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1、生物化学糖代谢1现在学习的是第1页，共149页2糖糖(carbohydrates)即即碳碳水水化化合合物物，其其化化学学本本质质为为多羟醛多羟醛或或多羟酮多羟酮类及其衍生物或多聚物类及其衍生物或多聚物根据其根据其水解产物水解产物的情况，糖主要可分为以下的情况，糖主要可分为以下四大类：四大类：单糖单糖 (monosacchride)寡糖寡糖 (oligosacchride)多糖多糖 (polysacchride)糖复合物糖复合物 (glycoconjugate)第第1 1节节 概概 述述现在学习的是第2页，共149页3一一、糖的生理功能糖的生理功能 氧化供能（主）氧化供能（主）16.7kJ16.
2、7kJ能量能量/1g/1g葡萄糖氧化葡萄糖氧化 构成组织细胞的基本成分构成组织细胞的基本成分 *核糖核糖 构成核酸构成核酸 *糖蛋白糖蛋白 凝血因子、免疫球蛋白等凝血因子、免疫球蛋白等 *糖脂糖脂 生物膜成分生物膜成分 转变为体内的其它成分转变为体内的其它成分 *转变为脂肪转变为脂肪 *转变为非必需氨基酸转变为非必需氨基酸现在学习的是第3页，共149页4淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖（40%）（25%）-临界糊精临界糊精+异麦芽糖异麦芽糖 （30%）（5%）葡萄糖葡萄糖 唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -临界糊精酶临界糊精酶 肠粘膜上肠粘膜上皮细胞刷皮细胞刷状
3、缘状缘 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收现在学习的是第4页，共149页5ADP+Pi ATP G Na+K+Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞肠腔肠腔门静脉门静脉Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter,SGLT)刷状缘刷状缘细胞内膜细胞内膜糖的吸收糖的吸收-主动吸收主动吸收现在学习的是第5页，共149页6三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况CO2、H2O磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖糖 原原糖异生糖异生食食 物物主要主要糖糖 原原脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸糖酵解糖酵解血血中中葡葡萄
4、萄糖糖现在学习的是第6页，共149页7第第2 2节节 糖的无氧分解糖的无氧分解糖酵解反应过程糖酵解反应过程糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义糖酵解的调节糖酵解的调节现在学习的是第7页，共149页8一、糖酵解反应过程糖酵解反应过程 机体在无氧或缺氧情况下，机体在无氧或缺氧情况下，葡萄糖葡萄糖或或糖原糖原生成生成乳酸乳酸和少量和少量ATP的过程。的过程。糖的无氧分解（糖的无氧分解（anaerobic degradation)anaerobic degradation)又称为糖酵解（又称为糖酵解（glycolysisglycolysis）：反应部位：反应部位：胞浆胞浆现在学习的是第8页，共149页9
5、在酵母在酵母(Otto Warburg and Hans von Euler-Chelpin)在肌肉在肌肉(by Gustav Embden and Otto Meyerhof糖的无氧分解途径糖的无氧分解途径丙酮酸丙酮酸2 2CHCH3 3COCOOHCOCOOH2 2COCO2 2乙醇（生醇发酵）乙醇（生醇发酵）2 2CHCH3 3CHCH2 2OHOH2 2CHCH3 3CHOCHO乙醛乙醛糖酵解（糖酵解（EMPEMP）2 2CHCH3 3CHOHCOOH+ATPCHOHCOOH+ATP乳酸乳酸C C6 6H H1212O O6 6葡萄糖葡萄糖2 2NADNAD+2 2NADH+2HNAD
6、H+2H+现在学习的是第9页，共149页101.1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）葡萄糖葡萄糖Mg2+ATP 己糖激酶己糖激酶ADP6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖糖酵解过程的第一个限速酶糖酵解过程的第一个限速酶（一）葡萄糖分解成丙酮酸的过程（一）葡萄糖分解成丙酮酸的过程现在学习的是第10页，共149页11限速酶限速酶/关键酶关键酶a a 催化非平衡反应催化非平衡反应特点特点：b b 活性低活性低c c 受激素或代谢物的调节受激素或代谢物的调节d d 活性的改变可影响整个反应体活性的改变可影响整个反应体 系的反应速度系的反应速度现在学习的
7、是第11页，共149页12糖原糖原分解生成分解生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖 原原 (Gn)Gn)H3PO4Gn磷酸化酶磷酸化酶 糖糖 原原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖现在学习的是第12页，共149页132.2.6-6-磷酸葡萄糖异构化磷酸葡萄糖异构化 转变为转变为6-6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶6-磷酸磷酸葡萄葡萄糖糖(G-6-P）(F-6-P）6-6-磷酸磷酸果果糖糖123456Mg2+现在学习的是第13页，共149页143.3.6-6-磷酸果糖磷酸果糖再磷酸化再磷酸化 生成生成1 1,6-6-二
