糖代谢与调节 PPT课件.ppt

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1、目目 录录物质代谢与调节目目 录录新陈代谢新陈代谢生命的最基本特征生命的最基本特征新陈代谢新陈代谢物质代谢物质代谢能量代谢能量代谢合成代谢合成代谢分解代谢分解代谢ATP最主要的能量载体最主要的能量载体目目 录录概念及生理意义概念及生理意义器官和亚细胞定位器官和亚细胞定位代谢途径的基本反应过程代谢途径的基本反应过程关键酶及其主要调节关键酶及其主要调节伴随着的能量代谢伴随着的能量代谢代谢之间的联系及与疾病的关系代谢之间的联系及与疾病的关系学习时应注意的几个方面学习时应注意的几个方面目目 录录糖代谢糖代谢Metabolism of Carbohydrates第第 四四 章章目目 录录第第 一一 节节

2、 概概 述述Introduction目目 录录糖糖(carbohydrates)由由碳碳、氢氢、氧氧三三种种元元素素组组成成，是是一一类类多多羟羟醛醛或或多多羟羟酮酮及及其其衍生物或多聚物。衍生物或多聚物。一、糖的化学一、糖的化学（一）糖的概念（一）糖的概念（二）糖的分类及其结构（二）糖的分类及其结构单糖、寡糖单糖、寡糖 (29)、多糖、多糖 (10)、结合糖、结合糖目目 录录1.1.单糖单糖 不能再水解的糖不能再水解的糖分类分类举举 例例丙糖丙糖甘油醛、二羟丙酮甘油醛、二羟丙酮丁糖丁糖赤藓糖赤藓糖戊糖戊糖核糖、脱氧核糖、木糖核糖、脱氧核糖、木糖己糖己糖葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖葡萄糖、半乳

3、糖、甘露糖、果糖庚糖庚糖景天糖景天糖目目 录录 核糖（戊醛糖）核糖（戊醛糖）目目 录录半乳糖半乳糖（已醛糖）（已醛糖）葡萄糖葡萄糖（已醛糖）（已醛糖）果糖果糖（已酮糖）（已酮糖）目目 录录2.寡糖寡糖常见的几种二糖有常见的几种二糖有麦芽糖麦芽糖（葡萄糖葡萄糖）（葡萄糖葡萄糖）蔗蔗 糖糖（葡萄糖果糖）（葡萄糖果糖）乳乳 糖糖（葡萄糖半乳糖）（葡萄糖半乳糖）能水解生成几分子单糖的糖。能水解生成几分子单糖的糖。糖苷键糖苷键三糖：三糖：麦芽三糖、棉子糖等麦芽三糖、棉子糖等目目 录录3.多糖多糖 能水解生成多个单糖的糖。能水解生成多个单糖的糖。常见的多糖有常见的多糖有 淀粉淀粉、糖原、纤维素、糖原、纤维

4、素等。等。4.结合糖结合糖 糖与非糖物质的结合物糖与非糖物质的结合物 常见的结合糖有常见的结合糖有糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。目目 录录-1,4 糖苷键糖苷键-1,6 糖苷键糖苷键淀粉淀粉目目 录录糖原-1,4-糖苷键糖苷键-1,6-糖苷键糖苷键目目 录录-1,4-糖苷键糖苷键纤维素目目 录录二、糖的生理功能二、糖的生理功能1.氧化供能氧化供能生理活性物质（生理活性物质（NADNAD、FADFAD、ATPATP等）；信息传等）；信息传递、免疫等；提供合成脂肪、胆固醇、核苷等物递、免疫等；提供合成脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。质的原料。人所需能量的人所需能量的50507070

