生物化學第十一章 糖代謝

第十章糖代謝第一節(jié)概論第二節(jié)糖的無氧分解第三節(jié)糖的有氧分解第四節(jié)單糖的其它代謝支路第五節(jié)糖原的代謝第一節(jié)概述生物所需的能量，主要由糖的分解代謝所供給，成人每天所需的熱能60%~70%來自糖類，植物能將二氧化碳及水合成糖類，人類和動物那么利用植物所造的糖類以供給熱能。人類和動物利用糖類作能源，糖類主要是淀粉和糖原，經(jīng)酶解作用變成單糖才能被吸收，進行代謝。一、多糖及寡糖的降解1、α–淀粉酶〔α–amylase)：主要存在于動物體內(nèi)，水解淀粉及糖原任何部位的α–1，4G糖苷鍵。產(chǎn)物是G、麥芽糖、糊精。2、β–淀粉酶(β–amylase)：主要存在于植物的種子和塊根內(nèi)，只能催化從淀粉及糖原非復原端，α–1、4-葡萄糖苷鍵依次切下兩個G單位，產(chǎn)物為麥芽糖和糊精混合物。α、β淀粉酶對α–1、6葡萄糖苷鍵皆無作用。α-淀粉酶β-淀粉酶只表示兩種淀粉酶，不表示任何構型關系。3、α–1、6葡萄糖苷酶:水解淀粉的α–1、6糖苷鍵，把支鏈淀粉的分支切下。又稱γ—淀粉酶〔γ—amylase)4、纖維素酶〔cellulase)：水解β(1→4)糖苷鍵.只存在于微生物中，某些微生物所含的水解纖維素的酶實際是多種酶組合成的酶體系。反芻動物可消化纖維素是因為其腸道細菌具有纖維素酶。5、磷酸化酶〔phosphorylase)及脫支酶(debranchingenzyme)：降解糖原的酶。前者降解α(1→4)糖苷鍵，后者降解α(1→6)糖苷鍵。糖原磷酸化酶降解糖原的產(chǎn)物是1—磷酸葡萄糖。磷酸解作用沿一個糖原分支進行到靠近距分支點4到5個殘基，剩下一個“有限支〞后糖原脫支酶將有限支連接到另一個分支的非復原端。二、糖的吸收與轉(zhuǎn)運1.糖的吸收：食物中的糖被消化后以D-葡萄糖，D-果糖，D-半乳糖等單糖形式被小腸黏膜細胞吸收進入血液，葡萄糖等單糖被小腸黏膜細胞吸收是單糖同鈉離子的同向協(xié)同運輸過程，即葡萄糖和鈉離子都是由細胞外向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，葡萄糖跨膜運輸所需要的能量來自細胞膜兩側的鈉離子濃度梯度。各種單糖的吸收速率不同：D-半乳糖(110)>D-葡萄糖(100)>D-果糖(43)>D-甘露糖(19)>L-木酮糖(15)>L-阿拉伯糖(9)2.單糖的吸收：單糖吸收后進入血液，主要是葡萄糖，稱血糖,正常指標范圍為:4.4~6.7mmol/L。三、糖的中間代謝概況由于葡萄糖是大多數(shù)有機體生命活動的主要能源，了解葡萄糖所含的化學能如何轉(zhuǎn)化成可以被細胞利用的能量形式是十分重要的。糖分解代謝分需氧分解和無氧分解，主要途徑包括：糖酵解〔EMP〕,三羧酸循環(huán)〔TCA〕,磷酸戊糖途徑。第二節(jié)糖的無氧分解無氧的條件下，葡萄糖進行分解，形成兩分子丙酮酸并提供能量，這一過程稱為糖酵解途徑。是葡萄糖分解代謝所經(jīng)歷的共同途徑。糖酵解過程被認為是生物最古老、最原始獲取能量的一種形式。這一途徑是最早說明的酶促反響系統(tǒng)，研究得非常透徹的一個過程，因為這一過程的反響原那么及調(diào)節(jié)機制，在所有細胞代謝中具有普遍意義。一、糖酵解研究簡史發(fā)酵研究始于19世紀后半葉。PasterL.1875年酵母菌將葡萄糖無氧氧化生成酒精。Buchner1897年酵母提取液中葡萄糖也可發(fā)酵。HardenA.YoungW.1905年無機磷酸參與酵解并別離出1，6－二磷酸果糖；酵母發(fā)酵需要“酒化酶〞和“輔化酶〞，獲得NAD+。Robison別離出G-6-P和F-6-P平衡混合物。Embodan肌肉中存在類似途徑乳酸發(fā)酵，F(xiàn)-1,6-2P裂解及隨后步驟，Meyehof進行了合理修正并研究了能力學，葡萄糖酵解為丙酮酸亦稱為Embodan—Meyerhofpathway(EMP)。二.糖酵解的全過程1、碳骨架6C→3C。2、產(chǎn)生ATP和NADH。3、中間代謝物以磷酸化合物的形式存在具有重要意義。A、帶負電磷酸基團具有極性，不易透過質(zhì)膜而散失。B、磷酸基團起到酶識別基團的作用。C、形成高能磷酸鍵保存能量的作用。三、糖酵解的反響機制反響發(fā)生在細胞溶膠〔胞質(zhì)溶膠、細胞質(zhì)基質(zhì)、胞漿、胞液〕1．葡萄糖的磷酸化：〔己糖激酶、葡萄糖激酶〕

