糖代谢-医学知识培训课件.ppt
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- 代谢 医学知识 培训 课件
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1、糖代谢 医学知识2 Anaerobic catabolism Aerobic catabolism PPP或或HMS Glyoxylate cycle Biosynthesis of polysaccharide糖代谢 医学知识3 糖代谢 医学知识4二、多糖和寡糖的降解二、多糖和寡糖的降解胞外:胞外:糖苷酶的水解糖苷酶的水解多糖多糖(淀粉、糖原)(淀粉、糖原)胞内:胞内:磷酸化酶的磷酸解磷酸化酶的磷酸解糖苷酶糖苷酶 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 淀粉酶淀粉酶纤维素酶纤维素酶无序水解,断裂无序水解,断裂 1 1,4 4糖苷键糖苷键从非还原端依次切下从非还原端依次切下2 2个葡萄糖单个葡萄糖单位,水解
2、断裂位,水解断裂 1 1,4 4糖苷键糖苷键从非还原端依次切下从非还原端依次切下1 1个葡萄糖单个葡萄糖单位,水解断裂位,水解断裂 1 1,4 4糖苷键和糖苷键和 1 1,6 6糖苷键糖苷键水解水解1 1,4 4糖苷键糖苷键糖代谢 医学知识5淀粉的淀粉的部位:小肠(部位:小肠(Small IntestineSmall Intestine)过程:口腔过程:口腔胃胃小肠小肠(胰胰淀粉酶淀粉酶)肠粘膜细胞存在有双糖酶(乳糖酶肠粘膜细胞存在有双糖酶(乳糖酶LactaseLactase,蔗糖酶蔗糖酶SucraseSucrase,麦芽糖酶,麦芽糖酶Maltase etcMaltase etc)。)。淀粉需
3、经过消化道水解酶的作用,变淀粉需经过消化道水解酶的作用,变成小分子的葡萄糖后才能被吸收。成小分子的葡萄糖后才能被吸收。糖代谢 医学知识6麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖 (40%)(25%)-临界糊精临界糊精+异麦芽糖异麦芽糖 (30%)(5%)葡萄糖葡萄糖 唾液唾液-淀粉酶淀粉酶 肠粘膜上肠粘膜上皮细胞刷皮细胞刷状缘状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液胰液-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶(包括麦芽糖酶)(包括麦芽糖酶)-临界糊精酶临界糊精酶(包括异麦芽糖酶)(包括异麦芽糖酶)Starch糖代谢 医学知识7 己糖己糖(GlcGlc):主动运输(吸收)主动运输(吸收),伴有,伴有NaNa+的
4、转运的转运,称为称为NaNa+依赖型葡萄糖转运体。主依赖型葡萄糖转运体。主要存在于小肠粘膜和肾小管上皮细胞。要存在于小肠粘膜和肾小管上皮细胞。戊糖:被动扩散戊糖:被动扩散糖代谢 医学知识8Na+GNa+GNa+Na+Na+GGK+K+Na+泵泵刷状缘刷状缘 小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 细胞内膜细胞内膜 门静脉门静脉 肠肠腔腔 糖代谢 医学知识9胞内糖原的降解及植物细胞内淀粉的降胞内糖原的降解及植物细胞内淀粉的降解解 磷酸化酶:降解磷酸化酶:降解 1 1,4 4糖苷键糖苷键 脱支酶:降解脱支酶:降解 1 1,6 6糖苷键糖苷键(糖原)(糖原)nPi糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶(糖原)(糖原)n-1 1
5、磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(淀粉)(淀粉)nPi淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶(淀粉)(淀粉)n-1 1磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖代谢 医学知识101 1、无、无O2情况下情况下 葡萄糖葡萄糖(G)丙酮酸丙酮酸(Pyr)乳酸乳酸(Lac)2 2、有、有O2情况下情况下 G CO2+H2O(经(经TCA循环循环)3 3、有、有O2情况下情况下 G CO2+H2O(经(经磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径)糖代谢 医学知识11Anaerobic catabolism of carbohydrateGlc糖酵解糖酵解途径途径2Pyruvate酵解酵解
6、Lactate 乳酸乳酸发酵发酵Ethanol 乙醇乙醇糖酵解途径糖酵解途径(EMP):Glc 2Pyruvate 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸糖代谢 医学知识12(glycolytic pathway)反应的亚细胞定位:反应的亚细胞定位:细胞液细胞液(胞浆胞浆)反应过程反应过程:两个阶段两个阶段磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸GlcGlc2 2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3 3磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖代谢 医学知识13,EMP(EmbdenMayerholf pathway)OCH2OHHOOHOHOH ATP ADP OCH2OHHOOHOHOHP Glc G-6-P 葡萄糖葡
