生物化學(xué)第4章糖代謝課件講義

南華大學(xué)生物化學(xué)多媒體課件第四章糖代謝MetabolismofCarbohydrates南華大學(xué)生物化學(xué)多媒體課件第四章糖代謝本章要求1.掌握糖酵解的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。2.掌握糖有氧氧化的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。3.掌握磷酸戊糖途徑的意義。4.掌握糖原合成與分解的過(guò)程、關(guān)鍵酶。5.掌握糖異生的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。6.掌握血糖正常值、來(lái)源、去路和意義。生物化學(xué)本章要求1.掌握糖酵解的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。生物化學(xué)2糖(carbohydrates)是含有多羥基的醛類或酮類化合物及其衍生物或多聚物。其實(shí)驗(yàn)式為Cn(H2O)m,其中H:O=2:1。糖的化學(xué)（一）糖的概念生物化學(xué)糖(carbohydrates)是含有多羥基的醛類或酮類化合3（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類:單糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)結(jié)合糖(glycoconjugate)生物化學(xué)（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下41.單糖:不能再水解的糖。葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖生物化學(xué)1.單糖:不能再水解的糖。葡萄糖(glucose)—5生物化學(xué)第4章糖代謝課件講義62.寡糖常見(jiàn)的幾種二糖有:麥芽糖(maltose):葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose):葡萄糖—果糖乳糖(lactose):葡萄糖—半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。生物化學(xué)2.寡糖常見(jiàn)的幾種二糖有:麥芽糖(maltose)7能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。常見(jiàn)的多糖有：淀粉(starch)

糖原(glycogen)

纖維素(cellulose)3.多糖生物化學(xué)能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。常見(jiàn)的多糖有：淀8①淀粉：是植物中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式。淀粉顆粒生物化學(xué)①淀粉：是植物中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式。淀粉顆粒生物化學(xué)9②糖原：是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式。生物化學(xué)②糖原：是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式。生物化學(xué)10③纖維素：作為植物的骨架。β-1,4-糖苷鍵生物化學(xué)③纖維素：作為植物的骨架。β-1,4-糖苷鍵生物化學(xué)11糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結(jié)合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。常見(jiàn)的結(jié)合糖有：4.結(jié)合糖：糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。生物化學(xué)糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結(jié)合物。常見(jiàn)的結(jié)12第一節(jié)

概述

Introduction生物化學(xué)第一節(jié)

概述

Introduction生物化學(xué)131.氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。3.作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分這是糖的主要功能。4千卡/g2.提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。一、糖的生理功能生物化學(xué)1.氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物14二、糖的消化與吸收（一）糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉為主。消化部位：主要在小腸，少量在口腔。生物化學(xué)二、糖的消化與吸收（一）糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉15消化過(guò)程淀粉

麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-臨界糊精+異麥芽糖

（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶

α-葡萄糖苷酶α-臨界糊精酶腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣胃口腔腸腔胰液中的α-淀粉酶

食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無(wú)-糖苷酶而不能對(duì)其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動(dòng)等作用，也是維持健康所必需。生物化學(xué)消化過(guò)程淀粉麥芽糖+麥芽三糖α-臨界糊精+異16（二）糖的吸收1.吸收部位：小腸上段2.吸收形式：?jiǎn)翁巧锘瘜W(xué)（二）糖的吸收1.吸收部位：小腸上段2.吸收形式173.吸收機(jī)制ADP+PiATPGluNa+K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門靜脈Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細(xì)胞內(nèi)膜生物化學(xué)3.吸收機(jī)制ADP+PiATPGluN184.吸收途徑小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞門靜脈肝臟體循環(huán)SGLT各種組織細(xì)胞GLUTGLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucosetransporter)，已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT1～5)。生物化學(xué)4.吸收途徑小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞門靜脈19第二節(jié)

糖的無(wú)氧分解

Glycolysis生物化學(xué)第二節(jié)

糖的無(wú)氧分解

Glycolysis生物20第一階段:由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolyticpathway)。第二階段:由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。*

糖酵解的定義:*糖酵解分為兩個(gè)階段:*糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿.在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過(guò)程稱之為糖酵解。一、糖酵解的反應(yīng)過(guò)程生物化學(xué)第一階段:由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱21⑴葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖

(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖分解成丙酮酸關(guān)鍵酶或限速酶:

己糖激酶生物化學(xué)⑴葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖ATP22反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，分別稱為Ⅰ至Ⅳ型。肝細(xì)胞中存在的是Ⅳ型，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是：①對(duì)葡萄糖的親和力很低②受激素調(diào)控生物化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。生物化學(xué)23⑵

6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

6-磷酸果糖

己糖異構(gòu)酶6-磷酸葡萄糖

6-磷酸果糖

(fructose-6-phosphate,F-6-P)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑵6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖24⑶

