復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)課件第八章 糖代謝 II

第二節(jié)糖的分解代謝葡萄糖(或糖原)分解：3條途徑

(1)無氧情況：糖酵解(glycolysis)

葡萄糖(糖原)→乳酸(2)有氧情況：有氧氧化(aerobicoxidation)

葡萄糖→CO2+H2O+能量(3)磷酸戊糖途徑(pentosephosphatepathway)

葡萄糖→磷酸核糖+NADPH+CO2第二節(jié)糖的分解代謝葡萄糖(或糖原)分解：3條途徑1概念過程意義一、糖的無氧分解（糖酵解）

(關(guān)鍵步驟,關(guān)鍵酶)概念一、糖的無氧分解（糖酵解）

(關(guān)鍵步驟,關(guān)鍵酶)2葡萄糖無氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C無氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C3二、過程1.糖酵解途徑（glycolyticpathway），EMP途徑葡萄糖(glucose)丙酮酸(pyruvate)×2細胞部位：胞漿二、過程1.糖酵解途徑（glycolyticpathw4（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(phosphorylationofglucose)

glucose(G)己糖激酶(HK)

hexokinase

ATPADP關(guān)鍵酶glucose-6-phosphate(G-6-P）Mg2+（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(ph5ATP(三磷酸腺苷)ADP(二磷酸腺苷)高能磷酸鍵～～～HO-18ATPADP高能磷酸鍵～～～HO-186限速酶/關(guān)鍵酶

(rate-limitingenzyme/keyenzyme)1.催化非可逆反應(yīng)特點2.催化效率低3.受激素或代謝物的調(diào)節(jié)4.常是在整條途徑中催化初始反應(yīng)的酶5.活性的改變可影響整個反應(yīng)體系的速度限速酶/關(guān)鍵酶

(rate-limitingenzym7糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO4磷酸化酶

糖原(Gn-1)1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO48（2）6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖(phosphorylationoffructose-6-phosphate)

glucose-6phosphate(G-6-P）

磷酸己糖異構(gòu)酶fructose-6-phosphate(F-6-P）（2）6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖(phospho9（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖

(F-6-P）

磷酸果糖激酶-1

（PFK-1）ATPADPMg2+關(guān)鍵酶phosphofructokinaselPFK11,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate,FDP)（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖(10（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosphate(FDP）磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)醛縮酶6C3C（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosp11（5）磷酸丙糖的互換磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate,DHAP)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛（5）磷酸丙糖的互換磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶12（6）3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)NAD＋＋H3PO4NADH+H+3-磷酸甘油醛脫氫酶糖酵解中唯一的脫氫反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸1,3-diphospho--glycerae

(1,3-DPG)～P（6）3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛13NAD+：R為H；

NADP+：R為PO32-NAD+

輔酶INADP+

輔酶II煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NAD+：R為H；

NADP+：R為PO32-NAD+輔酶14復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)課件第八章糖代謝II15（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,3-PG)ADPATP3-磷酸甘油酸激酶這是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)(1,3-DPG)～P（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油16底物水平磷酸化反應(yīng)Substratelevelphosphorylation底物分子內(nèi)部能量重新分布形成高能磷酸鍵伴有ADP磷酸化生成ATP的作用稱為底物水平磷酸化底物水平磷酸化反應(yīng)底物分子內(nèi)部能量重新分布形成高能磷酸鍵伴有17（8）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)磷酸甘油酸變位酶（8）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-18（9）2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)烯醇化酶Mg2+或Mn2+

磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)H2O高能磷酸鍵（9）2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?-磷酸甘油酸烯19（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖崃姿嵯┐际奖?phosphoenolpyruvate,PEP)丙酮酸激酶PKADPATPMg2+或Mn2+

烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)糖酵解過程的第三個調(diào)節(jié)酶，也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)關(guān)鍵酶（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖崃姿嵯┐际奖岜?0（11）烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵯┐际奖?enolpyruvate,EPV)自發(fā)進行丙酮酸(pyruvate,PA)（11）烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵯┐际奖嶙园l(fā)進行丙酮酸21（12）丙酮酸還原為乳酸乳酸(lactate,LA)乳酸脫氫酶丙酮酸(pyruvate,PA)NADH+H+NAD+2.丙酮酸→乳酸3-磷酸甘油醛+NAD+1,3-二磷酸甘油酸+NADH++H+（12）丙酮酸還原為乳酸乳酸乳酸脫氫酶丙酮酸(pyruva22GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3-PG2-PGPEPPALAHK-ATPPFK1+ATP-ATP+ATP×2

×2

NADHNAD+PK底物水平磷酸化GnG-1PPASGG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG32311個酶催化的12步反應(yīng)四個階段第一階段：磷酸己糖的生成(活化)I,2,3耗能第二階段：磷酸丙糖的生成(裂解)4,5第三階段：3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸岵⑨尫拍芰?氧化、轉(zhuǎn)能)6,7,8,9,10,11產(chǎn)能

第四階段：丙酮酸還原為乳酸(還原)1211個酶催化的12步反應(yīng)四個階段第一階段：磷酸己糖的生成(24

糖酵解小結(jié)：關(guān)鍵步驟關(guān)鍵酶GG-6-PHKF-6-PFDPPFK-1PEPPAPK糖酵解小結(jié)：關(guān)鍵步驟關(guān)鍵酶GG-6-PHKF-6-PFD25糖酵解過程的關(guān)鍵酶及ATP

關(guān)鍵反應(yīng)

