糖代谢临床医学医药卫生专业课件.ppt

1、糖代谢临床医学医药卫生专业资糖代谢临床医学医药卫生专业资料料 糖糖其化学本质为多羟基醛或其化学本质为多羟基醛或多羟基酮类及其衍生物或多聚物。多羟基酮类及其衍生物或多聚物。糖的化学糖的化学 也称为也称为碳水化合物碳水化合物。(carbohydrates)（二）糖的分类及其结构（二）糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，糖主根据其水解产物的情况，糖主要可分为四大类。要可分为四大类。单糖：单糖：寡糖寡糖:葡萄糖（葡萄糖（Glucose)麦芽糖、蔗糖麦芽糖、蔗糖多糖多糖:淀粉淀粉(starch)糖原糖原(glycogen)纤维素纤维素(cellulose)#5.结合糖结合糖 :基本单位基本单位#4.D

2、-D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456常见的单糖常见的单糖-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)D-glucose)开链开链-D-葡萄糖葡萄糖HO HCOCH2OHOHOHOH123456-D-葡萄糖葡萄糖HO HCOCH2OHOHOHOH6环状环状淀粉淀粉(starch)：是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式淀粉淀粉颗粒颗粒目目 录录淀粉淀粉的结构的结构 蓝色蓝色:-1,4-糖苷键糖苷键红色红色:-1,6-糖苷键糖苷键OHHOCH2OHCH2OHOOOOCH2CH2OHOOOOHOOOO葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHO

3、HCH2OH146糖原糖原 动物体内葡萄糖的储存形式动物体内葡萄糖的储存形式 纤维素纤维素 作为植物的骨架作为植物的骨架-1,4-糖苷键糖苷键目目 录录 第第 一一 节节 概概 述述一、糖的生理功能一、糖的生理功能 体内主要的供能物质体内主要的供能物质 人体组织结构的重要成分人体组织结构的重要成分 核糖与脱氧核糖是体内合成核苷核糖与脱氧核糖是体内合成核苷酸的原料酸的原料 可提供体内合成脂类和某些氨基可提供体内合成脂类和某些氨基酸的碳骨架酸的碳骨架 二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收（一）糖的消化：（一）糖的消化：纤维素：纤维素：*人体内人体内不能被消化不能被消化 （缺乏（缺乏-1,4-1,4-糖

4、苷键水解酶糖苷键水解酶,即即纤维素酶纤维素酶）*可促进肠蠕动，防止便秘。可促进肠蠕动，防止便秘。淀粉：淀粉：*部位：部位：口腔口腔、小肠小肠（主）（主）*酶：酶：口腔：唾液淀粉酶（口腔：唾液淀粉酶（-淀粉酶）淀粉酶）小肠：胰淀粉酶、小肠：胰淀粉酶、-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶、-糊精酶糊精酶 淀粉的消化淀粉的消化淀粉淀粉麦芽三糖麦芽三糖麦芽糖麦芽糖-糊精糊精-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶-糊精酶糊精酶G葡萄糖葡萄糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶（唾液腺、胰腺）（唾液腺、胰腺）胰淀粉酶胰淀粉酶（二）糖的吸收（二）糖的吸收1.吸收部位：吸收部位：小肠上段小肠上段 2.吸收方式吸收方式 （1）单纯扩散吸收）单纯扩散吸收:不

5、耗能、无需载体不耗能、无需载体 （2）主动吸收：）主动吸收：耗能、有载体蛋白、逆浓度梯度耗能、有载体蛋白、逆浓度梯度（3）易化扩散吸收：）易化扩散吸收：一种特异载体蛋白协助一种特异载体蛋白协助 二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收ADP+Pi ATP G Na+K+Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 肠肠腔腔 门静脉门静脉 3.吸收机制吸收机制Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Sodium-dependent glucose transporter,SGLT)刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 糖的吸收糖的吸收-主动吸收主动吸收葡萄糖的吸收是耗能的过程。葡萄糖的吸收是耗能的过程。NaNa+G

