北医本科课件《生物化学》6-糖代谢-njh8年制.ppt

1、1第二部分第二部分 物质代谢与调节物质代谢与调节2 物质代谢物质代谢 合成代谢合成代谢 分解代谢分解代谢 体内几类重要物质的代谢体内几类重要物质的代谢 （糖、脂、氨基酸、核苷酸）（糖、脂、氨基酸、核苷酸） 生物氧化及能量生成生物氧化及能量生成 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系 物质代谢的调节物质代谢的调节 metabolismanabolismcatabolism3学习学习“物质代谢物质代谢”的关键点的关键点 生理功能或意义生理功能或意义 反应部位（组织、细胞定位）反应部位（组织、细胞定位） 关键步骤、关键酶关键步骤、关键酶 能量的代谢能量的代谢 代谢调节（关键酶的调节）代谢调节（关键酶的

2、调节） 与其它代谢途径的联系（枢纽物质，物质转变）与其它代谢途径的联系（枢纽物质，物质转变） 代谢异常与疾病的关系代谢异常与疾病的关系4第六章第六章Metabolism of carbohydrate5本章主要内容本章主要内容1. 糖代谢概述糖代谢概述 Introduction2. 糖的无氧分解糖的无氧分解 Anaerobic Oxidation3. 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation4. 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 Pentose Phosphate Pathway5. 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenolysis6

3、. 糖异生糖异生 Gluconeogenesis7. 血糖血糖调节及代谢障碍调节及代谢障碍 Regulation of Blood Sugar and Abnormal Carbohydrate Metabolism6 糖糖 (carbohydrates)，又称，又称碳水化合物，其化学碳水化合物，其化学 本质为多羟醛或多羟酮类化合物。本质为多羟醛或多羟酮类化合物。 糖的分类（根据结构分）：糖的分类（根据结构分）：单糖：单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、核糖葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、核糖寡糖：寡糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖（二糖）麦芽糖、蔗糖、乳糖（二糖）多糖：多糖：淀粉、糖原、纤维素淀粉、糖原

4、、纤维素结合糖：结合糖：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂第一节第一节 糖代谢概述糖代谢概述糖的概述糖的概述7- D -葡萄糖葡萄糖糖原糖原乳糖乳糖蔗糖蔗糖8 食物中的糖类主要有淀粉、糖原、纤维素、食物中的糖类主要有淀粉、糖原、纤维素、 蔗糖、乳糖、麦芽糖、葡萄糖等蔗糖、乳糖、麦芽糖、葡萄糖等 纤维素不能被人体消化、吸收纤维素不能被人体消化、吸收 糖原是糖在体内的储存形式糖原是糖在体内的储存形式 肝脏、肌肉组织可分别合成肝糖原、肌糖原肝脏、肌肉组织可分别合成肝糖原、肌糖原 糖被消化成单糖后才能在小肠被吸收糖被消化成单糖后才能在小肠被吸收糖的概糖的概 述述9糖的生理功能糖的生理功能 氧

5、化供能（最主要功能）氧化供能（最主要功能） 重要碳源重要碳源 糖代谢的中间产物可转变为其它含碳化合物，糖代谢的中间产物可转变为其它含碳化合物， 如氨基酸、脂肪酸、核苷等如氨基酸、脂肪酸、核苷等 细胞的重要组成成分细胞的重要组成成分 糖蛋白、糖脂、蛋白多糖、氨基多糖糖蛋白、糖脂、蛋白多糖、氨基多糖 糖是人体最重要的能源物质（糖是人体最重要的能源物质（60%） 679kcal (2840kJ）/mol 葡萄糖葡萄糖10糖类物质是人类食物的主要成分糖类物质是人类食物的主要成分糖的消化吸收糖的消化吸收谷类食物谷类食物蔬菜水果蔬菜水果鱼肉蛋鱼肉蛋奶类和豆类奶类和豆类 油脂类油脂类11食物中的糖：食物中的