6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖

ATPADPMg2+6-磷酸果糖激酶-1關(guān)鍵酶或限速酶:6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖

1,6-雙磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑶6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖ATP25反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。生物化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。生物化學(xué)261,6-雙磷酸果糖

⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛縮酶(aldolase)+3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)1,6-雙磷酸果糖⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖醛27⑸

磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮

GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑸磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛磷酸二28階段A特點(diǎn)：一分子6碳糖裂解為兩分子3碳糖兩個(gè)不可逆反應(yīng)步驟：HK或GK；PFK-1耗能：消耗2ATP（糖原消耗1ATP）糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖

磷酸化酶

生物化學(xué)階段A特點(diǎn)：糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖29⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸

Pi,NAD+

NADH+H+

3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛

1,3-二磷酸甘油酸

GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸Pi,NAD30⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸

ADPATP磷酸甘油酸激酶1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸

※底物在脫氫或脫水時(shí)由于分子內(nèi)部能量重新分布而生成高能鍵，底物將其高能鍵直接轉(zhuǎn)給ADP生成ATP的方式，稱為底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸ADP31⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘油酸

2-磷酸甘油酸

GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油3-磷酸甘油32⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?/p>

烯醇化酶2-磷酸甘油酸

+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖嵯┐蓟?3ADPATP丙酮酸激酶⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，并通過(guò)底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸

關(guān)鍵酶或限速酶:丙酮酸激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)ADPATP丙酮酸激酶⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，34階段B特點(diǎn)：一個(gè)不可逆反應(yīng)步驟：PK產(chǎn)生能量：2×2ATP=4ATP一次脫氫反應(yīng)，NADH+H+

用于丙酮酸還原成乳酸生物化學(xué)階段B特點(diǎn)：生物化學(xué)35反應(yīng)中的NADH+H+

來(lái)自于上述第6步反應(yīng)中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。乳酸脫氫酶(LDH)NADH+H+NAD+乳酸

丙酮酸

(二)丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸生物化學(xué)反應(yīng)中的NADH+H+來(lái)自于上述第6步反應(yīng)中的3-磷酸36E1:

己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:

丙酮酸激酶NAD+乳酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+

NADH+H+ADP

ATP

ADP

ATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+糖酵解的代謝途徑總圖生物化學(xué)E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:37GG-6-P

ATP

ADP己糖激酶

ADPATP

PEP丙酮酸

丙酮酸激酶

⑴反應(yīng)部位：胞漿⑵糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過(guò)程⑶反應(yīng)全過(guò)程中有三步不可逆的反應(yīng)糖酵解小結(jié):ATPADPF-6-PF-1,6-2P

磷酸果糖激酶-1

生物化學(xué)GG-6-PATPADP己糖激酶ADP38⑷產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量：從G開(kāi)始:2×2-2=2ATP⑸終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。分解利用乳酸循環(huán)（糖異生）生物化學(xué)⑷產(chǎn)能的方式和數(shù)量生物化學(xué)39關(guān)鍵酶①己糖激酶②6-磷酸果糖激酶-1③丙酮酸激酶調(diào)節(jié)方式①別構(gòu)調(diào)節(jié)②共價(jià)修飾調(diào)節(jié)二、糖酵解的調(diào)節(jié)生物化學(xué)關(guān)鍵酶①己糖激酶②6-磷酸果糖激酶-1③丙酮酸40（一）6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P。別構(gòu)抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）。

F-1,6-2P正反饋調(diào)節(jié)該酶此酶有二個(gè)結(jié)合ATP的部位：①活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）②活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）生物化學(xué)（一）6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*別構(gòu)調(diào)節(jié)41（二）丙酮酸激酶1.別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：ATP，丙氨酸。別構(gòu)激活劑：1,6-雙磷酸果糖。生物化學(xué)（二）丙酮酸激酶1.別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：ATP，丙氨酸。422.共價(jià)修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶

丙酮酸激酶ATPADPPi磷蛋白磷酸酶（無(wú)活性）（有活性）

胰高血糖素PKA,CaM激酶PPKA：蛋白激酶A(proteinkinaseA)CaM：鈣調(diào)蛋白cAMP生物化學(xué)2.共價(jià)修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATP43

(三)己糖激酶或葡萄糖激酶*

6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。*長(zhǎng)鏈脂肪酰CoA可變構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。*胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)酶的合成。生物化學(xué)(三)己糖激酶或葡萄糖激酶*6-磷酸葡萄糖可反饋抑制44三、糖酵解的生理意義1.

是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。2.