7、萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖己糖激酶己糖激酶HexokinaseMg+活化形式活化形式First Key EnzymeADP为己糖激酶的变构抑制剂为己糖激酶的变构抑制剂糖代谢 医学知识14OCH2OHHOOHOHOHP 磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶Glucose phosphate isomeraseOCH2OHOCH2POHOH G-6-P F-6-P 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 6-P-G F-6-P果糖在果糖在ATPATP参与下,由己糖激酶催化为参与下,由己糖激酶催化为6 6磷磷酸果糖,进入分解途径。酸果糖,进入分解途径。糖代谢 医学知识15OCH2OHOCH2PO
8、HOHATP ADPOCH2OHOCH2POHOHP1-磷酸果糖激磷酸果糖激酶酶1-PhosphofructokinaseF-6-P F-1,6-2P6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 F-6-P F-1,6-2PMg+Second Key Enzyme限速酶限速酶磷酸果磷酸果糖激酶受高浓度糖激酶受高浓度ATPATP以及以及H H+的抑制的抑制糖代谢 医学知识16CH2OC=OCH2OHP DHAP 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮CHOCHOHCH2OP+G-3-P3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛醛缩酶醛缩酶Aldolase F-1,6-2P G-3-P+DHAPF-1,6-2P1,6-二磷
9、酸果糖二磷酸果糖 OCH2OHOCH2POHOHP糖代谢 医学知识17 DHAP G-3-P磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶Triose phosphate isomerase DHAP G-3-PCH2OC=OCH2OHPCHOCHOHCH2OP糖代谢 医学知识18 G-3-P G-1,3-2PCHOCHOHCH2OPNAD+Pi NADH+H+COCHOHCH2OPPO 3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶Glyceraldehyde-phosphate dehydrogenase G-3-P G-1,3-2P 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,
10、3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸第一次氧化脱氢第一次氧化脱氢此酶被碘乙酸强烈抑制此酶被碘乙酸强烈抑制酰基磷酸酰基磷酸糖代谢 医学知识19COCHOHCH2OPPOG-1,3-2P 3-PG 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ADP ATPCOHCHOHCH2OPO磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 Phosphoglyceric kinase G-1,3-2P 3-PGMg+第个产生第个产生ATP的反应的反应(底物水平磷酸化)(底物水平磷酸化)糖代谢 医学知识20COHCHOHCH2OPO 3-PG 2-PG 磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 Phosphoglyceromuta
11、seCOOHHCOCH2OHP 3-PG 2-PG 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 糖代谢 医学知识21COOHCOCH2烯醇化酶烯醇化酶EnolasePCOOH COCH2P+2-PG PEP 2-PG PEP 2-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Mg+,或,或Mn烯醇磷酸酯烯醇磷酸酯此酶被氟化物强烈抑制此酶被氟化物强烈抑制糖代谢 医学知识22COOH COCH2PADP ATPCOOH COHCH2丙酮酸激酶丙酮酸激酶Pyr kinase PEP PyruvateCOOH C=OCH3 PEP Pyruvate磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸 丙
12、酮酸丙酮酸Mg+第个产生第个产生ATP的反应的反应(底物水平磷酸化)(底物水平磷酸化)Third Key Enzyme长链脂肪酸、乙酰辅酶长链脂肪酸、乙酰辅酶A A、琥珀酰、琥珀酰辅酶辅酶A A等强烈抑制该酶活性。等强烈抑制该酶活性。糖代谢 医学知识23糖原糖原1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄磷酸葡萄糖变位酶糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖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磷酸化酶磷酸化酶ADPATP已糖激酶已糖激酶磷酸丙糖磷酸丙糖异构酶异构酶ADPATP磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶醛缩酶醛缩酶磷酸己糖磷酸己糖异构酶异构酶糖