8、磷酸果糖二磷酸果糖（F-1,6-BPF-1,6-BP）1,6-二二磷酸果糖磷酸果糖 （F-6-PF-6-P）6-磷酸果糖磷酸果糖ADPATP 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 （6-FPK-16-FPK-1）Mg2+糖酵解过程的第二个限速酶糖酵解过程的第二个限速酶现在学习的是第14页，共149页154.4.磷酸丙糖磷酸丙糖的生成的生成5.3-5.3-磷酸磷酸甘油醛的生成甘油醛的生成3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖醛缩酶醛缩酶磷酸丙糖磷酸丙糖异构酶异构酶现在学习的是第15页，共149页166.3-6.3-磷磷酸甘油醛氧化为酸甘油醛氧
9、化为 1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸(1,3-BPG)1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛HPO42-糖酵解糖酵解中中唯一的唯一的脱氢脱氢反应反应 NADH+H+NAD+PO32-现在学习的是第16页，共149页177.1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸 转变转变为为3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(1,3-BPG)1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸PO32-ADPATP将底物的高能磷酸基将底物的高能磷酸基直接转移给直接转移给ADP生成生成ATP过程称过程称底物水平磷底物水平磷酸
10、化酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化现在学习的是第17页，共149页18 8.3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为 2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸现在学习的是第18页，共149页199.2-9.2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为 磷磷酸烯醇式丙酮酸酸烯醇式丙酮酸（PEP）磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O测血糖用氟测血糖用氟化钠抗凝？化钠抗凝？现在学习的是第19页，共149页2010.10.磷磷酸酸烯醇式丙酮酸转变烯醇式丙酮酸转变为为烯醇式丙酮
11、酸烯醇式丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶（PK）磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸糖酵解过程的第三个限速酶糖酵解过程的第三个限速酶也是第二次底物水平磷酸化反应也是第二次底物水平磷酸化反应Mg2+,K+现在学习的是第20页，共149页2111.11.烯醇式丙酮酸转变烯醇式丙酮酸转变为为丙酮酸丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸ADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸自发进行自发进行现在学习的是第21页，共149页22（二）丙酮酸还原（二）丙酮酸还原为乳酸为乳酸丙酮酸丙酮酸NADH+H+乳酸乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 NAD+
12、3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶Pi (1,3-BPG)1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸OPOOPO3 32-2-现在学习的是第22页，共149页232烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2丙酮酸丙酮酸2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP2Pi2NADH+2H+2NAD+21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2OGn-1糖原糖原(Gn)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖Pi6-6
13、-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖酵酵解解过过程程反应部位：胞液反应部位：胞液现在学习的是第23页，共149页24糖酵解过程中糖酵解过程中ATP的生成的生成2葡葡 萄萄 糖糖 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-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 丙丙 酮酮 酸酸-1-11 反反 应应 ATP -1-121 1 mol 葡萄糖葡萄糖 2 mol 乳酸乳酸+？mol ATP糖原中的糖原中的1mol葡萄糖葡萄糖2mol 乳酸乳酸+？mol ATP2 mol A
14、TP3 mol ATP糖糖酵酵解解过过程程小小结结C6H12O6+2ADP+2H3PO4 2C3H6O3+2ATP+2H2O现在学习的是第24页，共149页25二、糖酵解的调节二、糖酵解的调节关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节方式调节方式 变构调节变构调节 共价修饰调节共价修饰调节 现在学习的是第25页，共149页26（一）（一）6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 -（最重要的限速酶）最重要的限速酶）变构激活剂：变构激活剂：2,6-二磷酸果糖（最强）、二磷酸果糖（最强）、1,6-二磷酸果糖（正反馈）、二磷酸果糖（正反馈）、AMP、ADP变
15、构抑制剂：变构抑制剂：ATP（高浓度）（高浓度）、柠檬酸、柠檬酸现在学习的是第26页，共149页27 ATP对对6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的调节：的调节：ATP结合位点结合位点调节效应调节效应活性中心活性中心内内底物结合部位底物结合部位（亲和力大亲和力大）激活激活活性中心活性中心外外变构调节部位变构调节部位（亲和力小）（亲和力小）抑制抑制AMP可与可与ATP竞争此部位竞争此部位现在学习的是第27页，共149页28l2,6-二磷酸果糖是二磷酸果糖是6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1最强的最强的变构激活剂；变构激活剂；l其作用是与其作用是与AMP一起一起取消取消ATP、柠檬酸、柠檬酸对对6-磷
16、酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的变构的变构抑制作用抑制作用。2,6-二磷酸果糖对二磷酸果糖对 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的调节：的调节：现在学习的是第28页，共149页F-6-P F-1,6-BP ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素胰高血糖素 ATP cAMP 活化活化 F-2,6-BP +/+AMP +柠檬酸柠檬酸 AMP+柠檬酸柠檬酸 PFK-2（有活性）（有活性）FBP-2（无活性）（无活性）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2（无活性）（无活性）FBP-2（有活性）（有活性）PP果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-2 现在
17、学习的是第29页，共149页30ATPcAMP胰高血糖素胰高血糖素PKAPFK-2 FBP-2PFK-2 FBP-2F-2,6-BP生成量减少生成量减少，水解量增水解量增加加，F-2,6-BP总量下降总量下降F-2,6-BP的激活作用会减弱的激活作用会减弱降低糖酵解速度降低糖酵解速度血血G浓度会升高浓度会升高现在学习的是第30页，共149页31（二）丙酮酸激酶（二）丙酮酸激酶 变构激活剂：变构激活剂：1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 变构抑制剂：变构抑制剂：ATP、丙氨酸、丙氨酸 胰高血糖素胰高血糖素可通过可通过cAMP-蛋白激酶系蛋白激酶系统使丙酮酸激酶磷酸化而失活。统使丙酮酸激酶磷酸化而失活。
18、现在学习的是第31页，共149页32共价修饰调节共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPATP ADP ADP Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶（无活性）（无活性）（有活性）（有活性）胰高血糖素胰高血糖素 PKA,CaM激酶激酶P PPKA：蛋白激酶蛋白激酶A(protein kinase A)CaM：钙调蛋白钙调蛋白现在学习的是第32页，共149页33（三）己糖激酶（三）己糖激酶 受其反应产物受其反应产物6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖的反馈抑的反馈抑制制 葡萄糖激酶葡萄糖激酶 受长链脂酰受长链脂酰CoA的变构抑制、的变构抑制、胰岛素可诱导其基因转录，促进酶的胰岛素可诱导其
19、基因转录，促进酶的合成合成 现在学习的是第33页，共149页34三、糖酵解的意义三、糖酵解的意义1.1.在无氧条件下在无氧条件下迅速提供能量迅速提供能量,供机体需要供机体需要如如:机体缺氧、剧烈运动等机体缺氧、剧烈运动等2.2.是某些细胞或组织（红细胞、睾丸、骨髓是某些细胞或组织（红细胞、睾丸、骨髓等）的唯一或主要能量来源等）的唯一或主要能量来源3.3.生成的乳酸又可进一步氧化供能，或生成的乳酸又可进一步氧化供能，或 异生为糖异生为糖 若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒导致乳酸酸中毒现在学习的是第34页，共149页35第第3节节糖的有氧氧化糖的有氧氧