6、糖： 植物淀粉植物淀粉 动物糖原动物糖原 麦芽糖麦芽糖 蔗糖蔗糖 乳糖乳糖 葡萄糖葡萄糖淀粉淀粉口腔口腔- 淀粉酶淀粉酶 胃胃小肠小肠胰胰 - 淀粉酶淀粉酶 临界糊精酶临界糊精酶-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖葡萄糖主动吸收主动吸收血液血液本章主要讨论本章主要讨论葡萄糖葡萄糖代谢代谢12乳糖不耐症乳糖不耐症缺乏分解乳糖的乳糖酶，在食用牛奶后发生乳糖缺乏分解乳糖的乳糖酶，在食用牛奶后发生乳糖消化、吸收障碍，产生腹胀、腹泻等症状。消化、吸收障碍，产生腹胀、腹泻等症状。半乳糖半乳糖13纤维素纤维素葡萄糖的多聚体，以葡萄糖的多聚体，以 - 1，4糖苷键糖苷键相连，在人体内不能被消化。相连，在人体内不能被消

7、化。14血糖水平相当恒定，正常值为血糖水平相当恒定，正常值为3.896.11mmol/L 血糖：血液中的葡萄糖血糖：血液中的葡萄糖血糖的来源与去路血糖的来源与去路食物中糖食物中糖肝糖原肝糖原非糖物质非糖物质血糖血糖3.896.11mmol/L消化吸收消化吸收分解分解糖异生糖异生尿糖尿糖 9mmol/LCO2, H2O, 能量能量氧化分解氧化分解肝糖原，肌糖原肝糖原，肌糖原合成合成其它糖及糖衍生物其它糖及糖衍生物非糖物质非糖物质转变转变转变转变15糖代谢的概况糖代谢的概况无氧分解无氧分解有氧氧化有氧氧化磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖原合成糖原合成糖原分解糖原分解糖异生糖异生葡葡萄萄糖糖代谢代谢糖的主

8、要代谢途径、关键步骤、糖的主要代谢途径、关键步骤、关键酶、生理意义、调节机制关键酶、生理意义、调节机制16 血液中葡萄糖血液中葡萄糖细胞内细胞内葡萄糖葡萄糖糖酵解糖酵解 糖有氧氧化糖有氧氧化葡萄糖转运体葡萄糖转运体分解代谢分解代谢缺氧缺氧氧充足氧充足CO2+H2O+能量能量乳酸乳酸+ +少量能量少量能量 糖原糖原合成糖原合成糖原储存于储存于肝和肌肝和肌肉组织肉组织磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径5磷酸核糖磷酸核糖+NADPH糖异生糖异生非糖物质非糖物质糖原分解糖原分解糖代谢的概况糖代谢的概况17一、糖的无氧氧化一、糖的无氧氧化 anaerobic oxidation 在缺氧条件下，葡萄糖分解成乳酸并释

9、放能量的过程。在缺氧条件下，葡萄糖分解成乳酸并释放能量的过程。1. 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸（糖酵解）丙酮酸（糖酵解） glycolysis 2. 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸反应部位：细胞质反应部位：细胞质第二节第二节 糖的无氧氧化糖的无氧氧化 18（一）糖酵解过程（一）糖酵解过程（1）葡萄糖磷酸化为）葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1. 葡萄糖分解为丙酮酸葡萄糖分解为丙酮酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖己糖激酶己糖激酶 * *反应不可逆反应不可逆在肝脏由葡萄糖激酶催化此步反应在肝脏由葡萄糖激酶催化此步反应19（2）6-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖6-磷酸葡萄糖磷酸

10、葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖磷酸己糖磷酸己糖异构酶异构酶20（3）6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖反应不可逆反应不可逆6- -磷酸果糖磷酸果糖1，6- -二磷酸果糖二磷酸果糖6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1* *21（4）磷酸己糖裂解为）磷酸己糖裂解为2个磷酸丙糖个磷酸丙糖1，6- -二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛醛缩酶醛缩酶22（5）磷酸丙糖的同分异构）磷酸丙糖的同分异构化化前前5步为耗能阶段步为耗能阶段磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛同分异构体同分异构体磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶23（6） 3-磷酸甘

11、油醛磷酸甘油醛氧化氧化为为1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 脱氢酶脱氢酶1, 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸24（7） 1，3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸糖酵解过程中第一个产生糖酵解过程中第一个产生ATP的反应的反应磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶激酶1.3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸底物水平磷酸化底物水平磷酸化25l 氧化磷酸化氧化磷酸化（主要）（主要） Oxidative Phosphorylation 代谢物氧化脱氢，经呼吸链传递给氧生成水，同时代谢物氧化脱氢，经呼吸链传递给氧生成水，同时 释放