△Go’=-30.54kJ/mol己糖激酶：底物非專一，對D—甘露糖、D—果糖、氨基葡萄糖均有催化作用。兩亞基，動物組織有四種同工酶：I腦和腎臟中，II骨骼肌和心臟；III肝臟和肺臟中；IV肝臟。I、II、III型酶大都存在于根本不能合成糖原的組織中。無機磷酸有解除G-6-P和ADP對I、II、III抑制的作用。I型對無機磷酸最敏感。葡萄糖激酶：Km值高，與糖原合成有關，胰島素可誘導該酶的生成,與血糖調(diào)節(jié)有關。機體酶的區(qū)域化分布，滿足機體不同需要，利于機體調(diào)節(jié)。第一個調(diào)控酶。激酶：能在ATP和任意底物之間起催化作用，轉(zhuǎn)移磷酸基團的一類酶。反響機理：激酶催化的磷酸化機理，消耗一分子ATP，形成G—Mg—ATP三元復合物。己糖激酶與葡萄糖結合時的構象變化2.G-6-P異構化形成F-6-P：〔磷酸葡糖異構酶〕△Go’=1.67kJ/mol磷酸葡萄糖異構酶；酶活性部位可能有Lys和His殘基,酸堿催化機制，具有底物專一性和立體專一性。反響機理：異構化反響。3.

F-6-P形成F-1,6-2P:

〔磷酸果糖激酶〕△Go’=-14.23kJ/mol磷酸果糖激酶:變構酶,四亞基，四聚體,肝臟中340000,兔組織3種同工酶,A型：心肌和骨骼肌,對磷酸肌酸、檸檬酸和Pi抑制作用最敏感;B型：肝和紅細胞，對2,3-〔BPG〕二磷酸甘油酸抑制作用最敏感;C型：腦,對ATP抑制作用敏感。受變構調(diào)節(jié);限速酶。反響機理：激酶催化的磷酸化機理，消耗一分子ATP。4、F-1,6-2P〔FBP〕轉(zhuǎn)變?yōu)楦视腿?3-P(GAP)和二羥丙酮磷酸(DHAP).作用機理注意6碳變?yōu)?碳的編號醛縮酶的名稱來自于該酶所催化的逆反響?！鱃o’=23.97kJ/mol標準狀況下，反響向縮合方向進行，但在細胞條件下，向裂解方向進行，假設細胞F-1，6-2P濃度為0.1mmol/L，計算有53.9%FBP即被醛縮酶裂解。醛縮酶：四亞基,活性中心有數(shù)個游離的-SH及組氨酸和賴氨酸殘基。I高等動植物：3種同工酶。A：存在肌肉，分子量為160000。B：存在肝臟。;C：存在腦組織。II細菌,酵母,真菌和藻類：含二價金屬離子,鋅、鈣、鐵，也需鉀離子，分子量65000。反響機理：醛縮機理。5、二羥丙酮磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楦视腿?—磷酸