20、化现在学习的是第35页，共149页36概 念 葡萄糖或糖原在葡萄糖或糖原在有氧有氧的的条件下，彻底氧条件下，彻底氧化分解生成化分解生成CO2和和H2O并释放大量并释放大量能量能量的过的过程。程。有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。部位：部位：胞液及线粒体胞液及线粒体现在学习的是第36页，共149页37葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2+H2O+ATP三羧酸循环三羧酸循环糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解线粒体内线粒体内胞浆胞浆现在学习的是第37页，共149
21、页38一、糖有氧氧化的过程第一阶段：第一阶段：丙酮酸的生成（胞浆）丙酮酸的生成（胞浆）三三 个个 阶阶 段段第二阶段：第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoACoA（线粒体）（线粒体）第三阶段：第三阶段：乙酰乙酰CoACoA进入三羧酸循环进入三羧酸循环 （线粒体）（线粒体）现在学习的是第38页，共149页392丙酮酸丙酮酸2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2Pi2NADH+2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸磷酸
22、甘油酸2ADP2ATP2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2O糖原糖原(Gn)6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiGn-1ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖酵酵解解过过程程现在学习的是第39页，共149页40氧化呼吸链氧化呼吸链(一）丙酮酸的生成（胞浆）一）丙酮酸的生成（胞浆）葡萄糖葡萄糖+2NAD+2ADP+2Pi 2（丙酮酸丙酮酸+ATP+H2O+NADH+H+）2丙酮酸丙酮酸进入线粒体进一步氧化进入线粒体进一步氧化2(NADH+H+)2H2O+3/5 ATP线粒体内膜上线粒体内膜上特异载体特异载体穿梭系统穿梭系统现在学习的是第40页，共149页
23、41（二）丙酮酸氧化脱羧生成（二）丙酮酸氧化脱羧生成 乙酰辅酶乙酰辅酶A （线粒体）（线粒体）NAD+NADH+H+丙酮酸丙酮酸3CHCOSCoA乙酰乙酰CoA+CoA-SH辅酶辅酶A+CO2COO丙酮酸丙酮酸脱氢酶脱氢酶复合体复合体现在学习的是第41页，共149页42丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶复合体复合体线粒体线粒体3 3种酶种酶：E1:丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶(TPP、Mg2+)E2:二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺转乙酰酶转乙酰酶(硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A)E3:二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺脱氢酶脱氢酶(FAD、NAD+)6 6种辅助因子种辅助因子：TPP、Mg2+、硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A、FA
24、D、NAD+（含（含B1、泛酸、泛酸、B2、PP四种维生素四种维生素）现在学习的是第42页，共149页CO2 CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的的生成生成1.-羟乙基羟乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰胺的乙酰硫辛酰胺的生成生成 3.乙酰乙酰CoA的的生成生成4.硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 现在学习的是第43页，共149页44（三）乙酰辅酶（三）乙酰辅酶A进入进入 三羧酸循环（线粒体）三羧酸循环（线粒体）三羧酸循环三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TAC)又又称称KrebsKrebs循环循环。乙酰辅酶乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合成含与草酰乙
25、酸缩合成含3 3个羧基的个羧基的柠柠檬酸檬酸开始，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底开始，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三羧酸循环三羧酸循环。现在学习的是第44页，共149页451.乙酰乙酰CoA与草酰乙酸与草酰乙酸 缩合形成缩合形成柠檬酸柠檬酸柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸CH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶A柠檬酸柠檬酸CoASH+H2O乙酰乙酰CoA+草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸+CoA-SH现在学习的是第45页，共149页46异柠檬酸异柠檬酸H2O2.柠檬酸异构化生成柠檬酸异构化生成异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸
26、柠檬酸 异柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸顺乌头酸酶顺乌头酸酶现在学习的是第46页，共149页47CO2NAD+异柠檬酸异柠檬酸3.异柠檬酸氧化脱羧生成异柠檬酸氧化脱羧生成 -酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸异柠檬酸+NAD+-酮戊二酸酮戊二酸+CO2+NADH+H+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHCMg2+现在学习的是第47页，共149页48CO24.-酮戊二酸酮戊二酸氧化脱羧氧化脱羧 生成生成琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A -酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶复合体复合体CoASHNAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊
27、二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸+CoA-SH+NAD+琥珀酰琥珀酰CoA+CO2+NADH+H+OCOOHCH2CH2COOHC现在学习的是第48页，共149页495.琥珀酰琥珀酰CoA转变为转变为琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTP琥珀酸琥珀酸CoASH底物水平磷酸化底物水平磷酸化琥珀酰琥珀酰CoA+GDP+Pi 琥珀酸琥珀酸+GTP+CoA-SHADPATPGDP现在学习的是第49页，共149页50FAD6.6.琥珀酸氧化脱氢生成琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸延胡索酸FADH2琥珀酸琥珀酸+FAD 延
28、延胡索酸胡索酸+FADH2HOOC CHCHCOOH现在学习的是第50页，共149页517.7.延胡索延胡索酸酸水化水化生成生成苹果苹果酸酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸酶延胡索酸酶L-苹果酸苹果酸H2O延延胡索酸胡索酸+H2O 苹果酸苹果酸现在学习的是第51页，共149页528.8.苹果酸苹果酸脱氢生成脱氢生成草酰乙草酰乙酸酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 草酰乙酸草酰乙酸L-苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+苹果酸苹果酸 +NADNAD+草酰乙酸草酰乙酸 +NADH+HNADH+H+现在学习的是第52页，共149页CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GT
29、PGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸梅顺乌头酸梅异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶现在学习的是第53页，共149页54三三羧羧酸酸循循环环的的概概念念：指指乙乙酰酰CoA和和草草酰酰乙乙酸酸缩缩合合生生成成含含三三个个羧羧基基的的柠柠檬檬酸酸，反反复复的的进进行行脱脱氢氢脱脱羧羧，又又生生成成草草酰酰乙乙酸
30、酸，再重复循环反应的过程。，再重复循环反应的过程。TAC过程的反应部位：过程的反应部位：线粒体线粒体小小 结：结：现在学习的是第54页，共149页55（1）TAC是在细胞线粒体内进行的一系列是在细胞线粒体内进行的一系列连续酶促反应。连续酶促反应。（2）每循环一次，消耗一分子乙酰）每循环一次，消耗一分子乙酰CoA；经经一次底物水平磷酸化，二次脱羧，四次脱氢一次底物水平磷酸化，二次脱羧，四次脱氢生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分分子子CO2，1分子分子GTP。三羧酸循环的主要特点（三羧酸循环的主要特点（1234）：）：（3）循环中有）循环中有三三个关键酶：柠檬酸合酶，个关
31、键酶：柠檬酸合酶，-酮戊二酮戊二酸脱氢酶复合体，酸脱氢酶复合体，异柠檬酸脱氢酶；循环不可逆。异柠檬酸脱氢酶；循环不可逆。现在学习的是第55页，共149页56三三羧羧酸酸循循环环中中间间产产物物起起催催化化剂剂的的作作用用，本本身身无无量的变化。量的变化。（5 5）三羧酸循环的中间产物：）三羧酸循环的中间产物：表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。实际上：用。实际上：（4）体内凡是能转变为乙酰）体内凡是能转变为乙酰CoA的物质，都能进的物质，都能进入入TAC而被彻