6、钠泵钠泵特异载体特异载体Na+GNa+GGNaNa+GNa+GNa+K+K K+ATPATPADP+PiADP+Pi4.吸收途径吸收途径 小肠肠腔小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环SGLT 各种组织细胞各种组织细胞 GLUT 葡萄糖转运体葡萄糖转运体(glucose transporter，GLUT)，(GLUT 15)。三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况血血中中葡葡萄萄糖糖缺氧缺氧糖的无氧分解糖的无氧分解(糖酵解糖酵解)供氧充足供氧充足有氧氧化有氧氧化（CO2、H2O、ATP）磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（5-磷酸核糖、磷酸核糖、NADPH）糖原糖原合成合

7、成糖异生糖异生食物食物主主糖原糖原分解分解第二节第二节 糖的无氧分解糖的无氧分解 *糖酵解的反应过程糖酵解的反应过程 *糖酵解的调节糖酵解的调节 *糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义 体内组织在无氧情况下，葡萄糖或糖体内组织在无氧情况下，葡萄糖或糖原生成原生成乳酸乳酸(lactate)和少量和少量ATP的过程的过程。又又称为称为EMP途径或糖酵解途径或糖酵解(glycolysis)。定义：定义：*反应部位：反应部位：胞浆胞浆*阶段：阶段：2个个，12步反应（糖原步反应（糖原13）第一阶段第一阶段:由葡萄糖分解成丙酮酸的过程由葡萄糖分解成丙酮酸的过程，称之为称之为糖酵解途径糖酵解途径(glycol

8、ytic pathway)。第二阶段第二阶段:由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。一、糖酵解的反应过程糖酵解的反应过程*磷酸己糖的生成磷酸己糖的生成*磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成*3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸磷酸甘油醛转变为丙酮酸 葡萄糖葡萄糖磷酸化生成磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解过程的第一个限速酶糖酵解过程的第一个限速酶葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHATPMg2+已糖激酶已糖激酶ADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2（-）糖酵解途径糖酵解途径限速酶限速酶 /关键酶关键酶1.催化非平衡反应催化非平衡反应特点：特点：2.

9、活性低活性低3.受激素或代谢物的调节受激素或代谢物的调节4.活性的改变可影响整个活性的改变可影响整个 反应体系的反应速度反应体系的反应速度 己糖激酶己糖激酶（HK）糖酵解的第一个限速酶糖酵解的第一个限速酶分类：分类：4种（种（至至型）型）肝细胞：肝细胞：型，称为葡萄糖激酶型，称为葡萄糖激酶 (glucokinase，GK)。GK的性质：的性质：与葡萄糖亲和力低与葡萄糖亲和力低 Km高高GK的作用：的作用：*调节葡萄糖的磷酸化调节葡萄糖的磷酸化 *维持血糖水平维持血糖水平糖原糖原分解生成分解生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖 原原 (Gn)Gn)H3PO4磷酸化酶磷酸化酶OHOHOPOHOCH

10、2OHOHOHO 糖糖 原原(Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH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 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖异构化转变为异构化转变为6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸已糖异构酶磷酸已糖异构酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHO HHO HO HCH2OPO3H2（G-6-P）（F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH6-磷酸果糖磷酸果糖Mg2+6-磷酸果糖磷酸果糖再磷酸化生成再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH1,6

11、-二磷酸果糖二磷酸果糖(F-1,6-2P)O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-P OOHOHADPATP 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 （PFK-1）Mg2+F-2,6-2P、AMP、ADP（+）ATP、柠檬酸柠檬酸H+()第二个限速酶第二个限速酶#40.磷酸丙糖磷酸丙糖的生成的生成磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮OHCH2COCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH醛缩酶醛缩酶(F-1,6-2P)(5)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮转变为转变为

12、3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮O HC H2COCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH磷酸丙糖磷酸丙糖异构酶异构酶 3-磷磷酸甘油醛酸甘油醛氧化为氧化为1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOHPi 糖酵解途径糖酵解途径 中唯一的中唯一的 脱氢脱氢反应反应+NADH+H+NAD+1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHOP+OOHOH 1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-3-磷