5、来自糖；葡萄糖和糖原是来自糖；葡萄糖和糖原是体内重要的能源物质。体内重要的能源物质。3.其他生理功能其他生理功能2.参与组成人体组织结构参与组成人体组织结构糖蛋白、糖脂是细胞膜的成分；糖蛋白、蛋白聚糖蛋白、糖脂是细胞膜的成分；糖蛋白、蛋白聚糖参与结缔组织及骨基质的组成；糖参与结缔组织及骨基质的组成；目目 录录二、糖的消化与吸收二、糖的消化与吸收（一）糖的消化（一）糖的消化人人类类食食物物中中的的糖糖主主要要有有植植物物淀淀粉粉、纤纤维维素素、麦麦芽芽糖糖、蔗蔗糖糖、葡葡萄萄糖糖、乳乳糖糖、动物糖原动物糖原等，其中以等，其中以淀粉淀粉为主。为主。消化部位消化部位 主要在小肠，少量在口腔主要在小肠

6、，少量在口腔 糖的来源糖的来源目目 录录淀粉淀粉 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 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 肠粘膜刷状缘肠粘膜刷状缘 消化过程消化过程蔗糖酶、乳糖酶蔗糖酶、乳糖酶 乳糖酶缺乏目目 录录（二）糖的吸收（二）糖的吸收 吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 吸收形式吸收形式 单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）吸收途径吸收途径小肠小肠肠腔肠腔 肠粘膜肠粘膜上皮细胞上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏

7、 体循环体循环各种组织细胞各种组织细胞 葡萄糖葡萄糖转运体转运体Na+依赖型依赖型葡萄糖转运体葡萄糖转运体目目 录录 三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 有氧氧化有氧氧化 无氧无氧 分解分解 H2O+CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸乳酸、氨基酸氨基酸、甘油甘油 糖原糖原 糖原糖原分解分解 糖原糖原合成合成 磷酸戊糖磷酸戊糖途径途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 目目 录录第二节第二节 糖的分解代谢糖的分解代谢 糖的无氧分解糖的无氧分解 （Glycolysis）在在缺氧缺氧条件下，条件下，葡萄糖葡萄糖生成生成乳酸乳酸的过

8、程称的过程称为糖的为糖的无氧分解无氧分解，也称为，也称为糖酵解糖酵解。概念概念 反应部位反应部位器官定位：各种组织器官定位：各种组织细胞定位：胞液细胞定位：胞液目目 录录一、糖无氧分解的反应过程一、糖无氧分解的反应过程 糖酵解分为三个阶段糖酵解分为三个阶段第一阶段第一阶段 葡萄糖葡萄糖 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 第二阶段第二阶段 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸第三阶段第三阶段 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸目目 录录 葡萄糖葡萄糖磷酸化为磷酸化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADPMg2+己糖激酶(葡萄糖激酶）G G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 1,3

9、-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（一）葡萄糖转变为（一）葡萄糖转变为3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛不可逆反应不可逆反应乳酸乳酸目目 录录乳酸乳酸 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸

10、二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 目目 录录 6-磷酸果糖磷酸果糖再磷酸化为再磷酸化为1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+6-6-磷酸果糖激酶-1-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖磷酸果

11、糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖不可逆反应不可逆反应乳酸乳酸目目 录录1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 醛缩酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 乳酸乳酸目目 录录 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮转转变成变成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸丙糖异构酶 Gl

12、uG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 2 23-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 消耗了消耗了 2 2 分子的分子的ATPATP乳酸乳酸目目 录录 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化为氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶GluG-

13、6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 H糖酵解过程唯一的脱氢反应糖酵解过程唯一的脱氢反应（二）丙酮酸的生成（二）丙酮酸的生成1,3-二磷酸甘油酸是高能化合物二磷酸甘油酸是高能化合物 G G=61kJ/mol乳酸乳酸目目 录录 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变成转变成转

14、变成转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 利用代谢底物分子内的高能键，利用代谢底物分子内的高能键，直接使直接使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP，这种产生这种产生ATP的方式称为的方式称为底物底

15、物水平磷酸化水平磷酸化。(substrate level phosphorylation)H可逆反应可逆反应乳酸乳酸目目 录录 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 HH乳酸乳酸目目 录录 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变