12、能量，使释放能量，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP, 氧化与磷酸化偶联。氧化与磷酸化偶联。l 底物水平磷酸化底物水平磷酸化Substrate-level Phosphorylation分解代谢过程中分解代谢过程中, ,底物因脱氢、脱水等作用而使能量底物因脱氢、脱水等作用而使能量在分子内部重新分布在分子内部重新分布, ,形成高能磷酸化合物形成高能磷酸化合物, ,然后将然后将高能磷酸基团转移到高能磷酸基团转移到ADPADP形成形成ATPATP的过程。的过程。 26COO C H O CH2 OHPCOO C H OHCH2 O P（8） 3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油

13、酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶Mg 2+27COO C H O CH2 OHP（9） 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶烯醇化酶COO C O CH2P2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+ H2O28（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变成）磷酸烯醇式丙酮酸转变成ATP和丙酮酸和丙酮酸COO C O CH2PCOO C = O CH3磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶 *底物水平磷酸化底物水平磷酸化反应不可逆反应不可逆29+ NAD+2. 丙酮酸转

14、变成乳酸丙酮酸转变成乳酸CH3C = O COOH丙酮酸丙酮酸+ NADH + H +CH3CHOH COOH乳酸乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶LDHNADH + H + 来源于反应来源于反应 6糖酵解小结糖酵解小结准备或耗能阶段准备或耗能阶段放能阶段放能阶段葡萄糖葡萄糖 + 2 ADP + 2 Pi葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATPADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮21,3- 二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2PEP2丙酮酸丙酮酸2乳酸乳酸ATPADPATPADPATPADPNA

15、DHNAD+2 乳酸乳酸 + 2 H2O + 2 ATP三步不可逆反应，三个关键酶三步不可逆反应，三个关键酶3031（二）糖酵解特点（二）糖酵解特点 反应部位：细胞质反应部位：细胞质 关键酶：关键酶：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 能量净生成：能量净生成：2ATP消耗消耗ATP的步骤的步骤:GATP6-磷酸磷酸G6-磷酸果糖磷酸果糖ATP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖生成生成ATP的步骤：的步骤：1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸ATP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP 丙酮酸丙酮酸24 ATPHave a rest32（四

16、）糖酵解的调节（四）糖酵解的调节关键酶关键酶 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 调节方式调节方式 变构调节变构调节 共价修饰共价修饰 33 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ADP ATP AMP 柠檬酸柠檬酸 2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 +-+（变构激活剂）（变构激活剂）（变构激活剂）（变构激活剂）（变构抑制剂）（变构抑制剂）（正反馈）（正反馈）n 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1（最重要）（最重要）变构调节变构调节比较少见，比较少见，利于糖的分解利于糖的分解34磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸

17、激酶丙酮酸激酶丙氨酸丙氨酸ATP丙酮酸丙酮酸1.6-二磷酸果糖二磷酸果糖+n 丙酮酸激酶丙酮酸激酶（第二个重要调节点）（第二个重要调节点）丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 （无活性）（无活性） （有活性）（有活性） PATPADP Pi变构调节变构调节化学修饰调节化学修饰调节35n 己糖激酶己糖激酶葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖长链酯酰长链酯酰CoA变构抑制调节变构抑制调节36（五）糖酵解的生理意义：（五）糖酵解的生理意义： 紧急供能：紧急供能：肌肉收缩；肌肉收缩； 生理供能：生理供能：红细胞（完全）；红细胞（完全）； 神经细胞、白细胞、骨髓（部分）；神经细胞、

18、白细胞、骨髓（部分）； 病理供能：病理供能：严重贫血、呼吸功能障碍和循环功能严重贫血、呼吸功能障碍和循环功能 障碍。障碍。37第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化成葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化成H2O和和CO2， 同时释放出能量的过程，这是糖氧化的主要方式。同时释放出能量的过程，这是糖氧化的主要方式。概念概念O2O2G6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA三羧酸三羧酸循环循环H+ + eO2H2OCO2细胞质细胞质丙酮酸丙酮酸 线粒体线粒体aerobic oxidation38第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第

19、二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G（Gn） 第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 1.1 糖酵解途径糖酵解途径(细胞质细胞质)葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATPADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮21,3- 二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2PEP2丙酮酸丙酮酸ATPADPATPADPATPADPNADHNA