△Go’=7.7kJ/molK=4.73×10-2甘油醛—3—磷酸〔GAP〕的濃度＜＜二羥丙酮磷酸〔DHAP〕的濃度但GAP在糖酵解途徑中被消耗，所以DHAP不斷轉(zhuǎn)變成GAP。丙糖磷酸異構酶：活性部位谷氨酸殘基游離羧基,反響速度快，只要酶與底物一旦相互碰撞，反響即刻完成。相對分子質(zhì)量56000,8股平行的β折疊環(huán)抱成中心核;外面圍繞著相對應的α鏈,二者之間以無規(guī)卷曲肽鏈相連接。反響機理：異構化反響。8股β折疊鏈構成中間的中心核，8股α螺旋鏈與β折疊鏈相對應環(huán)繞在外β折疊鏈周圍，兩種不同形式的鏈條以無規(guī)肽鏈相連。丙糖磷酸異構酶的結構圖6.甘油醛—3—磷酸〔GAP)氧化為1，3—二磷酸—甘油酸(1,3—BPG)△Go’=6.276kJ/mol標準狀況吸能，但下一步反響是放能反響，使該反響可以順利進行。反響機理甘油醛-3-磷酸脫氫酶：兔肌肉中14000,4個相同亞基(330AA);重金屬離子和烷化劑(碘乙酸)抑制酶活性,活性部位有巰基，酵解中唯一的一次脫氫反響，并形成一分子高能磷酸鍵。砷酸鹽破壞1，3—BPG的形成以NAD+為輔酶的脫氫酶的共同性與NAD+結合的結構域相似7.1,3二磷酸甘油酸〔1，3—BPG〕轉(zhuǎn)移高能磷酸基團形成ATP底物水平磷酸化ΔＧo′＝－18.9kJ/mol(－4.5kcal/mol)△Go’=-18.83kJ/mol〔測的數(shù)值有所不同〕高效放能反響，起到推動前一步反響順利進行的作用。磷酸甘油酸激酶：磷酸甘油酸激酶分子外觀和己糖激酶相似，但它們的蛋白質(zhì)組成是完全不同的。酵解過程中第一次生成ATP的反響。8.3—磷酸甘油酸〔3PG〕轉(zhuǎn)變?yōu)?—磷酸甘油酸〔2PG〕：磷酸甘油酸變位酶(phosphoglyceratemutase)催化機制:活性部位的His殘基上結合一個磷酸基團，3PG結合到酶活性部位后,His殘基上的磷酸基團轉(zhuǎn)移到3PG的2位生成2,3-BPG，2,3-BPG的3位磷酸基團使His殘基再次磷酸化,生成2PG，2,3-BPG,His殘基上的磷酸基團和3PG間磷酸基團相互轉(zhuǎn)移的動態(tài)平衡。反響機制2,3-BPG的合成與降解是糖酵解途徑中的一個短支路2,3-BPG支路：起催化作用的酶為二磷酸甘油酸變位酶(biphosphoglyceratemutase)和2,3-二磷酸甘油酸磷酸酶；2,3-BPG在紅細胞內(nèi)對氧的轉(zhuǎn)運起重要的作用，使脫氧血紅蛋白穩(wěn)定,降低對氧的親和力,血紅蛋白在通過毛細血管時易脫下氧，只是可以利用酵解過程中間物進行物質(zhì)形成，不是一定發(fā)生的過程。反響式9.2—磷酸甘油酸〔2PG〕脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸〔PEG)：ΔＧo′＝+1.84kJ/mol(+0.44kcal/mol)2PG脫水生成PEG，形成一個高能鍵.烯醇化酶：先與二價陽離子Mg2+或Mn2+結合才有活性，相對分子量85000，氟化物是酶強烈抑制劑。原因：氟與鎂和無機磷酸形成復合物，取代酶分子上鎂離子的位置，使酶失活.

10.磷酸烯醇式丙酮酸〔PEP〕轉(zhuǎn)變?yōu)楸酨EP水解：ΔGo’=-61.92kJ/molATP生成：ΔGo’=30.54kJ/mol該反響：ΔGo’=-31.38kJ/molPEP生成丙酮酸：生成一分子ATP。丙酮酸激酶：需二價陽離子如：Mg2+、Mn2+。四聚體250000，每個亞基55000；動物組織三種同工酶，L肝臟；M肌肉和腦中；A其他組織。調(diào)控酶。同工酶結構相似，調(diào)控機制不同。四、糖酵解全過程總結十步反響；十種酶催化；前五步反響為準備階段，消耗2分子ATP;后五步為放能階段，產(chǎn)生4分子ATP和兩分子NADH。五、糖酵解的生理作用1、降解產(chǎn)生ATP和NADH，提供能量。2、產(chǎn)生含碳的中間物為合成反響提供原料。六、糖酵解作用的調(diào)節(jié)不可逆反響步驟：，己糖激酶；磷酸果糖激酶；丙酮酸激酶。1、己糖激酶對酵解的調(diào)節(jié)作用G-6-P積累抑制該酶活性，磷酸果糖激酶〔PFK〕活性低，導致F-6-P和G-6-P的積累。調(diào)控酶，非關鍵的限速酶。2、磷酸果糖激酶是關鍵的限速酶