13、酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸ADPATP底物分子结构发生改变，内部能量重新分布，生成高底物分子结构发生改变，内部能量重新分布，生成高能磷酸化合物（或高能硫脂化合物），其将能量转移能磷酸化合物（或高能硫脂化合物），其将能量转移至至ADP（或（或GDP）磷酸化生成）磷酸化生成ATP(或或GTP)的过程，的过程，称为称为底物水平磷酸化。底物水平磷酸化。Mg2+1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHOP+OOHOH 3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸

14、HOHOOCCHCH2OPOOHOH磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHHO-OOCCHCH2O-POOHOHMg2+2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为 磷磷酸烯醇式丙酮酸酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2POOHOH烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O 磷磷酸酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸转变转变为为烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK)磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸(PEP)O-HOOCCC H2P+OO HO H 烯醇式丙酮酸烯

15、醇式丙酮酸COOHOHCH2C糖酵解过程的第三个限速酶糖酵解过程的第三个限速酶也是第二次底物水平磷酸化反应也是第二次底物水平磷酸化反应MgMg2+2+、K K+烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸转变转变为丙酮酸为丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸ADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸OHCH2CCOOH丙酮酸丙酮酸自发进行自发进行CH3OCCOOH（12）丙酮酸丙酮酸还原还原为为乳酸乳酸乳酸乳酸HHOCH3COOHC乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶NADNAD+丙酮酸丙酮酸OCH3COOHCNADH+H+NAD3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOC

16、CHCH2OPOOHOHPi 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHOP+OOHOH2丙酮酸丙酮酸2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2Pi2NADH+2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2 2-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2H2O糖原糖原(Gn)6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiGn-1ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖酵酵

17、解解过过程程反应部位：胞反应部位：胞浆浆GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2糖酵解过程中糖酵解过程中ATP的生成的生成反反 应应 ATPG G-6-P-1F-6-P F-1,6-2P-11,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸21磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸211 分子葡萄糖

18、分子葡萄糖 21 分子糖原分子糖原3糖酵解小结糖酵解小结 反应部位：胞浆反应部位：胞浆 糖酵解是一个不需氧的产能过程糖酵解是一个不需氧的产能过程 反应全过程中有三步不可逆的反应反应全过程中有三步不可逆的反应G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 产能的方式和数量产能的方式和数量方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化净生成净生成ATPATP数量数量 从从G G开始开始 2 22-2=22-2=2ATPATP从从GnGn开始开始 2 22-1=32-1

19、=3ATPATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏释放入血，进入肝脏分解利用分解利用 乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生）反应总方程式：反应总方程式：C6H12O6+2ADP+2H3PO4 2C3H6O3+2ATP+2H2O二、糖酵解的调节二、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调节共价修饰调节 （一）（一）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*变构调节变构调节:变构激活剂：变构激活剂：F-2,6-2P（最强）（最强）AMP、ADP、F-1,6-2P#25.变构抑

20、制剂：柠檬酸、变构抑制剂：柠檬酸、ATP（高浓度）高浓度）最重要最重要（二）丙酮酸激酶二）丙酮酸激酶1.1.变构调节变构调节变构抑制剂：变构抑制剂：ATP、丙氨酸丙氨酸变构激活剂：变构激活剂：1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖2.共价修饰调节共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶-Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶（无活性）（无活性）（有活性）（有活性）PATP ADP 胰高血糖素胰高血糖素 cAMP蛋白激酶蛋白激酶A (三三)葡萄糖激酶葡萄糖激酶(GK)或己糖激酶或己糖激酶(HK)*6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可反馈抑制可反馈抑制HK，但肝，但肝GK不受其抑制。不受其抑制。*长链脂肪酰长链