關(guān)鍵酶

ATP

HK

-ATPG→G-6-PF-6-P→1，6-FDPPEP→PA底物水平磷酸化）1,3-DPG→3-PG(底物水平磷酸化）PFK1-ATP

PK

+ATP*2+ATP*21mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP2molATP糖原中的1mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP3molATP糖酵解過程的關(guān)鍵酶及ATP關(guān)鍵反應(yīng)26無氧或缺氧細胞的胞漿葡萄糖/糖原乳酸、ATP反應(yīng)的條件：反應(yīng)的部位：反應(yīng)的底物：反應(yīng)的產(chǎn)物：反應(yīng)的特點：一次脫氫、二次底物磷酸化無氧或缺氧細胞的胞漿葡萄糖/糖原乳酸、ATP反應(yīng)的條件：反應(yīng)27葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATPADP,H3PO4ΔG°′=-30.514kJ，2molATP相當(dāng)于捕獲61.028酵解的放熱量ΔG°′=-196-(61.028)=134.97kJ葡萄糖酵解獲能效率=61.028/(-196)×100%=31%糖原酵解獲能效率=？49.7%葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATP28糖酵解調(diào)節(jié)酶的名稱變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑已糖激酶(HK)磷酸果糖激酶-1(PFK1)丙酮酸激酶(PK)Mg2+,Mn2+G-6-PMg2+,AMP,ADP,F-1,6-2P,F-2,6-2PATP，檸檬酸，長鏈脂肪酸Mg2+,K+,F-1,6-2PATP糖酵解調(diào)節(jié)酶的名稱變構(gòu)抑制劑Mg2+,Mn2+G-629

糖酵解意義：

2.是某些細胞在不缺氧條件下的能量來源。3.是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生作用大部分逆過程。4.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑若糖酵解過度，可因乳酸生成過多而導(dǎo)致乳酸酸中毒1.在無氧條件下迅速提供能量,供機體需要。47

糖酵解意義：3.是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生30海拔5000米運動、高原缺氧糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量機體加強糖酵解以適應(yīng)高原缺氧環(huán)境44海拔5000米運動、高原缺氧糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量機31某些組織細胞與糖酵解供能：

代謝極為活躍，即使不缺氧,也常由糖酵解提供部分能量。成熟紅細胞：視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白細胞、骨髓、腫瘤細胞等:無線粒體，無法通過氧化磷酸化獲得能量，只能通過糖酵解獲得能量。44某些組織細胞與糖酵解供能：代謝極為活躍，即使不缺氧,也32二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)

概念過程意義

有氧氧化的調(diào)節(jié)

二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)概33（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：

是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成CO2和H2O的過程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+36/38ATP有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)組織細胞都通過有氧氧化獲得能量。（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：C6H12O6+6O34糖的有氧氧化與糖酵解：細胞胞漿線粒體

葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸（糖酵解)丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）糖的有氧氧化與糖酵解：細胞胞漿線粒體葡萄糖→→……→→丙酮35葡萄糖→→丙酮酸線粒體內(nèi)三羧酸循環(huán)CO2+H2O+ATP胞漿乳酸糖酵解→丙酮酸→乙酰CoA葡萄糖→→丙酮酸線粒體內(nèi)三羧酸循環(huán)CO2+H2O+ATP胞漿36（二）糖有氧氧化的過程：

第一階段：GPA（胞漿)

氧化脫羧

第二階段：PA乙酰CoA（線粒體）

第三階段：乙酰CoA（線粒體）TCACO2+H2O（二）糖有氧氧化的過程：第一階段：GPA（胞37GPA（胞漿）葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+

）2丙酮酸線粒體內(nèi)膜上特異載體進入線粒體進一步氧化GPA（胞漿）葡萄糖+NAD++2ADP38線粒體內(nèi)丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A丙酮酸乙酰CoANAD+NADH+H+

+CoA-SH輔酶A丙酮酸脫氫酶系+CO2丙酮酸+輔酶A+NAD+

乙酰COA+CO2+NADH+H+關(guān)鍵酶線粒體內(nèi)丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A丙酮酸乙酰CoANAD+39三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle，

TCA循環(huán))又稱檸檬酸循環(huán)(citricacidcycle)或

Krebs循環(huán)(Krebscycle)

乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle40

三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程反應(yīng)特點三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程41⑴乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸TCA循環(huán)CH3CO～SCoA乙酰輔酶A(acetylCoA)草酰乙酸檸檬酸(citrate)HSCoA檸檬酸合酶關(guān)鍵酶乙酰CoA+草酰乙酸

檸檬酸+CoA-SH⑴乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸TC42⑵檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸:TCA循環(huán)順烏頭酸異檸檬酸(isocitrate)

H2O檸檬酸(citrate)烏頭酸酶檸檬酸異檸檬酸⑵檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸:TCA循環(huán)順烏頭酸異檸檬酸(i43⑶異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸TCA循環(huán)異檸檬酸α-酮戊二酸CO2草酰琥珀酸NADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸+NAD+α-酮戊二酸

+CO2+NADH+H+NAD+關(guān)鍵酶⑶異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸TCA循環(huán)異檸檬酸α-酮44⑷α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶ATCA循環(huán)α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

HSCoANAD+NADH+H+CO2琥珀酰CoA(succinylCoA)α-酮戊二酸(αketoglutarate)α-酮戊二酸脫氫酶系關(guān)鍵酶α-酮戊二酸脫氫酶系⑷α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶ATCA循環(huán)α-酮戊二45⑸琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁酺CA循環(huán)琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoA(succinylCoA)琥珀酸(succinate)HSCoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酰CoA合成酶⑸琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁酺CA循環(huán)琥珀酰CoA+GD46⑹琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸TCA循環(huán)FAD延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶⑹琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸TCA循環(huán)FAD延胡索酸FAD47復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)課件第八章糖代謝II48復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)課件第八章糖代謝II49⑺延胡索酸水合生成蘋果酸TCA循環(huán)延胡索酸(fumarate)延胡索酸

+H2O蘋果酸延胡索酸酶蘋果酸(malate)H2O⑺延胡索酸水合生成蘋果酸TCA循環(huán)延胡索酸延胡索酸+H50⑻蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸

+

NAD+

草酰乙酸+NADH+H+

草酰乙酸(oxaloacetate)蘋果酸(malate)NAD+NADH+H+

蘋果酸脫氫酶TCA循環(huán)⑻蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸+NAD+51三羧酸循環(huán)總圖:蘋果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTPCH3CO～SoA(乙酰輔酶A)草酰乙酸2H2H延胡索酸HC2C4C6C5C4檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系三羧酸循環(huán)總圖:蘋果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸52三羧酸循環(huán)小結(jié):乙酰輔酶A+

3NAD++

FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTP三羧酸循環(huán)小結(jié):乙酰輔酶A+3NAD++FAD+Pi53

TCA循環(huán)運轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸僅起載體作用，反應(yīng)前后無改變。

14C標(biāo)記乙酰CoA進行研究結(jié)果，第一周循環(huán)中并無14C

出現(xiàn)CO2，即CO2的碳原子來自草酰乙酸而不是來自乙酰

CoA，第二周循環(huán)時，才有14CO2

出現(xiàn)。

TCA循環(huán)中的一些反應(yīng)在生理條件下是不可逆的，所以整個三羧酸循環(huán)是一個不可逆的系統(tǒng)。

TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)，故需不斷補充。TCA循環(huán)運轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰CoA，草酰54一次底物水平磷酸化二次脫羧三個不可逆反應(yīng)四次脫氫

1分子乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化凈生成12分子ATP。三羧酸循環(huán)特點:一次底物水平磷酸化三羧酸循環(huán)特點:55三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系變構(gòu)激活劑ADP變構(gòu)抑制劑ATPNADHATP、NADH、琥珀酰CoA三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制56糖有氧氧化過程中ATP的生成:第一階段：葡萄糖→2丙酮酸第二階段：2丙酮酸→2乙酰CoA第三階段：2乙酰CoA→2CO2+4H2O2ATP

糖的有氧氧化

底物磷酸化

氧化磷酸化2×3ATP葡萄糖→6CO2+6H2O+？molATP38/36ATP2×3或2×2ATP

2×1ATP2×11ATP葡萄糖的有氧分解則可產(chǎn)生2867.48kJ/mol糖有氧氧化過程中ATP的生成:第一階段：葡萄糖→2丙酮酸第二57有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×100%=42%有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×58（三）糖有氧氧化的生理意義糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。

糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的總樞紐。糖有氧氧化途徑與體內(nèi)其它代謝途徑有著

密切的聯(lián)系。（三）糖有氧氧化的生理意義糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能59P丙酮酸氧化和

三羧酸循環(huán)

的調(diào)節(jié)琥珀酰CoA蘋果酸琥珀酸α-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸延胡索酸草酰乙酸乙酰輔酶A丙酮酸乙酰CoA、NADH、ATPATPNADH琥珀酰CoA、NADH、ATP糖有氧氧化的調(diào)節(jié)P丙酮酸氧化和

三羧酸循環(huán)

的調(diào)節(jié)琥珀酰CoA蘋果酸琥珀酸α60四、磷酸戊糖途徑

（pentosephosphatepathway）過程：第一步生理意義四、磷酸戊糖途徑

（pentosephosphatepa61

磷酸戊糖途徑二個階段的反應(yīng)式：6×6-磷酸葡萄糖

+12

NADP+

6×

5-磷酸核糖+12(NADPH+H+)+6CO2

6×5-磷酸核糖

5×6-磷酸果糖

6×6-磷酸葡萄糖

+12NADP+

5×6-磷酸果糖+12（NADPH+H+)

+6CO2

6-磷酸葡萄糖脫氫酶(G-6-PD)磷酸戊糖途徑二個階段的反應(yīng)式：6×6-磷酸葡萄糖+62磷酸戊糖途徑：糖酵解途徑6×6-磷酸葡萄糖2×5-磷酸核糖2×5-磷酸木酮糖2×7-磷酸景天糖2×3-磷酸甘油醛2×3-磷酸甘油醛2×5-磷酸木酮糖2×4-磷酸赤蘚糖2×6-磷酸果糖2×6-磷酸果糖6×6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6NADPH6×6-磷酸葡萄糖酸6H2O3×5-磷酸核酮糖6NADPH6CO2葡萄糖磷酸戊糖途徑：糖酵解途徑6×6-磷2×5-磷酸2×5-磷酸263磷酸戊糖途徑特點：反應(yīng)部位：反應(yīng)底物：重要反應(yīng)產(chǎn)物：限速酶：胞漿6-磷酸葡萄糖NADPH、5-磷酸核糖6-磷酸葡萄糖脫氫酶(G-6-PD)磷酸戊糖途徑特點：反應(yīng)部位：反應(yīng)底物：重要反應(yīng)產(chǎn)物：限速酶64（三）磷酸戊糖途徑的意義1、產(chǎn)生5-磷酸核糖2、產(chǎn)生NADPH（三）磷酸戊糖途徑的意義1、產(chǎn)生5-磷酸核糖2、產(chǎn)生NADP65

5-磷酸核糖作用：}DNA、RNA合成原料(1)NAD(P)+(2)FAD(3)HSCoA各種核苷酸輔酶(1)NTP(2)dNTP核苷酸(3)cAMP/cGMP}第二信使合成原料5-磷酸核糖作用：}DNA、RNA合成原料(1)NAD(P66

NADPH的主要功能：1、作為供氫體---參與體內(nèi)多種生物合成反應(yīng)2、是谷胱甘肽還原酶的輔酶---對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用3、作為加單氧酶的輔酶---參與肝臟對激素、藥物和毒物的生物轉(zhuǎn)化作用4、清除自由基的作用

NADPH的主要功能：1、作為供氫體2、是谷胱甘肽還原酶的67第三節(jié)糖原的合成與分解第三節(jié)糖原的合成與分解68肝糖原：含量可達肝重的5%(總量為90-100g)肌糖原：含量為肌肉重量的1～2%(總量為200-400g)肝糖原：肌糖原：69一、糖原的合成作用定義：

肝臟、肌肉組織等細胞的胞漿中由單糖合成糖原的過程稱為糖原的合成(glycogenesis)部位：一、糖原的合成作用定義：由單糖合成糖原的過程稱為糖原的合成(70（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖+