20、D+39401.2 丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧 （线粒体）（线粒体） 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体* 辅酶：辅酶：TTPTTP、硫辛酸、硫辛酸、FADFAD、NADNAD+ +和和CoACoA* 由三种不同的酶组成由三种不同的酶组成丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体有氧氧化的限速步骤之一有氧氧化的限速步骤之一41 丙酮酸脱羧酶（丙酮酸脱羧酶（E1） 硫辛酸乙酰基转移酶（硫辛酸乙酰基转移酶（E2） 二氢硫辛酸脱氢酶（二氢硫辛酸脱氢酶（E3） 辅酶辅酶 焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素 （TPP，含维生素，含维生素B1） 硫辛酸硫辛酸 辅酶辅酶A（遍多酸）（遍多酸） 黄素腺嘌呤二核苷酸（黄素腺

21、嘌呤二核苷酸（FAD，含维生素，含维生素B2） 辅酶辅酶 I (NAD+, 含维生素含维生素PP）丙酮酸脱氢酶复合体（多酶体系）丙酮酸脱氢酶复合体（多酶体系）421.3 三羧酸循环（柠檬酸循环，三羧酸循环（柠檬酸循环，Krebs循环）循环）43三羧酸循环反应过程三羧酸循环反应过程草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA柠檬酸柠檬酸（1）柠檬酸的形成）柠檬酸的形成O = C COOH CH2 COOHOC CH3SCoAH2O+ CH2 COOH HOCCOO CH2COOHHSCoA + H +柠檬酸合酶柠檬酸合酶（限速酶（限速酶1）（4C）（2C）（6C）44（2）异柠檬酸的形成）异柠檬酸的形成顺乌头

22、酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸酶酶-顺乌头酸顺乌头酸复合物复合物45（3）异柠檬酸氧化脱羧转变为）异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸酮戊二酸（限速酶（限速酶2 *）异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶异柠檬酸异柠檬酸（6C） 酮戊二酸酮戊二酸（5C）第一次氧化脱羧第一次氧化脱羧（限速酶（限速酶2）46第二次氧化脱羧第二次氧化脱羧 酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶复合体（限速酶（限速酶3） 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA（4C）（5C）（4）-酮戊二酸氧化脱羧，生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧，生成琥珀酰CoACoA47（5）琥珀酰）琥珀酰CoA转变为琥珀酸（底物水平磷酸

23、化）转变为琥珀酸（底物水平磷酸化）三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应琥珀酰琥珀酰CoA 合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸 （4C）（4C）48（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸）琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶脱氢酶琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸 （4C）（4C）49（7）延胡索酸加水生成苹果酸）延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸酶延胡索酸酶延胡索酸延胡索酸 苹果酸苹果酸 （4C）（4C）50（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸）苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸（4C）（4C）51三羧酸循环三羧酸循环草酰乙酸

24、草酰乙酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸a-a-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A A琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸Have a rest52三羧酸循环特点：三羧酸循环特点： （1）反应部位：）反应部位：线粒体线粒体 （2）关键酶：）关键酶：异柠檬酸脱氢酶，柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，柠檬酸合酶， -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 （3）三羧酸循环：）三羧酸循环： 4次脱氢次脱氢（其中（其中3次以次以NAD+为受氢体为受氢体,1次以次以FAD为受氢体）为受氢体） 2次脱羧次脱羧 每循环一周产生每循环一周产生10个个ATP （4）三羧酸循环的中间产物不会

25、因参与循环而被消耗，）三羧酸循环的中间产物不会因参与循环而被消耗， 但可以参加其它代谢而被消耗。但可以参加其它代谢而被消耗。53 草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸丙氨酸丙氨酸CH3C = O + CO2COOHCOOHCOOHCH2C O生物素生物素丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸543. 糖的有氧氧化及三羧酸循环的生理意义糖的有氧氧化及三羧酸循环的生理意义（1）糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。）糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。NADH2.5 ATP生物氧化生物氧化FADH21.5 ATP生物氧化生物氧化

