生物化學(xué)課件：第七章 糖代謝l

1、第七章第七章糖糖 代代 謝謝Metabolism of Carbohydrates糖糖其化學(xué)本質(zhì)為多羥基醛或多其化學(xué)本質(zhì)為多羥基醛或多羥基羥基酮類及其衍生物或多聚物。酮類及其衍生物或多聚物。糖的化學(xué)糖的化學(xué) 也稱為也稱為碳水化合物碳水化合物。(carbohydrates)（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為四大類。要可分為四大類。單糖：單糖：寡糖寡糖: :葡萄糖（葡萄糖（Glucose)麥芽糖、蔗糖麥芽糖、蔗糖多糖多糖: :淀粉淀粉 (starch)糖原糖原 (glycogen)纖維素纖維素 (cellulose) #5. 結(jié)

2、合糖結(jié)合糖 : : 基本單位基本單位 #4. D-D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456常見的單糖常見的單糖-葡萄糖葡萄糖( (D-glucose)D-glucose)開鏈開鏈-D-葡萄糖葡萄糖HO HCOCH2OHOHOHOH123456-D-葡萄糖葡萄糖HO HCOCH2OHOHOHOH6環(huán)狀環(huán)狀淀粉淀粉(starch)：是植物中養(yǎng)分的儲存形式是植物中養(yǎng)分的儲存形式淀粉淀粉顆粒顆粒目目 錄錄淀粉淀粉的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 藍色藍色:-1,4-糖苷鍵糖苷鍵紅色紅色:-1,6-糖苷鍵糖苷鍵OHHOCH2OHCH2OHOOOOCH2CH2OHOO

3、OOHOOOO葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OH146糖原糖原 動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式 纖維素纖維素 作為植物的骨架作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵糖苷鍵目目 錄錄 第第 一一 節(jié)節(jié) 概概 述述一、糖的生理功能一、糖的生理功能 體內(nèi)主要的供能物質(zhì)體內(nèi)主要的供能物質(zhì) 人體組織結(jié)構(gòu)的重要成分人體組織結(jié)構(gòu)的重要成分 核糖與脫氧核糖是體內(nèi)合成核苷核糖與脫氧核糖是體內(nèi)合成核苷酸的原料酸的原料 可提供體內(nèi)合成脂類和某些氨基可提供體內(nèi)合成脂類和某些氨基酸的碳骨架酸的碳骨架 二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收 （一）糖的消化：（一）糖的消化： 纖維素：纖維素： *人體內(nèi)人

4、體內(nèi)不能被消化不能被消化 （缺乏（缺乏-1,4-1,4-糖苷鍵水解酶糖苷鍵水解酶, ,即即纖維素酶纖維素酶） *可促進腸蠕動，防止便秘?？纱龠M腸蠕動，防止便秘。 淀粉：淀粉： *部位：部位：口腔口腔 、小腸小腸 （主）（主） *酶：酶：口腔：唾液淀粉酶（口腔：唾液淀粉酶（-淀粉酶）淀粉酶） 小腸：胰淀粉酶、小腸：胰淀粉酶、 - -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶、 - -糊精酶糊精酶 淀粉的消化淀粉的消化淀粉淀粉麥芽三糖麥芽三糖麥芽糖麥芽糖-糊精糊精 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -糊精酶糊精酶G葡萄糖葡萄糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶（唾液腺、胰腺）（唾液腺、胰腺） 胰淀粉酶胰淀粉酶（二）糖的吸收（二）糖的吸收1.

5、吸收部位：吸收部位：小腸上段小腸上段 2. 吸收方式吸收方式 （1）單純擴散吸收）單純擴散吸收 : 不耗能、無需載體不耗能、無需載體 （2）主動吸收：）主動吸收： 耗能、有載體蛋白、逆濃度梯度耗能、有載體蛋白、逆濃度梯度（3）易化擴散吸收：）易化擴散吸收： 一種特異載體蛋白協(xié)助一種特異載體蛋白協(xié)助 二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵小腸粘膜細胞小腸粘膜細胞 腸腸腔腔 門靜脈門靜脈 3. 吸收機制吸收機制Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體(Sodium-dependent glucose transporter, SGLT)刷狀緣刷狀緣 細

6、胞內(nèi)膜細胞內(nèi)膜 糖的吸收糖的吸收-主動吸收主動吸收葡萄糖的吸收是耗能的過程。葡萄糖的吸收是耗能的過程。NaNa+ +G鈉泵鈉泵特異載體特異載體Na+GNa+GGNaNa+ +GNa+GNa+K+K K+ +ATPATPADP+PiADP+Pi4. 吸收途徑吸收途徑 小腸腸腔小腸腸腔 腸粘膜上皮細胞腸粘膜上皮細胞 門靜脈門靜脈 肝臟肝臟 體循環(huán)體循環(huán)SGLT 各種組織細胞各種組織細胞 GLUT 葡萄糖轉(zhuǎn)運體葡萄糖轉(zhuǎn)運體 (glucose transporter，GLUT)， (GLUT 15)。三、糖代謝的概況三、糖代謝的概況血血中中葡葡萄萄糖糖缺氧缺氧糖的無氧分解糖的無氧分解(糖酵解糖酵解)供

7、氧充足供氧充足有氧氧化有氧氧化（CO2、H2O、ATP）磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑（5-磷酸核糖、磷酸核糖、NADPH）糖原糖原合成合成糖異生糖異生食物食物主主糖原糖原分解分解第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧分解糖的無氧分解 *糖酵解的反應(yīng)過程糖酵解的反應(yīng)過程 *糖酵解的調(diào)節(jié)糖酵解的調(diào)節(jié) *糖酵解的生理意義糖酵解的生理意義 體內(nèi)組織在無氧情況下，葡萄糖或糖體內(nèi)組織在無氧情況下，葡萄糖或糖原生成原生成乳酸乳酸(lactate)和少量和少量ATP的過程的過程。又又稱為稱為EMP途徑或糖酵解途徑或糖酵解(glycolysis)。 定義：定義：*反應(yīng)部位：反應(yīng)部位：胞漿胞漿*階段：階段：2個個，12步反應(yīng)（糖原步

8、反應(yīng)（糖原13）第一階段第一階段: 由葡萄糖分解成丙酮酸的過程由葡萄糖分解成丙酮酸的過程，稱之為稱之為糖酵解途徑糖酵解途徑(glycolytic pathway)。 第二階段第二階段:由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。一、糖酵解的反應(yīng)過程糖酵解的反應(yīng)過程*磷酸己糖的生成磷酸己糖的生成 *磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成 *3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸崃姿岣视腿┺D(zhuǎn)變?yōu)楸?葡萄糖葡萄糖磷酸化生成磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解過程的第一個限速酶糖酵解過程的第一個限速酶葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHATPMg2+ 已糖激酶已糖激酶ADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OH

9、HHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2（- -）糖酵解途徑糖酵解途徑限速酶限速酶 / /關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶1.催化非平衡反應(yīng)催化非平衡反應(yīng)特點：特點：2.活性低活性低3.受激素或代謝物的調(diào)節(jié)受激素或代謝物的調(diào)節(jié)4.活性的改變可影響整個活性的改變可影響整個 反應(yīng)體系的反應(yīng)速度反應(yīng)體系的反應(yīng)速度 己糖激酶己糖激酶（HK） 糖酵解的第一個限速酶糖酵解的第一個限速酶 分類：分類：4種（種（至至型）型） 肝細胞：肝細胞：型，稱為葡萄糖激酶型，稱為葡萄糖激酶 (glucokinase，GK)。 GK的性質(zhì)：的性質(zhì)：與葡萄糖親和力低與葡萄糖親和力低 Km高高 GK的作用：的作用： *調(diào)節(jié)葡萄糖的磷酸化調(diào)節(jié)葡萄

10、糖的磷酸化 *維持血糖水平維持血糖水平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)H3PO4磷酸化酶磷酸化酶OHOHOPOHOCH2OHOHOHO 糖糖 原原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)楫悩?gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸已糖異構(gòu)酶磷酸已糖異構(gòu)酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHO HHO HO HCH2OPO3H2（G-6-P） （F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH6-磷酸果糖

11、磷酸果糖Mg2+ 6-磷酸果糖磷酸果糖再磷酸化生成再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(F-1,6-2P) O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-P OOHOHADPATP 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 （PFK-1）Mg2+F-2,6-2P 、AMP、ADP（+）ATP 、檸檬酸檸檬酸H+()第二個限速酶第二個限速酶#40. 磷酸丙糖磷酸丙糖的生成的生成磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮OHCH2COCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPO

12、OHOH1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH醛縮酶醛縮酶(F-1,6-2P) (5)磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮O HC H2COCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH磷酸丙糖磷酸丙糖異構(gòu)酶異構(gòu)酶 3-磷磷酸甘油醛酸甘油醛氧化為氧化為1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOHPi 糖酵解途徑糖酵解途徑 中唯一的中唯一的 脫氫脫氫反應(yīng)反應(yīng)+ NADH+H+NA

13、D+1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHOP+OOHOH 1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉?-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸ADPATP底物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，內(nèi)部能量重新分布，生成高底物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，內(nèi)部能量重新分布，生成高能磷酸化合物（或高能硫脂化合物），其將能量轉(zhuǎn)移能磷酸化合物（或高能硫脂化合物），其將能量轉(zhuǎn)移至至ADP（或（或GDP）磷酸化生成）磷酸化生成ATP(或或GTP)的過程，的過程，稱為稱為底物水平磷酸化。底物水平磷酸化。Mg2+

14、1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHOP+OOHOH 3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉?-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHOOCCHCH2OPOOHOH磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHHO-OOCCHCH2O-POOHOHMg2+ 2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉?磷磷酸烯醇式丙酮酸酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2POOHOH烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O 磷磷酸酸烯醇式丙

15、酮酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉橄┐际奖嵯┐际奖酇DPATP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(PEP)O-HOOCCC H2P+OO HO H 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸COOHOHCH2C糖酵解過程的第三個限速酶糖酵解過程的第三個限速酶也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)MgMg2+2+、 K K+ + 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)楸釣楸酇TP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OHCH2CCOOH丙酮酸丙酮酸自發(fā)進行自發(fā)進行CH3OCCOOH（12）丙酮酸丙酮酸還原

16、還原為為乳酸乳酸乳酸乳酸HHOCH3COOHC乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶NADNAD+ +丙酮酸丙酮酸OCH3COOHCNADH+H+ NAD3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOHPi 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHOP+OOHOH2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 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2Pi2NADH+ 2H+2NAD+2 3-磷酸甘油

17、酸磷酸甘油酸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過過程程反應(yīng)部位：胞反應(yīng)部位：胞漿漿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羥丙酮羥丙酮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 2糖酵解過程中糖酵解過程中AT

18、P的生成的生成反反 應(yīng)應(yīng) ATPG G-6-P-1F-6-P F-1,6-2P-11,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸21磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸211 分子葡萄糖分子葡萄糖 21 分子糖原分子糖原3糖酵解小結(jié)糖酵解小結(jié) 反應(yīng)部位：胞漿反應(yīng)部位：胞漿 糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程 反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激

19、酶 產(chǎn)能的方式和數(shù)量產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化凈生成凈生成ATPATP數(shù)量數(shù)量 從從G G開始開始 2 22-2= 22-2= 2ATPATP從從GnGn開始開始 2 22-1= 32-1= 3ATPATP 終產(chǎn)物乳酸的去路終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進入肝臟釋放入血，進入肝臟分解利用分解利用 乳酸循環(huán)（糖異生）乳酸循環(huán)（糖異生）反應(yīng)總方程式：反應(yīng)總方程式：C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 2C3H6O3 + 2ATP + 2H2O二、糖酵解的調(diào)節(jié)二、糖酵解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 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 調(diào)

20、節(jié)方式調(diào)節(jié)方式變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) （一）（一） 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(PFK-1) *變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié): 變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：F-2,6-2P（最強）（最強） AMP、ADP、F-1,6-2P #25. 變構(gòu)抑制劑：檸檬酸、變構(gòu)抑制劑：檸檬酸、ATP（高濃度）高濃度）最重要最重要（二）丙酮酸激酶二）丙酮酸激酶1.1.變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP、 丙氨酸丙氨酸變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖2. 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶- - Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶（無活性）（無活性）

21、 （有活性）（有活性） PATP ADP 胰高血糖素胰高血糖素 cAMP蛋白激酶蛋白激酶A (三三)葡萄糖激酶葡萄糖激酶(GK)或己糖激酶或己糖激酶(HK)*6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可反饋抑制可反饋抑制HK，但肝，但肝GK不受其抑制。不受其抑制。* 長鏈脂肪酰長鏈脂肪酰CoA可變構(gòu)抑制肝可變構(gòu)抑制肝GK。* 胰島素胰島素可促進可促進GK的合成。的合成。三、糖酵解的生理意義三、糖酵解的生理意義 為機體迅速提供能量為機體迅速提供能量,對肌肉組織尤為重對肌肉組織尤為重要；要； 是某些細胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要是某些細胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑；供能途徑； 無線粒體的細胞，如：成熟紅細胞無線

22、粒體的細胞，如：成熟紅細胞 代謝活躍的細胞，如：白細胞、骨髓細胞代謝活躍的細胞，如：白細胞、骨髓細胞 特殊情況下機體應(yīng)激供能的有效方式。特殊情況下機體應(yīng)激供能的有效方式。 缺氧或劇烈運動缺氧或劇烈運動 乳酸性酸中毒乳酸性酸中毒第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化? 概念概念? 過程過程? 小結(jié)小結(jié)? 意義意義一、一、糖有氧氧化的概念糖有氧氧化的概念葡萄糖或糖原在葡萄糖或糖原在有氧有氧條件下，徹底條件下，徹底氧化分解生成氧化分解生成COCO2 2和和H H2 2O O并釋放并釋放大量大量能量能量的過程。的過程。糖的有氧氧化是指糖的有氧氧化是指： *有氧氧化是糖氧化的主要方式有氧氧化是糖氧化的主

23、要方式*部位部位：胞液及線粒體胞液及線粒體 糖有氧氧化概況糖有氧氧化概況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三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)胞漿胞漿二、糖有氧氧化的過程第一階段：第一階段： 丙酮酸的生成丙酮酸的生成（胞漿）（胞漿）三三 個個 階階 段段第二階段：第二階段： 丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoACoA（線粒體）線粒體）第三階段：第三階段： 乙酰乙酰CoACoA進入三羧酸循環(huán)進入三羧酸循環(huán) 徹底氧化徹底氧化（線粒體）（線粒體）丙酮酸氧化脫羧生成丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶乙酰輔酶

24、ANAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+ CoA-SH輔酶輔酶ASCoA+ C O2COO丙丙酮酮酸酸脫脫氫氫酶酶復(fù)復(fù)合合體體ADP(+)ATP、乙酰乙酰CoA (-)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 酶酶(3種種) 輔輔 酶酶(6種種) E1: 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶 TPP、Mg2+ E2: 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 硫辛酸、輔酶硫辛酸、輔酶A E3: 二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶 FAD、NAD+HSCoANAD+CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的生成的生成1. -羥乙基羥乙基-

25、TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 乙酰輔酶乙酰輔酶A A進入三羧酸循環(huán)進入三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle，TAC)又又稱檸檬酸循環(huán)或稱檸檬酸循環(huán)或Krebs循環(huán)循環(huán) *概念概念:乙酰輔酶乙酰輔酶A與與草酰乙酸草酰乙酸縮合成含縮合成含3個個羧基的羧基的檸檬酸檸檬酸開始開始,經(jīng)過一系列代謝反應(yīng)，經(jīng)過一系列代謝反應(yīng)，乙?；粡氐籽趸?，草酰乙酸得以再生的乙酰基被徹底氧化，草酰乙酸得以再生的過程稱為三羧酸循環(huán)。過程稱為三羧酸循環(huán)。* 反應(yīng)部位：反應(yīng)部位： 所有反

26、應(yīng)均在所有反應(yīng)均在線粒體線粒體中進行。中進行。 乙酰乙酰CoACoA與草酰乙酸與草酰乙酸縮合形成縮合形成檸檬酸檸檬酸檸檬酸合酶檸檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰輔酶乙酰輔酶ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH檸檬酸檸檬酸CoASH+ H2OAMPATP長鏈脂酰長鏈脂酰CoA（）（+）TAC 的第的第一個關(guān)鍵酶一個關(guān)鍵酶不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)異檸檬酸異檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O 檸檬酸檸檬酸異構(gòu)化生成異構(gòu)化生成異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH順烏頭酸順烏頭酸COOHCOOHCH2CCO

27、OHCH順烏頭酸順烏頭酸酶酶CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC異檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸氧化脫羧生成異檸檬酸氧化脫羧生成-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶TAC 的第的第2個關(guān)鍵酶個關(guān)鍵酶AMPADPATP（）（+）NADH不可逆不可逆,最慢最慢C O2-酮戊二酸酮戊二酸氧化脫羧生成氧化脫羧生成琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶A -酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶脫氫酶復(fù)合體復(fù)合體CoASHNAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2COOHCOCOOHCH2CH

28、2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)TAC 的第的第3個個關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 琥珀酰琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵晁徵牾ｇ牾oA合成酶合成酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸CoASH底物水平磷酸化底物水平磷酸化FAD 琥珀酸琥珀酸氧化脫氫生成氧化脫氫生成延胡索酸延胡索酸HHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶HOOCCHCHCOOH延胡索酸延胡索酸FADH2TAC中唯一存在于中唯一存在于線粒體內(nèi)膜上的酶線粒體內(nèi)膜上的酶 延胡索延胡索酸酸水化水化生

29、成生成蘋果蘋果酸酸延胡索酸延胡索酸HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH蘋果酸蘋果酸H2O 蘋果酸蘋果酸脫氫生成脫氫生成草酰乙草酰乙酸酸 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶HOHCOOHCH2CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCH2CCOOH蘋果酸蘋果酸NAD+NADH+H+CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O檸檬酸合酶檸檬酸合酶順烏頭酸酶順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脫氫酶琥珀

30、酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶目目 錄錄三羧酸循環(huán)小結(jié)三羧酸循環(huán)小結(jié)(1）每循環(huán)一次）每循環(huán)一次: 消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA 經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。酸化。 (2個碳原子來源于草酰乙酸個碳原子來源于草酰乙酸)（2）關(guān)鍵酶有：關(guān)鍵酶有： 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶（主要的限速酶）異檸檬酸脫氫酶（主要的限速酶）三羧酸循環(huán)小結(jié)三羧酸循環(huán)小結(jié)(3(3）能量生成能量生成 3NADH+H+ 2.5ATP = 7.5A