32、底氧化。而被彻底氧化。现在学习的是第56页，共149页57例如：例如：草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 柠檬酸柠檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 机机体体内内各各种种物物质质代代谢谢之之间间是是彼彼此此联联系系、相相互互配配合合的的，TAC中中的的某某些些中中间间代代谢谢物物能能够够转转变变合合成成其其他他物物质质，借借以以沟沟通通糖糖和和其其他他物物质质代代谢之间的联系。谢之间的联系。现在学习的是第57页，共149页58草草酰酰乙乙酸酸 柠檬酸柠檬酸柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶乙酰乙酰CoA 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶CO2 苹果酸苹果
33、酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶NADH+H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸谷草转氨酶谷草转氨酶-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸的来源如下：草酰乙酸的来源如下：现在学习的是第58页，共149页59二、有氧氧化生成的二、有氧氧化生成的ATP（2）有有氧氧氧氧化化是是3大大营营养养素素的的代代谢谢的的总总枢枢：凡凡能能转转变变为为有有氧氧氧氧化化途途径径中中间间产产物物的的物物质质，最终都能进入最终都能进入TAC彻底氧化供能。彻底氧化供能。（1）有氧氧化是机体获取能量的主要途）有氧氧化是机体获取能量的主要途 径径P107 表表7-2（3）与体内糖的其他代谢途径有密切联）与体内糖的其他代谢途径有密切联
34、 系。系。现在学习的是第59页，共149页60三、有氧氧化的调节（基于能量的需求）三、有氧氧化的调节（基于能量的需求）关关键键酶酶 酵解途径：酵解途径：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢丙酮酸脱氢酶复合体酶复合体 三羧酸三羧酸循环：循环：己糖激酶己糖激酶6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体现在学习的是第60页，共149页61（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节变构调节变构调节变构抑制剂：乙酰变构抑制剂：乙酰CoA；NADH；ATP变构激活剂：变构
35、激活剂：AMP；ADP；NAD+乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+时，其时，其活性也受到抑制。这两种情况见于活性也受到抑制。这两种情况见于饥饿、大量脂饥饿、大量脂酸被动员利用时酸被动员利用时，这时糖的有氧氧化被抑制，大多，这时糖的有氧氧化被抑制，大多数组织器官利用脂酸作为能量来源以确保脑等重要数组织器官利用脂酸作为能量来源以确保脑等重要组织对葡萄糖的需要。组织对葡萄糖的需要。现在学习的是第61页，共149页62共价修饰调节共价修饰调节现在学习的是第62页，共149页63乙酰乙酰CoA 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸 苹
36、果酸苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱脱氢酶氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶-酮戊二酸脱氢酮戊二酸脱氢酶复合体酶复合体ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+Ca2+ATP、ADP的影响的影响 产物堆积引起抑产物堆积引起抑制制循循环环中中后后续续反反应应中中间间产产物物变变构构反反馈馈抑抑制制前前面面反反应应中的酶中的酶其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激活许多酶（二）（二）TAC的速率和流量的调控的速率和流量的调控现在学习的是第63页，共149页64在在正正常常情情况况下下，糖糖酵酵解
37、解途途径径和和TAC的的速速度度是是相相协协调调的的。这这种种协协调调不不仅仅通通过过高高浓浓度度的的ATP、NADH的的抑抑制制作作用用，亦亦通通过过柠柠檬檬酸酸对对磷磷酸酸果糖激酶果糖激酶-1的变构抑制作用而实现。的变构抑制作用而实现。氧氧化化磷磷酸酸化化的的速速率率对对TAC的的运运转转也也起起着着非非常重要的作用。常重要的作用。现在学习的是第64页，共149页65有氧氧化的调节特点有氧氧化的调节特点 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程调节。该比值比值全程调节。该比值升高，升高，所有关键酶所有关键酶均被
38、抑制。均被抑制。氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。低，则后者速率也减慢。三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰丙酮酸以生成乙酰CoA。现在学习的是第65页，共149页662ADPATP+AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶体体内内ATP浓浓度度是是AMP的的50倍倍，经经上上述述反反应应后后，ATP/AMP变变动动比比ATP变变动动大大，有有信信号放大作用，从而发挥有效的调节作用。号放大作用，从而发挥有