26、有氧氧化：每分子葡萄糖产生有氧氧化：每分子葡萄糖产生 32或或30分子分子ATP无氧氧化：每分子葡萄糖产生无氧氧化：每分子葡萄糖产生 2 分子分子ATP55葡萄糖有氧氧化时葡萄糖有氧氧化时ATP的生成的生成阶段阶段反反 应应辅辅 酶酶ATP葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸磷酸果糖果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖2（3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸）二磷酸甘油酸）2（ 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸）2（磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸）丙酮酸）I2（丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA）II2（异柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸）2（ -酮戊二

27、酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA ）2（琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸）琥珀酸）2（琥珀酸琥珀酸延胡索酸）延胡索酸）2（延胡索酸延胡索酸 草酰乙酸）草酰乙酸）IIINAD+-1-12(2.5) /2(1.5)2 ( 1 )2 ( 1 )NAD+2 ( 2.5 )NAD+2 ( 2.5 )NAD+2 ( 2.5 )2 ( 1 )FADNAD+2 ( 1.5 )2 ( 2.5)净生成净生成32/30ATP3:苹果酸穿梭；苹果酸穿梭；2：磷酸甘油穿梭：磷酸甘油穿梭糖有氧氧化生成的糖有氧氧化生成的ATP葡萄糖葡萄糖2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA呼吸链呼吸链2 NADH+H+TCA循环循环2 NADH+H+2*

28、3 NADH+H+2*1 FADH22*1 GTP2 ATP2 NADH+H+30或或32个个ATP2 CO22*2 CO2H2OO22丙酮酸丙酮酸5657（2）三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质三大营养物质分）三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质三大营养物质分 解代谢的最终共同途径。解代谢的最终共同途径。（3）三羧酸循环是糖、脂肪和某些氨基酸代谢联系）三羧酸循环是糖、脂肪和某些氨基酸代谢联系 和互变的枢纽。和互变的枢纽。糖糖TCA cycle甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸氨基酸氨基酸58葡萄糖或糖原 甘油三酯磷酸丙糖 a-磷酸甘油 脂肪酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸 乳酸 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 酮体草酰乙酸 柠

29、檬酸 延胡索酸 -酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酸单酰CoA 糖糖脂肪脂肪丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸 色氨酸色氨酸亮氨酸异亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸甲硫氨酸丝氨酸苏氨酸缬氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸脯氨酸亮氨酸赖氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸氨基酸、糖及脂肪代谢的联系TCA cycle59（三）糖有氧氧化的调节（三）糖有氧氧化的调节酵解途径：酵解途径：6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1* 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 己糖激酶己糖激酶丙酮酸脱氢酶复合体：丙酮酸脱氢酶复合体：变构调节、化学修饰变构调节、化学修饰三羧酸循环：三羧酸循环：异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶

30、 * -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 柠檬酸合酶柠檬酸合酶ATP/ADP或或ATP/AMP调节各关键酶的活性调节各关键酶的活性60（四）巴斯德效应（四）巴斯德效应 Pastuer effect* * 机制机制 有氧时，有氧时，NADH+HNADH+H+ +进入线粒体内氧化，丙酮进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸; ; 缺氧时，酵解途径加强，缺氧时，酵解途径加强，NADH+HNADH+H+ +在胞浆浓在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。指有氧氧化抑制糖酵解的现象。指有氧氧化抑制糖酵解的

31、现象。61第四节第四节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径n 生理意义：生理意义： 生成磷酸核糖、生成磷酸核糖、NADPH，用于合成代谢，用于合成代谢.Pentose Phosphate Pathwayn 葡萄糖分解代谢的另一途径葡萄糖分解代谢的另一途径n 反应部位：反应部位：细胞质细胞质n 反应过程反应过程 氧化反应：生成磷酸戊糖、氧化反应：生成磷酸戊糖、NADPH和和CO2 非氧化反应：基团转移反应非氧化反应：基团转移反应62NAD和和NADP6336-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖36-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯36-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸35-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸磷酸木

32、酮糖木酮糖5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖7-磷酸景天糖磷酸景天糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛4-磷酸赤癣糖磷酸赤癣糖6-磷酸果糖磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛6-磷酸果糖磷酸果糖NADP+NADPH + H+NADP+NADPH + H+3CO23（6-磷酸葡萄糖）磷酸葡萄糖）+6NADP +2（6-磷酸果糖）磷酸果糖）+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6（NADPH）+6（H+）+3（CO2）6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖脱氢酶脱氢酶64二、磷酸戊糖途径的调节：二、磷酸戊糖途径的调节：6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖脱氢酶糖脱氢酶NADPH6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸内酯酸内酯65三、磷酸戊糖途径的