31、TP FADH2 1.5ATP = 1.5ATP 一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化 1ATP 共生成共生成10分子分子ATP( (4)4)體內(nèi)凡是能轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)凡是能轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴oACoA的物質(zhì)，都的物質(zhì)，都能進入三羧酸循環(huán)而被徹底氧化。能進入三羧酸循環(huán)而被徹底氧化。(5) (5) “添補反應(yīng)添補反應(yīng)” 以以草酰乙酸草酰乙酸的補充最為重要的補充最為重要 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ NAD+ - -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 階段階段反應(yīng)反應(yīng)輔酶輔酶生成生成ATP數(shù)數(shù)第一階段第一階段葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖- -16-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸

32、果糖- -123-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸酸NAD+21.5*(或或22.5*)21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油磷酸甘油酸酸212磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸21第二階段第二階段2丙酮酸丙酮酸2乙酰輔酶乙酰輔酶ANAD+22.5第三階段第三階段2異檸檬酸異檸檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸NAD+22.52-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶ANAD+22.52琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶A2琥珀酸琥珀酸212琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸FAD+21.52蘋果酸蘋果酸2草酰乙酸草酰乙酸NAD+22.5凈生成凈生成30（或（或32）糖有氧氧化過

33、程中糖有氧氧化過程中ATP的生成的生成糖有氧氧化過程中糖有氧氧化過程中ATP的生成的生成2525第一階段：葡萄糖第一階段：葡萄糖 2 2丙酮酸丙酮酸第二階段：第二階段：2 2丙酮酸丙酮酸 2 2乙酰乙酰CoACoA第三階段：第三階段：2 2乙酰乙酰CoACoA2 2COCO2 2+4H+4H2 2O O 2ATP 糖糖 的的 有有 氧氧 氧氧 化化 底物磷酸化底物磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化22.5ATP29ATP葡萄糖葡萄糖 6 COCO2 2+ 6H+ 6H2 2O O + ？mol ATP糖原中的糖原中的1mol葡萄糖葡萄糖 6 COCO2 2+ 6H+ 6H2 2O O + ？mol

34、ATP 32/30 ATP33/31 ATP22.5/1.5ATP2ATP糖有氧氧化的生理意義糖有氧氧化的生理意義p基本生理功能是基本生理功能是氧化供能氧化供能, ,是機體獲是機體獲取能量的主要途徑。取能量的主要途徑。 p是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的總樞紐。是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的總樞紐。 三羧酸循環(huán)的生理意義三羧酸循環(huán)的生理意義 p與體內(nèi)糖的其他代謝途徑有著密切的聯(lián)與體內(nèi)糖的其他代謝途徑有著密切的聯(lián)系。系。 69總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：葡萄糖葡萄糖+30/32ADP+30/32Pi +6O2 30/32ATP+6CO2 +36H2O 是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑

35、； 是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐； 為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體；為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體； 為呼吸鏈提供為呼吸鏈提供H+ + e。三、有氧氧化的調(diào)節(jié)三、有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 酵解途徑酵解途徑：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶檸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異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶- -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 (一一)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié) 別構(gòu)調(diào)節(jié)（變構(gòu)效應(yīng)別構(gòu)調(diào)節(jié)（變構(gòu)

36、效應(yīng))和共價修飾調(diào)節(jié)和共價修飾調(diào)節(jié) 別構(gòu)調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)： 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑: 乙酰乙酰CoA、NADH、ATP 變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：AMP、ADP、NAD+ 乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+ 時，時，酶活性受到抑制酶活性受到抑制。( (一一) )丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)有活性有活性無活性無活性2 2H H2 2O OADPADPNADNAD+ +(-)(-)乙酰乙酰CoACoANADHNADH(+)(+)TPPTPPOH CH2OHCH2胰島素胰島素CaCa2+2+磷酸酶磷酸酶2 2PiPi(+)(+)蛋白激酶蛋白激酶2 2ATPATP2 2

37、ADPADPCH2O-PO-PCH2TPPTPPPP(+)(2)共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié):磷酸化使之失活，去磷酸化使之激活。磷酸化使之失活，去磷酸化使之激活。( (二二) )三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)檸檬酸合酶檸檬酸合酶 、異檸檬酸脫氫酶和異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶是該途徑的關(guān)鍵酶。是該途徑的關(guān)鍵酶。（1）NADH/NAD+、ATP/ADP比率升比率升高時這三個酶的活性都被反饋抑制，高時這三個酶的活性都被反饋抑制，反之，其活性升高。反之，其活性升高。（2）Ca2+為激活劑為激活劑四、巴斯德效應(yīng)四、巴斯德效應(yīng)* 概念概念* 機制機制 有氧：有氧：NADH+H+進入線粒體

38、內(nèi)氧化進入線粒體內(nèi)氧化缺氧：缺氧：ADP/ATP比值升高比值升高巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)指有氧氧化指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。抑制糖酵解的現(xiàn)象。激活糖激活糖酵解關(guān)酵解關(guān)鍵酶鍵酶進行糖酵解進行糖酵解丙酮酸進行丙酮酸進行有氧氧化有氧氧化糖酵解糖酵解受抑受抑磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑Pentose Phosphate Pathway第第 四四 節(jié)節(jié) 以以6-磷酸葡萄糖為底物，代磷酸葡萄糖為底物，代謝生成謝生成磷酸戊糖磷酸戊糖為中間代謝物為中間代謝物的過程，稱為磷酸戊糖途徑。的過程，稱為磷酸戊糖途徑。*細胞定位：細胞定位：胞液胞液* 概念概念*主要特點主要特點: 不能直接生成

39、不能直接生成ATP一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程（一）脫氫氧化（一）脫氫氧化 (6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖)（二）異構(gòu)化反應(yīng)（二）異構(gòu)化反應(yīng)（三）基團轉(zhuǎn)移（三）基團轉(zhuǎn)移(一一)脫氫氧化脫氫氧化(1)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶( (glucose-6-phosphate

40、 dehydrogenase,G6PD) )限速酶，對限速酶，對NADP+有高有高度特異性度特異性(一一)脫氫氧化脫氫氧化(2) 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO 6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶COCO2 2(一一)脫氫氧化脫氫氧化(3) 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷

41、酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖 異構(gòu)酶異構(gòu)酶(二二) 異構(gòu)化反應(yīng)異構(gòu)化反應(yīng)差向酶差向酶H2232OCH OHCCCCH OPOHOOHHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖(三三) 基團轉(zhuǎn)移基團轉(zhuǎn)移5-磷酸磷酸木酮

42、糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛5-磷酸磷酸核糖核糖7-磷酸磷酸景天糖景天糖轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶6-磷酸磷酸果糖果糖4-磷酸磷酸赤蘚糖赤蘚糖轉(zhuǎn)醛醇酶轉(zhuǎn)醛醇酶6-磷酸磷酸果糖果糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶糖酵解途徑糖酵解途徑3 36-6-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-磷酸磷酸赤蘚糖赤蘚糖6-6-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3 36-6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯萄糖酸內(nèi)酯3 3NADPHNADP

43、H3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3 3H H2 2O O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3 3NADPHNADPH3 3COCO2 2轉(zhuǎn)酮轉(zhuǎn)酮醇酶醇酶轉(zhuǎn)醛轉(zhuǎn)醛醇酶醇酶轉(zhuǎn)酮轉(zhuǎn)酮醇酶醇酶G6PD內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖酸脫氫酸脫氫酶酶36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 2 6-磷酸果糖磷酸果糖 + 3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛 + 6(NADPH+H+ ) + 3CO2總反應(yīng)式總反應(yīng)式磷酸戊糖途徑小結(jié)x反應(yīng)部位：反應(yīng)部位： 胞漿胞漿x反應(yīng)底物：反應(yīng)底物： 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖x重要反應(yīng)產(chǎn)物：重要反應(yīng)產(chǎn)物： NADPHNADPHx 5- 5-磷酸核糖磷酸核糖x限

44、速酶：限速酶：G6PDG6PD 二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)* G6PD主要受主要受NADPH/NADP+比值的影響比值的影響（一）高糖飲食的影響（一）高糖飲食的影響: 高糖：高糖：G6PD（二）（二）NADPHH+的影響的影響: 抑制抑制G6PD（三）組織細胞對（三）組織細胞對NADPHH+和和5-磷酸核糖磷酸核糖相對需要量的調(diào)節(jié)相對需要量的調(diào)節(jié)（四）中間代謝物的影響（四）中間代謝物的影響 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖: G6PD的抑制劑的抑制劑 磷酸戊糖途徑的生理意義磷酸戊糖途徑的生理意義* 產(chǎn)生產(chǎn)生5-磷酸核糖磷酸核糖* 產(chǎn)生產(chǎn)生NADPH（一）（一） 5-5-磷酸核糖磷

45、酸核糖是體內(nèi)合成核苷酸和核酸的必要原料是體內(nèi)合成核苷酸和核酸的必要原料作作為供氫體為供氫體 參參與肝臟的生物轉(zhuǎn)化作用與肝臟的生物轉(zhuǎn)化作用 與與體內(nèi)嗜中性粒細胞和巨噬細胞的殺菌體內(nèi)嗜中性粒細胞和巨噬細胞的殺菌作用有作用有關(guān)關(guān). . 對對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用含量起重要作用 #8#8. . 磷酸戊糖途徑的生理意義磷酸戊糖途徑的生理意義（二二） NADPH+HNADPH+H+ +磷酸戊糖途徑與溶血性貧血NADPH+HNADPH+H+ +磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑G6PDG6PD缺乏缺乏一些具有氧化作用的外源性物質(zhì)一些具有氧化作用的外源性物質(zhì)如蠶豆、抗

46、瘧藥、磺胺藥等如蠶豆、抗瘧藥、磺胺藥等NADPNADP+ +GSSHGSSH2 2GSHGSH溶血溶血糖異生糖異生（gluconeogenesis）第第5節(jié)節(jié)概述概述 定義：定義： 由由非糖物質(zhì)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃霓D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱為糖異生。過程稱為糖異生。 非糖物質(zhì)：非糖物質(zhì)： 生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油 部位：部位： 正常情況下：肝正常情況下：肝( (主要器官主要器官) )、腎、腎 長期饑餓時：腎糖異生長期饑餓時：腎糖異生一、糖異生途徑一、糖異生途徑 跨越三個跨越三個“能障能障” （energy barrier)跨越一個跨越一個“膜障膜障”

47、基本上是糖酵解的基本上是糖酵解的逆過程逆過程；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羥丙酮羥丙酮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(一一) 糖異生途徑中糖異生途徑中“能障能障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP糖酵解糖酵解已糖激酶已糖激酶(肝肝)H3PO4 H2O 糖異生糖異生葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肝肝6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖水解為水解為葡萄糖葡萄糖1

48、,6-二磷酸果糖二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP糖酵解糖酵解磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1H3PO4 H2O 糖異生糖異生果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1 由不同的酶催化兩由不同的酶催化兩個單向反應(yīng)使兩種底物個單向反應(yīng)使兩種底物互變的循環(huán)稱為互變的循環(huán)稱為底物循底物循環(huán)環(huán)(substrate cycle) 。丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路(pyruvate carboxylation shunt) 丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰乙酸ATPATPADPADPCO

49、CO2 2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素COCO2 2GTPGTPGDPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶丙酮酸丙酮酸轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 ( (二二) ) 糖異生過程中糖異生過程中“膜障膜障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胞漿胞漿胞漿胞漿線粒體線粒體胞漿、線粒體胞漿、線粒體 糖異生作用的酶糖異生作用的酶 存在部位存在部位 線粒體內(nèi)膜不允許線粒體內(nèi)膜不允許草酰乙酸草酰乙酸自由通自由通過，故草酰乙酸在線粒體與胞漿之間過，故草酰乙酸在線粒

50、體與胞漿之間的交換受阻從而構(gòu)成的交換受阻從而構(gòu)成“膜障膜障”。丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP + CO2ADP + Pi 蘋果酸蘋果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 蘋果酸蘋果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2 線線粒粒體體胞胞液液蘋果酸蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)天冬氨酸穿梭系統(tǒng)葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPADPADP葡萄糖激酶葡萄糖激酶乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸6-6-磷酸果糖磷酸果糖1 1，6-

51、6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖ATPATPADPADP6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-13-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸NADNAD+ +NADH+ HNADH+ H+ +NADNAD+ +NADH+ HNADH+ H+ +丙酮酸激酶丙酮酸激酶（胞液）（胞液）葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶PiPiH H2 2O OPiPiH H2 2O O果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-13-3-磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油ATPATPADPADPNADNAD+ +NADH+ HNADH+ H+ +甘油的糖異生過程甘油的糖異生過

52、程果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-1PiPi果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-1LD3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸ATPADP乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酮戊二酸酸 -酮戊二酮戊二酸酸谷氨酸谷氨酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2ADPADPATPATPCO2+ATPPi+ADP丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸NADNAD+ +NADH+ HNADH+ H+ +蘋果酸蘋果酸NADH+ HNADH+ H+ +NADNAD+

53、+三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物生糖氨基酸生糖氨基酸線粒體線粒體胞液胞液NADH+ HNADH+ H+ +NADNAD+ +丙氨酸等生糖氨丙氨酸等生糖氨基酸基酸乳酸、氨乳酸、氨基酸等異基酸等異生過程生過程二、糖異生的調(diào)節(jié)二、糖異生的調(diào)節(jié)ATP、乙酰、乙酰CoA和檸檬酸和檸檬酸（+）果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶促進糖促進糖異生異生（-）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶抑制糖抑制糖酵解酵解2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖和和AMP（-）果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1抑制糖抑制糖異生異生磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1促進糖促進糖酵解酵解（+）糖異生的生理意義糖異