39、效的调节作用。有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞内内ATP/ADP或或ATP/AMP比率的影响，因而能比率的影响，因而能得以协调。得以协调。现在学习的是第66页，共149页67例：例：ATP=200、AMP=4，比值是，比值是50；当；当ATP中中有有10个个分子变成了分子变成了AMP这时这时ATP=190、AMP=14,ATP/AMP=13.6计算计算ATP和和(ATP/AMP)ATP=10/200=0.05=5%(ATP/AMP)=(50-13.6)/50=0.728=72.8%现在学习的是第67页，共149页68四、巴斯德效应四、巴斯德效应概念概念机
40、制机制巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑指有氧氧化抑制糖酵解的现象。制糖酵解的现象。有氧时，有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸;缺氧时，缺氧时，酵解途径加强，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆浓在胞浆浓度升高，度升高，丙酮酸丙酮酸作为作为氢接受体氢接受体生成生成乳酸乳酸现在学习的是第68页，共149页69第第4节节磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径现在学习的是第69页，共149页70 以以6-6-磷酸葡萄糖为底物，代谢生成磷酸磷酸葡萄糖为底物，代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过
41、程，称为戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖磷酸戊糖途径。途径。一一、磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径胞液胞液现在学习的是第70页，共149页716-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)NADP+NADPH+H+6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯限速酶，对限速酶，对NADP+具有高具有高度特异性度特异性（一）脱氢氧化（一）脱氢氧化6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变为 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖现在学习的是第71页，共149页72 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O内酯酶内酯酶现在学习的是第72页，共1
42、49页73COCO2 26-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶现在学习的是第73页，共149页745-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-5-磷酸核糖磷酸核糖 磷酸戊糖磷酸戊糖异构酶异构酶（二）异构化反应（二）异构化反应差向酶差向酶5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖现在学习的是第74页，共149页75糖酵解途径糖酵解途径36-36-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-6-
43、磷酸磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖36-36-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯3NADPH3NADPH36-36-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3H3H2 2O O35-35-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3NADPH3NADPH3CO3CO2 2（三）基团转移（三）基团转移在于将磷酸戊糖转移变成在于将磷酸戊糖转移变成6-磷酸果糖磷酸果糖和和3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛而进入而进入糖酵解途径糖酵解途径，清除此途清除此途径产生的多余的核糖。径产生的多余的核糖。现在学习的是第75页，共149页76磷酸戊糖途径小结：x反应部位：反应部位：胞浆胞浆x反应底物：反应底物：6-磷酸葡萄糖磷酸