〔1〕該酶受高濃度ATP抑制，ATP結合到酶的調(diào)控部位，降低與F-6-P的親和，抑制反響。圖示:〔2〕檸檬酸加強ATP的抑制作用.?！?〕H+可抑制該酶活性,防止肌肉中過量乳酸而酸中毒?！?〕F-2,6-2P與酶調(diào)控部位結合，提高與F-6-P的親合，降低ATP的抑制作用。F-2,6-2P對酵解作用的調(diào)節(jié)機理：1980年發(fā)現(xiàn)的酵解過程調(diào)節(jié)物。F—6—P磷酸果糖激酶2F—2,6—2PF—2,6—2P果糖二磷酸酶2F—6—P兩種酶為一種蛋白處于不同修飾化狀態(tài)，雙功能酶。

血糖濃度可通過激素級聯(lián)反響，引起該雙功能酶的磷酸化或去磷酸化〔調(diào)節(jié)果糖激酶2或果糖二磷酸酶2的活性〕，通過F-2,6-2P量變化，調(diào)節(jié)果糖激酶1活性。當葡萄糖缺乏時，雙功能酶磷酸化，果糖磷酸酶2激活，果糖激酶2受到抑制，F(xiàn)—2,6—2p量減少，當葡萄糖過剩時，磷酸基團從酶分子上脫落，F(xiàn)—2,6—2p量上升，糖酵解加速。3、丙酮酸激酶〔1〕F-1,6-2P使丙酮酸激酶活化，與磷酸果糖激酶〔FPK〕的催化加速相協(xié)調(diào)?！?〕高能荷時，ATP別構抑制肝中L型同功酶的活性?！?〕丙酮酸轉(zhuǎn)氨合成的丙氨酸別構抑制該酶的活性?！?〕血糖濃度影響酶活性酶修飾化調(diào)節(jié)，使血糖濃度維持正常水平。血糖濃度低，酶磷酸化，活性低。血糖濃度高，酶去磷酸化，活性高。圖示:七、其它六碳糖進入糖酵解途徑淀粉和糖原經(jīng)消化后都轉(zhuǎn)化為葡萄糖進入糖酵解途徑，水果和由蔗糖水解成果糖，由乳糖水解產(chǎn)生半乳糖，由糖蛋白等多糖經(jīng)消化產(chǎn)生的甘露糖都是通過轉(zhuǎn)變成糖酵解途徑的中間產(chǎn)物而進入酵解途徑。果糖：肌肉，果糖—6—磷酸。肝臟中，經(jīng)系列酶促反響，形成二羥丙酮磷酸。半乳糖：形成G-6-P。甘露糖：形成F-6-P。八、丙酮酸的去路1、形成乳酸：乳酸脫氫酶:兩種亞基M、H組成：M4、M3H、M2H2、MH3、H4五種四聚體同工酶；M4、M3H對丙酮酸親和力高，存在骨骼肌等依賴酵解獲能的組織；MH3、H4對丙酮酸的親和力低，在需氧組織占優(yōu)勢，心肌H4，盡量防止無氧呼吸?；钚圆课挥薪M氨酸殘基和精氨酸殘基，底物具有絕對的立體專一性，催化機理與甘油醛-3-磷酸脫氫酶類似。2、生成乙醇：〔1〕丙酮酸脫羧酶：需TPP和鎂離子?！?〕乙醇脫氫酶：四聚體，亞基結合NADH和Zn2+。3、生成乙酰-CoA丙酮酸進入線粒體(需氧分解)〔1〕丙酮酸脫氫酶復合體

(2)丙酮酸脫氫酶復合體催化反響簡單圖解Ｅ１Ｅ２Ｅ３A、產(chǎn)物控制：乙酰CoA抑制E2；NADH抑制E3。B、E1的磷酸化和去磷酸化使該復合體失活和激活的重要方式。C、E2組分上有兩種特殊的酶:激酶和磷酸化酶;激酶使E1磷酸化,失活;磷酸化酶使E1去磷酸化,活化.Ca2+可激活磷酸酶的活性。.D、活化或抑制根據(jù)細胞能荷上下和生物合成對相應中間物的需要，受到多種因素靈活的調(diào)控?！?〕丙酮酸脫氫酶復合體的調(diào)控第三節(jié)糖的有氧分解一.乙酰CoA的形成

二.檸檬酸循環(huán)