16、为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 +H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸H乳酸乳酸目目 录录ADP ATP K+Mg2+丙酮酸激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油

17、酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 不可逆反应不可逆反应底物水平磷酸化底物水平磷酸化乳酸乳酸目目 录录丙酮酸的去路丙酮酸的去路G2丙酮酸丙酮酸进入线粒体进入线粒体继续氧化继续氧化乳酸乳酸有有氧氧缺缺氧氧目目 录录(三三)丙酮酸还原为乳酸丙酮酸还原为乳酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脱氢酶(LDH)NADH+H+NAD+乳酸的去路乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。释放入血，进入肝脏再

18、进一步代谢。分解利用分解利用、糖异生、糖异生GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸乳酸乳酸E1:E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -1 E3:E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径 GG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛

19、磷酸甘油醛 E2E1E31,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 NADH+H+目目 录录果糖果糖己糖激酶己糖激酶 GG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖1-1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖半乳糖激酶半乳糖激酶变位酶变位酶甘露糖甘露糖6-6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖己糖激酶己糖激酶变位酶变位酶其它己糖其它己糖磷酸己糖磷酸己糖酵解途径酵解途径目目 录录关键酶/限速酶1 1、催化、催化不可

20、逆不可逆反应反应2 2、催化的反应速度、催化的反应速度最慢最慢3 3、受、受激素或代谢物激素或代谢物的调节的调节5 5、活性的改变可影响整个反应体系、活性的改变可影响整个反应体系 的的速度和方向速度和方向特点特点4 4、常是催化、常是催化初始反应初始反应的酶的酶概念概念 指决定一个代谢途径指决定一个代谢途径方向和速度方向和速度的酶的酶二、糖酵解的调节二、糖酵解的调节 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 细胞对糖酵解的调控是为了满足细胞对能量及碳细胞对糖酵解的调控是为了满足细胞对能量及碳骨架的需求

21、。骨架的需求。关键酶关键酶所催化的部位是控制代谢反应的有力部位。所催化的部位是控制代谢反应的有力部位。1 1、6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1的调控的调控6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1ATP柠檬酸柠檬酸-AMP、ADP1,6-1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖2,6-2,6-2,6-2,6-双磷酸果糖双磷酸果糖双磷酸果糖双磷酸果糖+P-+胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素6-6-磷酸果糖磷酸果糖2,6-双磷酸果糖双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-26-磷酸果糖磷酸果糖1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖ATP丙氨酸丙氨酸(肝肝)-1,6-1,6-双磷酸果糖双

22、磷酸果糖+2、丙酮酸激酶的调控、丙酮酸激酶的调控丙酮酸激酶丙酮酸激酶 P丙酮酸激酶丙酮酸激酶 有活性有活性有活性有活性无活性无活性无活性无活性胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸3、葡萄糖激酶或己糖激酶的调控、葡萄糖激酶或己糖激酶的调控己糖激酶己糖激酶G-6-P-葡萄糖激酶葡萄糖激酶长链长链脂酰脂酰CoACoA-胰岛素胰岛素目目 录录ATP不足不足饱食饱食ATP充足充足饥饿饥饿糖糖酵酵解解途途径径E1:E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -1 E3:E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳

23、 酸酸 糖酵解的代谢途径 GG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 E2E1E31,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 NADH+H+三、糖酵解的生理意义三、糖酵解的生理意义无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：红细胞代谢活跃的细胞，如：神经细胞、白代谢活跃的细胞，如：神经细胞、白细胞、骨髓、细胞、骨髓、肿瘤细胞肿瘤细胞1.1.最主要的生理意义是缺氧时迅速提供能最