21、脂肪酰CoA可变构抑制肝可变构抑制肝GK。*胰岛素胰岛素可促进可促进GK的合成。的合成。三、糖酵解的生理意义三、糖酵解的生理意义 为机体迅速提供能量为机体迅速提供能量,对肌肉组织尤为重对肌肉组织尤为重要；要；是某些细胞在氧供应正常情况下的重要是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径；供能途径；无线粒体的细胞，如：成熟红细胞无线粒体的细胞，如：成熟红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞 特殊情况下机体应激供能的有效方式。特殊情况下机体应激供能的有效方式。缺氧或剧烈运动缺氧或剧烈运动 乳酸性酸中毒乳酸性酸中毒第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化?概念概

22、念?过程过程?小结小结?意义意义一、一、糖有氧氧化的概念糖有氧氧化的概念葡萄糖或糖原在葡萄糖或糖原在有氧有氧条件下，彻底条件下，彻底氧化分解生成氧化分解生成COCO2 2和和H H2 2O O并释放并释放大量大量能量能量的过程。的过程。糖的有氧氧化是指糖的有氧氧化是指：*有氧氧化是糖氧化的主要方式有氧氧化是糖氧化的主要方式*部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 糖有氧氧化概况糖有氧氧化概况葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2+H2O+ATP三羧酸循环三羧酸循环糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解线粒体内线粒体内胞浆胞浆二、糖有氧氧化的过程第一阶段：第一阶段：丙酮

23、酸的生成丙酮酸的生成（胞浆）（胞浆）三三 个个 阶阶 段段第二阶段：第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoACoA（线粒体）线粒体）第三阶段：第三阶段：乙酰乙酰CoACoA进入三羧酸循环进入三羧酸循环 彻底氧化彻底氧化（线粒体）（线粒体）丙酮酸氧化脱羧生成丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶乙酰辅酶ANAD+NADH+H+CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+CoA-SH辅酶辅酶ASCoA+C O2COO丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶复复合合体体ADP(+)ATP、乙酰乙酰CoA(-)丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 酶酶(3种种)辅辅 酶酶(6种种)E1:

24、丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 TPP、Mg2+E2:二氢硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺转乙酰酶 硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A E3:二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶 FAD、NAD+HSCoANAD+CO2 CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的生成的生成1.-羟乙基羟乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4.硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 乙酰辅酶乙酰辅酶A A进入三羧酸循环进入三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TAC)又又称柠檬酸循环或称柠檬酸循环或Krebs循环循环 *概念

25、概念:乙酰辅酶乙酰辅酶A与与草酰乙酸草酰乙酸缩合成含缩合成含3个个羧基的羧基的柠檬酸柠檬酸开始开始,经过一系列代谢反应，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三羧酸循环。过程称为三羧酸循环。*反应部位：反应部位：所有反应均在所有反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。乙酰乙酰CoACoA与草酰乙酸与草酰乙酸缩合形成缩合形成柠檬酸柠檬酸柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH柠檬酸柠檬酸CoASH+H2OAMPATP长链脂酰长链脂酰CoA（

26、）（+）TAC 的第的第一个关键酶一个关键酶不可逆反应不可逆反应异柠檬酸异柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O 柠檬酸柠檬酸异构化生成异构化生成异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH顺乌头酸顺乌头酸COOHCOOHCH2CCOOHCH顺乌头酸顺乌头酸酶酶CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧生成异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶TAC 的第的第

27、2个关键酶个关键酶AMPADPATP（）（+）NADH不可逆不可逆,最慢最慢C O2-酮戊二酸酮戊二酸氧化脱羧生成氧化脱羧生成琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A-酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶脱氢酶复合体复合体CoASHNAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2COOHCOCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸不可逆反应不可逆反应TAC 的第的第3个个关键酶关键酶 琥珀酰琥珀酰CoA转变为转变为琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸CoASH底物水平磷酸化底物水

