中药chapter-8-sugar白底普通版课件.ppt

1、糖糖 代代 谢谢第第 八八 章章 第第 一一 节节 概述概述n糖的化学糖的化学糖糖(carbohydrates)即碳水化合物，即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。生物或多聚物。糖的概念糖的概念糖的分类及其结构糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，糖主要可分为根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类以下四大类:OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OH葡萄糖葡萄糖(glucose)（已醛糖）已醛糖）果糖果糖(fructose)（已酮糖）（已酮糖）OHOHOHOHHHOHHOHl单糖单糖不能再水解的糖。不能再水

2、解的糖。OOHOHHOH2CHHOHHCH2OHOOHHHOHHOHHOHHCH2OHOHHHHOHOHOHHOH2COHOHOHOHHOHHHOH半乳糖半乳糖(galactose)（已醛糖）（已醛糖）核糖核糖(ribose)（戊醛糖）（戊醛糖）OHHOHHOHOHOHl寡糖寡糖常见的几种二糖有：常见的几种二糖有：麦芽糖麦芽糖 (maltose)：葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖(sucrose)：葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖(lactose)：葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。借脱水缩合的糖苷键相

3、连。l多糖多糖能水解生成多个分子单糖的糖。能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有：常见的多糖有：淀粉淀粉(starch)糖原糖原(glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)淀粉淀粉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 糖原糖原是动物体内葡萄糖的储存形式。是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l结合糖结合糖糖与非糖物质的结合物。糖与非糖物质的结合物。糖脂糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。是糖与脂类的结合物。糖蛋白糖蛋白(glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。是糖与蛋白质的

4、结合物。常见的结合糖有：常见的结合糖有：一、糖的功能一、糖的功能1、供能物质、供能物质2、结构成分、结构成分3、合成原料、合成原料4、细胞识别、细胞识别5、代谢调节、代谢调节6、其它作用、其它作用人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以以淀粉淀粉为主。为主。消化部位：消化部位：主要在小肠，少量在口腔主要在小肠，少量在口腔二、糖的消化二、糖的消化淀粉淀粉 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 唾液中的唾

5、液中的-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -临界糊精酶临界糊精酶 消化过程消化过程 肠粘膜肠粘膜上皮细胞上皮细胞刷状缘刷状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 食物中含有的大量纤维素，因人体食物中含有的大量纤维素，因人体内无内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。所必需。三、糖的吸收三、糖的吸收1.吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 2.吸收形式吸收形式 单单 糖糖 G Na+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

6、型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter,SGLT)刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 4.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 GLUT：葡萄糖转运体葡萄糖转运体(glucose transporter)，已发现有已发现有5种葡萄糖转运种葡萄糖转运体体(GLUT 15)。四、糖代谢的概况四、糖代谢的概况 葡萄糖葡萄糖 糖酵解途径糖酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生糖异生乳酸、氨基酸、甘

7、油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 三羧酸循环三羧酸循环糖无氧分解糖无氧分解糖酵解糖酵解糖有氧氧化糖有氧氧化 第第 二二 节节糖的分解代谢糖的分解代谢 一、一、糖的无氧分解糖的无氧分解 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义 糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：胞浆胞浆在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的的过程称之为过程称之为糖酵解糖酵解。由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(

8、pyruvate)，称之，称之为糖酵解途径为糖酵解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。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ATP ADPMg2+己糖激酶己糖激酶(hexokinase)Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 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葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H HOOHH OH

9、H OH H H6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H己糖激酶己糖激酶(hexokinase)（一）糖酵解反应过程（一）糖酵解反应过程1糖酵解途径糖酵解途径NOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOPOOHOHNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOH 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 己糖异构酶己糖异构酶 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

10、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6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate,F-6-P)6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1GluG-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

11、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6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)CH2OHOCCCCCH2OOHOHOHHHP PP P1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 磷酸己糖裂解成磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)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

12、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二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P POCH2OHCOCH2POCH2P PO 磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 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+N

