生物化學(xué)——糖代謝

1、本章主要介紹生物體內(nèi)糖的新陳本章主要介紹生物體內(nèi)糖的新陳代謝代謝分解代謝和合成代謝，分解代謝和合成代謝，伴隨物質(zhì)代謝進(jìn)行能量代謝。伴隨物質(zhì)代謝進(jìn)行能量代謝。重重點(diǎn)掌握糖的主要分解代謝途徑點(diǎn)掌握糖的主要分解代謝途徑糖酵解、三羧酸循環(huán)、葡糖異糖酵解、三羧酸循環(huán)、葡糖異生作用；生作用；重點(diǎn)掌握糖原的降解與重點(diǎn)掌握糖原的降解與生物合成；重點(diǎn)掌握糖代謝中的生物合成；重點(diǎn)掌握糖代謝中的調(diào)節(jié)酶。了解戊糖磷酸途徑、乙調(diào)節(jié)酶。了解戊糖磷酸途徑、乙醛酸循環(huán)。醛酸循環(huán)。第八章第八章 糖代謝糖代謝一、糖代謝總論一、糖代謝總論二、糖的分解代謝二、糖的分解代謝（1）糖酵解作用糖酵解作用（2）丙酮酸去路丙酮酸去路 （3）檸

2、檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)（4）戊糖磷酸途徑）戊糖磷酸途徑（5）葡糖異生作用葡糖異生作用（6）乙醛酸途徑）乙醛酸途徑三、葡聚糖（糖原、三、葡聚糖（糖原、淀粉）的代謝淀粉）的代謝（1）糖原的降解糖原的降解（2）糖原的生物合成糖原的生物合成（3）淀粉的水解淀粉的水解（4）淀粉的生）淀粉的生物合成物合成 新陳代謝的概念新陳代謝的概念: :生物體與外界環(huán)境進(jìn)行生物體與外界環(huán)境進(jìn)行物物質(zhì)交換質(zhì)交換和和能量交換能量交換的全過程的全過程. .新陳代謝新陳代謝 合成代謝合成代謝（同化作用）（同化作用） 分解代謝分解代謝（異化作用）（異化作用）生物小分子合成為生物小分子合成為生物大分子生物大分子需要能量需要能量釋放能量

3、釋放能量生物大分子分解為生物大分子分解為生物小分子生物小分子能量能量代謝代謝物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝一、糖代謝總論一、糖代謝總論l糖代謝包括糖代謝包括分解代謝分解代謝和和合成代謝合成代謝。l動物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖動物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖的分解代謝提供的。另方面，糖分解的中間產(chǎn)的分解代謝提供的。另方面，糖分解的中間產(chǎn)物，又為生物體合成其它類型的生物分子，如物，又為生物體合成其它類型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳鏈氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳鏈骨架骨架l植物和某些藻類能夠利用太陽能，將二氧化碳植物和某些藻類能夠利用太陽能，將二氧化碳和水合成

4、糖類化合物，即和水合成糖類化合物，即光合作用光合作用。光合作用。光合作用將太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（主要是糖類化合物），將太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（主要是糖類化合物），是自然界規(guī)模最大的一種能量轉(zhuǎn)換過程是自然界規(guī)模最大的一種能量轉(zhuǎn)換過程糖酵解作用糖酵解作用無氧降解無氧降解.糖酵解概念與反應(yīng)過程糖酵解概念與反應(yīng)過程.糖酵解作用的調(diào)控糖酵解作用的調(diào)控.糖酵解作用的能量計(jì)算糖酵解作用的能量計(jì)算二、糖的分解代謝二、糖的分解代謝糖代謝為生物體提供重要的糖代謝為生物體提供重要的碳源碳源和和能源，能源，糖糖的分解代謝是生物體的的分解代謝是生物體的取能方式取能方式，實(shí)質(zhì)上是，實(shí)質(zhì)上是糖的糖的氧化作用氧化作用.糖酵解糖酵解

5、作用作用(glycolysis)（Embden Meyerhof Parnas EMP）概念與反應(yīng)過程概念與反應(yīng)過程（一）概念：在（一）概念：在無氧無氧的條件下，葡萄糖或的條件下，葡萄糖或糖原分解成糖原分解成丙酮酸丙酮酸，并釋放少量能量的，并釋放少量能量的過程稱為糖的無氧分解。這一過程與酵過程稱為糖的無氧分解。這一過程與酵母菌使糖發(fā)酵的過程相似，又稱為糖酵母菌使糖發(fā)酵的過程相似，又稱為糖酵解，簡稱解，簡稱EMP途徑。途徑。 （二）反應(yīng)部位：（二）反應(yīng)部位：細(xì)胞液（胞漿）細(xì)胞液（胞漿）（三）（三）EMP途徑的生化歷程途徑的生化歷程2個(gè)階段個(gè)階段 EMPEMP途徑的途徑的2 2個(gè)階段個(gè)階段丙酮酸丙

6、酮酸葡萄糖葡萄糖耗能階段耗能階段產(chǎn)能階段產(chǎn)能階段己糖己糖激酶激酶 葡萄糖葡萄糖G 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸G-6-PATPATPATPADPADPP P1.1 葡萄糖磷酸化葡萄糖磷酸化1. 己糖磷酸酯的生成（己糖磷酸酯的生成（G F-1,6-2P ）2. 磷酸丙糖的生成（磷酸丙糖的生成（F-1,6-2P 2GAP）耗能階段耗能階段1. 己糖磷酸酯的生成（己糖磷酸酯的生成（G F-1,6-2P ）己糖己糖/葡萄糖激酶葡萄糖激酶是是EMP途徑中途徑中第一個(gè)調(diào)節(jié)酶第一個(gè)調(diào)節(jié)酶，催化，催化第一個(gè)第一個(gè)ATP磷酸化磷酸化反應(yīng)基本上是反應(yīng)基本上是不可逆不可逆的；這就保證了進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的的；這就保證了進(jìn)入細(xì)

7、胞內(nèi)的G可立可立即被轉(zhuǎn)化為磷酸化形式；不但為即被轉(zhuǎn)化為磷酸化形式；不但為G隨后的裂解活化了隨后的裂解活化了G分子，還分子，還保證了保證了G分子一旦進(jìn)入細(xì)胞就有效地被捕獲，不會再透出胞外。分子一旦進(jìn)入細(xì)胞就有效地被捕獲，不會再透出胞外。1.2 己糖磷酸異構(gòu)化己糖磷酸異構(gòu)化G-6-P F-6-POC H2O HO HO HO HO HHHHHMgOC H2O PO3H2O HO HO HO HHHHH己糖磷酸激酶葡萄糖6磷酸葡萄糖HO H磷酸己糖異構(gòu)酶6-磷酸果糖H2O3POHO HO HC H2O HC H2OH2O3POHO HO HC H2O PO3H2C H2OO HHHO HO HC H