是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。①無(wú)線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞。②代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓、神經(jīng)。生物化學(xué)三、糖酵解的生理意義1.是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方45第三節(jié)糖的有氧氧化

AerobicOxidationofCarbohydrate生物化學(xué)第三節(jié)生物化學(xué)46糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過(guò)程。是機(jī)體主要供能方式。*部位：胞液及線粒體

*概念生物化學(xué)糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在機(jī)體氧47一、有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程

第一階段：酵解途徑第二階段：丙酮酸氧化脫羧第三階段：三羧酸循環(huán)G（Gn）

第四階段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoA

H2O[O]ATPADP

CO2NADH+H+FADH2TAC循環(huán)

胞液線粒體生物化學(xué)一、有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程第一階段：酵解途徑第二階48（一）丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA(acetylCoA)。丙酮酸乙酰CoA

NAD+,HSCoACO2,NADH+H+丙酮酸脫氫酶復(fù)合體總反應(yīng)式:生物化學(xué)（一）丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰Co49丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶HSCoANAD+TPP硫辛酸

FADNAD+CoA酶輔酶生物化學(xué)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成E1：丙酮酸脫氫酶HSCoANAD+50丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過(guò)程1.由E1催化丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP。2.由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3.二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同時(shí)使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個(gè)巰基。4.二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時(shí)將氫傳遞給FAD。5.在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將FADH2上的H轉(zhuǎn)移給NAD+，形成NADH+H+。生物化學(xué)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過(guò)程1.由E1催化丙酮酸脫羧形51*概述*反應(yīng)部位：所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。三羧酸循環(huán)(TricarboxylicacidCycle,TAC)：從乙酰CoA與草酰乙酸縮合成含3個(gè)羧基的檸檬酸開(kāi)始，通過(guò)一系列代謝反應(yīng)，乙酰CoA被徹底氧化，草酰乙酸得以再生的過(guò)程。也稱為檸檬酸循環(huán)。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說(shuō)，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)。（二）三羧酸循環(huán)生物化學(xué)*概述*反應(yīng)部位：所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。三羧52CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①檸檬酸合酶②順烏頭酸酶③異檸檬酸脫氫酶④α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脫氫酶⑦延胡索酸酶⑧蘋果酸脫氫酶生物化學(xué)CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+53氧化磷酸化：底物脫下的氫通過(guò)呼吸鏈傳遞給O2生成H2O，在傳遞過(guò)程中釋放能量使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程。部位：線粒體兩條呼吸鏈：NADH+H+H2O、3ATP[O]H2O、2ATP

FADH2[O]二、葡萄糖有氧氧化生成ATP生物化學(xué)氧化磷酸化：底物脫下的氫通過(guò)呼吸鏈傳遞給O2生成H2O，在傳54三羧酸循環(huán)能量的生成：

3×3+2×1+1=12ATP

生物化學(xué)三羧酸循環(huán)能量的生成：生物化學(xué)55①

三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個(gè)羧基的檸檬酸，反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過(guò)程。②TAC過(guò)程的反應(yīng)部位是線粒體③

三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)經(jīng)過(guò)一次三羧酸循環(huán)：消耗一分子乙酰CoA。經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP。生成12ATP關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶；異檸檬酸脫氫酶；α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體。小結(jié)生物化學(xué)①三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個(gè)羧56⑤三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無(wú)量的變化，不可能通過(guò)三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O

H2O。④整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)生物化學(xué)⑤三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物④整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)生物化學(xué)57是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；是三大營(yíng)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；為呼吸鏈提供H++e。三羧酸循環(huán)的生理意義生物化學(xué)是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；三羧酸循環(huán)的生理意義生物化58胞液中H+進(jìn)入線粒體：

兩種穿梭機(jī)制：

1.ａ-磷酸甘油穿梭（腦、骨骼肌）

2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭（肝、心?。?/p>

生物化學(xué)胞液中H+進(jìn)入線粒體：生物化學(xué)59FADFADH2eDHAP(2)胞漿線粒體內(nèi)膜G3P磷酸二羥丙酮NAD+α-磷酸甘油(1)電子傳遞鏈線粒體外膜α-磷酸甘油穿梭穿梭本質(zhì)：胞漿中的NADH將H轉(zhuǎn)移給線粒體中的FADH2，故進(jìn)入琥珀酸呼吸鏈，生成2分子ＡＴＰNADH+H生物化學(xué)FADFADH2eDHAP(2)胞漿線粒體內(nèi)膜G3P磷酸二60胞漿線粒體外膜線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜蘋果酸草酰乙酸NADHNAD+草酰乙酸蘋果酸NAD+NADH呼吸鏈蘋果酸-天冬氨酸穿梭

穿梭本質(zhì)：胞漿中的NADH將H轉(zhuǎn)移給線粒體中的，故NADH進(jìn)入NADH呼吸鏈，生成3分子ＡＴＰ生物化學(xué)胞漿線粒體外膜線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜蘋果酸草酰乙酸NADHNA61葡萄糖有氧氧化生成的ATP生物化學(xué)葡萄糖有氧氧化生成的ATP生物化學(xué)62三、有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①