33、生理意义三、磷酸戊糖途径的生理意义（一）为核酸的生物合成提供核糖（一）为核酸的生物合成提供核糖 O | HN | O N COOH H O | HN | O N COOH | R5P乳清酸乳清酸PRPP PPi磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸（OMP）R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）PRPP合成酶合成酶ATPAMP66（二）提供（二）提供NADPH作为供氢体，参与多种代谢反应作为供氢体，参与多种代谢反应 1、体内许多合成代谢的供氢体（脂酸、胆固醇）；、体内许多合成代谢的供氢体（脂酸、胆固醇）； 2、参与体内羟化反应（如胆固醇合成、生物转化）、参与体内羟化反应（如胆固醇合

34、成、生物转化） ； 3、维持谷胱甘肽的还原状态（抗氧化剂）。、维持谷胱甘肽的还原状态（抗氧化剂）。67蚕豆病蚕豆病是由于是由于6-磷酸葡萄糖脱氢酶（磷酸葡萄糖脱氢酶（G-6-PD）缺乏所导致的疾）缺乏所导致的疾病，表现为在遗传性病，表现为在遗传性G-6-PD缺陷的情况下，食用新鲜蚕缺陷的情况下，食用新鲜蚕豆后突然发生的急性血管内溶血。豆后突然发生的急性血管内溶血。因因G-6-PD的缺陷，导致的缺陷，导致NADPH生成不足，还原型生成不足，还原型谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSH）减少，新鲜蚕豆是很强的氧化剂，）减少，新鲜蚕豆是很强的氧化剂，当当G-6-PD缺乏时则红细胞膜被氧化而导致溶血，表缺乏时则红

35、细胞膜被氧化而导致溶血，表现为黄疸或贫血。现为黄疸或贫血。Have a rest68第五节第五节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 糖的贮存糖的贮存甘油三酯甘油三酯糖原（迅速动用）糖原（迅速动用）肝糖原肝糖原肌糖原肌糖原血糖血糖肌肉收缩肌肉收缩Glycogenesis and Glycogenolysis糖原的结构糖原的结构69是动物体内糖的储存形式之一，是机体能是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，主要供肌肉收缩所需肌肉：肌糖原，主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，维持血糖水平恒定肝脏：肝糖原，维持血糖水平恒定糖糖 原原 (glycogen)

36、 糖原储存的主要器官及其生理意义糖原储存的主要器官及其生理意义 1. 葡萄糖单元以葡萄糖单元以 -1,4-1,4-糖苷糖苷 键键连接。连接。2. 约约1010个葡萄糖单元处形成个葡萄糖单元处形成分支，分支处葡萄糖以分支，分支处葡萄糖以 - -1,6-1,6-糖苷键连接。糖苷键连接。3. 3. 每个糖原分子，含一个还每个糖原分子，含一个还原端，多个非还原端。原端，多个非还原端。701、主要部位：肝脏，肌肉、主要部位：肝脏，肌肉2、过程：、过程：葡萄糖葡萄糖 + ATP己糖激酶己糖激酶葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）6-磷酸磷酸G + ADP 6-磷酸磷酸G 变位酶变位酶1-磷酸磷酸G1-磷酸磷酸

37、G + UTPUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶UDPG + PPi（焦磷酸）（焦磷酸）UDPG + 糖原（糖原（Gn）糖原合酶糖原合酶UDP + 糖原（糖原（Gn+1）一、糖原的合成代谢一、糖原的合成代谢glycogenesis* UDPG是是“活性葡萄糖活性葡萄糖”，用作糖原合成的直接供体用作糖原合成的直接供体。+UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 2Pi1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine dipho

38、sphate glucose , UDPG ) OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P71糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶( glycogen synthase ) -1,4-糖苷键生成糖苷键生成 * 糖原糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物引物(primer)， 作为作为UDPG 上葡萄糖基的接受体。上葡萄糖基的接受体。 72糖原分支的形成糖原分支的形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) 当链长度达到当链长度达到12181218个葡萄糖残基时，