8、2O HC H2OH OO HH磷酸果糖激酶己糖激酶ATPADPMgATPADPATPADPMg果糖1,6-二磷酸果糖己糖磷酸異構(gòu)酶（磷酸葡萄糖異構(gòu)酶）己糖磷酸異構(gòu)酶（磷酸葡萄糖異構(gòu)酶）有絕對的底物專一性和立體專一性。有絕對的底物專一性和立體專一性。P1.3 1,6-二磷酸果糖的生成二磷酸果糖的生成ATPATPADPP果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶是是EMP中中第二個(gè)關(guān)鍵酶第二個(gè)關(guān)鍵酶,并且是并且是最關(guān)最關(guān)鍵鍵的的限速酶限速酶，催化此途徑中的，催化此途徑中的第二個(gè)第二個(gè)ATP磷酸化反磷酸化反應(yīng)應(yīng)；反應(yīng)不可逆反應(yīng)不可逆；此步反應(yīng)是酵解中的關(guān)鍵步驟；此步反應(yīng)是酵解中的關(guān)鍵步驟；糖酵解糖酵解速度速度決定于

9、決定于此酶的活性此酶的活性磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶己糖激酶己糖激酶磷酸己糖磷酸己糖異異 構(gòu)構(gòu) 酶酶葡葡萄萄糖糖果糖果糖6 磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖6磷酸磷酸果糖果糖 1,6二磷酸二磷酸ATP ADPATP磷酸化酶磷酸化酶糖糖 原原葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸磷酸果糖磷酸果糖變變 位位 酶酶ADP己糖激酶己糖激酶果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶ATPATPCHOCH2OPCCHCH2OCOHOPHOHH果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛. 磷酸丙糖的生成。（磷酸丙糖的生成。（F-1,6-2P 2GAP）DHAPGAP2.1 果糖果糖-1,6-二磷酸的裂解二磷酸的裂解

10、2.2 丙糖磷酸的同分異構(gòu)化丙糖磷酸的同分異構(gòu)化相當(dāng)于果糖相當(dāng)于果糖-1,6-二磷酸裂解二磷酸裂解為兩分子的甘油醛為兩分子的甘油醛-3-磷酸。磷酸。 在在丙糖磷酸異構(gòu)酶丙糖磷酸異構(gòu)酶的催化作用下的催化作用下,2個(gè)三碳化合個(gè)三碳化合物之間有同分異構(gòu)的互變物之間有同分異構(gòu)的互變;在正常進(jìn)行的酶解在正常進(jìn)行的酶解系統(tǒng)里系統(tǒng)里,易向生成易向生成GAP的方向轉(zhuǎn)移的方向轉(zhuǎn)移.只有轉(zhuǎn)變成只有轉(zhuǎn)變成GAP才能才能進(jìn)入糖酵解途徑進(jìn)入糖酵解途徑。 丙糖磷酸異構(gòu)酶的催化反應(yīng)是極其迅速的，丙糖磷酸異構(gòu)酶的催化反應(yīng)是極其迅速的，只只要酶與底物分子一旦相互碰撞，反應(yīng)就即刻完要酶與底物分子一旦相互碰撞，反應(yīng)就即刻完成成，因

11、此任何加速丙糖磷酸異構(gòu)酶催化效率的，因此任何加速丙糖磷酸異構(gòu)酶催化效率的措施都不能再提高它的反應(yīng)速度；又由于措施都不能再提高它的反應(yīng)速度；又由于DHAP和和GAP互變異構(gòu)極其迅速互變異構(gòu)極其迅速，因此這兩種，因此這兩種物質(zhì)總是物質(zhì)總是維持在反應(yīng)的平衡狀態(tài)維持在反應(yīng)的平衡狀態(tài)。GAP的氧化的氧化是是EMP中中唯一一次唯一一次遇到的遇到的氧化作用氧化作用，生物，生物體通過此反應(yīng)可以獲得能量，體通過此反應(yīng)可以獲得能量，GAP的醛基氧化為羧基時(shí)，的醛基氧化為羧基時(shí)，同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行脫氫脫氫和和磷酸化磷酸化作用，并引起分子內(nèi)部能量重新作用，并引起分子內(nèi)部能量重新分配，生成高能磷酸化合物分配，生成高能磷酸

12、化合物1,3-BPG ，脫下的氫為脫下的氫為NAD+ 接受。接受。甘油醛甘油醛-3-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶的作用是負(fù)協(xié)同效應(yīng)的作用是負(fù)協(xié)同效應(yīng)3.1 3-磷酸甘油醛氧化為磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOOPP+NAD+Pi+NADH+H+H H3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸產(chǎn)產(chǎn)能能階階段段1,3-BPGGAP. 丙酮酸的生成。（丙酮酸的生成。（2GAP 2Pyr）3.2 高能磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移高能磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移+ ADP+ ATPATP高能磷酸化合物高能磷酸化合物1，3-BPG在在磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶作用作

13、用下，通過下，通過底物水平磷酸化底物水平磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳TP；因?yàn)槊浚灰驗(yàn)槊?mol己糖己糖代謝后生成代謝后生成2mol丙糖丙糖，所以在這個(gè)反應(yīng)及隨后，所以在這個(gè)反應(yīng)及隨后的放能反應(yīng)中有的放能反應(yīng)中有2倍倍ATP產(chǎn)生產(chǎn)生1,3-BPG3-PG3.3 3-磷酸甘油酸異構(gòu)為磷酸甘油酸異構(gòu)為2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸3-PG2-PG3.4 磷酸烯醇式丙酮酸的生成磷酸烯醇式丙酮酸的生成PEP2-PG烯醇化酶烯醇化酶催化催化2-PG在第二和第三碳原子上在第二和第三碳原子上脫下一分脫下一分子水子水；在脫水的化學(xué)反應(yīng)中，；在脫水的化學(xué)反應(yīng)中，2-PG分子內(nèi)部的分子內(nèi)部的能量能量重新分配，重新分配，產(chǎn)生了產(chǎn)