酵解途徑：己糖激酶②丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體③

三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶生物化學(xué)三、有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①酵解途徑：己糖激酶②丙酮酸的63有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)生物化學(xué)有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)生64四、巴斯德效應(yīng)*概念*機(jī)制

有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸;缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。生物化學(xué)四、巴斯德效應(yīng)*概念*機(jī)制有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入65思考題：

1分子乳酸，完全氧化生成多少ATP？生物化學(xué)思考題：生物化學(xué)66第四節(jié)

磷酸戊糖途徑PentosePhosphatePathway生物化學(xué)第四節(jié)

磷酸戊糖途徑生物化學(xué)67*概念磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過(guò)程。磷酸戊糖是中間代謝產(chǎn)物。生物化學(xué)*概念磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H68*細(xì)胞定位：胞液。第一階段：氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過(guò)程*反應(yīng)過(guò)程可分為二個(gè)階段第二階段則是非氧化反應(yīng)包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。生物化學(xué)*細(xì)胞定位：胞液。第一階段：氧化反應(yīng)一、磷酸戊糖途徑696-磷酸葡萄糖酸

5-磷酸核酮糖

NADPH+H+NADP+⑴H2ONADP+

CO2

NADPH+H+⑵6-磷酸葡萄糖脫氫酶

6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶

HCOHCH2OHCO6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯

1.第一階段——磷酸戊糖生成5-磷酸核糖

生物化學(xué)6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖NADPH+70催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH+H+。反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。G-6-P

5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+

NADP+NADPH+H+CO2

生物化學(xué)催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶71每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過(guò)3C、4C、6C、7C等演變階段，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進(jìn)入酵解途徑。因此，磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路(pentosephosphateshunt)。2.第二階段——基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)生物化學(xué)每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)725-磷酸核酮糖(C5)×37-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤蘚糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C35-磷酸核糖

C55-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C5生物化學(xué)5-磷酸核酮糖(C5)×37-磷酸景天糖3-磷酸甘油73總反應(yīng)式3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2生物化學(xué)總反應(yīng)式3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+74脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過(guò)了3、4、5、6、7碳糖的演變過(guò)程。反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物——5-磷酸核糖。一分子G-6-P經(jīng)過(guò)反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。磷酸戊糖途徑的特點(diǎn)生物化學(xué)脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。磷酸戊75二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)

*6-磷酸葡萄糖脫氫酶此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定6-磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外NADPH對(duì)該酶有強(qiáng)烈抑制作用。生物化學(xué)二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)*6-磷酸葡萄糖脫氫酶此76三、磷酸戊糖途徑的生理意義（一）為核苷酸的生成提供核糖（二）提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)。1.NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體2.NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物合成或生物轉(zhuǎn)化有關(guān)3.NADPH可維持GSH的還原性A2G-SHNADP+

NADPH+H+AH2G-S-S-G生物化學(xué)三、磷酸戊糖途徑的生理意義（一）為核苷酸的生成提供核糖77第五節(jié)

糖原的合成與分解

GlycogenesisandGlycogenolysis生物化學(xué)第五節(jié)

糖原的合成與分解

Glycogenesi78是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量?jī)?chǔ)備。攝入的糖類大部分轉(zhuǎn)變成脂肪后儲(chǔ)存于脂肪組織內(nèi)，只有少部分以糖原的形式儲(chǔ)存，它可迅速動(dòng)用以供急需。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所急需

肝臟：肝糖原，70~100g，維持血糖水平

糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義

糖原(glycogen)生物化學(xué)是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量?jī)?chǔ)備。攝入791.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長(zhǎng)鏈。2.約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3.每條鏈都終止于一個(gè)非還原端，非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義生物化學(xué)1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長(zhǎng)鏈。糖原的結(jié)構(gòu)特80（一）定義糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的過(guò)程。組織定位：主要在肝臟、肌肉。細(xì)胞定位：胞漿。一、糖原的合成代謝（二）合成部位生物化學(xué)（一）定義糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖811.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖

6-磷酸葡萄糖

ATP

ADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）

（三）糖原合成途徑生物化學(xué)1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡821-磷酸葡萄糖

磷酸葡萄糖變位酶

6-磷酸葡萄糖2.6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖這步反應(yīng)中磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的意義在于：由于延長(zhǎng)形成α-1,4-糖苷鍵，所以葡萄糖分子C1上的半縮醛羥基必須活化，才利于與原來(lái)的糖原分子末端葡萄糖的游離C4羥基縮合。半縮醛羥基與磷酸基之間形成的O-P鍵具有較高的能量。生物化學(xué)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖83*UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶

3.1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖2Pi+能量1-磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)生物化學(xué)*UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。+84糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶4.α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合糖原合酶只能催化α-1,4-糖苷鍵形成，1、2、3步反復(fù)進(jìn)行，使糖鏈不斷延長(zhǎng)。生物化學(xué)糖原n+UDPG糖原n+1+UDP85（四）糖原分枝的形成

