway to convert acetyl-CoA to pyruvate.l3）Plants,yeast,and many bacteria do have a pathway(the glyoxylate cycle)for converting acetyl-CoA to oxaloacetate第85页，讲稿共138张，创作于星期二86二、糖异生和糖酵解的联系二、糖异生和糖酵解的联系l1.多种中间
38、代谢物多种中间代谢物和酶相同和酶相同l2.糖异生糖异生不是不是糖酵解的逆转糖酵解的逆转第86页，讲稿共138张，创作于星期二87第87页，讲稿共138张，创作于星期二88第88页，讲稿共138张，创作于星期二89三、反应过程 丙酮酸丙酮酸转化为转化为G共共11步反应步反应(一一)丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)(二二)F-1，6-BPF-6-P(三三)G-6-PG第89页，讲稿共138张，创作于星期二90(一一)丙酮酸丙酮酸PEPl1.丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸l酶：酶：丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（生物素生物素）l消耗消耗1ATPl部位：部位：线粒体线粒体第90页，讲稿
39、共138张，创作于星期二91第91页，讲稿共138张，创作于星期二922草酰乙酸草酰乙酸PEPl（1）磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶羧激酶（线粒体线粒体/胞浆胞浆）l（2）消耗）消耗1分子分子GTP 第92页，讲稿共138张，创作于星期二93第93页，讲稿共138张，创作于星期二94(二二)F-1，6-BP转变为转变为F-6-P H2OlF-1,6-BPF-6-P+Pi酶：果糖酶：果糖-1，6-二磷酸酶二磷酸酶第94页，讲稿共138张，创作于星期二95(三)G-6-PG H2OlG-6-PG+Pil葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶:肝脏肝脏（位于滑面型内质网）位于滑面型内质网）llGlu
40、cose from the blood is the sole or major fuel source for the erythrocytes,brain（120 g），nervous system,testes,renal medulla(肾髓质）and embryonic tissues.第95页，讲稿共138张，创作于星期二96第96页，讲稿共138张，创作于星期二97（四）总反应方程式（四）总反应方程式l2丙酮酸丙酮酸4ATP2GTP2NADH2H+4H2O葡萄糖葡萄糖4ADP2GDP6Pi2NAD+l需能过程：需能过程：6ATPl2X(NADHH+)第97页，讲稿共138张，创作
41、于星期二98二、生理意义二、生理意义l1.饥饿时维持血糖浓度的相对恒定（主要）饥饿时维持血糖浓度的相对恒定（主要）l2.乳酸再利用乳酸再利用l通过通过theCoricycle（Lacticacidcycle）l是乳酸异生为葡萄糖的循环过程是乳酸异生为葡萄糖的循环过程 lCarlCoriandGertyCorijointly won the 1947 Nobel Prize in Physiology or Medicine for their discovery of the Cori cycle.第98页，讲稿共138张，创作于星期二99第99页，讲稿共138张，创作于星期二100第100页
42、，讲稿共138张，创作于星期二101CarlCoriandGertyCori第101页，讲稿共138张，创作于星期二102l3.降低原尿的降低原尿的H+，缓解酸中毒缓解酸中毒（肾脏）（肾脏）l4.反刍动物反刍动物血糖的主要来源：血糖的主要来源：丙酸异生为葡萄糖丙酸异生为葡萄糖第102页，讲稿共138张，创作于星期二103第六节第六节糖原合成和糖原分解糖原合成和糖原分解l糖原合成糖原合成(glycogens)：由：由G合成糖原的过合成糖原的过程。程。l糖原分解糖原分解(glycogenolysis)：糖原分解为：糖原分解为G的过程。的过程。第103页，讲稿共138张，创作于星期二104一、一、糖
43、原合成糖原合成l(一）糖原一）糖原l结构：带有分枝的高分子葡萄糖聚合物。结构：带有分枝的高分子葡萄糖聚合物。l化学键：化学键：1，4糖苷键、糖苷键、1，6糖苷键糖苷键l大小：大小：Aglycogen containapproximately30.000glucoseunits.l器官：器官：肝脏、肌肉、肝脏、肌肉、肾脏肾脏l区域：胞浆区域：胞浆l肝脏可储糖肝脏可储糖70120克克，约占肝重的，约占肝重的610%第104页，讲稿共138张，创作于星期二105第105页，讲稿共138张，创作于星期二106l第一阶段：糖链的延长第一阶段：糖链的延长 ATPADPl1.GG-6-PG-1-P己糖激酶己