14、生了高能磷酸化合物高能磷酸化合物烯醇丙酮酸烯醇丙酮酸磷酸（磷酸（PEP）3.5 丙酮酸的生成丙酮酸的生成ADPATPATP在在丙酮酸激酶丙酮酸激酶催化下，將催化下，將PEP的的C2上的磷酰基團(tuán)轉(zhuǎn)移到上的磷?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP上形成上形成ATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化；且此反應(yīng)是；且此反應(yīng)是不可不可逆反應(yīng)逆反應(yīng)，是調(diào)節(jié)糖酵解過程的另一重要步驟；所以，是調(diào)節(jié)糖酵解過程的另一重要步驟；所以，丙丙酮酸激酶酮酸激酶是是EMP途徑中的另一個(gè)途徑中的另一個(gè)調(diào)節(jié)限速酶調(diào)節(jié)限速酶。自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)烯醇丙酮酸極不穩(wěn)定烯醇丙酮酸極不穩(wěn)定,很容易很容易自動自動變?yōu)樽優(yōu)楸容^穩(wěn)定的丙酮酸比較穩(wěn)定的丙酮酸,且且不需酶催化

15、不需酶催化.Pyr2ATP2ATP3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛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丙丙酮酮酸酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶2ADP烯醇化酶烯醇化酶磷酸甘油磷酸甘油酸變位酶酸變位酶磷酸甘油磷酸甘油酸酸 激激 酶酶磷酸甘油磷酸甘油酸脫氫酸脫氫 酶酶NAD+PiNADH+H+2ATP2ADP2ATP.糖酵解（糖酵解（EMP）的調(diào)控）的調(diào)控 EMP途徑中反應(yīng)速度主要受過程中催化途徑中反應(yīng)速度主要受過程中催化不不可逆反應(yīng)的可逆反應(yīng)的3種酶活性種酶活性的調(diào)控的調(diào)控 果糖磷酸激酶果糖磷

16、酸激酶是最關(guān)鍵的限速酶：是最關(guān)鍵的限速酶： 果糖果糖-6-6-磷酸磷酸 果糖果糖-1-1，6-6-二磷酸二磷酸 己糖己糖/ /葡糖激酶葡糖激酶活性的調(diào)控：活性的調(diào)控： 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶活性的調(diào)控：活性的調(diào)控： 烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸磷酸 丙酮酸丙酮酸. 糖酵解的能量計(jì)算糖酵解的能量計(jì)算總反應(yīng)式總反應(yīng)式: G+2NAD+2ADP+2Pi 2丙酮酸丙酮酸+2NADH+2H +2ATP +2H2O整個(gè)過程無氧參加；三個(gè)調(diào)速酶；一次脫氫，輔整個(gè)過程無氧參加；三個(gè)調(diào)速酶；一次脫氫，輔酶為酶為NAD，生成，生成NADHH從葡萄糖開始凈生成從葡萄糖開始凈生

17、成2分子分子ATP從糖原開始凈生成從糖原開始凈生成3分子分子ATPEMP途徑中能量計(jì)途徑中能量計(jì)算：見算：見p80表表22-11mol葡萄糖葡萄糖/糖原糖原經(jīng)經(jīng)無氧酵解無氧酵解成成2mol丙酮酸，產(chǎn)生丙酮酸，產(chǎn)生？molATP1mol葡萄糖葡萄糖 /糖原糖原經(jīng)經(jīng)有氧酵解有氧酵解成成2mol丙酮酸，產(chǎn)生丙酮酸，產(chǎn)生？molATP丙酮酸的去路丙酮酸的去路葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)（有氧或無氧）（有氧或無氧）丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA糖酵解途徑糖酵解途徑檸檬酸檸檬酸/三三羧酸循環(huán)羧酸循環(huán)（有氧或無氧）（有氧或無氧）（有氧

18、）（有氧）（無氧）（無氧）胞液胞液線粒體線粒體COOH C=OCH3生成乳酸生成乳酸+ NADH + H+ 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶COOH CHOHCH3+ NAD+PyrLac在前面反應(yīng)的在前面反應(yīng)的甘油醛甘油醛-3-3-磷酸脫氫時(shí)磷酸脫氫時(shí),NAD,NAD+ +被還原成被還原成NADH+HNADH+H+ +；在此反應(yīng)中，；在此反應(yīng)中，NADH+HNADH+H+ +重新被氧化重新被氧化，以保，以保證輔酶的周轉(zhuǎn)；即在證輔酶的周轉(zhuǎn)；即在無氧無氧條件下，條件下，NADNAD+ +的再生的再生是由是由LDHLDH催化丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸的反應(yīng)催化丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸的反應(yīng)來完成的；來完成的；乳酸乳酸是是EMP

19、EMP途徑途徑的的最終產(chǎn)物最終產(chǎn)物。糖的無氧降解及糖的無氧降解及厭氧發(fā)酵總圖厭氧發(fā)酵總圖生成乙醇生成乙醇COOH C=OCH3丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶CHOCH3+ CO2CH2OHCH3+ NADH + H+ 乙醇脫氫酶乙醇脫氫酶CHOCH3+ NAD+丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸的氧化脫羧乙酰乙酰CoA的生成的生成 糖酵解生成的糖酵解生成的PyrPyr可穿過線粒體膜進(jìn)入線粒體基可穿過線粒體膜進(jìn)入線粒體基質(zhì)，在丙酮酸脫氫酶系的催化下，生成乙酰輔質(zhì)，在丙酮酸脫氫酶系的催化下，生成乙酰輔酶酶A A。細(xì)胞呼吸最早釋放的細(xì)胞呼吸最早釋放的CO2CO2 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體: :位于線粒體內(nèi)

20、位于線粒體內(nèi)膜上，原核細(xì)胞則在胞液中膜上，原核細(xì)胞則在胞液中丙酮酸脫氫酶復(fù)合體包括丙酮酸脫氫酶復(fù)合體包括3種酶和種酶和6種輔因子種輔因子E.coli丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系/復(fù)合體：復(fù)合體： 分子量：分子量：4.5106，直徑，直徑45nm，比核糖體稍大。，比核糖體稍大。 酶酶 輔酶輔酶 每個(gè)復(fù)合物亞基數(shù)每個(gè)復(fù)合物亞基數(shù) 丙酮酸脫氫酶（丙酮酸脫氫酶（E1） TPP 24 二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶（二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶（E2） 硫辛酸、硫辛酸、CoA 24 二氫硫辛酸脫氫酶（二氫硫辛酸脫氫酶（E3） FAD、NAD+ 12 此外，還需要此外，還需要CoA、Mg2+作為輔因子作為輔因子丙酮酸脫丙酮