28、平磷酸化FAD 琥珀酸琥珀酸氧化脱氢生成氧化脱氢生成延胡索酸延胡索酸HHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶HOOCCHCHCOOH延胡索酸延胡索酸FADH2TAC中唯一存在于中唯一存在于线粒体内膜上的酶线粒体内膜上的酶 延胡索延胡索酸酸水化水化生成生成苹果苹果酸酸延胡索酸延胡索酸HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH苹果酸苹果酸H2O 苹果酸苹果酸脱氢生成脱氢生成草酰乙草酰乙酸酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶HOHCOOHCH2CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCH2CCOOH苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+CoASHNADH

29、+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶目目 录录三羧酸循环小结三羧酸循环小结(1）每循环一次）每循环一次:消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。酸化。(2个碳原子来源于草酰乙酸个碳原子

30、来源于草酰乙酸)（2）关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶（主要的限速酶）异柠檬酸脱氢酶（主要的限速酶）三羧酸循环小结三羧酸循环小结(3(3）能量生成能量生成 3NADH+H+2.5ATP =7.5ATP FADH2 1.5ATP =1.5ATP 一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化 1ATP 共生成共生成10分子分子ATP(4)4)体内凡是能转变为体内凡是能转变为乙酰乙酰CoACoA的物质，都的物质，都能进入三羧酸循环而被彻底氧化。能进入三羧酸循环而被彻底氧化。(5)(5)“添补反应添补反应”以以草酰乙酸草酰乙酸的补充最为重要的

31、补充最为重要 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+NAD+-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 阶段阶段反应反应辅酶辅酶生成生成ATP数数第一阶段第一阶段葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-16-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖-123-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸酸NAD+21.5*(或或22.5*)21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油磷酸甘油酸酸212磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸21第二阶段第二阶段2丙酮酸丙酮酸2乙酰辅酶乙酰辅酶ANAD+22.5第三阶段第三阶段2异柠檬酸异柠檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸NAD+22.52-

32、酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶ANAD+22.52琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A2琥珀酸琥珀酸212琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸FAD+21.52苹果酸苹果酸2草酰乙酸草酰乙酸NAD+22.5净生成净生成30（或（或32）糖有氧氧化过程中糖有氧氧化过程中ATP的生成的生成糖有氧氧化过程中糖有氧氧化过程中ATP的生成的生成2525第一阶段：葡萄糖第一阶段：葡萄糖 2 2丙酮酸丙酮酸第二阶段：第二阶段：2 2丙酮酸丙酮酸 2 2乙酰乙酰CoACoA第三阶段：第三阶段：2 2乙酰乙酰CoACoA2 2COCO2 2+4H+4H2 2O O 2ATP 糖糖 的的 有有 氧氧 氧氧 化化 底物磷酸化底

33、物磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化22.5ATP29ATP葡萄糖葡萄糖 6 COCO2 2+6H+6H2 2O O+？mol ATP糖原中的糖原中的1mol葡萄糖葡萄糖 6 COCO2 2+6H+6H2 2O O+？mol ATP 32/30 ATP33/31 ATP22.5/1.5ATP2ATP糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的生理意义p基本生理功能是基本生理功能是氧化供能氧化供能,是机体获是机体获取能量的主要途径。取能量的主要途径。p是体内三大营养物质代谢的总枢纽。是体内三大营养物质代谢的总枢纽。三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 p与体内糖的其他代谢途径有着密切的联与体内糖的其他代谢途径

34、有着密切的联系。系。69总反应式：总反应式：葡萄糖葡萄糖+30/32ADP+30/32Pi+6O2 30/32ATP+6CO2+36H2O 是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质代谢联系的枢纽；是三大营养物质代谢联系的枢纽；为其它物质代谢提供小分子前体；为其它物质代谢提供小分子前体；为呼吸链提供为呼吸链提供H+e。三、有氧氧化的调节三、有氧氧化的调节关关键键酶酶 酵解途径酵解途径：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：柠檬酸合酶柠檬酸合酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶6-6-磷酸果糖