39、由分支酶催化，个葡萄糖残基时，由分支酶催化，将链长约将链长约7 7个葡萄糖残基的糖链移至邻近的糖链上，以个葡萄糖残基的糖链移至邻近的糖链上，以1,6-1,6-糖苷键进行连接，形成糖原分子的分支。糖苷键进行连接，形成糖原分子的分支。73743、 糖原合成特点：糖原合成特点：（1）耗能过程）耗能过程 2个个ATP（2）关键酶：糖原合酶）关键酶：糖原合酶（3）UDPG是葡萄糖的活性形式。是葡萄糖的活性形式。糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶二二 、 糖原的分解代谢糖原的分解代谢glycogenolysisG-1-P糖原糖原nPi糖原糖原n-1 +（糖原分解的关键酶）（糖原分解的关键酶）G-1-PG-6-P葡萄

40、糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶葡萄糖葡萄糖变位酶变位酶7576 肝脏中有葡萄糖肝脏中有葡萄糖-6-磷酸酶，故肝糖原可补充磷酸酶，故肝糖原可补充血糖。血糖。 肌肉中缺乏该酶，故肌糖原不能分解成葡萄肌肉中缺乏该酶，故肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化供能。糖，只能进行糖酵解或有氧氧化供能。糖原分解通常指肝糖原分解成为葡萄糖糖原分解通常指肝糖原分解成为葡萄糖77 脱支酶的作用脱支酶的作用 脱支酶脱支酶 磷磷 酸酸 化化 酶酶 转移酶活性转移酶活性 -1,6-1,6糖苷糖苷 酶活性酶活性 转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基水解水解 -1,6-1,6-糖苷键糖苷键 78三、三、 糖原合成与分解的调节

41、糖原合成与分解的调节糖原分解的关键酶：磷酸化酶糖原分解的关键酶：磷酸化酶糖原合成的关键酶：糖原合酶糖原合成的关键酶：糖原合酶共价修饰共价修饰变构调节变构调节糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶 a （非磷酸化，有活性）（非磷酸化，有活性）糖原合酶糖原合酶 b （磷酸化，无活性）（磷酸化，无活性）磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶 a （磷酸化，有活性）（磷酸化，有活性）磷酸化酶磷酸化酶 b （非磷酸化，无活性）（非磷酸化，无活性）糖原的合成与分解简图糖原的合成与分解简图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡

42、萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 79G-6-P的代谢去路的代谢去路G（补充血糖）（补充血糖）G-6-P F-6-P （进入酵解途径）（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖内酯磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）（进入磷酸戊糖途径）葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸（生物转化）（生物转化）80糖原累积症糖原累积症糖原累积症糖原累积症是一类遗传性代谢病，其特点是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起为体内某些器官组织中有大量糖原

43、堆积。引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。谢有关的酶类。 Glycogen storage disease8182型别缺陷的酶受害器官糖原结构葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、肾正常溶酶体14和16葡萄糖苷酶所有组织正常脱支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖链短分支酶缺失所有组织分支少，外周糖链特别长肌磷酸化酶缺失肌肉正常肝磷酸化酶缺陷肝正常肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、红细胞正常肝磷酸化酶激酶缺陷脑、肝正常糖原累积症分型糖原累积症分型83第六节第六节 糖异生作用糖异生作用概念：非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）概念：非糖物质（乳酸、甘油、

44、生糖氨基酸等） 转变为葡萄糖或糖原的过程转变为葡萄糖或糖原的过程一、糖异生途径（从丙酮酸生成葡萄糖的具体过程）一、糖异生途径（从丙酮酸生成葡萄糖的具体过程） 糖酵解与糖异生途径的多数反应是共有的，糖酵解与糖异生途径的多数反应是共有的，可逆的，但酵解途径中有可逆的，但酵解途径中有3个不可逆反应，个不可逆反应，在糖异生途径中须有另外的反应代替。在糖异生途径中须有另外的反应代替。主要器官：肝、主要器官：肝、肾肾gluconeogenesis糖酵解小结糖酵解小结准备或耗能阶段准备或耗能阶段放能阶段放能阶段葡萄糖葡萄糖 + 2 ADP + 2 Pi葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATPADP6-