44、糖激酶(GK-肝脏肝脏）葡萄糖磷酸变位酶葡萄糖磷酸变位酶第106页，讲稿共138张，创作于星期二107l2.葡萄糖残基葡萄糖残基供体的生成供体的生成G-1-PUTPUDP-GPPiUDP-G焦磷酸酶焦磷酸酶lUDP-G：尿苷二磷酸葡萄糖（：尿苷二磷酸葡萄糖（葡萄糖残基葡萄糖残基供体供体）第107页，讲稿共138张，创作于星期二108第108页，讲稿共138张，创作于星期二1093.3.糖原分子的合成糖原分子的合成UDP-G+糖原（糖原（n）糖原糖原（n1）UDP糖原合酶糖原合酶1）糖原合酶糖原合酶催化的反应不可逆催化的反应不可逆只催化链的延伸，形成只催化链的延伸，形成-1，4糖苷键糖苷键不能催
45、化糖原从头合成，需要糖原引物不能催化糖原从头合成，需要糖原引物2）糖原蛋白）糖原蛋白(glycogenin)是糖原合成的引物，由是糖原合成的引物，由322个氨基酸组成（第个氨基酸组成（第194位的位的Tyr）。）。自我催化自我催化，从头合成，从头合成8个以上的葡萄糖残基的短糖链。个以上的葡萄糖残基的短糖链。UDP-glucose+glycogeninUDP+glucosylglycogenin 4.4.每加一个每加一个G G残基消耗残基消耗2 2分子分子ATPATP第109页，讲稿共138张，创作于星期二110第110页，讲稿共138张，创作于星期二111第111页，讲稿共138张，创作于星期
46、二112第112页，讲稿共138张，创作于星期二113第113页，讲稿共138张，创作于星期二114第二阶段：糖链分支第二阶段：糖链分支1.1.糖原分支酶糖原分支酶l转移一段糖链（约转移一段糖链（约7 7个残基个残基)，形成分支，形成分支l分支处为分支处为-1-1，6-6-糖苷键糖苷键2.2.多分支的作用多分支的作用 溶解性溶解性 合成、分解速度合成、分解速度第114页，讲稿共138张，创作于星期二115第115页，讲稿共138张，创作于星期二116二、糖原降解二、糖原降解1.糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶（glycogenphosphorylase）糖原糖原(n)+Pi糖原糖原(n-1)+G-1-
47、P糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶(只作用于只作用于-1，4键键)2.糖原脱支酶（糖原脱支酶（glycogendebranchingenzyme）两种酶活性两种酶活性(1)葡聚糖转移酶（转寡糖基酶）葡聚糖转移酶（转寡糖基酶）(2)-1，6-（葡萄）糖苷酶（葡萄）糖苷酶第116页，讲稿共138张，创作于星期二117葡聚糖转移酶葡聚糖转移酶葡聚糖转移酶葡聚糖转移酶-1-1，6-6-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶第117页，讲稿共138张，创作于星期二118 糖酵解（肌肉）糖酵解（肌肉）l3.G-1-PG-6-PG葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶（肝、肝、肾肾）肌肉：缺乏葡萄糖肌肉：缺乏葡萄糖-6-
48、磷酸酶磷酸酶第118页，讲稿共138张，创作于星期二119l糖原分解产物进入糖酵解途径糖原分解产物进入糖酵解途径第119页，讲稿共138张，创作于星期二120第120页，讲稿共138张，创作于星期二121三、糖原分解与合成的调节三、糖原分解与合成的调节 （一）（一）糖原糖原磷酸化酶磷酸化酶 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶1 1 磷酸化酶磷酸化酶b b 磷酸化酶磷酸化酶a a （去去P P，低活性，低活性）磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶（磷酸化，高活性磷酸化，高活性）第121页，讲稿共138张，创作于星期二122l1、激素调控下的共价修饰、激素调控下的共价修饰l肌肉：运动肌肉：运动肾上腺素肾上腺素l
49、磷酸化酶磷酸化酶b b 磷酸化酶磷酸化酶a al肝脏肝脏：低血糖低血糖 胰高血糖素胰高血糖素l 磷酸化酶磷酸化酶b b 磷酸化酶磷酸化酶a a第122页，讲稿共138张，创作于星期二123（2 2）变构调节）变构调节 肌肉肌肉：激活剂：激活剂：AMPAMP（磷酸化酶磷酸化酶b b 磷酸化酶磷酸化酶a a）（钙离子，激活（钙离子，激活磷酸化酶磷酸化酶激酶激酶）抑制剂：抑制剂：ATP ATP、G-6-PG-6-P 磷酸化酶磷酸化酶a a 磷酸化酶磷酸化酶b b 肝脏肝脏：抑制剂：抑制剂：G G 磷酸化酶磷酸化酶a a 磷酸化酶磷酸化酶b b第123页，讲稿共138张，创作于星期二124第124页，
50、讲稿共138张，创作于星期二125（二）糖原合成酶活性的调节（二）糖原合成酶活性的调节 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PP1PP1 糖原合成酶糖原合成酶b b 糖原合成酶糖原合成酶a a （磷酸化，低活性磷酸化，低活性）糖原合成酶激酶糖原合成酶激酶 （去磷酸化，高活性去磷酸化，高活性）第125页，讲稿共138张，创作于星期二126l1、变构调节：、变构调节：l激活剂：激活剂：G-6-Pl使使糖原合成酶糖原合成酶b b变构后可以被变构后可以被磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PP1PP1催化去磷酸化催化去磷酸化l2.2.激素调节激素调节l肾上腺素：通过肾上腺素：通过细胞信号转导途径细胞信号转导途径使使糖原合成糖