24、主要的生理意义是缺氧时迅速提供能量。量。这对肌肉收缩非常重要。这对肌肉收缩非常重要。2.2.某些组织细胞依赖糖酵解供能。某些组织细胞依赖糖酵解供能。糖酵解代谢小结糖酵解代谢小结1.1.概念：在概念：在缺氧缺氧条件下，葡萄糖生成条件下，葡萄糖生成乳酸乳酸的的过程称为过程称为糖酵解糖酵解。2.2.反应部位：胞浆反应部位：胞浆3.3.三个关键酶催化三步不可逆反应三个关键酶催化三步不可逆反应葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸激酶激酶 4.产能

25、的方式和数量产能的方式和数量方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化净生成净生成ATP数量：数量：从从G开始开始 222=2ATP 从从Gn开始开始 221=3ATP意义意义 缺氧时迅速提供能量；为代谢活跃缺氧时迅速提供能量；为代谢活跃组织提供能量。组织提供能量。糖糖的的有有氧氧氧氧化化是是指指葡葡萄萄糖糖在在有有氧氧条条件件下下，彻彻底氧化成底氧化成CO2和和H2O并产生大量并产生大量能量能量的过程。的过程。器官定位：大多数组织器官定位：大多数组织细胞定位：胞液、线粒体细胞定位：胞液、线粒体 概念概念 反应场所反应场所糖的有氧氧化糖的有氧氧化 （Aerobic Oxidation）G（Gn）

26、丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TAC胞液胞液 线粒体线粒体 一、糖有氧氧化的反应过程一、糖有氧氧化的反应过程 糖糖酵解途径酵解途径 （第一阶段）（第一阶段）丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧 （第二阶段）（第二阶段）三羧酸循环三羧酸循环 及氧化磷酸化及氧化磷酸化 （第三阶段）（第三阶段）丙酮酸丙酮酸 NADH+H+（一）丙酮酸的氧化脱羧（一）丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 COOHC=OCH3丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶复合体复合体 酶酶E1：丙酮

27、酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+辅辅 酶酶 TPP HSCoA、硫辛酸硫辛酸 FAD,NAD+SSL 由由乙乙酰酰辅辅酶酶A A与与草草酰酰乙乙酸酸缩缩合合生生成成含含有有三三个个羧羧基基的的柠柠檬檬酸酸开开始始，经经一一系系列列代代谢谢反反应应，乙乙酰酰基基被被分分解解，而而草草酰酰乙乙酸酸再再生生，这这一一循循环环反反应应过过程程称称为为三三羧羧酸酸循循环环(tricarboxylic acid cycle,TCA循循环环)或或柠柠檬檬酸酸循循环环。TCATCA循循环环是是由由H.A.Kre

28、bsH.A.Krebs提提出出的的，故又称为故又称为Krebs循环循环。各种组织细胞；线粒体各种组织细胞；线粒体（二）三羧酸循环（二）三羧酸循环 概念概念 反应部位反应部位 反应过程反应过程 Hans Adolf Krebs 是是英英籍籍德德 裔裔 生生 物物 化化 学学 家家。1937年年，Krebs在在研研究究乳乳酸酸如如何何代代谢谢成成CO2 和和H2O的的过过程程中中提提出出了了三三羧羧酸酸循循环环。后后经经F.A Lipmann证证实实和和补补充充。这这一一发发现现被被认认为为是是代代谢谢研研究究的的里里程程碑碑。为为此此，1953年年Krebs和和Lipmann共共同同获获得得诺诺

29、贝贝尔医学生理学奖。尔医学生理学奖。H.A.Krebs1900-1981CoASHNAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮酮戊二酸脱戊二酸脱氢氢酶酶复合体复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶NADH+H+乙酰草酰成柠檬乙酰草酰成柠檬柠檬又成柠檬又成-酮酮琥酰琥酸延胡索琥酰琥酸延胡索苹果再促草酰生苹果再促草酰生 草酰乙酸等中间产