分支酶

(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵生物化學(xué)（四）糖原分枝的形成分支酶86近來(lái)人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的蛋白質(zhì)。Glycogenin可對(duì)其自身進(jìn)行共價(jià)修飾，將UDP-葡萄糖分子的C1結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。糖原合成過(guò)程中作為引物(primer)的第一個(gè)糖原分子從何而來(lái)？生物化學(xué)近來(lái)人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的87*定義*亞細(xì)胞定位：胞漿*肝糖元的分解糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖

磷酸化酶

1.糖原的磷酸解糖原分解(glycogenolysis)習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過(guò)程。二、糖原的分解代謝生物化學(xué)*定義*亞細(xì)胞定位：胞漿*肝糖元的分解糖88

6-磷酸葡萄糖

1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶

2.1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖3.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖

葡萄糖-6-磷酸酶

（肝，腎）葡萄糖

6-磷酸葡萄糖生物化學(xué)6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷89*肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過(guò)程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放入血，提供血糖，而只能進(jìn)入酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途徑進(jìn)一步代謝。肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān)。生物化學(xué)*肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過(guò)程相同，90⑵G-6-P的代謝去路G（補(bǔ)充血糖）G-6-P

F-6-P（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯（進(jìn)入磷酸戊糖途徑）

葡萄糖醛酸（進(jìn)入葡萄糖醛酸途徑）小結(jié)⑴反應(yīng)部位：胞漿

生物化學(xué)⑵G-6-P的代謝去路G（補(bǔ)充血糖）G-6-P913.糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶

G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶

磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶

糖原nPi磷酸化酶

葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n生物化學(xué)3.糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-92

三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)

關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：*它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。*它們都以活性、無(wú)（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過(guò)磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。生物化學(xué)三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原93③調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用，效率高；①兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；②此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快；④受激素調(diào)節(jié)。1.共價(jià)修飾調(diào)節(jié)生物化學(xué)③調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用，效率高；①兩種酶磷酸化或去942.變構(gòu)調(diào)節(jié)磷酸化酶二種構(gòu)像——緊密型(T)和疏松型(R)

，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。*葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。磷酸化酶a(R)[疏松型]磷酸化酶a(T)[緊密型]葡萄糖生物化學(xué)2.變構(gòu)調(diào)節(jié)磷酸化酶二種構(gòu)像——緊密型(T)和疏松型(R95第六節(jié)糖異生Gluconeogenesis生物化學(xué)第六節(jié)生物化學(xué)96糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程。*部位*原料*概念

主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。生物化學(xué)糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變97定義過(guò)程

酵解途徑中有由3個(gè)關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛

NAD+

NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖異生途徑指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過(guò)程。一、糖異生途徑生物化學(xué)定義過(guò)程酵解途徑中有由3個(gè)關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在981.丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸

草酰乙酸

PEP

ATP

ADP+PiCO2

①

GTP

GDPCO2

②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）。②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）。生物化學(xué)1.丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸草酰99※草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體有兩種方式:

出線粒體蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸出線粒體天冬氨酸草酰乙酸１.經(jīng)蘋果酸脫氫酶催化２.谷草轉(zhuǎn)氨酶催化生物化學(xué)※草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體有兩種方式:出線粒體蘋果100丙酮酸丙酮酸草酰乙酸

丙酮酸羧化酶

ATP+CO2ADP+Pi

蘋果酸

NADH+H+

NAD+天冬氨酸

谷氨酸

α-酮戊二酸

天冬氨酸

蘋果酸

草酰乙酸

PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶

GTP

GDP+CO2

線粒體胞液生物化學(xué)丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2101糖異生途徑所需NADH+H+的來(lái)源糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+H+。①由乳酸為原料異生糖時(shí)，NADH+H+由下述反應(yīng)提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+生物化學(xué)糖異生途徑所需NADH+H+的來(lái)源糖異生途徑中，102②由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH+H+則由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來(lái)自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過(guò)草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋果酸線粒體

蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+

NAD+NADH+H+

胞漿

生物化學(xué)②由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH+H+則由線粒體內(nèi)N1031,6-雙磷酸果糖

6-磷酸果糖Pi

果糖雙磷酸酶

6-磷酸葡萄糖

葡萄糖

Pi

葡萄糖-6-磷酸酶

3.

6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖2.