44、葡萄糖x重要中间产物：重要中间产物：NADPH、5-磷酸核糖磷酸核糖x限速酶：限速酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)36-36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 +6 NADPNADP+22 6-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6(NADPH+HNADPH+H+)+3CO+3CO2 2 现在学习的是第76页，共149页77二、磷酸戊糖途径的调节二、磷酸戊糖途径的调节 主要是对主要是对6-磷酸葡萄糖脱氢酶进行调节，磷酸葡萄糖脱氢酶进行调节，该酶的快速调节主要受该酶的快速调节主要受NADPH/NADP+比值比值的影响。的影响。（一）高糖饮食的影响（一）高糖饮食的影响 高糖饮食时，
45、肝中高糖饮食时，肝中G6PD含量明显增多含量明显增多现在学习的是第77页，共149页78（三）组织细胞对（三）组织细胞对NADPH+H+和和5-磷酸核磷酸核糖糖的相对需要量的调节的相对需要量的调节（四）该途径的中间代谢物的影响（四）该途径的中间代谢物的影响（二）（二）NADPH+H+的影响的影响 对对G6PD有明显抑制作用有明显抑制作用现在学习的是第78页，共149页79三、磷酸戊糖途径的意义磷酸戊糖途径的意义*产生产生5-磷酸核糖磷酸核糖*产生产生NADPH参与各种核苷酸辅酶及核苷酸的合成参与各种核苷酸辅酶及核苷酸的合成(一一)5-)5-磷酸核糖：磷酸核糖：现在学习的是第79页，共149页8
46、0(二二)NADPH的主要功能：的主要功能：（1）作为供氢体）作为供氢体 参与体内多种生物合成反应参与体内多种生物合成反应（2）是谷胱甘肽还原酶的辅酶）是谷胱甘肽还原酶的辅酶 对维持细胞中还原型谷胱甘肽（对维持细胞中还原型谷胱甘肽（GSH）的正常含量起重要作用的正常含量起重要作用现在学习的是第80页，共149页81磷酸戊糖途径与溶血性贫血磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径G6PD溶血溶血一些具有氧化作用的外源性物质一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等如蚕豆、抗疟药、磺胺药等G6PD缺乏缺乏患者患者NADP+GSSGNADPH+H+2GSH谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶现在学习的是第81页，
47、共149页82（3 3）参与肝脏的生物转化作用）参与肝脏的生物转化作用 -参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转化作用化作用（4 4）可参与清除体内由中性粒细胞和巨噬）可参与清除体内由中性粒细胞和巨噬细胞在呑噬细菌后产生的超氧阴离子。细胞在呑噬细菌后产生的超氧阴离子。现在学习的是第82页，共149页83第第5 5节节 糖异生糖异生现在学习的是第83页，共149页84概念 由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。非糖物质 生糖氨基酸 丙酮酸、乳酸、甘油等 现在学习的是第84页，共149页85糖异生作用的部位糖异生作用的部位生理条件下生理条件下在绝食期间在绝
48、食期间空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空空 腹腹 100300 90%8.9mmol/L时，出现尿糖时，出现尿糖现在学习的是第133页，共149页134 二、血糖浓度的调节二、血糖浓度的调节激素激素降低血糖：胰岛素降低血糖：胰岛素 升高血糖：胰高血糖素、糖皮升高血糖：胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素质激素、肾上腺素*主要依靠激素的调节主要依靠激素的调节 现在学习的是第134页，共149页135胰岛素胰岛素(Insulin)是体内是体内唯一的降低血糖唯一的降低血糖的的激素，也是激素，也是唯一同时促进唯一同时促进糖原、脂肪、蛋糖原、脂肪、蛋白质白质合成合成的激素。的
49、激素。胰岛素的分泌受血糖控制胰岛素的分泌受血糖控制，血糖升高立，血糖升高立即引起胰岛素分泌；血糖降低，分泌即即引起胰岛素分泌；血糖降低，分泌即减少。减少。（一）胰岛素是体内唯一降低血糖的激素（一）胰岛素是体内唯一降低血糖的激素现在学习的是第135页，共149页136促进细胞膜促进细胞膜G载体载体将将G转运入细胞转运入细胞。增增强强磷磷酸酸二二酯酯酶酶活活性性，cAMP，从从而而使使Gn合合酶酶活活性性增增强、磷酸化酶活性降低，强、磷酸化酶活性降低，加速加速Gn合成、抑制合成、抑制Gn分解分解。激激活活丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶磷磷酸酸酶酶而而使使丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶激激活活，加加速丙酮酸氧化
50、为乙酰速丙酮酸氧化为乙酰CoA，从而，从而加快加快G的有氧氧化的有氧氧化。抑抑制制肝肝内内糖糖异异生生：抑抑制制磷磷酸酸烯烯醇醇式式丙丙酮酮酸酸羧羧激激酶酶的的合合成成、促促进进氨氨基基酸酸进进入入肌肌组组织织并并合合成成蛋蛋白白质质，减减少少肝肝糖糖异生的原料异生的原料。抑抑制制脂脂肪肪组组织织内内的的激激素素敏敏感感性性脂脂肪肪酶酶，可可减减缓缓脂脂肪肪动动员员的速率的速率。胰岛素降血糖机制胰岛素降血糖机制:现在学习的是第136页，共149页137（二）机体在不同状态下有相应的（二）机体在不同状态下有相应的升高升高血血糖的激素糖的激素1胰高血糖素胰高血糖素是体内主要升高血糖的激素是体内主要