54、生的生理意義*維持血糖濃度的相對恒定維持血糖濃度的相對恒定*補充肝糖原補充肝糖原: 三碳途徑三碳途徑(間接途徑間接途徑)*調(diào)節(jié)酸堿平衡調(diào)節(jié)酸堿平衡: *pHpH，促進腎小管中磷酸烯醇式丙酮，促進腎小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成酸羧激酶的合成 *促進谷氨酰胺脫氨生成谷氨酸促進谷氨酰胺脫氨生成谷氨酸, ,有利有利于排氫保鈉于排氫保鈉 *有利于體內(nèi)乳酸的利用有利于體內(nèi)乳酸的利用乳酸乳酸乳酸循環(huán)乳酸循環(huán)(lactate cycle)糖原糖原葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖血糖血糖血乳酸血乳酸糖原糖原丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖乳酸循環(huán)或乳酸循環(huán)或Cori循環(huán)循環(huán) 意義：意義：

55、防止發(fā)生乳酸性酸中毒防止發(fā)生乳酸性酸中毒 有利于乳酸的再利用有利于乳酸的再利用 促進肝糖原的不斷更新促進肝糖原的不斷更新乳酸循環(huán)是一個耗能的過程乳酸循環(huán)是一個耗能的過程 ，2分子乳酸分子乳酸異生為異生為1分子葡萄糖需分子葡萄糖需6分子分子ATP。 Why？ #100. 糖原的合成與分解糖原的合成與分解第第 五五 節(jié)節(jié)Glycogenesis and GlycogenolysisOHHOCH2OHCH2OHOOOOCH2CH2OHOOOOHOOOO支鏈淀粉支鏈淀粉糖原的結(jié)構(gòu)糖原的結(jié)構(gòu)糖原的結(jié)糖原的結(jié)構(gòu)與支鏈構(gòu)與支鏈淀粉的結(jié)淀粉的結(jié)構(gòu)相似構(gòu)相似非還原端非還原端：多個多個還原端還原端非還原端非還原端

56、形形 狀：狀：樹枝狀樹枝狀分子量分子量:1001000萬萬還原端：還原端：一個一個糖原的結(jié)構(gòu)特點糖原的結(jié)構(gòu)特點(半縮醛羥基半縮醛羥基)糖原的分布糖原的分布 分布分布: : 肝臟和肌肉肝臟和肌肉 肝糖原：肝糖原： 血糖的重要來源血糖的重要來源 肌糖原：肌糖原： 主要供肌肉收縮所需主要供肌肉收縮所需 部位：部位： 糖原合成糖原合成 定義：定義： 由單糖合成糖原的過程稱由單糖合成糖原的過程稱為糖原的合成為糖原的合成(glycogenesis)。組織定位：組織定位：主要在肝臟、肌肉主要在肝臟、肌肉細胞定位：細胞定位：胞漿胞漿(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ATPADP 肝

57、葡萄糖激酶肝葡萄糖激酶 ( (己糖激酶己糖激酶) )Mg2+葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2(2)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄磷酸葡萄糖變位酶糖變位酶POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(3)尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖的生成的生成OHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHOH1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUTPUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶H2O2Pi* UDPG可看

58、作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。葡萄糖供體。焦磷酸酶焦磷酸酶OHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHO尿苷POOHO尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiPPi(4)UDPG中的葡萄糖連接到中的葡萄糖連接到糖原引物糖原引物上上尿苷PPOHHHHOHOHHOHCH2OH尿苷二磷酸葡尿苷二磷酸葡萄糖萄糖(UDPG)ROHOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OH糖原引物糖原引物(Gn)ROOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OHOHHHHOHOHHOHCH2OH糖原合酶糖原合酶糖原糖原(Gn+1n+1

59、)UDP非還原端非還原端(限速酶限速酶)（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 可增加非還可增加非還原端的數(shù)目原端的數(shù)目糖原合成圖糖原合成圖葡萄糖葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原糖原(14和和16葡萄糖連接葡萄糖連接)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPADPADPUDPGUDPGUTPUTPPPiPPi糖原糖原(14葡萄糖連接葡萄糖連接)糖原引物糖原引物UDPUDP分分 支支 酶酶糖原合酶糖原合酶己糖激酶己糖激酶變位酶變位酶UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶糖原合成小結(jié)糖原合成小結(jié) 限速酶：限速

60、酶：糖原合酶糖原合酶 G的供體：的供體：UDPG 能量能量: 增加一個增加一個G單位消耗單位消耗2分子分子ATP糖原的分解糖原的分解- 定義定義- 部位部位- 過程過程- 小結(jié)小結(jié)糖原分解的定義糖原分解的定義/ 部位部位：肝臟肝臟 亞細胞定位：亞細胞定位：胞漿胞漿 / 產(chǎn)物產(chǎn)物 ：葡萄糖葡萄糖/ 糖原分解糖原分解(glycogenolysis ) 是指肝糖原分解為葡萄糖的過程。是指肝糖原分解為葡萄糖的過程。 (1)糖原糖原磷酸解為磷酸解為1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸化酶磷酸化酶糖原分解的限速酶糖原分解的限速酶糖糖 原原G Gn n糖糖 原原G Gn-1n-1H H3 3POPO4 4OHOHO