30、物起着催化剂的作用；草酰乙酸等中间产物起着催化剂的作用；需要不断补充需要不断补充 草草酰酰乙乙酸酸 柠檬酸柠檬酸 柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸裂解酶裂解酶裂解酶裂解酶 乙酰乙酰CoA 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶羧化酶羧化酶 CO2 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶 NADH+H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸 谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 l消耗一分子乙酰基消耗一分子乙酰基l有四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸有四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。化。l生成生成1分子分子FADH2、3分子分子NAD

31、H+H+、2分子分子CO2、1分子分子GTP。l关键酶有：关键酶有：异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 三羧酸循环要点三羧酸循环要点 三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 是三大营养物质分解的共同途径；是三大营养物质分解的共同途径；是三大营养物质是三大营养物质代谢联系的枢纽代谢联系的枢纽；为氧化磷酸化提供为氧化磷酸化提供NADH+H+和和FADH2；为其它物质代谢提供小分子前体。为其它物质代谢提供小分子前体。NADH+H+和和FADH2经经呼吸链呼吸链传递给传递给O 生生成成H2O 的过程中释放的能量使的过程中释放的能量使ADP磷

32、酸化生成磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5 ATP O H2O、1.5 ATP FADH2 O 二、有氧氧化生成的二、有氧氧化生成的ATP ATP 葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP ATP 反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+21.5或或2 2.5*21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸

33、丙酮酸2 乙酰乙酰CoA2 2.5 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸2 -酮戊二酸酮戊二酸2 2.5 2-酮戊二酸酮戊二酸2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸苹果酸2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+2 2.5 净生成净生成30(或或32)ATP NAD+NAD+NAD+三、糖有氧氧化的生理意义三、糖有氧氧化的生理意义 糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体获取能量的主要方式获取能量的主要方式。1 1个分子葡萄糖经无氧酵解仅净生成个分子葡萄糖经无氧酵解仅净生成2 2个分子个分子ATPATP，而有氧

34、氧化可净生成而有氧氧化可净生成3030或或3232个个ATPATP。在一般生理。在一般生理条件下，许多组织细胞皆从糖的有氧氧化获得能条件下，许多组织细胞皆从糖的有氧氧化获得能量。量。糖的有氧氧化途径与其他物质糖的有氧氧化途径与其他物质代谢联系密切代谢联系密切。三、有氧氧化的调节三、有氧氧化的调节关关键键酶酶 酵解途径：酵解途径：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：柠檬酸合酶柠檬酸合酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶目的是为

35、了适应机体对能量的需求目的是为了适应机体对能量的需求调节方式调节方式 变构调节、共价修饰调节变构调节、共价修饰调节 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 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 苹果酸苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶 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引起产物堆引起抑制抑制后后续续反反应应的的产产物物反反馈馈抑抑制制前前面面反反

36、应中的酶应中的酶其他，如其他，如Ca2+可激活许多酶可激活许多酶 三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节 -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶复合体 +ADP ATP NADH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有氧氧化的调节通过对其关键酶关键酶的调节实现。的调节实现。ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程调节。该比值升比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。高，所有关键酶均被抑制。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，低，NADH、FADH2堆积，则后者速率也减慢。堆积，则后者速率也减慢。糖酵解与糖有氧氧化的比较糖酵解与

37、糖有氧氧化的比较糖酵解糖酵解糖有氧氧化糖有氧氧化部位部位胞液胞液 胞液和线粒体胞液和线粒体反应条件反应条件缺氧缺氧 有氧有氧关键酶关键酶己糖激酶、磷酸果糖激己糖激酶、磷酸果糖激酶酶-1、丙酮酸激酶、丙酮酸激酶糖酵解途径糖酵解途径3个酶、丙酮酸脱个酶、丙酮酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶、酶、-酮戊二酸脱氢酶复合酮戊二酸脱氢酶复合体、柠檬酸合酶体、柠檬酸合酶产物产物乳酸、乳酸、ATPH2O、CO2、ATP能量能量1mol葡萄糖净生成葡萄糖净生成2mol ATP1mol葡萄糖净生成葡萄糖净生成30或或32mol ATP生理意义生理意义迅速供能、某些组织依迅速供能、某些组织依赖