ATP6-磷酸葡萄糖+ADP葡萄糖(glucose)ATPADPMg2+6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)

葡萄糖激酶（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖+ATP71（2）6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)磷酸葡萄糖變位酶1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖（2）6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡72（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)UTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(uridinediposphateglucose)PPiH2O2PiUDPG焦磷酸化酶UTP+1-磷酸葡萄糖UDPG+PPi（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成1-磷酸葡萄糖UTP尿苷二磷酸葡73糖原引物(Gn)(glycogenprimer)糖原合酶糖原(Gn+1)(glycogen)UDP（4）UDPG中的葡萄糖連接到糖原引物上尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)尿苷關(guān)鍵酶糖原引物(Gn)糖原合酶糖原(Gn+1)UDP（4）UDPG74糖原的合成與分解(5)分支酶催化糖原不斷形成新分支鏈糖原引物糖原合酶分枝酶糖原合成的限速酶12~18G糖原的合成與分解(5)分支酶催化糖原不斷形成新分支鏈糖原引75糖原合成概括:

消耗能量需要引物非還原端糖基供體：

UDPG葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原(含α—1,4和α—1,6糖苷鍵)6-磷酸葡萄糖ATPADPUDPGUTPPPi直鏈糖原(含α—1，4糖苷鍵)糖原引物UDP分支酶糖原合酶焦磷酸化酶糖原合成概括:消耗能量葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原(含α—1,76

部位：產(chǎn)物：糖原分解：指糖原分解為葡萄糖的過程。肝臟葡萄糖二、糖原分解作用部位：產(chǎn)物：糖原分解：指糖原分解為葡萄糖的過程。肝臟葡萄糖77

(1)糖原磷酸解為1-磷酸葡萄糖磷酸化酶糖原分解的限速酶糖原Gn糖原Gn-1H3PO41-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)Gn+H3PO41-磷酸葡萄糖+Gn-1(1)糖原磷酸解為1-磷酸葡萄糖磷酸化酶糖原分解的限速酶781-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(2)1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖79葡萄糖(glucose)6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)H3PO4H2O葡萄糖-6-磷酸酶（肝）肌肉中缺乏此酶6-磷酸葡萄糖+H2O

葡萄糖+H3PO4

(3)6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖H3PO4H2O葡萄糖-6-磷酸酶肌肉中80糖原分解1-磷酸葡萄糖PiGn磷酸化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖（血糖）H2OPi葡萄糖-6-磷酸酶糖分解代謝糖原

Gn+1肌肉肝臟糖原分解1-磷酸葡萄糖PiGn磷酸化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄81糖原的合成與分解圖葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原Gn+1UDPG糖原引物GnUDPGUTPPPiATPADP6-磷酸葡萄糖ATPADPPiH2OPiGn磷酸化酶糖原合酶糖原的合成與分解圖葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原UDPG糖82三、糖異生（gluconeogenesis）概念過程意義調(diào)節(jié)三、糖異生（gluconeogenesis）概念83一糖異生作用的概念

定義：

部位：

原料：

由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱為糖（原）異生作用。生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循環(huán)中的有機酸肝臟（主要）及腎臟（饑餓時）一糖異生作用的概念定義：部位：原料84二糖異生作用的過程基本上是糖酵解的逆過程跨越三個能障(energerybarrier)跨越一個膜障(membranebarrier)二糖異生作用的過程基本上是糖酵解的逆過程85糖酵解過程：葡萄糖6-磷酸果糖

磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛2×2-磷酸甘油酸2×丙酮酸6-磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖ADPATP2×1,3-二磷酸甘油酸2×Pi2×NADH+2H+2×NAD+2×3-磷酸甘油酸2×ADP2×ATP2×磷酸烯醇式丙酮酸2×H2O2×烯醇式丙酮酸2×ADP2×ATP2×乳酸三個不可逆過程糖酵解過程：葡萄糖6-磷酸果糖磷酸二羥丙酮86丙酮酸變成磷酸烯醇式丙酮酸+

CO2

+ATP+ADP+Pi丙酮酸羧化酶生物素、Mg2+GDPGTPCO2磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶

磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸+CO2+ATP草酰乙酸+ADP+Pi

+GTP磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+CO2丙酮酸變成磷酸烯醇式丙酮酸+CO2+ATP+ADP+87

1,6-二磷酸果糖的水解：6-磷酸果糖ATP糖的分解代謝磷酸果糖激酶-1H3PO4H2O糖的異生作用果糖二磷酸酶-1底物循環(huán)1,6-二磷酸果糖ADP1,6-二磷酸果糖的水解：6-磷酸果糖ATP糖的分解代謝磷88

6-磷酸葡萄糖的水解：葡萄糖糖的分解代謝己糖激酶(肝)H3PO4糖的異生作用葡萄糖-6-磷酸酶肝底物循環(huán)6-磷酸葡萄糖

H2OATPADP6-磷酸葡萄糖的水解：葡萄糖糖的分解代謝己糖激酶H3PO892×丙酮酸2×乳酸2×草酰乙酸2×丙酮酸2×磷酸烯醇式丙酮酸1，6-二磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖2×草酰乙酸2×蘋果酸2×蘋果酸

乳酸、丙酮酸的糖異生作用2×丙酮酸2×乳酸2×草酰乙酸2×丙酮酸2×磷酸90甘油的糖異生作用：6-磷酸葡萄糖

甘油

磷酸甘油3-磷酸甘油醛1，6-二磷酸果糖ATPADP甘油激酶磷酸二羥丙酮NAD+NADH+H+磷酸甘油脫氫酶6-磷酸果糖葡萄糖乳酸甘油的糖異生作用：6-磷酸葡萄糖甘油磷酸甘油91三、糖異生作用的意義在饑餓情況下保證血糖濃度的相對恒定補充糖原貯備有利于乳酸的利用三、糖異生作用的意義在饑餓情況下保證血糖濃度的相對恒定92糖異生與血糖濃度：紅細胞、骨髓腎髓質(zhì)、神經(jīng)視網(wǎng)膜消耗40g葡萄糖/天人體儲存的可供全身利用的糖僅150g左右（不到12小時全部耗盡）正常情況下血糖濃度：4.5～6.7mmo/L禁食數(shù)周時血糖濃度：～3.9mmo/L在饑餓情況下糖異生對保證血糖濃度的相對恒定具有重要的意義即使在饑餓時，機體也需消耗一定量的葡萄糖（～200g/天)消耗100-150g葡萄糖/天大腦糖異生與血糖濃度：紅細胞、骨髓腎髓質(zhì)、神經(jīng)視消耗40g人體儲93糖異生與糖原貯備：糖異生是肝補充或恢復(fù)糖原儲備的重要途徑。

動物從饑餓后攝食數(shù)小時后，糖的分解代謝應(yīng)加速而糖異生途徑應(yīng)被抑制，但此時肝內(nèi)仍保持較高的糖異生活性達2～3小時，以參與糖原的合成。只有在肝內(nèi)有一定量的糖原后，攝入的葡萄糖才分解供能，或提供乙酰CoA。糖異生與糖原貯備：糖異生是肝補充或恢復(fù)糖原儲備的重94肌肉中乳酸的利用：乳酸丙酮酸葡萄糖血糖糖原乳酸肌肉糖原葡萄糖6-磷酸葡萄糖丙酮酸血乳酸乳酸肌肉中乳酸的利用：乳酸丙酮酸葡萄糖血糖糖原乳酸肌肉糖原葡萄糖95乳酸循環(huán)(coricycle)：定義：

意義：

①防止乳酸堆積引起酸中毒②避免乳酸的浪費（有利于乳酸的再利用）③促進肝糖原的不斷更新肌糖原血乳酸肝糖原血糖乳酸循環(huán)乳酸循環(huán)(coricycle)：定義：96糖異生作用的調(diào)節(jié)：

變構(gòu)劑的調(diào)節(jié)

原料供應(yīng)的影響

激素的調(diào)節(jié)饑餓劇烈運動脂肪動員加強[甘油]↑組織蛋白質(zhì)分解加強[氨基酸]↑[乳酸]↑糖異生作用加強返回糖異生作用的調(diào)節(jié)：變構(gòu)劑的調(diào)節(jié)原料供應(yīng)的影響激素的調(diào)976-磷酸果糖循環(huán)的變構(gòu)調(diào)節(jié)：6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖糖異生糖酵解ATPADP磷酸果糖激酶-1PiH2O果糖二磷酸酶-1ATPAMP—++—2,6-二磷酸果糖

目前認(rèn)為2,6-二磷酸果糖的水平是肝內(nèi)糖異生與糖酵解轉(zhuǎn)換的信號。

[ATP]/（[ADP]+[AMP]）比值的變化可以有效地控制糖異生與糖酵解的轉(zhuǎn)換。6-磷酸果糖循環(huán)的變構(gòu)調(diào)節(jié)：6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖糖98磷酸烯醇式丙酮酸循環(huán)的變構(gòu)調(diào)節(jié)：磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰CoAADPATP丙酮酸激酶草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATPADP—++—1,6-二磷酸果糖—+磷酸烯醇式丙酮酸循環(huán)的變構(gòu)調(diào)節(jié)：磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰C99胰高血糖素對糖異生的調(diào)節(jié)（1）2,6-二磷酸果糖-胰高血糖素果糖二磷酸酶-1[cAMP]6-磷酸果糖激酶-2失活糖異生作用[2,6-二磷酸果糖濃度]果糖二磷酸酶-1活性相對增加糖異生作用加強磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成↑胰高血糖素對糖異生的調(diào)節(jié)（1）2,6-二磷酸果糖-胰高血糖素100胰高血糖素對糖異生的調(diào)節(jié)（2）2,6-二磷酸果糖+胰高血糖素磷酸果糖激酶-1[cAMP]6-磷酸果糖激酶-2失活糖分解作用[2,6-二磷酸果糖濃度]磷酸果糖激酶-1活性減弱糖分解作用減弱丙酮酸激酶活性胰高血糖素對糖異生的調(diào)節(jié)（2）2,6-二磷酸果糖+胰高血糖素101糖異生作用與膜障糖異生作用的酶存在部位胞漿胞漿果糖二磷酸酶-1葡萄糖-6-磷酸酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶線粒體胞漿、線粒體糖異生作用與膜障糖異生作用的酶存在部位胞漿胞漿果糖二磷酸酶-102天冬氨酸蘋果酸天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸線粒體中草酰乙酸的轉(zhuǎn)運線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)細胞漿糖異生天冬氨酸蘋果酸天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸磷103糖異生調(diào)節(jié)的小結(jié)：

ATP/(AMP+ADP)比值的變化對糖異生和糖酵解的影響：(1)當(dāng)體內(nèi)ATP積聚量較多時，可抑制糖的分解,促

進糖的異生，以積累能源(2)當(dāng)耗能增加時，ATP不足，可促進糖的分解而

抑制糖的異生以產(chǎn)生更多的ATP，以供機體需要促進糖異生作用的激素：腎上腺素、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素抑制糖的異生作用的激素是：胰島素糖異生調(diào)節(jié)的小結(jié)：ATP/(AMP+ADP)比值104葡萄糖糖原糖原合成肝糖原分解核糖＋NADPH磷酸戊糖途徑丙酮酸CO2，H2OATP乳酸有氧無氧酵解途徑淀粉消化與吸收乳酸，甘油，氨基酸糖異生糖代謝概況葡萄糖糖原糖原合成肝糖原分解核糖磷酸戊糖途徑丙酮酸CO2，H105GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3-PG2-PGPEPPACH3COSCoA草檸異檸α-酮琥CoA琥延蘋GnG-1PLA草FGlyFAFASCoACH3COSCoA蘋FASCoAHKPFK2PK檸合PDH異檸DHα-酮DH糖原合磷酸化酶PA草磷烯羧酶丙羧酶FDP酶1G6P酶脂肪酶CATβ氧化酮體膽固醇HMGCoAHMGCoA還酶HMGCoA合酶CH3COSCoA檸丙循丙二酰CoA乙羧酶GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3106在正常進餐后4h測定甲、乙兩人的血糖濃度，甲為0.14％，乙為0.1％（

80-120mg/dl)。然后給甲、乙分別口服100g葡萄糖，并每隔0.5h測定一次血糖濃度，其實驗結(jié)果如下圖所示，請回答：(1)甲、乙兩人中糖代謝及其調(diào)節(jié)功能比較正常的是______，理由是______。(2)在乙的血糖濃度變化中，實現(xiàn)bc段變化的主要代謝途徑是______。(3)曲線cd段表示血糖濃度平穩(wěn)，此時，維持血糖濃度相對穩(wěn)定的代謝途徑主要是______。在正常進餐后4h測定甲、乙兩人的血糖濃度，甲為0.14％，乙107乙為正常人，因為其血糖濃度基本穩(wěn)定在0.1％左右(80～120mg/dL)

在B曲線中，判斷bc段變化的依據(jù)

當(dāng)血糖濃度大于120mg/dL和小于160mg/dL時，葡萄糖的去路：

1．細胞內(nèi)氧化分解成CO2和H2O2．合成肝糖元或肌糖元3．轉(zhuǎn)化為脂肪、某些氨基酸等

乙為正常人，因為其血糖濃度基本穩(wěn)定在B曲線中，判斷bc段變化108判斷cd段保持平穩(wěn)的依據(jù)

當(dāng)血糖濃度小于80～120mg/dL時，葡萄糖的來源1．肝糖元轉(zhuǎn)變成葡萄糖進入血液2．其他非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖進入血液判斷cd段保持平穩(wěn)的依據(jù)當(dāng)血糖濃度小于80～120mg/d109糖尿病三多(多飲、多食、多尿)、一少(體重減少)等，嚴(yán)重時導(dǎo)致酮癥酸中毒胰島素缺乏血糖

進入細胞

葡萄糖激酶

糖原合成酶丙酮酸激酶檸檬酸合成酶

6-磷酸葡萄糖脫氫酶

磷酸化酶

糖尿病三多(多飲、多食、多尿)、一少(體重減少)等，胰島素110蛋白質(zhì)分解代謝

糖異生

脂肪分解代謝

丙酮酸

多余的葡萄糖糖尿

腎小管溶液滲透壓升高

減少了對尿中水分的重吸收

多尿

脫水

口渴

多飲水

細胞中的葡萄糖減少脂肪、蛋白質(zhì)分解能量

饑餓、多食，體重減少蛋白質(zhì)分解代謝糖異生脂肪分解代謝丙酮酸多余的葡萄糖111血糖的來源與去路血糖（80-120mg/dl)食物糖類小腸消化吸收肝糖元分解非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化氧化分解CO2+H2O+能量合成肝糖元轉(zhuǎn)變脂肪，其它氨基酸等160mg/dl尿糖血糖的來源與去路血糖食物小腸消化吸收肝糖元分解非糖轉(zhuǎn)化氧化分112第二節(jié)糖的分解代謝葡萄糖(或糖原)分解：3條途徑

(1)無氧情況：糖酵解(glycolysis)

葡萄糖(糖原)→乳酸(2)有氧情況：有氧氧化(aerobicoxidation)

葡萄糖→CO2+H2O+能量(3)磷酸戊糖途徑(pentosephosphatepathway)

葡萄糖→磷酸核糖+NADPH+CO2第二節(jié)糖的分解代謝葡萄糖(或糖原)分解：3條途徑113概念過程意義一、糖的無氧分解（糖酵解）

(關(guān)鍵步驟,關(guān)鍵酶)概念一、糖的無氧分解（糖酵解）

(關(guān)鍵步驟,關(guān)鍵酶)114葡萄糖無氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C無氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C115二、過程1.糖酵解途徑（glycolyticpathway），EMP途徑葡萄糖(glucose)丙酮酸(pyruvate)×2細胞部位：胞漿二、過程1.糖酵解途徑（glycolyticpathw116（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(phosphorylationofglucose)

glucose(G)己糖激酶(HK)

hexokinase

ATPADP關(guān)鍵酶glucose-6-phosphate(G-6-P）Mg2+（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(ph117ATP(三磷酸腺苷)ADP(二磷酸腺苷)高能磷酸鍵～～～HO-18ATPADP高能磷酸鍵～～～HO-18118限速酶/關(guān)鍵酶

(rate-limitingenzyme/keyenzyme)1.催化非可逆反應(yīng)特點2.催化效率低3.受激素或代謝物的調(diào)節(jié)4.常是在整條途徑中催化初始反應(yīng)的酶5.活性的改變可影響整個反應(yīng)體系的速度限速酶/關(guān)鍵酶

(rate-limitingenzym119糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO4磷酸化酶

糖原(Gn-1)1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO4120（2）6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖(phosphorylationoffructose-6-phosphate)

glucose-6phosphate(G-6-P）

磷酸己糖異構(gòu)酶fructose-6-phosphate(F-6-P）（2）6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖(phospho121（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖

(F-6-P）

磷酸果糖激酶-1

（PFK-1）ATPADPMg2+關(guān)鍵酶phosphofructokinaselPFK11,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate,FDP)（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖(122（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosphate(FDP）磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)醛縮酶6C3C（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosp123（5）磷酸丙糖的互換磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate,DHAP)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛（5）磷酸丙糖的互換磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶124（6）3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)NAD＋＋H3PO4NADH+H+3-磷酸甘油醛脫氫酶糖酵解中唯一的脫氫反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸1,3-diphospho--glycerae

(1,3-DPG)～P（6）3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛125NAD+：R為H；

NADP+：R為PO32-NAD+

輔酶INADP+

輔酶II煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NAD+：R為H；

NADP+：R為PO32-NAD+輔酶126復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)課件第八章糖代謝II127（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,3-PG)ADPATP3-磷酸甘油酸激酶這是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)(1,3-DPG)～P（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油128底物水平磷酸化反應(yīng)Substratelevelphosphorylation底物分子內(nèi)部能量重新分布形成高能磷酸鍵伴有ADP磷酸化生成ATP的作用稱為底物水平磷酸化底物水平磷酸化反應(yīng)底物分子內(nèi)部能量重新分布形成高能磷酸鍵伴有129（8）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)磷酸甘油酸變位酶（8）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-130（9）2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)烯醇化酶Mg2+或Mn2+

磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)H2O高能磷酸鍵（9）2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?-磷酸甘油酸烯131（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖崃姿嵯┐际奖?phosphoenolpyruvate,PEP)丙酮酸激酶PKADPATPMg2+或Mn2+

烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)糖酵解過程的第三個調(diào)節(jié)酶，也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)關(guān)鍵酶（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖崃姿嵯┐际奖岜?32（11）烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵯┐际奖?enolpyruvate,EPV)自發(fā)進行丙酮酸(pyruvate,PA)（11）烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵯┐际奖嶙园l(fā)進行丙酮酸133（12）丙酮酸還原為乳酸乳酸(lactate,LA)乳酸脫氫酶丙酮酸(pyruvate,PA)NADH+H+NAD+2.丙酮酸→乳酸3-磷酸甘油醛+NAD+1,3-二磷酸甘油酸+NADH++H+（12）丙酮酸還原為乳酸乳酸乳酸脫氫酶丙酮酸(pyruva134GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3-PG2-PGPEPPALAHK-ATPPFK1+ATP-ATP+ATP×2

×2

NADHNAD+PK底物水平磷酸化GnG-1PPASGG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG313511個酶催化的12步反應(yīng)四個階段第一階段：磷酸己糖的生成(活化)I,2,3耗能第二階段：磷酸丙糖的生成(裂解)4,5第三階段：3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸岵⑨尫拍芰?氧化、轉(zhuǎn)能)6,7,8,9,10,11產(chǎn)能

第四階段：丙酮酸還原為乳酸(還原)1211個酶催化的12步反應(yīng)四個階段第一階段：磷酸己糖的生成(136

糖酵解小結(jié)：關(guān)鍵步驟關(guān)鍵酶GG-6-PHKF-6-PFDPPFK-1PEPPAPK糖酵解小結(jié)：關(guān)鍵步驟關(guān)鍵酶GG-6-PHKF-6-PFD137糖酵解過程的關(guān)鍵酶及ATP

關(guān)鍵反應(yīng)

關(guān)鍵酶

ATP

HK

-ATPG→G-6-PF-6-P→1，6-FDPPEP→PA底物水平磷酸化）1,3-DPG→3-PG(底物水平磷酸化）PFK1-ATP

PK

+ATP*2+ATP*21mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP2molATP糖原中的1mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP3molATP糖酵解過程的關(guān)鍵酶及ATP關(guān)鍵反應(yīng)138無氧或缺氧細胞的胞漿葡萄糖/糖原乳酸、ATP反應(yīng)的條件：反應(yīng)的部位：反應(yīng)的底物：反應(yīng)的產(chǎn)物：反應(yīng)的特點：一次脫氫、二次底物磷酸化無氧或缺氧細胞的胞漿葡萄糖/糖原乳酸、ATP反應(yīng)的條件：反應(yīng)139葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATPADP,H3PO4ΔG°′=-30.514kJ，2molATP相當(dāng)于捕獲61.028酵解的放熱量ΔG°′=-196-(61.028)=134.97kJ葡萄糖酵解獲能效率=61.028/(-196)×100%=31%糖原酵解獲能效率=？49.7%葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATP140糖酵解調(diào)節(jié)酶的名稱變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑已糖激酶(HK)磷酸果糖激酶-1(PFK1)丙酮酸激酶(PK)Mg2+,Mn2+G-6-PMg2+,AMP,ADP,F-1,6-2P,F-2,6-2PATP，檸檬酸，長鏈脂肪酸Mg2+,K+,F-1,6-2PATP糖酵解調(diào)節(jié)酶的名稱變構(gòu)抑制劑Mg2+,Mn2+G-6141

糖酵解意義：

2.是某些細胞在不缺氧條件下的能量來源。3.是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生作用大部分逆過程。4.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑若糖酵解過度，可因乳酸生成過多而導(dǎo)致乳酸酸中毒1.在無氧條件下迅速提供能量,供機體需要。47

糖酵解意義：3.是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生142海拔5000米運動、高原缺氧糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量機體加強糖酵解以適應(yīng)高原缺氧環(huán)境44海拔5000米運動、高原缺氧糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量機143某些組織細胞與糖酵解供能：

代謝極為活躍，即使不缺氧,也常由糖酵解提供部分能量。成熟紅細胞：視網(wǎng)膜、神經(jīng)、白細胞、骨髓、腫瘤細胞等:無線粒體，無法通過氧化磷酸化獲得能量，只能通過糖酵解獲得能量。44某些組織細胞與糖酵解供能：代謝極為活躍，即使不缺氧,也144二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)

概念過程意義

有氧氧化的調(diào)節(jié)

二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)概145（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：

是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成CO2和H2O的過程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+36/38ATP有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)組織細胞都通過有氧氧化獲得能量。（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：C6H12O6+6O146糖的有氧氧化與糖酵解：細胞胞漿線粒體

葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸（糖酵解)丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）糖的有氧氧化與糖酵解：細胞胞漿線粒體葡萄糖→→……→→丙酮147葡萄糖→→丙酮酸線粒體內(nèi)三羧酸循環(huán)CO2+H2O+ATP胞漿乳酸糖酵解→丙酮酸→乙酰CoA葡萄糖→→丙酮酸線粒體內(nèi)三羧酸循環(huán)CO2+H2O+ATP胞漿148（二）糖有氧氧化的過程：

第一階段：GPA（胞漿)

氧化脫羧

第二階段：PA乙酰CoA（線粒體）

第三階段：乙酰CoA（線粒體）TCACO2+H2O（二）糖有氧氧化的過程：第一階段：GPA（胞149GPA（胞漿）葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+

）2丙酮酸線粒體內(nèi)膜上特異載體進入線粒體進一步氧化GPA（胞漿）葡萄糖+NAD++2ADP150線粒體內(nèi)丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A丙酮酸乙酰CoANAD+NADH+H+

+CoA-SH輔酶A丙酮酸脫氫酶系+CO2丙酮酸+輔酶A+NAD+

乙酰COA+CO2+NADH+H+關(guān)鍵酶線粒體內(nèi)丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A丙酮酸乙酰CoANAD+151三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle，

TCA循環(huán))又稱檸檬酸循環(huán)(citricacidcycle)或

Krebs循環(huán)(Krebscycle)

乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle152

三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程反應(yīng)特點三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程153⑴乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸TCA循環(huán)CH3CO～SCoA乙酰輔酶A(acetylCoA)草酰乙酸檸檬酸(citrate)HSCoA檸檬酸合酶關(guān)鍵酶乙酰CoA+草酰乙酸

檸檬酸+CoA-SH⑴乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸TC154⑵檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸:TCA循環(huán)順烏頭酸異檸檬酸(isocitrate)

H2O檸檬酸(citrate)烏頭酸酶檸檬酸異檸檬酸⑵檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸:TCA循環(huán)順烏頭酸異檸檬酸(i155⑶異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸TCA循環(huán)異檸檬酸α-酮戊二酸CO2草酰琥珀酸NADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸+NAD+α-酮戊二酸

+CO2+NADH+H+NAD+關(guān)鍵酶⑶異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸TCA循環(huán)異檸檬酸α-酮156⑷α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶ATCA循環(huán)α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

HSCoANAD+NADH+H+CO2琥珀酰CoA(succinylCoA)α-酮戊二酸(αketoglutarate)α-酮戊二酸脫氫酶系關(guān)鍵酶α-酮戊二酸脫氫酶系⑷α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶ATCA循環(huán)α-酮戊二157⑸琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁酺CA循環(huán)琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoA(succinylCoA)琥珀酸(succinate)HSCoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酰CoA合成酶⑸琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁酺CA循環(huán)琥珀酰CoA+GD158⑹琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸TCA循環(huán)FAD延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶⑹琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸TCA循環(huán)FAD延胡索酸FAD159復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)課件第八章糖代謝II160復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)課件第八章糖代謝II161⑺延胡索酸水合生成蘋果酸TCA循環(huán)延胡索酸(fumarate)延胡索酸

+H2O蘋果酸延胡索酸酶蘋果酸(malate)H2O⑺延胡索酸水合生成蘋果酸TCA循環(huán)延胡索酸延胡索酸+H162⑻蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸

+

NAD+

草酰乙酸+NADH+H+

草酰乙酸(oxaloacetate)蘋果酸(malate)NAD+NADH+H+

蘋果酸脫氫酶TCA循環(huán)⑻蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸+NAD+163三羧酸循環(huán)總圖:蘋果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTPCH3CO～SoA(乙酰輔酶A)草酰乙酸2H2H延胡索酸HC2C4C6C5C4檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系三羧酸循環(huán)總圖:蘋果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸164三羧酸循環(huán)小結(jié):乙酰輔酶A+

3NAD++

FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTP三羧酸循環(huán)小結(jié):乙酰輔酶A+3NAD++FAD+Pi165

TCA循環(huán)運轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸僅起載體作用，反應(yīng)前后無改變。

14C標(biāo)記乙酰CoA進行研究結(jié)果，第一周循環(huán)中并無14C

出現(xiàn)CO2，即CO2的碳原子來自草酰乙酸而不是來自乙酰

CoA，第二周循環(huán)時，才有14CO2

出現(xiàn)。

TCA循環(huán)中的一些反應(yīng)在生理條件下是不可逆的，所以整個三羧酸循環(huán)是一個不可逆的系統(tǒng)。

TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)，故需不斷補充。TCA循環(huán)運轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰CoA，草酰166一次底物水平磷酸化二次脫羧三個不可逆反應(yīng)四次脫氫

1分子乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化凈生成12分子ATP。三羧酸循環(huán)特點:一次底物水平磷酸化三羧酸循環(huán)特點:167三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系變構(gòu)激活劑ADP變構(gòu)抑制劑ATPNADHATP、NADH、琥珀酰CoA三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制168糖有氧氧化過程中ATP的生成:第一階段：葡萄糖→2丙酮酸第二階段：2丙酮酸→2乙酰CoA第三階段：2乙酰CoA→2CO2+4H2O2ATP

糖的有氧氧化

底物磷酸化

氧化磷酸化2×3ATP葡萄糖→6CO2+6H2O+？molATP38/36ATP2×3或2×2ATP

2×1ATP2×11ATP葡萄糖的有氧分解則可產(chǎn)生2867.48kJ/mol糖有氧氧化過程中ATP的生成:第一階段：葡萄糖→2丙酮酸第二169有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×100%=42%有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×170（三）糖有氧氧化的生理意義糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。

糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的總樞紐。糖有氧氧化途徑與體內(nèi)其它代謝途徑有著

密切的聯(lián)系。（三）糖有氧氧化的生理意義糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能171P丙酮酸氧化和

三羧酸循環(huán)

的調(diào)節(jié)琥珀酰CoA蘋果酸琥珀酸α-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸延胡索酸草酰乙酸乙酰輔酶A丙酮酸乙酰CoA、NADH、ATPATPNADH琥珀酰CoA、NADH、ATP糖有氧氧化的調(diào)節(jié)