〔一〕.檸檬酸循環(huán)的大致輪廓：三羧酸循環(huán)過程各代謝產(chǎn)物間的結構變化注意：檸檬酸循環(huán)過程中碳骨架變化，化學結構式的變化。名稱：關鍵的反響物檸檬酸的存在,稱檸檬酸循環(huán)。檸檬酸為三羧酸化合物(Tricarboxylicacidcycle),稱三羧酸循環(huán)或TCA循環(huán)。Krebs循環(huán),為紀念HansKrebs。發(fā)生部位：真核生物線粒體內(nèi)?！捕?檸檬酸循環(huán)的反響機制1.草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸ΔGo’=-31.5kJ/mol檸檬酸合酶：兩個亞基構成的二聚體,每個亞基的兩個結構域形成一個裂縫，活性部位有組氨酸殘基.屬于變構酶，活性受ATP,NADH,琥珀酸CoA,酯酰CoA抑制.反響機理：醇醛—克萊森〔Claisen)酯縮合。檸檬酸合酶催化的縮合反響機理該步反響特點：參與反響的酶為檸檬酸合酶；放能的不可逆反響,檸檬酸循環(huán)中第一個調(diào)控限速步驟；氟乙酸產(chǎn)生致死性合成反響：由氟乙酸形成的氟乙酰—CoA可被檸檬酸合酶催化與草酰乙酸縮合生成氟檸檬酸，它取代檸檬酸結合到順—烏頭酸酶的活性部位上，從而抑制Krebs循環(huán)的下一步反響。氟乙?！狢oA，丙酮酰—CoA都是乙酰—CoA的類似物，可對乙酰—CoA反響產(chǎn)生抑制效應。2.檸檬酸異構化形成異檸檬酸順烏頭酸酶，催化可逆反響，活性中心有Fe-S聚簇。pH7，25℃，檸檬酸：順烏頭酸：異檸檬酸=90：4：6。由于下一步異檸檬酸迅速被氧化。反響向右移動。只是順烏頭酸酶催化反響，且反響過程中該酶沒有離開底物，所以2步反響可以看作一次反響3.異檸檬酸氧化形成α-酮戊二酸只是異檸檬酸脫氫酶催化反響，且反響過程中該酶沒有離開底物，所以2步反響可以看作一次反響。草酰琥珀酸自發(fā)脫羧，屬于不穩(wěn)定的中間體。反響機理該步反響特點：異檸檬酸脫氫酶催化該反響，檸檬酸循環(huán)中第一次氧化作用,第一次脫羧。第二個調(diào)控步驟。異檸檬酸脫氫酶：NAD+為輔酶：線粒體Mg2+或Mn2+。NADP+為輔酶：線粒體和細胞溶膠。屬于變構調(diào)節(jié)酶，活性受能荷和〔NAD+/NADH〕、(NADP+/NADPH)調(diào)節(jié)；Mg2+、NAD+、ADP相互協(xié)調(diào)作用激活酶活性，NADH、ATP抑制酶活性。細菌中異檸檬酸脫氫酶受磷酸化和去磷酸化的共價修飾調(diào)節(jié)：磷酸化抑制，去磷酸化活化。4.α-酮戊二酸生成琥珀酰-CoAα-酮戊二酸脫氫酶系：α-酮戊二酸脫氫酶(E1)；二氫硫辛酰轉(zhuǎn)琥珀酰酶(E2)；二氫硫辛酰脫氫酶(E3)；需要六種輔助因子:硫辛酸、TPP,CoA,FAD,NAD+和Mg2+；受反響產(chǎn)物和能荷抑制調(diào)節(jié),但E1無修飾調(diào)節(jié)。該反響特點：α-酮戊二酸脫氫酶復合體催化此反響；第二次氧化脫羧反響；檸檬酸循環(huán)中第三個調(diào)節(jié)步驟。產(chǎn)物琥珀酰—CoA是高能硫酯化合物。催化反響機理與丙酮酸脫氫酶系相一致。5.琥珀酰-CoA轉(zhuǎn)化成琥珀酸琥珀?！狢oA水解:ΔGo’=-33.6kJ/molGTP水解:ΔGo’=-29.3kJ/molATP水解:ΔGo’=-30.5kJ/molGTP+ADP←→ATP+GDP該反響特點：琥珀酸CoA合成酶(或琥珀酸硫激酶)催化，四聚體，催化反響可逆；唯一底物水平磷酸化。哺乳動物：產(chǎn)生1分子GTP.植物、微生物：產(chǎn)生1分子ATP。合成酶與合酶的區(qū)別：合酶；無ATP參加。合成酶：有ATP參加，ATP提供能量。6.琥珀酸脫氫形成延胡索酸琥珀酸脫氫酶：輔基是FAD,輔基與酶以共價鍵結合；酶含有鐵硫聚簇組分；催化反響具有立體專一性；嵌入到線粒體內(nèi)膜,線粒體內(nèi)膜組成成分；丙二酸是該酶的競爭性抑制劑。該反響特點：琥珀酸脫氫酶催化,是檸檬酸循環(huán)中唯一滲入線粒體內(nèi)膜的酶,氫受體為FAD。，第三次氧化復原反響。7.延胡索酸水合形成L-蘋果酸