35、激酶磷酸果糖激酶-1-1异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 (一一)丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节 别构调节（变构效应别构调节（变构效应)和共价修饰调节和共价修饰调节 别构调节：别构调节：变构抑制剂变构抑制剂:乙酰乙酰CoA、NADH、ATP 变构激活剂：变构激活剂：AMP、ADP、NAD+乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+时，时，酶活性受到抑制酶活性受到抑制。(一一)丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节有活性有活性无活性无活性2 2H H2 2O OADPADPNADNAD+(-)(-)乙酰乙酰CoACoAN

36、ADHNADH(+)(+)TPPTPPOH CH2OHCH2胰岛素胰岛素CaCa2+2+磷酸酶磷酸酶2 2PiPi(+)(+)蛋白激酶蛋白激酶2 2ATPATP2 2ADPADPCH2O-PO-PCH2TPPTPPPP(+)(2)共价修饰调节共价修饰调节:磷酸化使之失活，去磷酸化使之激活。磷酸化使之失活，去磷酸化使之激活。(二二)三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节柠檬酸合酶柠檬酸合酶 、异柠檬酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶是该途径的关键酶。是该途径的关键酶。（1）NADH/NAD+、ATP/ADP比率比率升高时这三个酶的活性都被反馈抑制，升高时这三个酶的活性都被反馈抑制

37、，反之，其活性升高。反之，其活性升高。（2）Ca2+为激活剂为激活剂四、巴斯德效应四、巴斯德效应*概念概念*机制机制 有氧：有氧：NADH+H+进入线粒体内氧化进入线粒体内氧化缺氧：缺氧：ADP/ATP比值升高比值升高巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化指有氧氧化抑制糖酵解的现象。抑制糖酵解的现象。激活糖激活糖酵解关酵解关键酶键酶进行糖酵解进行糖酵解丙酮酸进行丙酮酸进行有氧氧化有氧氧化糖酵解糖酵解受抑受抑磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway第第 四四 节节 以以6-磷酸葡萄糖为底物，代磷酸葡萄糖为底物，代谢生成谢生成磷酸戊糖磷酸戊

38、糖为中间代谢物为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途径。的过程，称为磷酸戊糖途径。*细胞定位：细胞定位：胞液胞液*概念概念*主要特点主要特点:不能直接生成不能直接生成ATP一、磷酸戊糖途径的反应过程一、磷酸戊糖途径的反应过程（一）脱氢氧化（一）脱氢氧化 (6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖)（二）异构化反应（二）异构化反应（三）基团转移（三）基团转移(一一)脱氢氧化脱氢氧化(1)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 转变为转变为 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OPO

39、3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)限速酶，对限速酶，对NADP+有高有高度特异性度特异性(一一)脱氢氧化脱氢氧化(2)6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯转变为转变为6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O内酯酶内酯酶COCO2 2(一一)脱氢氧化脱氢氧化(

40、3)6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸转变为转变为 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖 异构酶异构酶(二二)异构化反应异构化反

41、应差向酶差向酶H2232OCH OHCCCCH OPOHOOHHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖(三三)基团转移基团转移5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛5-磷酸磷酸核糖核糖7-磷酸磷酸景天糖景天糖转酮醇酶转酮醇酶6-磷酸磷酸果糖果糖4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖转醛醇酶转醛醇酶6-磷酸磷酸果糖果糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛转酮醇酶转酮醇酶糖酵解途径糖酵解途径3 36-6-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-6-磷酸

42、磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖3 36-6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯3 3NADPHNADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3 3H H2 2O O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3 3NADPHNADPH3 3COCO2 2转酮转酮醇酶醇酶转醛转醛醇酶醇酶转酮转酮醇酶醇酶G6PD内酯酶内酯酶6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖酸脱氢酸脱氢酶酶36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+6 NADP+2 6-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛+6(NADPH+H+)+3CO2总反应式总反应式磷酸戊糖途径小结x反应部位：反应部位：胞浆胞浆x反应底物：反应底物：6-