1,6-雙磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖生物化學(xué)1,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖雙磷酸104⑴糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物生糖氨基酸

α-酮酸

-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮

乳酸

丙酮酸

2H⑵上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原二、非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑生物化學(xué)⑴糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物生糖氨基酸α-105（一）維持血糖濃度恒定（二）補(bǔ)充肝糖原三碳途徑：指進(jìn)食后，大部分葡萄糖先在肝外細(xì)胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進(jìn)入肝細(xì)胞異生為糖原的過(guò)程。（三）調(diào)節(jié)酸堿平衡（乳酸異生為糖）三、糖異生的生理意義生物化學(xué)（一）維持血糖濃度恒定（二）補(bǔ)充肝糖原三碳途徑106糖異生活躍有葡萄糖-6磷酸酶

肝

肌肉葡萄糖葡萄糖

葡萄糖酵解途徑丙酮酸乳酸NADHNAD+乳酸

乳酸NAD+NADH丙酮酸糖異生途徑血液糖異生低下沒(méi)有葡萄糖-6磷酸酶

四、乳酸循環(huán)—（Cori循環(huán)）⑴循環(huán)過(guò)程生物化學(xué)糖異生活躍肝肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解107⑶生理意義①乳酸再利用，避免了乳酸的損失。②防止乳酸的堆積引起酸中毒。⑵乳酸循環(huán)是一個(gè)耗能的過(guò)程2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。生物化學(xué)⑶生理意義①乳酸再利用，避免了乳酸的損失。②防止108第七節(jié)

血糖及其調(diào)節(jié)

BloodGlucoseandTheRegulationofBloodGlucoseConcentration生物化學(xué)第七節(jié)

血糖及其調(diào)節(jié)

BloodGlucoseand109血糖：指血液中的葡萄糖。血糖水平：即血糖濃度。正常血糖濃度：3.89~6.11mmol/L．*血糖及血糖水平的概念生物化學(xué)血糖：指血液中的葡萄糖。血糖水平：即血糖濃度。*血糖及血糖水110血糖水平恒定的生理意義保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能；紅細(xì)胞沒(méi)有線粒體，完全通過(guò)糖酵解獲能；骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍，經(jīng)常利用葡萄糖供能。生物化學(xué)血糖水平恒定的生理意義保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某111血糖食物糖

消化，吸收肝糖原

分解

非糖物質(zhì)

糖異生

氧化分解

CO2+H2O

糖原合成

肝(肌)糖原

磷酸戊糖途徑等

其它糖

脂類、氨基酸合成代謝

脂肪、氨基酸

一、血糖來(lái)源和去路生物化學(xué)血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質(zhì)112二、血糖水平的調(diào)節(jié)主要調(diào)節(jié)激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素*主要依靠激素的調(diào)節(jié)生物化學(xué)二、血糖水平的調(diào)節(jié)主要調(diào)節(jié)激素降低血糖：胰島素(insul113（一）胰島素

①促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肝外細(xì)胞；②加速糖原合成，抑制糖原分解；③加快糖的有氧氧化；④抑制肝內(nèi)糖異生；⑤抑制HSL，減少脂肪動(dòng)員。——體內(nèi)唯一降低血糖水平的激素。胰島素的作用機(jī)制:生物化學(xué)（一）胰島素①促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肝外細(xì)胞；114（二）胰高血糖素

①促進(jìn)肝糖原分解，抑制糖原合成；②抑制酵解途徑，促進(jìn)糖異生；③促進(jìn)脂肪動(dòng)員?！w內(nèi)升高血糖水平的主要激素。

*此外，糖皮質(zhì)激素和腎上腺素也可升高血糖，腎上腺素主要在應(yīng)急狀態(tài)下發(fā)揮作用。胰高血糖素的作用機(jī)制：生物化學(xué)（二）胰高血糖素①促進(jìn)肝糖原分解，抑制糖原合成；115（三）糖皮質(zhì)激素——引起血糖升高，肝糖原增加。糖皮質(zhì)激素的作用機(jī)制可能有兩方面：①促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)分解，分解產(chǎn)生的氨基酸轉(zhuǎn)移到肝進(jìn)行糖異生。②抑制肝外組織攝取和利用葡萄糖，抑制點(diǎn)為丙酮酸的氧化脫羧。

*此外，在糖皮質(zhì)激素存在時(shí)，其他促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素才能發(fā)揮最大的效果，間接抑制周圍組織攝取葡萄糖。生物化學(xué)（三）糖皮質(zhì)激素——引起血糖升高，肝糖原增加。糖皮質(zhì)激素的116（四）腎上腺素——強(qiáng)有力的升高血糖的激素。腎上腺素的作用機(jī)制：通過(guò)肝和肌肉的細(xì)胞膜受體、cAMP、蛋白激酶級(jí)聯(lián)激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。生物化學(xué)（四）腎上腺素——強(qiáng)有力的升高血糖的激素。腎上腺素的作用機(jī)117*葡萄糖耐量(glucosetolerence)正常人體內(nèi)存在一套精細(xì)的調(diào)節(jié)糖代謝的機(jī)制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)和持續(xù)升高。指人體對(duì)攝入的葡萄糖具有很大的耐受能力的現(xiàn)象。生物化學(xué)*葡萄糖耐量(glucosetolerence)正常人體內(nèi)118糖耐量試驗(yàn)(glucosetolerancetest,GTT)目的：臨床上用來(lái)診斷病人有無(wú)糖代謝異常?？诜悄土吭囼?yàn)的方法：被試者清晨空腹靜脈采血測(cè)定血糖濃度，然后一次服用100g葡萄糖，服糖后的1/2、1、2h（必要時(shí)可在3h）各測(cè)血糖一次。以測(cè)定血糖的時(shí)間為橫坐標(biāo)（空腹時(shí)為0h），血糖濃度為縱坐標(biāo)，繪制糖耐量曲線。生物化學(xué)糖耐量試驗(yàn)(glucosetolerancetest119糖耐量曲線