延胡索酸酶：四個亞基，活性中心-SH，具有立體專一性,產(chǎn)生L-蘋果酸8.L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶，第四次氧化復原反響，產(chǎn)生NADH。(三).檸檬酸循環(huán)總結1.環(huán)形的途徑，經(jīng)歷八步反響，涉及八種酶。2.每一循環(huán)過程中兩個碳原子以乙酰CoA形式進入,兩次脫羧反響脫掉兩分子CO2。該途徑不僅氧化從丙酮酸來的乙酰CoA，也氧化許多其它來源的乙酰CoA。所以也常被認為是細胞代謝的“中心〞。(三).檸檬酸循環(huán)總結3.共有四次氧化復原反響。產(chǎn)生1分子ATP、3分子NADH、1分子FADH2。其產(chǎn)生的NADH,FADH2進入呼吸鏈。凈反響為：3NAD+＋FAD＋GDP＋Pi＋乙酰CoA→3NADH＋FADH2＋GTP＋CoA＋2CO2＋3H+消耗的是乙酰基，所以說：該循環(huán)能氧化無限量的乙酰CoA。(三).檸檬酸循環(huán)總結4.氧化1個乙?；鶠?CO2過程中復原產(chǎn)生的3NADH、1FADH2進入呼吸鏈生成11ATP，另外，還產(chǎn)生1GTP→1ATP。5.所產(chǎn)生的2CO2的碳原子并不是開始一輪乙?；膬蓚€C，這些乙酰碳原子在隨后的循環(huán)中失去成為CO2。6.在真核細胞中，檸檬酸循環(huán)的所有酶都定位在線粒體內(nèi)，因此，所有的底物必須在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，或從細胞質(zhì)中轉(zhuǎn)運到線粒體內(nèi)，同樣，循環(huán)中產(chǎn)生的所有產(chǎn)物也一定在線粒體內(nèi)積累，或轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)中。7.檸檬酸循環(huán)的中間物是其它物質(zhì)生物合成的前體。(四).檸檬酸循環(huán)的生理意義

1.為生命過程提供能量：循環(huán)過程中產(chǎn)生ATP和復原型NADH和FADH2,NADH和FADH2進一步氧化產(chǎn)生ATP。2.為生命過程提供原料：循環(huán)過程中的中間產(chǎn)物在許多生物合成中充當前體原料。3.需氧代謝的物質(zhì)代謝的總樞紐：其它物質(zhì)代謝只要產(chǎn)生該循環(huán)途徑的物質(zhì)，都可以進入該代謝途徑。(五).檸檬酸循環(huán)的調(diào)控1.檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)循環(huán)速度中起關鍵作用的三種酶：檸檬酸合酶，異檸檬酸脫氫酶，α-酮戊二酸脫氫酶。酶活性：底物濃度高，提高酶活力，產(chǎn)物濃度高，抑制酶活力。最關鍵底物：乙酰CoA,草酰乙酸。最關鍵產(chǎn)物：NADH.2、能荷調(diào)節(jié)ADP是異檸檬酸脫氫酶的變構促進劑，ATP是該酶的抑制劑。3、Ca2+調(diào)節(jié)對Krebs循環(huán)間接起重要作用，刺激糖原降解，對丙酮酸脫氫酶磷酸酶，異檸檬酸脫氫酶，α-酮戊二酸脫氫酶都有激活作用。〔六〕.檸檬酸循環(huán)的回補反響1、檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物是許多生物大分子的前體:

乙酰CoA可用來合成脂類物質(zhì)；琥珀酰CoA可用來合成卟啉環(huán),進而合成血紅素；草酰乙酸可用來合成丙酮酸,通過糖異生途徑生成葡萄糖；草酰乙酸,α-酮戊二酸等可用來合成氨基酸?；匮a反響的概念：對檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物有補充作用的反響。2.回補反響途徑〔1〕丙酮酸羧化形成草酰乙酸〔2〕磷酸烯醇式丙酮酸羧化形成草酰乙酸〔3〕氨基酸脫氨基過程中產(chǎn)生草酰乙酸,α-酮戊二酸。天冬氨酸→草酰乙酸；谷氨酸→α-酮戊二酸〔4〕奇數(shù)脂肪酸的氧化,纈氨酸,甲硫氨酸分解可產(chǎn)生琥珀酰-CoA。檸檬酸循環(huán)雙重用途示意圖思考題：1、為什么說Krebes循環(huán)是糖，脂，蛋白質(zhì)共同代謝的途徑？2、1葡萄糖分子完全氧化產(chǎn)生多少ATP？第四節(jié)單糖的其它代謝途徑一、磷酸戊糖途徑(磷酸己糖旁路，HMS)〔一〕戊糖磷酸途徑研究史同位素標記證明葡萄糖C1和C6經(jīng)糖酵解和三羧酸循環(huán)，產(chǎn)生CO2幾率不同。參加碘乙酸、氟化物等糖酵解的抑制劑。G-6-P還被消化。1931年，Warburg等發(fā)現(xiàn)了G-6-P脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶，NADP+是上述兩種酶的輔酶。四碳糖、五碳糖、七碳糖的別離。1953年，Dicken提出代謝途徑。Warburg----Dicken途徑，戊糖支路，己糖單磷酸途徑。磷酸葡萄糖酸氧化途徑和戊糖磷酸循環(huán)?！捕澄焯橇姿嵬緩降闹饕错?/p>