21、酸脫氫酶氫酶二氫硫辛二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)酸乙酰轉(zhuǎn)移酶移酶二氫硫辛二氫硫辛酸脫氫酶酸脫氫酶糖的無氧氧化與有氧氧化的關(guān)系糖的無氧氧化與有氧氧化的關(guān)系 葡萄糖葡萄糖（或糖原、淀粉）（或糖原、淀粉）丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙酰輔酶乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)CO2+H2O線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)細(xì)胞液細(xì)胞液檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)有氧氧化有氧氧化.TCA.TCA概念與反應(yīng)過程概念與反應(yīng)過程.TCA.TCA作用特點(diǎn)、意義與調(diào)控作用特點(diǎn)、意義與調(diào)控.TCA.TCA作用的能量計(jì)算作用的能量計(jì)算檸檬酸檸檬酸/三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán):反應(yīng)從反應(yīng)從乙酰乙酰輔酶輔酶A與草酰乙酸縮合成含有與草酰乙酸縮合成含有三三

22、個(gè)羧基個(gè)羧基的的檸檬酸檸檬酸開始，所以開始，所以稱為稱為檸檬酸循環(huán)，又稱為檸檬酸循環(huán)，又稱為TCA循環(huán)或循環(huán)或Krebs循環(huán)循環(huán) OCH3-C-SCoACoASHNADH +CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP 草酰乙酸草酰乙酸 再生階段再生階段 檸檬酸的檸檬酸的生成階段生成階段 氧化脫氧化脫 羧階段羧階段檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+ 檸檬酸檸檬酸/ /三羧酸循三羧酸循環(huán)環(huán)TCATCATCA第一階段：檸檬酸生成第一階段：檸檬酸生成H2O草酰乙

23、酸草酰乙酸 OCH3-C-SCoACoASHH2O檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶烏頭酸酶烏頭酸酶CH3 CSCoA+OOCCOOHCH2COOH檸檬酸檸檬酸合成酶合成酶HOCCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2O檸檬酸檸檬酸合酶合酶乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸HSCoA（1）縮）縮 合合 反反 應(yīng)應(yīng)H2O檸檬酸合酶檸檬酸合酶是是TCA關(guān)鍵的關(guān)鍵的第一個(gè)限速酶第一個(gè)限速酶。其活性受。其活性受ATP、NADH、琥珀酰、琥珀酰CoA的抑制；草酰乙酸和乙酰的抑制；草酰乙酸和乙酰CoA的濃度的濃度較高時(shí)，可激活該酶的活性。較高時(shí)，可激活該酶的活性。氟乙酸氟乙酸氟乙酰氟乙酰CoA草酰

24、乙酸草酰乙酸氟檸檬酸氟檸檬酸殺蟲劑殺蟲劑乙酰乙酰CoA和和草酰乙酸草酰乙酸縮合縮合然后再然后再水解水解成一分子成一分子檸檬酸檸檬酸（2）檸檬酸異構(gòu)化為異檸檬酸）檸檬酸異構(gòu)化為異檸檬酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O烏頭酸酶烏頭酸酶烏頭酸酶烏頭酸酶HOHH2OHOHH2O檸檬酸檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸異檸檬酸異檸檬酸 TCA第二階段：氧化脫羧第二階段：氧化脫羧CO2GDPPiGTPNAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+CoASH異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶CO2 酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶脫

25、氫酶琥珀酸琥珀酸硫激酶硫激酶HOH（3）異檸檬酸氧化生成）異檸檬酸氧化生成-酮戊二酸酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO異檸檬酸異檸檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶CO2CO2草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶是是第二個(gè)限速酶第二個(gè)限速酶,這是三羧酸循環(huán)這是三羧酸循環(huán)的的第一次氧化脫羧第一次氧化脫羧反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生NADH和和CO2。此次此次反應(yīng)是反應(yīng)是TCA的一的一分界點(diǎn)分界點(diǎn)，在此之前都是三羧酸的，在此之前都是三羧酸的轉(zhuǎn)化，在此之后則是二

26、羧酸的轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化，在此之后則是二羧酸的轉(zhuǎn)化。異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶HH（4）-酮戊二酸氧化脫羧反應(yīng)酮戊二酸氧化脫羧反應(yīng)CH2CCOOHCH2COOHO-酮戊二酸酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACOSCoA琥珀酰琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體COOCO2H HHH- -酮戊二酸脫氫酶（復(fù)合體）系酮戊二酸脫氫酶（復(fù)合體）系是是TCATCA途徑中的途徑中的第三個(gè)限速酶第三個(gè)限速酶，需，需TPPTPP、硫辛、硫辛酸、酸、FADFAD、MgMg2+2+參加，與丙酮酸脫氫

27、酶系參加，與丙酮酸脫氫酶系相似；相似；此反應(yīng)此反應(yīng)不可逆不可逆，氧化釋放的能量既可驅(qū)，氧化釋放的能量既可驅(qū)使使NAD+還原，又可產(chǎn)生還原，又可產(chǎn)生高能化合物琥高能化合物琥珀酰輔酶珀酰輔酶A，是，是TCA途徑中的途徑中的第二次氧第二次氧化脫羧化脫羧，又產(chǎn)生，又產(chǎn)生NADH和和CO2；- -酮戊二酸酮戊二酸的的前后前后各脫下一分子各脫下一分子COCO2 2。（5）琥珀酸的生成）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCOSCoA琥珀酰琥珀酰CoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶GTP + ADPATPGTP琥珀酰琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶

28、在琥珀酸硫激酶/琥珀酰琥珀酰CoA合成酶催化合成酶催化下，轉(zhuǎn)移其下，轉(zhuǎn)移其硫酯鍵硫酯鍵至至GDP生成生成GTP，同時(shí)生成琥珀，同時(shí)生成琥珀酸，需酸，需Mg2+；所以此反應(yīng)是；所以此反應(yīng)是TCA途徑中途徑中唯一直接產(chǎn)唯一直接產(chǎn)生生ATP的反應(yīng)的反應(yīng)底物水平磷酸化底物水平磷酸化。TCA第三階段：草酰乙酸再生第三階段：草酰乙酸再生FAD FADH2H2ONAD+NADH+H+草酰乙酸草酰乙酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶HH（6）延胡索酸的生成）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸琥珀酸+ FADCHCOOHCHCOOHHHHH+ FADH2H2延胡索酸

29、延胡索酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶是是TCA途徑中的途徑中的第三次氧化第三次氧化，產(chǎn)生，產(chǎn)生FADH2。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的強(qiáng)抑制劑。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的強(qiáng)抑制劑。HOHH2O（7）蘋果酸的生成）蘋果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸蘋果酸+這是一個(gè)加水反應(yīng)，該酶具有嚴(yán)格這是一個(gè)加水反應(yīng)，該酶具有嚴(yán)格的立體專一性，只產(chǎn)生的立體專一性，只產(chǎn)生L蘋果酸蘋果酸（8）草酰乙酸的再生）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH蘋果酸蘋果酸OCCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶

30、HOHH H此反應(yīng)是此反應(yīng)是TCA途徑中的途徑中的第四次氧化第四次氧化，產(chǎn)生，產(chǎn)生NADH和和H+至此，又重新生成至此，又重新生成了了草酰乙酸草酰乙酸；因此，；因此，TCA循環(huán)完循環(huán)完成一周。成一周。檸檬檸檬 酸酸草酰乙酸草酰乙酸 乙酰CoACoAH2O琥珀酰琥珀酰CoA 異檸檬酸異檸檬酸 NAD+NADH+H+CO2延胡索酸延胡索酸 蘋果酸蘋果酸 FADFADH2H2OCO2NAD+NADH+H+三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)琥珀酸琥珀酸 GDPGTPATPNADH+H+NAD+-酮戊二酮戊二 酸酸CO2CO2H HH HH2H HATPTCA的總反應(yīng)式：的總反應(yīng)式：CH3COSCoA + 2H2O

31、+ 3NAD+ + FAD + ADP + Pi2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + CoASH + ATPTCATCA的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：TCATCA一周，一周，消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoACoA（2C2C化合物）化合物）；其中的三羧酸，二羧酸并不因參加循環(huán)而有所增其中的三羧酸，二羧酸并不因參加循環(huán)而有所增減；因此，在理論上，這些羧酸只要微量，就可減；因此，在理論上，這些羧酸只要微量，就可不息地循環(huán)，促使乙酰不息地循環(huán)，促使乙酰CoACoA氧化；氧化；：TCA的多個(gè)反應(yīng)是可逆的，但由于的多個(gè)反應(yīng)是可逆的，但由于檸檬酸的合成檸檬酸的合成及及- -酮戊二酸的氧化脫羧酮戊二酸

32、的氧化脫羧是是不可逆不可逆的，故此循環(huán)是的，故此循環(huán)是單方向進(jìn)行單方向進(jìn)行的，的，在細(xì)胞的在細(xì)胞的線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)進(jìn)行；進(jìn)行；丙酮酸丙酮酸所含的所含的3 3個(gè)個(gè)C C被被氧化氧化成成3CO3CO2 2：第一個(gè)第一個(gè)COCO2 2是在是在形成乙形成乙酰酰CoACoA時(shí)產(chǎn)生的；時(shí)產(chǎn)生的；第第2 2個(gè)個(gè)COCO2 2是在是在生成生成- -酮戊二酸酮戊二酸時(shí)產(chǎn)生的；時(shí)產(chǎn)生的；第第3 3個(gè)個(gè)COCO2 2是在生成是在生成琥珀酰琥珀酰CoACoA時(shí)產(chǎn)生的；時(shí)產(chǎn)生的；丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)及及TCATCA中的第中的第3 3、4 4、6 6、8 8步反應(yīng)步反應(yīng)各各脫下一對氫原子，其中脫下一對氫原

33、子，其中丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)及丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)及TCA中的第中的第3、4、8步反應(yīng)步反應(yīng)交給交給NADNAD+ +產(chǎn)生產(chǎn)生4 4次次NADHNADH和和H H+ +； TCA中的中的第第6步反應(yīng)步反應(yīng)交給交給FAD產(chǎn)生產(chǎn)生1次次FADH2；它們分別經(jīng)它們分別經(jīng)呼吸鏈呼吸鏈交給交給氧氧而生成而生成水水同時(shí)同時(shí)產(chǎn)生產(chǎn)生ATP；TCATCA中的中的第第6 6步反應(yīng)步反應(yīng)是是底物磷酸化底物磷酸化產(chǎn)生產(chǎn)生ATPATP。TCATCA的的雙重作用雙重作用（分解代謝和合成代謝）（分解代謝和合成代謝）p110p110。TCA的生物學(xué)意義：的生物學(xué)意義：1. 是生物利用糖或其他物質(zhì)是生物利用糖或其他物質(zhì)氧化而氧化

34、而獲得能量獲得能量的的最有效方式最有效方式。2. 是三大有機(jī)物質(zhì)（糖類、脂類、蛋是三大有機(jī)物質(zhì)（糖類、脂類、蛋白質(zhì)）轉(zhuǎn)化的白質(zhì)）轉(zhuǎn)化的樞紐樞紐。3. 提供多種化合物的提供多種化合物的碳骨架碳骨架。TCA的代謝調(diào)節(jié)：的代謝調(diào)節(jié)：受受檸檬酸合酶檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶和和-酮戊酮戊二酸脫氫酶系二酸脫氫酶系3種酶活性的調(diào)控。種酶活性的調(diào)控。具體見具體見p109圖圖23-13 -酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸檸檬酸檸檬酸琥珀酰琥珀酰CoATyrGlnHisProGluIleMetSerThrValPheTyr 葡萄糖葡萄糖磷酸烯醇型丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸 丙酮酸丙酮酸

35、乙酰乙酰CoAAsnAsu脂肪酸脂肪酸酮體酮體三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)糖類、蛋白質(zhì)、脂類通過糖類、蛋白質(zhì)、脂類通過TCA的聯(lián)系示意的聯(lián)系示意圖圖檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸(順烏頭酸順烏頭酸) -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoAH2OSHCoAH2OH2ONADH + H+CO2GDP + PiGTP琥珀酸琥珀酸NADH + H+CO2SHCoASHCoAFADH2H2ONADH+ H+三羧酸循環(huán)能量能量“現(xiàn)金現(xiàn)金” : 1 GTP 能量能量“支票支票”: 3 NADH 1 FADH2兌換率兌換率 1：2.59ATP兌換率兌換率 1：1.

36、52ATP1ATP10ATP三羧酸循環(huán)的能量計(jì)量三羧酸循環(huán)的能量計(jì)量葡萄糖的有氧氧化包括葡萄糖的有氧氧化包括四個(gè)四個(gè)階段：階段： 糖酵解產(chǎn)生丙酮酸糖酵解產(chǎn)生丙酮酸（2丙酮酸、丙酮酸、 2ATP、2NADH） 丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA、NADH 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)（2CO2、H2O、GTP、3NADH、FADH2） 呼吸鏈氧化磷酸化呼吸鏈氧化磷酸化（NADH、FADH2-ATP） 原核生物：原核生物：階段在胞質(zhì)中階段在胞質(zhì)中 真核生物：在胞質(zhì)中，真核生物：在胞質(zhì)中，在線粒體中在線粒體中葡萄糖徹底氧化生成葡萄糖徹底氧化生成ATP的數(shù)目的數(shù)目-p142表表24-5糖有氧分

37、解的能量變化：糖有氧分解的能量變化：C6H12O6 + 6H2O + 10NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4Pi6CO2 + 10NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP1molG CO2 + H2O 產(chǎn)生產(chǎn)生？molATP32/30mol1molG CO2 + H2O 產(chǎn)生產(chǎn)生？molATP33/31mol戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑糖代謝的第糖代謝的第2條重要途徑條重要途徑.戊糖磷酸途徑的概念戊糖磷酸途徑的概念.戊糖磷酸途徑的反應(yīng)過程戊糖磷酸途徑的反應(yīng)過程.戊糖磷酸途徑特點(diǎn)與生物學(xué)意義戊糖磷酸途徑特點(diǎn)與生物學(xué)意義戊糖磷酸途徑（戊糖磷酸途徑（PPP）/己糖單磷酸途徑己糖單

38、磷酸途徑（HMP） 概念：從概念：從葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸開始，不經(jīng)糖酵開始，不經(jīng)糖酵解和檸檬酸循環(huán)，直接將其脫氫脫羧分解和檸檬酸循環(huán)，直接將其脫氫脫羧分解為解為磷酸戊糖磷酸戊糖，磷酸戊糖分子再經(jīng)重排，磷酸戊糖分子再經(jīng)重排最終又生成最終又生成6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖的過程的過程(簡稱簡稱HMP途徑途徑)。由于此途徑是以葡糖。由于此途徑是以葡糖-6-磷磷酸酸（G-6-P）開始的，故又稱為開始的，故又稱為己糖磷己糖磷酸途徑酸途徑；作用部位在；作用部位在細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)?？煞譃閮蓚€(gè)階段可分為兩個(gè)階段 第一階段第一階段 氧化階段氧化階段 ： 由由葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸直接直接脫氫脫氫脫羧脫羧生成生成

39、磷酸戊糖磷酸戊糖;第二階段第二階段 非氧化階段非氧化階段： 磷酸戊糖磷酸戊糖分子再經(jīng)重排最終分子再經(jīng)重排最終 又生成又生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸。戊糖磷酸途徑反應(yīng)過程戊糖磷酸途徑反應(yīng)過程葡糖葡糖-6-磷酸磷酸葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶葡糖葡糖-6-磷酸內(nèi)酯磷酸內(nèi)酯內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶葡糖酸葡糖酸-6-磷酸磷酸葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶（脫羧氧化）（脫羧氧化）核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸氧氧化化階階段段核糖核糖-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸限速反應(yīng)，調(diào)速酶限速反應(yīng)，調(diào)速酶戊糖磷酸途徑的調(diào)節(jié)戊糖磷酸途徑的調(diào)節(jié) 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶是是HMP的的限速酶限速酶，其

40、，其活性決定葡萄糖活性決定葡萄糖-6-磷酸進(jìn)入此途徑的流量，磷酸進(jìn)入此途徑的流量，此酶活性主要受此酶活性主要受NADP+/NADPH比例比例的調(diào)的調(diào)節(jié)，節(jié)， NADP+濃度稍高于濃度稍高于NADPH即激活即激活此此途徑，此酶尤其受途徑，此酶尤其受NADPH 強(qiáng)烈抑制強(qiáng)烈抑制核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖木酮糖 核糖核糖木酮糖木酮糖木酮糖木酮糖木酮糖木酮糖 核糖核糖C3PC7PC2C4PC3C6PC2C3PC6PC3PC6PC7PC4PC6PC2C3PC6PC2C3非氧化階段：非氧化階段：戊糖磷酸分子重排產(chǎn)生葡萄糖戊糖磷酸分子重排產(chǎn)生葡萄糖-6-磷

41、酸和甘油醛磷酸和甘油醛-3-磷酸磷酸戊糖磷酸途徑的主要特點(diǎn)：戊糖磷酸途徑的主要特點(diǎn)：1 1、是葡萄糖、是葡萄糖-6-6-磷酸磷酸直接脫氫脫羧直接脫氫脫羧, ,不必經(jīng)不必經(jīng) 過過EMP,EMP,也不必經(jīng)過也不必經(jīng)過TCATCA；2 2、在整個(gè)反應(yīng)中、在整個(gè)反應(yīng)中, ,脫氫酶的輔酶為脫氫酶的輔酶為NADPNADP+ +而而不是不是NADNAD+ +；3 3、反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)、反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn) 移反應(yīng)，經(jīng)過了移反應(yīng)，經(jīng)過了3 3、4 4、5 5、6 6、7 7碳糖的演變碳糖的演變過程，重新生成己糖過程，重新生成己糖-6-6-磷酸。磷酸。HMP的生物學(xué)意義：的生物學(xué)

42、意義：HMP途徑的酶類已在許多動植物材料中發(fā)現(xiàn)，說明此途途徑的酶類已在許多動植物材料中發(fā)現(xiàn)，說明此途徑也是徑也是普遍存在普遍存在的糖代謝方式，在不同的組織或器官中它所的糖代謝方式，在不同的組織或器官中它所占的比重不同；占的比重不同；：最重要的是：最重要的是HMP途徑進(jìn)行糖分解生成途徑進(jìn)行糖分解生成還原輔酶還原輔酶（NADPHNADPH），），可以供給組織中可以供給組織中合成代謝合成代謝的需要，如的需要，如脂肪酸長脂肪酸長鏈鏈的生物合成，固醇類化合物的生物合成；的生物合成，固醇類化合物的生物合成；： HMP途徑產(chǎn)生的途徑產(chǎn)生的核糖核糖-5-磷酸磷酸，是，是核酸生物合成核酸生物合成的必需的必需原料

43、，并且核酸中核糖的分解代謝也可通過此途徑進(jìn)行；原料，并且核酸中核糖的分解代謝也可通過此途徑進(jìn)行；： HMP途徑產(chǎn)生的途徑產(chǎn)生的甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸是糖分解的三種途徑是糖分解的三種途徑（EMP、TCA、HMP）的樞紐點(diǎn)）的樞紐點(diǎn)；從甘油醛；從甘油醛-3-磷酸可進(jìn)入磷酸可進(jìn)入不同的糖分解途徑，這種多樣性可以認(rèn)為是從物質(zhì)代謝上表不同的糖分解途徑，這種多樣性可以認(rèn)為是從物質(zhì)代謝上表現(xiàn)生物對環(huán)境的適應(yīng)性。現(xiàn)生物對環(huán)境的適應(yīng)性。（一）定義：由（一）定義：由非糖物質(zhì)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟瞧咸烟腔蛱窃蛱窃倪^程的過程, ,稱為稱為( (葡葡) )糖異生作用。糖異生作用。 （二）（二）( (葡葡)

44、)糖異生的部位：主要在糖異生的部位：主要在肝臟肝臟，其次是腎臟其次是腎臟, ,主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體及線粒體（三）葡糖異生的歷程：（三）葡糖異生的歷程：大部分大部分/ /非全部非全部是是糖酵解糖酵解的逆過程。的逆過程。 (葡葡) 糖糖 異異 生生 作作 用用 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1，6-二磷酸二磷酸甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮磷酸2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖磷酸果糖磷酸激酶激酶果糖果糖-1,6-二二磷酸磷酸(磷酸磷酸酯酯)酶酶

45、丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸(磷酸酯磷酸酯)酶酶葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸2 草酰乙酸草酰乙酸PEP羧激酶羧激酶糖糖酵酵解解與與糖糖異異生生的的關(guān)關(guān)系系圖圖糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一PEP羧激酶羧激酶 （胞液）（胞液）ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（輔酶生物素）（輔酶生物素）（線粒體基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)）P磷酸烯醇式丙酮磷酸烯醇式丙酮酸（酸（PEP）GTPGDP丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸CO2CO2糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二果糖果糖-1,6-二磷酸酶二磷酸酶+ H2O+ Pi果糖果糖-1,6-二

46、磷酸二磷酸PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH果糖果糖-6-磷酸磷酸POH2COHOOHHHH糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三+ H2O+Pi葡萄糖葡萄糖6-磷酸酶磷酸酶P葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸H葡萄糖葡萄糖腦和肌肉中不存在葡萄糖腦和肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，因此腦和肌肉細(xì)胞磷酸酶，因此腦和肌肉細(xì)胞不能利用葡萄糖不能利用葡萄糖-6-磷酸形成磷酸形成葡萄糖。葡萄糖。糖異生的生理意義糖異生的生理意義l肝、腸和腎細(xì)胞由葡萄糖肝、腸和腎細(xì)胞由葡萄糖-6-6-磷磷酸形成葡萄糖進(jìn)入血液，對保證酸形成葡萄糖進(jìn)入血液，對保證在饑餓狀態(tài)下大腦血糖濃度的相在饑餓狀態(tài)下大腦血

47、糖濃度的相對恒定具有重要意義對恒定具有重要意義l是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲備的重要是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲備的重要途徑途徑糖異生的調(diào)節(jié)糖異生的調(diào)節(jié)l糖異生和糖酵解這兩個(gè)途徑的糖異生和糖酵解這兩個(gè)途徑的調(diào)節(jié)酶，調(diào)節(jié)酶，如如胰高血糖素胰高血糖素和和胰島素，胰高血糖素胰島素，胰高血糖素/ /胰胰島素比例高可誘導(dǎo)促進(jìn)糖異生島素比例高可誘導(dǎo)促進(jìn)糖異生l代謝物代謝物對糖異生的調(diào)節(jié)：對糖異生的調(diào)節(jié)：糖異生主要原糖異生主要原料料（甘油、乳酸、氨基酸甘油、乳酸、氨基酸）濃度增加促濃度增加促進(jìn)糖異生；進(jìn)糖異生；乙酰乙酰CoACoA決定決定PyrPyr的代謝方向，的代謝方向，其濃度增加可加速其濃度增加可加速PyrPyr進(jìn)行糖

48、異生進(jìn)行糖異生乙醛酸途徑乙醛酸途徑/循環(huán)（循環(huán)（GAC）TCA的支路的支路.乙醛酸途徑的概念乙醛酸途徑的概念.乙醛酸途徑的反應(yīng)過程乙醛酸途徑的反應(yīng)過程.乙醛酸途徑特點(diǎn)與生物學(xué)意義乙醛酸途徑特點(diǎn)與生物學(xué)意義許多許多微生物微生物與與植物植物能夠利用能夠利用乙酸乙酸（乙酰（乙酰CoACoA）作為唯一的碳源，并能作為唯一的碳源，并能利用它建造自己的機(jī)體；此途徑以利用它建造自己的機(jī)體；此途徑以乙醛酸乙醛酸為中間代謝物，故稱乙醛酸為中間代謝物，故稱乙醛酸循環(huán)，并能和循環(huán)，并能和TCATCA循環(huán)相聯(lián)系循環(huán)相聯(lián)系。乙醛酸途徑乙醛酸途徑/循環(huán)的概念循環(huán)的概念CoASH檸檬酸合酶檸檬酸合酶烏頭酸烏頭酸酶酶NAD

49、+NADH蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶草酰乙酸草酰乙酸 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOOCOO- -CH2CH2CH2CH2COOCOO- -琥珀酸琥珀酸異檸檬酸異檸檬酸裂解酶裂解酶蘋果酸蘋果酸合酶合酶 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸NAD+草酰乙酸草酰乙酸乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程乙醛酸循環(huán)中的兩個(gè)特殊的酶：乙醛酸循環(huán)中的兩個(gè)特殊的酶：異檸檬酸裂解酶：異檸檬酸裂解酶：異檸檬酸異檸檬酸琥珀酸琥珀酸+乙醛酸乙醛酸蘋果酸合酶：蘋果酸合酶：乙醛酸乙醛酸+乙酰乙酰CoA+H2O蘋果酸蘋果酸+HS-CoA OCH3-C-SCoACoASH 乙乙 醛醛 酸酸 循循 環(huán)環(huán)

50、 和和 三三 羧羧 酸酸 循循 環(huán)環(huán) 反反 應(yīng)應(yīng) 歷歷 程程 的的 比比 較較檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸 OCH3-C-SCoATCA循環(huán)循環(huán)乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)的的特點(diǎn)乙醛酸循環(huán)的的特點(diǎn)l只存在于植物（種子）和微生物中；只存在于植物（種子）和微生物中；l其實(shí)質(zhì)是使其實(shí)質(zhì)是使乙酰乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岵蒗Ｒ宜?，從而進(jìn)從而進(jìn)入入TCA或或異生成葡萄糖異生成葡萄糖；l關(guān)鍵酶是關(guān)鍵酶是異檸檬酸裂解酶異檸檬酸裂解酶和和蘋果酸合酶。蘋果酸合酶。乙醛酸循環(huán)的生