正常人：服糖后1/2~1h達(dá)到高峰，然后逐漸降低，一般2h左右恢復(fù)正常值。糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖濃度急劇升高，2h后仍可高于正常。生物化學(xué)糖耐量曲線正常人：服糖后1/2~1h達(dá)到高峰，然后逐120

三、血糖水平異常（一）高血糖及糖尿癥高血糖(hyperglycemia)的定義臨床上將空腹血糖濃度高于7.22~7.78mmol/L稱為高血糖。2.腎糖閾的定義當(dāng)血糖濃度高于8.89~10.00mmol/L時(shí)，超過(guò)了腎小管的重吸收能力，則可出現(xiàn)糖尿。這一血糖水平稱為腎糖閾。生物化學(xué)三、血糖水平異常（一）高血糖及糖尿癥高血糖(hypergl121持續(xù)性高血糖和糖尿，主要見(jiàn)于糖尿病(diabetesmellitus,DM)。b.血糖正常而出現(xiàn)糖尿，見(jiàn)于慢性腎炎、腎病綜合征等引起腎對(duì)糖的吸收障礙。c.生理性高血糖和糖尿可因情緒激動(dòng)而出現(xiàn)。糖尿病可分為二型:Ⅰ型（胰島素依賴型）Ⅱ型（非胰島素依賴型）

3.高血糖及糖尿的病理和生理原因

生物化學(xué)持續(xù)性高血糖和糖尿，主要見(jiàn)于糖尿病(diabetesmel122(二）低血糖1.低血糖(hypoglycemia)的定義2.低血糖的影響空腹血糖濃度低于3.33~3.89mmol/L時(shí)稱為低血糖。血糖水平過(guò)低，會(huì)影響腦細(xì)胞的功能，從而出現(xiàn)頭暈、倦怠無(wú)力、心悸等癥狀，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)昏迷，稱為低血糖休克。生物化學(xué)(二）低血糖1.低血糖(hypoglycemia)的定義21233.低血糖的病因：①胰性（胰島β-細(xì)胞功能亢進(jìn)、胰島α-細(xì)胞功能低下等）②肝性（肝癌、糖原積累病等）③內(nèi)分泌異常（垂體功能低下、腎上腺皮質(zhì)功能低下等）④腫瘤（胃癌等）⑤饑餓或不能進(jìn)食生物化學(xué)3.低血糖的病因：①胰性（胰島β-細(xì)胞功能亢進(jìn)、胰島α124葡萄糖酵解途徑丙酮酸

有氧無(wú)氧H2O及CO2

乳酸

糖異生途徑乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途徑核糖+NADPH+H+淀粉消化與吸收ATP

糖代謝的概況生物化學(xué)葡萄糖酵解途徑丙酮酸有氧無(wú)氧H2125ThankYou!南華大學(xué)生物化學(xué)多媒體課件ThankYou!南華大學(xué)生物化學(xué)多媒體課件南華大學(xué)生物化學(xué)多媒體課件第四章糖代謝MetabolismofCarbohydrates南華大學(xué)生物化學(xué)多媒體課件第四章糖代謝本章要求1.掌握糖酵解的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。2.掌握糖有氧氧化的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。3.掌握磷酸戊糖途徑的意義。4.掌握糖原合成與分解的過(guò)程、關(guān)鍵酶。5.掌握糖異生的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。6.掌握血糖正常值、來(lái)源、去路和意義。生物化學(xué)本章要求1.掌握糖酵解的過(guò)程、部位、關(guān)鍵酶和意義。生物化學(xué)128糖(carbohydrates)是含有多羥基的醛類或酮類化合物及其衍生物或多聚物。其實(shí)驗(yàn)式為Cn(H2O)m,其中H:O=2:1。糖的化學(xué)（一）糖的概念生物化學(xué)糖(carbohydrates)是含有多羥基的醛類或酮類化合129（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類:單糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)結(jié)合糖(glycoconjugate)生物化學(xué)（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下1301.單糖:不能再水解的糖。葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖生物化學(xué)1.單糖:不能再水解的糖。葡萄糖(glucose)—131生物化學(xué)第4章糖代謝課件講義1322.寡糖常見(jiàn)的幾種二糖有:麥芽糖(maltose):葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose):葡萄糖—果糖乳糖(lactose):葡萄糖—半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。生物化學(xué)2.寡糖常見(jiàn)的幾種二糖有:麥芽糖(maltose)133能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。常見(jiàn)的多糖有：淀粉(starch)