45、磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮21,3- 二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2PEP2丙酮酸丙酮酸2乳酸乳酸ATPADPATPADPATPADPNADHNAD+2 乳酸乳酸 + 2 H2O + 2 ATP三步不可逆反应，三个关键酶三步不可逆反应，三个关键酶85CH3C = OCOOHCOOHCOOHCH2C O丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶丙酮酸羧激酶CH2C OPO32- COOH丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ATP ADP+PiCO2G

46、TP GDP+CO2（1）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸（）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸（-ATP）（2）1，6-二磷酸果糖转变为二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1（3）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶（线粒体）（线粒体）（线粒体（线粒体或细胞质）或细胞质）86Have a rest87二、糖异生的调节二、糖异生的调节：糖异生的限速酶糖异生的限速酶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果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶88（二）激素的调节（二）激素的调节1、肾上腺素、

47、胰高血糖素、糖皮质激素促进糖异生；、肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素促进糖异生；2、胰岛素抑制糖异生、胰岛素抑制糖异生2、丙酮酸羧化酶必须有乙酰、丙酮酸羧化酶必须有乙酰CoA存在时才有活性；存在时才有活性；3 、ATP促进糖异生，促进糖异生，ADP与与AMP 抑制糖异生。抑制糖异生。1、 糖异生的原料（甘油，氨基酸，乳酸及丙酮酸等）糖异生的原料（甘油，氨基酸，乳酸及丙酮酸等） 增多时，糖异生作用增强；增多时，糖异生作用增强；（一）代谢物的调节（一）代谢物的调节89三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度的恒定（一）维持血糖浓度的恒定（二）补充肝糖原（二）补充肝糖原（三）调节酸

48、碱平衡（三）调节酸碱平衡（四）有利于乳酸的利用（四）有利于乳酸的利用 肌肉收缩通过糖酵解生成乳酸，乳酸经血液入肝，肌肉收缩通过糖酵解生成乳酸，乳酸经血液入肝，在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖进入血液后又可被肌肉在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖进入血液后又可被肌肉摄取，此循环称为摄取，此循环称为乳酸循环乳酸循环（Cori循环）循环）意义意义避免损失乳酸避免损失乳酸防止酸中毒防止酸中毒9091食物中糖食物中糖肝糖原肝糖原非糖物质非糖物质血糖血糖3.89-6.11mmol/L消化吸收消化吸收分解分解糖异生糖异生CO2,H2O,能量能量氧化分解氧化分解肝糖原，肌糖原肝糖原，肌糖原合成合成其它糖及糖衍生物其它糖及糖

49、衍生物非糖物质非糖物质（脂肪，氨基酸）（脂肪，氨基酸）转变转变第七节第七节 血糖调节及糖代谢障碍血糖调节及糖代谢障碍92一、血糖的调节一、血糖的调节（一）组织器官水平的调节（一）组织器官水平的调节 （肝脏、肌肉、肾脏）（肝脏、肌肉、肾脏）肝脏肝脏葡萄糖葡萄糖肝糖原肝糖原进食进食饥饿饥饿糖异生（肝、肾）糖异生（肝、肾）非糖物质非糖物质肌肉肌肉肌糖原肌糖原乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖分解分解糖异生糖异生合成合成93（二）激素调节（二）激素调节 促进肌细胞、脂肪细胞摄取葡萄糖促进肌细胞、脂肪细胞摄取葡萄糖 促进糖原合成，抑制糖原分解促进糖原合成，抑制糖原分解 加快糖有氧氧化加快糖有氧氧化 抑制糖异生作用抑制

50、糖异生作用 减缓脂肪的动员，从而减少脂肪酸对糖氧化的抑制减缓脂肪的动员，从而减少脂肪酸对糖氧化的抑制2、 胰高血糖素：胰高血糖素：升高血糖（胰岛升高血糖（胰岛 -细胞）细胞）1、胰岛素：、胰岛素：降低血糖（胰岛降低血糖（胰岛 -细胞）细胞） 促进肝糖原分解促进肝糖原分解 促进糖异生促进糖异生 脂肪动员加速，抑制糖氧化脂肪动员加速，抑制糖氧化943 3、 糖皮质激素：糖皮质激素：血糖升高血糖升高4 4、 肾上腺素：肾上腺素：升高血糖升高血糖 促进糖异生促进糖异生 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖 协助促进脂肪的动员协助促进脂肪的动员加速糖原分解加速糖原分解促进肌糖原酵解生