51、物學(xué)意義乙醛酸循環(huán)的生物學(xué)意義l植物種子萌發(fā)時(shí)將貯存的植物種子萌發(fā)時(shí)將貯存的三酰甘油三酰甘油/脂肪脂肪通通過過乙酰乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟瞧咸烟嵌┠?！而供能！三、糖原的分解和生物合成三、糖原的分解和生物合成葡聚糖葡聚?淀粉和糖原淀粉和糖原)的代謝的代謝.糖原的降解糖原的降解.糖原的生物合成糖原的生物合成.淀粉的水解淀粉的水解.淀粉的生物合成淀粉的生物合成糖糖 原原 的的 降降 解解l定義：糖原分解主要是指定義：糖原分解主要是指肝糖原肝糖原分分解為解為葡萄糖葡萄糖的過程的過程l反應(yīng)部位：胞漿和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面反應(yīng)部位：胞漿和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面l糖原降解過程需要糖原降解過程需要3種酶種酶:l磷酸化酶

52、磷酸化酶 脫支酶脫支酶 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n +n +葡萄糖葡萄糖-1- 1-磷酸磷酸1. 1.糖原的磷酸解糖原的磷酸解:只作用于只作用于-1,4糖苷糖苷 p178糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 限速酶限速酶 脫支酶脫支酶 (debranching enzyme)2. 脫支酶（脫支酶（雙重雙重功能酶功能酶）的作用）的作用 轉(zhuǎn)移葡萄糖殘轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基基糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移酶水解水解 -1,6-糖苷糖苷鍵鍵糖原脫支酶糖原脫支酶 磷磷 酸酸 化化 酶酶 轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)移酶活性 -1,6糖苷糖苷酶活性酶活性 非還原端非還原端+G-1-P 極限糊精糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移

53、酶-1,4-糖苷+GH2O脫支酶脫支酶 +G-1-P磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶Pi 葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 3. 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶的作用變位酶的作用 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面）（細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔面）葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸轉(zhuǎn)變成磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸（一）定義：（一）定義：由由葡萄糖葡萄糖合成合成糖原糖原的過的過程稱為程稱為糖原生成作用糖原生成作用。（二）合成部位：（二）合成部位： 組織：主要在肝臟、肌肉組織：主要在肝臟、肌肉 細(xì)胞：胞液細(xì)胞：胞液（三）糖

54、原生物合成過程（三）糖原生物合成過程糖原的生物合成糖原的生物合成1.1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝） 2. 2. 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-1-1-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸磷酸 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸 * UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。糖供體。UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.3.葡萄糖

55、葡萄糖-1-1-磷酸轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖 UDPG 2Pi+能量能量 1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶限速酶限速酶 UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4. -1,4-糖苷鍵式結(jié)糖苷鍵式結(jié) 合合 * 糖原糖原n 為原有的細(xì)胞內(nèi)的較為原有的細(xì)

56、胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為小糖原分子，稱為糖原引物糖原引物(primer)， 作為作為UDPG 上葡上葡萄糖基的接受體。萄糖基的接受體。 5.糖原分支的形成糖原分支的形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷鍵糖苷鍵 -1,4-糖苷鍵糖苷鍵 葡萄糖葡萄糖ATPADP葡糖葡糖-6-磷酸磷酸磷酸葡糖變位酶磷酸葡糖變位酶葡糖葡糖-1-磷酸磷酸UTPUDPUDPGUDPG焦磷焦磷酸化酶酸化酶葡萄糖激酶葡萄糖激酶R引物（引物（非還原端非還原端）R-1,4-1,4葡葡萄糖鏈萄糖鏈分支酶分支酶 糖原糖原糖原合酶糖原合酶限速酶限速酶糖原代謝的調(diào)節(jié)糖原代謝的調(diào)節(jié)l糖原合成酶糖原合

57、成酶是糖原合成的限速酶是糖原合成的限速酶l糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶是糖原分解的限速酶是糖原分解的限速酶l兩者的活性受兩者的活性受磷酸化和脫磷酸化磷酸化和脫磷酸化的共的共價(jià)修飾及價(jià)修飾及變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)l激素調(diào)節(jié)：激素調(diào)節(jié)：腎上腺素腎上腺素和和胰高血糖素胰高血糖素可可通過通過cAMP連鎖酶促反應(yīng)逐級放大，連鎖酶促反應(yīng)逐級放大，構(gòu)成調(diào)節(jié)糖原合成與分解的控制系統(tǒng)構(gòu)成調(diào)節(jié)糖原合成與分解的控制系統(tǒng) 水解的鍵水解的鍵 作用位點(diǎn)作用位點(diǎn) 產(chǎn)物產(chǎn)物-淀粉酶淀粉酶 -1,4糖苷鍵糖苷鍵 任何位置任何位置 麥芽糖和葡萄麥芽糖和葡萄 糖及小分子多糖糖及小分子多糖-淀粉酶淀粉酶 -1,4糖苷鍵糖苷鍵 非還

58、原性單位非還原性單位 麥芽糖連續(xù)單位麥芽糖連續(xù)單位-1,6糖苷酶糖苷酶 -1,6糖苷鍵糖苷鍵 分支處分支處 糊精糊精/麥芽糖麥芽糖淀粉的降解淀粉的降解酶促水解酶促水解淀粉的生淀粉的生物合成物合成GATPADPG-6-PG-1-P(A)UTPPPi(A)UDPG焦焦磷酸化酶磷酸化酶n(A)UDPG引物引物(G)m m2(A)UDPG轉(zhuǎn)糖苷酶轉(zhuǎn)糖苷酶n(A)UDP（-1,4-G）n+m 直鏈淀粉直鏈淀粉Q酶酶(-1,6糖苷鍵糖苷鍵)G激酶激酶葡糖磷酸變位酶葡糖磷酸變位酶支鏈淀粉支鏈淀粉要要 點(diǎn)點(diǎn) 回回 顧顧l糖分解代謝：糖分解代謝：糖酵解途徑糖酵解途徑、三羧三羧酸循環(huán)酸循環(huán)、戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑、葡糖異葡糖異生作用生作用、乙醛酸途徑、乙醛酸途徑l糖原的降解（糖原的降解（糖原磷酸化酶