糖原(glycogen)

纖維素(cellulose)3.多糖生物化學(xué)能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。常見(jiàn)的多糖有：淀134①淀粉：是植物中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式。淀粉顆粒生物化學(xué)①淀粉：是植物中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式。淀粉顆粒生物化學(xué)135②糖原：是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式。生物化學(xué)②糖原：是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式。生物化學(xué)136③纖維素：作為植物的骨架。β-1,4-糖苷鍵生物化學(xué)③纖維素：作為植物的骨架。β-1,4-糖苷鍵生物化學(xué)137糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結(jié)合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。常見(jiàn)的結(jié)合糖有：4.結(jié)合糖：糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。生物化學(xué)糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結(jié)合物。常見(jiàn)的結(jié)138第一節(jié)

概述

Introduction生物化學(xué)第一節(jié)

概述

Introduction生物化學(xué)1391.氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。3.作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分這是糖的主要功能。4千卡/g2.提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。一、糖的生理功能生物化學(xué)1.氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物140二、糖的消化與吸收（一）糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉為主。消化部位：主要在小腸，少量在口腔。生物化學(xué)二、糖的消化與吸收（一）糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉141消化過(guò)程淀粉

麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-臨界糊精+異麥芽糖

（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶

α-葡萄糖苷酶α-臨界糊精酶腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣胃口腔腸腔胰液中的α-淀粉酶

食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無(wú)-糖苷酶而不能對(duì)其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動(dòng)等作用，也是維持健康所必需。生物化學(xué)消化過(guò)程淀粉麥芽糖+麥芽三糖α-臨界糊精+異142（二）糖的吸收1.吸收部位：小腸上段2.吸收形式：?jiǎn)翁巧锘瘜W(xué)（二）糖的吸收1.吸收部位：小腸上段2.吸收形式1433.吸收機(jī)制ADP+PiATPGluNa+K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門靜脈Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細(xì)胞內(nèi)膜生物化學(xué)3.吸收機(jī)制ADP+PiATPGluN1444.吸收途徑小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞門靜脈肝臟體循環(huán)SGLT各種組織細(xì)胞GLUTGLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucosetransporter)，已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT1～5)。生物化學(xué)4.吸收途徑小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞門靜脈145第二節(jié)

糖的無(wú)氧分解

Glycolysis生物化學(xué)第二節(jié)

糖的無(wú)氧分解

Glycolysis生物146第一階段:由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolyticpathway)。第二階段:由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。*

糖酵解的定義:*糖酵解分為兩個(gè)階段:*糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿.在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過(guò)程稱之為糖酵解。一、糖酵解的反應(yīng)過(guò)程生物化學(xué)第一階段:由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱147⑴葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖

(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖分解成丙酮酸關(guān)鍵酶或限速酶:

己糖激酶生物化學(xué)⑴葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖ATP148反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，分別稱為Ⅰ至Ⅳ型。肝細(xì)胞中存在的是Ⅳ型，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是：①對(duì)葡萄糖的親和力很低②受激素調(diào)控生物化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。生物化學(xué)149⑵

6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

6-磷酸果糖

己糖異構(gòu)酶6-磷酸葡萄糖

6-磷酸果糖

(fructose-6-phosphate,F-6-P)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑵6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖150⑶

6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖

ATPADPMg2+6-磷酸果糖激酶-1關(guān)鍵酶或限速酶:6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖

1,6-雙磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑶6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖ATP151反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。生物化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)不可逆，消耗能量。生物化學(xué)1521,6-雙磷酸果糖

⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛縮酶(aldolase)+3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)1,6-雙磷酸果糖⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖醛153⑸

磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮

GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑸磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛磷酸二154階段A特點(diǎn)：一分子6碳糖裂解為兩分子3碳糖兩個(gè)不可逆反應(yīng)步驟：HK或GK；PFK-1耗能：消耗2ATP（糖原消耗1ATP）糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖

磷酸化酶

生物化學(xué)階段A特點(diǎn)：糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖155⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸

Pi,NAD+

NADH+H+

3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛

1,3-二磷酸甘油酸

GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸生物化學(xué)⑹3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸Pi,NAD156⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸

ADPATP磷酸甘油酸激酶1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸

※底物在脫氫或脫水時(shí)由于分子內(nèi)部能量重新分布而生成高能鍵，底