38、糖酵解供能赖糖酵解供能是机体获取能量的主要方式是机体获取能量的主要方式四、巴斯德效应四、巴斯德效应*概念概念*机制机制 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。*意义意义 只消耗少量的糖，即可获得维持生命活只消耗少量的糖，即可获得维持生命活动所需的能量。动所需的能量。有有氧氧时时，NADH+H+进进入入线线粒粒体体氧氧化化，丙丙酮酮酸酸也也进进入入线线粒粒体体氧氧化化而而不不生生成成乳乳酸酸；有有氧氧时时ATP/ADP，可可抑抑制制6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1，从而抑制糖酵解。，从而抑制糖酵解。丙酮酸丙酮酸NADH+H+N

39、AD+乳酸乳酸糖有氧氧化小结糖有氧氧化小结1.1.糖有氧氧化的糖有氧氧化的概念概念2.2.反应反应部位部位3.3.三个阶段的三个阶段的关键酶关键酶4.4.三羧酸循环的三羧酸循环的要点、意义要点、意义5.5.糖有氧氧化的糖有氧氧化的意义意义及及ATPATP的计算的计算比较糖酵解与糖有氧氧化的异同。比较糖酵解与糖有氧氧化的异同。磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径是是指指由由葡葡萄萄糖糖生生成成磷磷酸酸戊戊糖糖及及NADPH+H+，前前者者再再进进一一步步转转变变成成3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛和和6-磷磷酸酸果果糖糖进进入入糖糖酵酵解解途径的反应过程。途径的反应过程。第一阶段第一阶段 氧

40、化反应氧化反应 生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖、NADPH+H+及及CO2 第二阶段第二阶段 一系列基团转移反应一系列基团转移反应 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+NADP+H2O NADP+CO2 NADPH+H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 H HCOCOH HCH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 1.生成磷酸戊糖和生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖磷酸核糖 内酯酶内酯酶5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5)3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C

41、55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C32.基团转移反应基团转移反应 总反应式总反应式 36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+6 NADP+26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+6H+3CO2 限速酶限速酶 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义1 1、为核酸的合成提供、为核酸的合成提供核糖核糖 2 2、提供、提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应作为供氢体参与多种代谢反

42、应NADPH是体内许多是体内许多合成代谢合成代谢的的供氢体供氢体 NADPH参与体内的参与体内的羟化反应羟化反应，与生物合成或生物转，与生物合成或生物转化有关化有关NADPH可维持可维持谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSH）的还原状态的还原状态 2 G-SH G-S-S-GNADP+NADPH+H+A AH2 蚕蚕豆豆病病谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶（GSH）小小 结结掌握磷酸戊糖途径的掌握磷酸戊糖途径的 限速酶限速酶 主要产物主要产物 意义意义第第 三三 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解糖原是动物体内糖原是动物体内糖的储存形式，可迅速被动用。糖的储存形式，可迅速被动用。糖原的糖原的结构特点结构特

43、点储存糖原的主要器官是储存糖原的主要器官是 肝脏和肌肉肝脏和肌肉 肝糖原肝糖原 70 70 100g100g 肌糖原肌糖原 180 180 300g300g糖原是机体能迅速动用的能源储备糖原是机体能迅速动用的能源储备 肝糖原用于肝糖原用于维持血糖水平维持血糖水平 肌糖原主要肌糖原主要供肌肉收缩所需供肌肉收缩所需概概 述述 1.葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-1,4-糖苷糖苷 键键形成长链。形成长链。2.约约1010个葡萄糖单元处形成分个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以枝，分枝处葡萄糖以-1,6-1,6-糖苷键糖苷键连接，连接，分支增加，溶分支增加，溶解度增加。解度增加。3.每条链都终止于

44、一个非还原每条链都终止于一个非还原端。端。非还原端增多，以利于非还原端增多，以利于其被酶分解。其被酶分解。糖原的结构特点糖原的结构特点目目 录录C1C4C4C4C4C4一、糖原的合成代谢一、糖原的合成代谢 （二）合成部位（二）合成部位（一）定义（一）定义糖原的合成糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的过程。指由葡萄糖合成糖原的过程。组织定位：组织定位：肝脏、肌肉肝脏、肌肉、肾等、肾等细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆1.葡萄糖葡萄糖磷酸化生成磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（三）合成过程（三）合成过程 ATP ADPMg2+己糖激酶己糖激酶(葡萄糖激酶葡萄糖激酶）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2.