戊糖磷酸途徑是糖代謝的第二條重要途徑。它是葡萄糖分解的另外一種機制，這條途徑在細胞溶膠內(nèi)進行，廣泛存在于動植物細胞內(nèi)。它是由一個循環(huán)的反響體系構成，起始物為G-6-P，分為氧化和非氧化二階段。磷酸己糖旁路1.氧化階段6-P-G脫氫酶6-P-G酸脫氫酶O6-P-G酸內(nèi)酯水解酶12︸2.非氧化階段：〔1〕核酮糖-5-P異構化磷酸核糖異構酶3磷酸戊糖差向異構酶4轉(zhuǎn)酮酶〔2〕轉(zhuǎn)醛，轉(zhuǎn)酮反響5-p-木酮糖5-P-核糖3-p-甘油醛7-p-庚酮糖5轉(zhuǎn)醛酶3-p-甘油醛7-p-庚酮糖4-p-赤蘚糖6-p-果糖6轉(zhuǎn)酮酶5-p-木酮糖4-p-赤蘚糖3-p-甘油醛6-p-果糖F-6-PG-6-p磷酸己糖異構酶783.戊糖磷酸途徑總結〔1〕磷酸戊糖途徑反響式:6G-6-P+7H2O+12NADP+→6CO2+5G-6-P+12NADPH+12H++Pi6分子G-6-P經(jīng)循環(huán)產(chǎn)生5分子G-6-P，6分子CO2，12NADPH.〔2〕不需ATP作反響物?！?〕出現(xiàn)了戊糖、三碳糖、四碳糖、七碳糖。〔三).戊糖磷酸途徑調(diào)控1、限速酶：葡萄糖-6-磷酸脫氫酶。2、NADP+/NADPH影響上述酶的活性，營養(yǎng)充足的大白鼠肝臟細胞溶膠為0.014，高→促進；低→抑制。3、戊糖磷酸途徑和糖酵解途徑之間的關系轉(zhuǎn)酮酶、轉(zhuǎn)醛酶催化的反響是可逆反響，因此根據(jù)細胞代謝需要戊糖磷酸途徑和糖酵解途徑可靈活相互聯(lián)系。當機體需要核糖-5-磷酸和NADPH,大量的G-6-p由糖酵解轉(zhuǎn)入戊糖磷酸途徑。如：細胞分裂期?！菜摹?磷酸戊糖途徑的生理意義二.乙醛酸途徑乙醛酸循環(huán)，最終產(chǎn)生乙醛酸。植物和微生物中。通過乙醛酸循環(huán)使兩分子乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸進入線粒體,起到底物回補;或者進入細胞溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜?進行糖異生.乙醛酸途徑乙醛酸循環(huán)體中兩種特別的酶：異檸檬酸裂解酶、蘋果酸合酶。乙醛酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)第五節(jié).糖的合成反響一、光合作用1、根本概念：自然界中的糖類是由綠色植物和光合細菌借助于太陽能、CO2和水合成的。根據(jù)能量來源不同，生物可以分為光養(yǎng)生物和化養(yǎng)生物。綠色植物及其它光養(yǎng)生物吸收光能并利用CO2和水，經(jīng)過復雜的轉(zhuǎn)變而合成糖類并釋放氧氣的過程，叫做光合作用。2.光合作用的根本反響式：根本反響式說明：原料——CO2和水產(chǎn)物——糖類和氧氣能源——光能作用部位——植物的綠色局部〔含有葉綠素〕3、其它糖類的合成以上反響反響說明：S-P〔磷酸蔗糖〕是中心環(huán)節(jié)二.葡萄糖異生作用非糖物質(zhì)作為前體合成葡萄糖的作用.乳酸、丙酮酸、丙酸、甘油、氨基酸等。糖異生作用在機體經(jīng)常發(fā)生的。糖異生與糖酵解在許多步驟互為可逆反響,但糖異生非簡單的糖酵解逆過程。糖異生作用對糖酵解的不可逆過程采取迂回措施。㈠.糖異生的前體1、丙酮酸:轉(zhuǎn)化為丙酮酸的物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為糖。2、生糖氨基酸:轉(zhuǎn)氨或脫氨后生成的酮酸直接或間接轉(zhuǎn)化為G,如:Ala、Glu、Asp等。3、肌肉乳酸：經(jīng)血液運送至肝臟進行異生。4、反芻動物能將纖維素消化為乙酸、丁酸、丙酸異生為G。5、奇數(shù)脂肪酸氧化產(chǎn)生琥珀酰-CoA異生為G。㈡.糖異生途徑部位：線粒體、細胞溶膠主要步驟：丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸〔PEP〕F-1,6-2P→F-6-PG-6-P→G葡糖異生途徑總覽圖1.丙酮酸到磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸進入線粒體,丙酮酸羧化酶的催化下,羧化生成草酰乙酸。丙酮酸羧化酶：存在于肝、腎線粒體中,四聚體,每個亞基與Mg2+結合;輔酶為生物素，別構酶，乙酰CoA為別構激活劑;調(diào)控酶。在線粒體蘋果酸脫氫酶作用下，草酰乙酸復原為蘋果酸;蘋果酸出線粒體到細胞溶膠,細胞溶膠中蘋果酸脫氫酶作用下，蘋果酸氧化為草酰乙酸,草酰乙酸脫羧生成磷酸烯醇式丙酮酸，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化，該反響消耗一個GTP.丙酮酸丙酮酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸羧化酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDPGTP胞液線粒體2.F-1，6-2P→F-6-P，果糖-1，6-二磷酸酶催化。3.G-6-P→G，葡萄糖-6-磷酸酶。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結合酶,其活性需要一種與鈣離子結合的穩(wěn)定蛋白協(xié)同作用,G-6-P進入光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)催化.㈢.糖異生的生理意義1.維持血糖濃度恒定的重要措施之一：通過異生途徑合成G，對維持血糖濃度起重要作用;腦組織、紅細胞以血液中葡萄糖為主要燃料,成人每天需要160克葡萄糖，其中腦代謝需要120克，自身無糖原貯存或極少，血中葡萄糖濃度降低時，首先是腦受到損傷。2.饑餓、劇烈運動后,對機體恢復起重要作用:糖異生使酵解除濕的乳酸、脂肪分解產(chǎn)生的甘油、生糖氨基酸等中間產(chǎn)物重新生成糖，對維持血糖濃度，滿足組織對糖的需要十分重要，稱之為科立循環(huán)(Coricycle)㈣.糖異生的調(diào)節(jié)葡萄糖異生和糖酵解作用有密切的相互協(xié)調(diào)關系1、磷酸果糖激酶、果糖-1，6二磷酸酶的調(diào)節(jié)AMPATP檸檬酸磷酸果糖激酶果糖-1，6二磷酸酶F-2,6-2P激活激活抑制抑制抑制強激活抑制2、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶ATP、丙氨酸抑制丙酮酸激酶。乙酰CoA強激活丙酮酸羧化酶。ADP抑制丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。3、己糖激酶和葡萄糖-6-磷酸酶G6P抑制己糖激酶，激活葡萄糖-6-磷酸酶。

三.糖原的代謝

〔一〕.糖原分解代謝糖原磷酸化酶糖原脫支酶磷酸葡萄糖變位酶1.糖原磷酸化酶〔1〕、糖原磷酸化酶的分子結構1938,CarlCori和GertyCori別離得到磷酸化酶a和磷酸化酶b;Robertletterick和LouiseJohnson對結構和作用進行研究。磷酸化酶a,b，二聚體，842AA，相對分子量92000，一種酶兩種不同存在形式。a、每個亞基Ser14—p,有催化活性.b、每個亞基Ser14無P,無催化活性?！?〕、糖原磷酸化酶的作用特點: