糖代謝-1(臨床1,2班)

第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)生物化學與分子生物學教研室江渝Tel:752942(O);E-mail:

yujiang0207@163.com2015-09-21細胞內(nèi)的酶有多種存在形式:

單體酶寡聚酶多酶體系多功能酶酶的分子組成:蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機化合物全酶(holoenzyme)輔基輔酶（coenzyme）（結(jié)合酶）Review酶的概念（一）高效性酶促反應的特點（二）高度的特異性（三）可調(diào)節(jié)性（變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價修飾）同工酶米氏方程和Km酶的競爭性抑制作用酶原與酶原激活Review（一）高效性

第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)新陳代謝：物質(zhì)代謝和能量代謝。物質(zhì)代謝：合成代謝和分解代謝。能量代謝：主要介紹ATP產(chǎn)生（生物氧化）物質(zhì)代謝：糖代謝、脂代謝、氨基酸代謝、核苷酸代謝、生物氧化、非營養(yǎng)物質(zhì)代謝（血液生化和肝臟生化）和物質(zhì)代謝的整合與調(diào)節(jié)。第六

章糖代謝（1）MetabolismofCarbohydrates本章的重點和難點內(nèi)容重點內(nèi)容

1.

糖酵解：細胞定位，主要代謝過程，關(guān)鍵酶。

2.三羧酸循環(huán)：細胞定位，生理意義，關(guān)鍵酶。

3.糖異生的反應過程、限速酶、生理意義。

4.

肝糖原的合成與分解：關(guān)鍵酶、生理意義。

5.血糖的來源、去路、調(diào)節(jié)及意義。

難點內(nèi)容糖酵解代謝過程三羧酸循環(huán)代謝過程各糖代謝途徑的調(diào)節(jié)第一節(jié)

概述

Introduction一、糖的概念糖（carbohydrates）即碳水化合物，其化學本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。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）葡萄糖（glucose）（已醛糖）果糖（fructose）（已酮糖）單糖——不能再水解的糖半乳糖（galactose）（已醛糖）核糖（ribose）（戊醛糖）寡糖常見的二糖：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，各單糖之間借糖苷鍵相連。多糖——能水解生成多個分子單糖的糖。常見的多糖：淀粉（starch）糖原（glycogen）纖維素（cellulose）淀粉——植物中養(yǎng)分的儲存形式。淀粉顆粒糖原——動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式。纖維素——植物的骨架。β-1,4-糖苷鍵結(jié)合糖——糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。糖脂（glycolipid）：糖與脂類的結(jié)合物。糖蛋白（glycoprotein）：糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。常見的結(jié)合糖有：二、糖的生理功能——氧化供能1.糖在生命活動中的主要作用是提供碳源和能源。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.作為機體組織細胞的組成成分。2.提供體內(nèi)其他物質(zhì)的合成原料。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。三、糖的消化與吸收糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原以及麥芽糖、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。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-臨界糊精酶消化過程：

腸粘膜上皮細胞刷狀緣口腔腸腔胰液中的α-淀粉酶食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無-糖苷酶而不能對其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動等作用，也是維持健康所必需。糖的吸收吸收部位：小腸上段吸收形式：單糖ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細胞腸腔門靜脈吸收機制：Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細胞內(nèi)膜葡萄糖轉(zhuǎn)運進入細胞這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運體（glucosetransporter，GLUT）。四、糖代謝概況小腸腸腔腸粘膜上皮細胞門靜脈肝臟體循環(huán)SGLT各種組織細胞GLUT葡萄糖糖酵解丙酮酸有氧無氧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糖代謝概況其他物質(zhì)（脂肪酸、膽固醇等）（乳酸發(fā)酵）第二節(jié)

糖的無氧氧化

Glycolysis在機體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應生成丙酮酸進而還原生成乳酸的過程稱為糖的無氧氧化（anaerobicoxidation）或乳酸發(fā)酵（lacticacidfermentation）。糖無氧氧化的反應部位：胞漿。一、糖的無氧氧化過程第一階段：葡萄糖----丙酮酸（pyruvate）又稱糖酵解（glycolysis）第二階段：丙酮酸----乳酸分為兩個階段：葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖

ATP

ADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)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（G）6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖----丙酮酸（糖酵解）哺乳動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)4種己糖激酶同工酶，分別稱為Ⅰ至Ⅳ型。肝細胞中存在的是Ⅳ型，特稱為葡萄糖激酶（glucokinase）。葡萄糖激酶的特點是：①對葡萄糖的親和力很低；②受激素調(diào)控。這些特性使葡萄糖激酶在維持血糖水平和糖代謝中起著重要的生理作用。

6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖己糖異構(gòu)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6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-1GluG-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6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)1,6-二磷酸果糖磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛縮酶(aldolase)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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛+磷酸丙糖的同分異構(gòu)化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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖異構(gòu)酶(phosphotrioseisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮3-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(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)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3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸ADPATP

磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)

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磷酸烯醇式丙酮酸在以上反應中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）。1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸變位酶(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖嵯┐蓟?enolase)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2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)ADPATP

K+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，并通過底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸（二）丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸反應中的NADH+H+

來自于上述第6步反應中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應。丙酮酸乳酸乳酸脫氫酶(Lactatedehydrogenase,LDH)NADH+H+

NAD+E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖無氧氧化途徑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+ADPATP

ADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+糖酵解小結(jié)反應部位：胞漿；糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程；反應全過程中有三步不可逆的反應：GG-6-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATP

PEP丙酮酸丙酮酸激酶產(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開始2×2-2=2ATP從Gn開始2×2-1=3ATP終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進入肝臟再進一步代謝：分解利用

乳酸循環(huán)（糖異生）果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶變位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶變位酶除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進入酵解途徑。二、糖酵解的調(diào)控關(guān)鍵酶①

己糖激酶②

6-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共價修飾調(diào)節(jié)

（一）6-磷酸果糖激酶-1對調(diào)節(jié)酵解途徑的流量最重要變構(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）ATP對6-磷酸果糖激酶-1的調(diào)節(jié)：ATP結(jié)合位點調(diào)節(jié)效應活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時）激活活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）抑制（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的調(diào)節(jié)點別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：ATP,丙氨酸別構(gòu)激活劑：1,6-二磷酸果糖共價修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi磷蛋白磷酸酶（無活性）（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（三）己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié)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。長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。胰島素可誘導葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄，促進酶的合成。

三、糖酵解的生理意義是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。是某些細胞在氧供應正常情況下的重要供能途徑。①無線粒體的細胞，如：紅細胞②代謝活躍的細胞，如：白細胞、骨髓細胞第三節(jié)

糖的有氧氧化

AerobicOxidationofCarbohydrate糖的有氧氧化（aerobicoxidation）指在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。部位：胞液及線粒體概念一、糖有氧氧化的反應過程第一階段：糖酵解第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第三階段：三羧酸循環(huán)G（Gn）第四階段：氧化磷酸化（生物氧化）丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循環(huán)胞液線粒體（一）葡萄糖經(jīng)糖酵解分解為丙酮酸丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復合體總反應式:（二）丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA丙酮酸脫氫酶復合體：1.丙酮酸脫氫酶(E1)氧化脫羧。2.二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3.二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同時使硫辛酸上的二硫鍵還原為2個巰基。4.二氫硫辛酸脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時將氫傳遞給FAD。5.在二氫硫辛酸脫氫酶(E3)催化下，將FADH2上的H轉(zhuǎn)移給NAD+，形成NADH+H+。CO2CoASHNAD+NADH+H+5.

NADH+H+的生成1.-羥乙基-TPP的生成2.乙酰硫辛酰胺的生成3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成丙酮酸脫氫酶復合體的組成：E1：丙酮酸脫氫