45、6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖P O CH2OH HOOHH OH H HO H H1-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活性葡萄糖活性葡萄糖+UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成转变成尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG)4.UDPG中的葡萄糖连接到中的葡萄糖连接到糖原引物糖原引物上上尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)糖原引物糖原引物(Gn)糖原合酶糖原合酶UDP糖原糖原(Gn+1)+

46、限速酶限速酶5.5.糖原分支的形成糖原分支的形成 分分 支支 酶酶 -1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-糖苷键糖苷键 目目 录录（四）糖原合成的意义（四）糖原合成的意义储备葡萄糖，备需要时动用。储备葡萄糖，备需要时动用。调节血糖浓度，维持血糖相对稳定。调节血糖浓度，维持血糖相对稳定。二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢 （一）定义（一）定义（二）分解部位（二）分解部位糖原分解糖原分解 习惯上指习惯上指肝糖原肝糖原分解成为葡萄糖分解成为葡萄糖的过程。的过程。胞浆胞浆肝脏肝脏磷酸化酶磷酸化酶 （三）分解过程（三）分解过程 G Gn n G Gn-1n-1+1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1.糖原的磷酸

47、解糖原的磷酸解限速酶限速酶PPPPi脱支酶脱支酶 2.脱支酶的作用脱支酶的作用 磷磷 酸酸 化化 酶酶 转移酶活性转移酶活性 -1,6糖苷糖苷酶活性酶活性 目目 录录 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶变位酶 3.1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 4.6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成水解生成葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（四）糖原分解的意义（四）糖原分解的意义u 肝糖原分解：肝糖原分解：补充血糖，维持血糖相对稳定。补充血糖，维持血糖相对稳定。（对脑、

48、红细胞等非常重要）（对脑、红细胞等非常重要）u 肌糖原分解：肌糖原分解：为肌肉收缩提供能量。为肌肉收缩提供能量。葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝）UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶G-1-P UTP UDPG PPi Gn+1 UDP G-6-P G糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖激酶己糖激酶 Gn Pi 磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶Gn 糖糖原原的的合合成成与与分分解解总总图图ATPADPPi 三、糖原合成与分解的调节三、糖原合成与分解的调节 关键酶关键酶 糖原分解：糖原分解：磷酸化酶磷酸化酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶调节方式调节方式变

49、构调节变构调节 共价修饰共价修饰 糖原磷酸化酶的调节糖原磷酸化酶的调节磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b b磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶a-Pa-P磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 Pi Pi 磷蛋白磷蛋白磷酸酶磷酸酶-1 A激酶激酶(有活性有活性)磷蛋白磷蛋白磷酸酶磷酸酶-1 腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性）激素激素激素激素 (胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素、肾上腺素肾上腺素肾上腺素肾上腺素等等)+受体受体 ATP cAMP A激酶激酶(无活性无活性)葡萄糖葡萄糖AMPATP、6-P-G磷蛋白磷酸酶抑制

50、剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂 Ca2腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性）激素激素(胰高血糖素胰高血糖素、肾上腺素肾上腺素等等)+受体受体 ATP cAMP A激酶激酶(无活性无活性)糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶a a糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶b-Pb-P A激酶激酶(有活性有活性)Pi 磷蛋白磷蛋白磷酸酶磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂 糖原合酶的调节糖原合酶的调节ATP6-P-G+磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶a a