13、代谢 医学知识243-磷酸甘油醛磷酸甘油醛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磷酸甘油酸磷酸甘油酸 变位酶变位酶2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸烯醇化酶烯醇化酶磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸NAD+NADH+H+磷酸甘油醛磷酸甘油醛 脱氢酶脱氢酶磷酸甘油磷酸甘油 酸激酶酸激酶ATPADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶糖代谢 医学知识252、糖酵解中的反应类型:、糖酵解中的反应类型:(1)磷酸转移:)磷酸转移:葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 6磷酸果糖磷酸果糖1 1,6 6二磷酸果糖二磷酸果糖(2)磷酸移位:)磷酸移位:3-3-磷酸甘油酸磷
14、酸甘油酸 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3)异构化)异构化:6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 6磷酸果糖磷酸果糖 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3 3磷酸甘油醛磷酸甘油醛(4)脱水:)脱水:2-2-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(5)醇醛断裂)醇醛断裂:1 1,6 6二磷酸果糖二磷酸果糖 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 +3+3磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖代谢 医学知识26 G 6-P-G 消耗消耗1个个ATP F-6-P F-1,6-2P 消耗消耗1个个ATP G-1,3-2P 3-PG 生成生成1个个ATP PEP Pyruvate 生成生成1个个ATP 1分子分子葡萄糖葡萄糖酵解
15、可净产生酵解可净产生2 2分子分子ATPATP2糖代谢 医学知识27从葡萄糖从葡萄糖(G)开始开始:C6H12O6+2NAD+2Pi+2ADP 2CH3COCOOH+2NADH+2H+2H2O+2ATP从糖原从糖原(Glycogen)开始开始:C6H12O6+3ADP+3Pi 2CH3COCOOH +3ATP糖原糖原G-6-P不消耗能量不消耗能量糖代谢 医学知识28果糖果糖己糖激酶己糖激酶GlcG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖半乳糖激酶半乳糖激酶变位酶变位酶甘露糖甘露糖6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖己
16、糖激酶己糖激酶变位酶变位酶其它己糖也可进入酵解途径其它己糖也可进入酵解途径糖代谢 医学知识29COOH C=OCH3 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶DecarboxylaseCHOCH3CO2 乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶 Alcohol dehydrogenase NADH+H+NAD+CH2OHCH3Ethanol乙醇乙醇G-3-P G-1,3-2PNADH+H+糖代谢 医学知识30COOH C=OCH3 NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 LDHCOOH CHOHCH3丙酮酸丙酮酸 L-乳酸乳酸Pyruvate L-Lactate动物在激烈运动时或由于呼吸、动物在激烈运动时或由于呼吸、循环系统
17、障碍而发生供氧不足时。循环系统障碍而发生供氧不足时。生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌。生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌。NADH+H+G-3-P G-1,3-2P糖代谢 医学知识31(3 3)、有氧条件下,丙酮酸进入线粒体)、有氧条件下,丙酮酸进入线粒体 生成生成乙酰乙酰CoACoA,参加,参加TCATCA循环,被彻底氧化循环,被彻底氧化成成CO2和和H2O。(4)4)、转化为脂肪酸或酮体、转化为脂肪酸或酮体 当细胞当细胞ATPATP水平较高时,水平较高时,TCATCA循环的速率下循环的速率下降,降,乙酰乙酰CoACoA开始积累,可用于脂肪的合成开始积累,可用于脂肪的合成或酮体的合成。
18、或酮体的合成。糖代谢 医学知识32(Pasteur effect)概念概念:巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer(Pastuer)指有氧氧化抑制糖指有氧氧化抑制糖酵解的现象。酵解的现象。机制机制:有氧时,有氧时,NADH+HNADH+H+穿梭进入线粒体内氧化,穿梭进入线粒体内氧化,丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸丙酮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+在胞浆浓度在胞浆浓度升高,丙酮酸作为氢接受体生成升高,丙酮酸作为氢接受体生成乳酸乳酸。糖代谢 医学知识33糖代谢 医学知识34脂酰脂酰CoA、脂肪酸脂肪酸,胰高血糖素,胰
19、岛素胰高血糖素,胰岛素OCH2OHHOOHOHOHOCH2OHHOOHOHOHP ATP ADPMg+糖代谢 医学知识35OCH2OHOCH2POHOHATP ADPOCH2OHOCH2POHOHPMg+磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1(PFK-1)ATP、柠檬酸柠檬酸AMP、ADP、F-1,6-P2、F-2,6-P2F-2,6-P2是磷酸果糖激酶是磷酸果糖激酶-1-1最强的最强的变构激活剂变构激活剂。糖酵解途径中最重要的调节酶,是典型的变构酶。糖酵解途径中最重要的调节酶,是典型的变构酶。糖代谢 医学知识36丙酮酸激酶丙酮酸激酶COOH COCH2PCOOH COHCH2COOH C=OCH3
20、ADP ATPMg+F-6-Pi、F-1,6-P2 ATP、Ala、乙酰乙酰CoACoA、胰高血糖素胰高血糖素H2OPi PK Active胰高血糖素胰高血糖素ATPADP PK-Pi InactiveATPADPPiH2O糖代谢 医学知识37迅速提供能量,使机体在无氧或缺氧情况迅速提供能量,使机体在无氧或缺氧情况下能进行生命活动;下能进行生命活动;红细胞没有线粒体,完全依赖糖酵解供能红细胞没有线粒体,完全依赖糖酵解供能;神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃,也神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃,也常由糖酵解提供部分能量。常由糖酵解提供部分能量。糖代谢 医学知识38 掌握掌握糖酵解的概念、反应的亚细
21、胞定糖酵解的概念、反应的亚细胞定位、反应过程、位、反应过程、ATPATP生成、调节酶及其生成、调节酶及其生理意义;生理意义;熟悉熟悉糖酵解调节。糖酵解调节。糖代谢 医学知识39胞液胞液Cytosol线粒体线粒体MitochondriaGG-6-P丙丙酮酮酸酸乙酰乙酰 CoAO2H+eH2OCO2第三节、糖的有氧氧化第三节、糖的有氧氧化(aerobic oxidation)反应过程反应过程:O2O2O2丙丙酮酮酸酸线粒体膜线粒体膜糖代谢 医学知识40糖原或糖原或葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA三羧酸三羧酸循环循环CO2+H2O+ATP有氧氧化有氧氧化(胞液胞液)(线粒体线粒体)
22、糖酵解糖酵解糖代谢 医学知识41 糖酵解途径糖酵解途径(EMP):葡萄糖:葡萄糖(G)(G)丙酮丙酮酸酸丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA(Ac-CoA)Ac-CoA 三羧酸循环三羧酸循环(TCA cycle)糖代谢 医学知识42反应的亚细胞部位:反应的亚细胞部位:线粒体线粒体 总反应式:总反应式:丙酮酸丙酮酸Pyruvate乙酰乙酰CoA Acetyl CoACOOH C=OCH3丙酮酸脱氢丙酮酸脱氢酶复合体酶复合体NAD+HSCoA NADH+H+CO2 CH3 COSCoA糖代谢 医学知识432+2+糖代谢 医学知识44 别构调节别构调节 别构激活剂别构激活剂AMP,ADP,NAD+别构抑制剂
23、乙酰别构抑制剂乙酰CoA、NADH+H+、ATP 共价调节(下图)共价调节(下图)糖代谢 医学知识45糖代谢 医学知识46Pyruvate O CH3CSCoA4.4.氧化型硫辛酸氧化型硫辛酸丙酮酸丙酮酸脱氢酶脱氢酶硫辛酸乙硫辛酸乙酰转移酶酰转移酶二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶糖代谢 医学知识47糖原糖原 三脂酰甘油三脂酰甘油 蛋白质蛋白质 G FA、甘油、甘油 氨基酸氨基酸胆固醇、胆固醇、FA 三羧酸循环三羧酸循环 酮体酮体乙酰乙酰CoA糖代谢 医学知识48 反应过程反应过程 特特 点点 生理意义生理意义 调调 节节 CO2+H2O三、柠檬酸循环,三、柠檬酸循环,三羧酸循环,三羧酸循环,T
24、CATCA循环循环,KrebsKrebs循环循环 O CH3CSCoA糖代谢 医学知识49HOCH2COOHCCOOHCH2COOH乙酰乙酰CoA Acetyl CoA 柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶Citrate synthaseCH3SCoAOCCOOHCH2COOHCO+草酰乙酸草酰乙酸Oxaloacetate(OAA)TCATCA中的限速酶中的限速酶糖代谢 医学知识50氟乙酸氟乙酸氟乙酰氟乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸氟柠檬酸氟柠檬酸+柠檬酸合酶柠檬酸合酶致死性合成反应致死性合成反应有毒植物叶中有毒植物叶中抑制顺乌头酸酶抑制顺乌头酸酶常作为灭鼠常作为灭鼠药的成分药的成分糖代谢 医学知识51
25、异柠檬酸异柠檬酸 IsocitrateHOCH2COOHCCOOHCH2COOH CH COOHC COOHCH2COOHCOOHCH COOHCCOOHCH2HOH顺乌头酸酶顺乌头酸酶Aconitase 顺乌头酸顺乌头酸Cis-aconinc acid糖代谢 医学知识52NAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸酮戊二酸-ketoglutarate(-KG)异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶Isocitrate DHaseOCCOOHCH2CH2COOHCOOHCH COOHCCOOHCH2HOH异柠檬酸异柠檬酸 IsocitrateTCATCA中的第二个调节酶中的第二个调节酶糖代谢 医学知识53琥珀
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