43、6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖x重要反应产物：重要反应产物：NADPHNADPHx 5-5-磷酸核糖磷酸核糖x限速酶：限速酶：G6PDG6PD 二、磷酸戊糖途径的调节二、磷酸戊糖途径的调节*G6PD主要受主要受NADPH/NADP+比值的影响比值的影响（一）高糖饮食的影响（一）高糖饮食的影响:高糖：高糖：G6PD（二）（二）NADPHH+的影响的影响:抑制抑制G6PD（三）组织细胞对（三）组织细胞对NADPHH+和和5-磷酸核糖磷酸核糖相对需要量的调节相对需要量的调节（四）中间代谢物的影响（四）中间代谢物的影响 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖:G6PD的抑制剂的抑制剂 磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途

44、径的生理意义*产生产生5-磷酸核糖磷酸核糖*产生产生NADPH（一）（一）5-5-磷酸核糖磷酸核糖是体内合成核苷酸和核酸的必要原料是体内合成核苷酸和核酸的必要原料（二）（二）NADPH+H+的主要功能的主要功能*作为供氢体作为供氢体 *参与肝脏的生物转化作用参与肝脏的生物转化作用 *与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞的杀菌与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞的杀菌作用有关作用有关#.*对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用含量起重要作用#8#8.磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径与溶血性贫血NADPH+HNADPH+H+磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径G

45、6PDG6PD缺乏缺乏一些具有氧化作用的外源性物质一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等如蚕豆、抗疟药、磺胺药等NADPNADP+GSSHGSSH2 2GSHGSH溶血溶血糖异生糖异生（gluconeogenesis）第第5节节概述概述 定义：定义：由由非糖物质非糖物质转变为葡萄糖或糖原的转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。过程称为糖异生。非糖物质：非糖物质：生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油 部位：部位：正常情况下：肝正常情况下：肝(主要器官主要器官)、肾、肾 长期饥饿时：肾糖异生长期饥饿时：肾糖异生一、糖异生途径一、糖异生途径 跨越三个跨越三个“能障

46、能障”（energy barrier)跨越一个跨越一个“膜障膜障”基本上是糖酵解的基本上是糖酵解的逆过程逆过程；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(一一)糖异生途径中糖异生途径中“能障能障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP糖酵解糖酵解已糖激酶已糖激酶(肝肝)H3PO4 H2O 糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶

47、磷酸酶肝肝6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖水解为水解为葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖转变为转变为6-磷酸果糖磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP糖酵解糖酵解磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1H3PO4 H2O 糖异生糖异生果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1 由不同的酶催化两由不同的酶催化两个单向反应使两种底物个单向反应使两种底物互变的循环称为互变的循环称为底物循底物循环环(substrate cycle)。丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路(pyruvate carboxylation shunt)丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸ADPADPATPATP丙酮酸激

48、酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰乙酸ATPATPADPADPCOCO2 2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素COCO2 2GTPGTPGDPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶丙酮酸丙酮酸转变成转变成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (二二)糖异生过程中糖异生过程中“膜障膜障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1 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胞浆胞浆胞浆胞浆线粒体线粒体胞浆、线粒体胞浆、线粒体 糖异生作用的酶糖异生作用的酶 存在部位存在部位 线粒体内膜不允许线粒体内膜不允许草酰乙酸草酰乙酸自由通自由通过，故

49、草酰乙酸在线粒体与胞浆之间过，故草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成的交换受阻从而构成“膜障膜障”。丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP+CO2ADP+Pi 苹果酸苹果酸 NADH+H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP+CO2 线线粒粒体体胞胞液液苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭系统天冬氨酸穿梭系统葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPADPADP葡萄糖激酶葡萄糖激酶乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸6-6-磷

50、酸果糖磷酸果糖1 1，6-6-双磷酸果糖双磷酸果糖ATPATPADPADP6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-13-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸NADNAD+NADH+HNADH+H+NADNAD+NADH+HNADH+H+丙酮酸激酶丙酮酸激酶（胞液）（胞液）葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶PiPiH H2 2O OPiPiH H2 2O O果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-13-3-磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油ATPATPADPADPNADNAD+NADH+HNADH+H+甘油的糖异生过程甘油的糖异生过程果糖双磷