13、ADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 CH2OHCOCH2POCH2P PO 3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸酸 Pi、NAD+NADH+H+3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶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

14、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3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 O=CCOHCH2POP POP POADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 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

15、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1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸O=CCOHCH2POP POP PO3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)在这步反应中，底物分子内部能量重新分布，生在这步反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使成高能键，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的过程，称为底的过程，称为底物水平磷酸化。物水平磷酸化。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酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位

16、酶变位酶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甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCCH2POP POOHOH 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(enolase)

17、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2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCCH2POP POOHOH+H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate,PEP)COOHCCH2P POADP ATP K+Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPAD

18、PATPADP1,3-二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 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成并通过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 COOHCCH2P PO丙酮酸丙酮酸 COOHC=OCH3 2 2、丙酮酸转变成乳酸、丙酮酸转变成乳酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 反应中的反应中的NADH+H+来自于上述第来自于上述第6 6步反步反应中的应中的 3-3-磷

19、酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH)NADH+H+NAD+COOHCHOHCH3COOHC=OCH3E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP1,3-二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 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3

20、NADH+H+转至转至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ATP数量：数量：22-2=2ATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。释放入血，进入肝脏再进一步代谢。分解

21、利用分解利用 乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生）果糖果糖己糖激酶己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖1-1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖1-1-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6-6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖己糖激酶己糖激酶变位酶变位酶除葡萄糖外，其它己糖除葡萄糖外，其它己糖也可转变成也可转变成磷酸己糖磷酸己糖而进入而进入酵解途径。酵解途径。（二）糖酵解的生理意义（二）糖酵解的生理意义1.是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2.是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能是某些

22、细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。途径。无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：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、骨髓细胞葡萄糖葡萄糖-乳酸自由能降低乳酸自由能降低196KJ，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 （三）糖酵解的调节（三）糖酵解的调节（四）糖酵解异常（四）糖酵解异常（五）多元醇途径（五）多元醇途径糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在机体氧供充足时，机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成葡萄糖彻

23、底氧化成H2O和和CO2，并释放出，并释放出能量能量的过程。是机体主的过程。是机体主要供能方式。要供能方式。部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 二、有氧氧化途径二、有氧氧化途径第一阶段：氧化分解为丙酮酸第一阶段：氧化分解为丙酮酸 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环及第三阶段：三羧酸循环及氧氧化磷酸化化磷酸化 G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 概况概况丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体

24、 总反应式总反应式:H（一）葡萄糖氧化分解为丙酮酸（一）葡萄糖氧化分解为丙酮酸（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸脱氢酶复合体的组成丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶酶E1：丙酮酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+12 60 6三羧酸循环三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle,TAC)也也称为称为柠檬酸循环柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Kre

25、bs正式提正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，循环，它由一连串反应组成。它由一连串反应组成。所有的反应均在所有的反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。概述概述 反应部位反应部位 （三）三羧酸循环与氧化磷酸化（三）三羧酸循环与氧化磷酸化1932-1936Hans Adolf Krebs(25 August 1900 22 November 1981)was a German born British physician and biochemist.Krebs is best known for his identification of

26、two important metabolic cycles:the urea cycle and the citric acid cycle.The latter,the key sequence of metabolic chemical reactions that produces energy in cells,is also known as the Krebs cycle and earned him a Nobel Prize in 1953.Hans Adolf Krebs(19001981)英籍生物化学家。英籍生物化学家。1900年年 8月月25日生于德国希尔德斯海姆，日生

27、于德国希尔德斯海姆，1981年年10月月22日卒于英国牛津。日卒于英国牛津。1925年在汉堡大学获医学博士学位。年在汉堡大学获医学博士学位。19261930年在年在O.H.瓦尔堡领导的柏林威廉皇家生物瓦尔堡领导的柏林威廉皇家生物学研究所工作。学研究所工作。1932年转入弗赖堡大学医学院任教。年转入弗赖堡大学医学院任教。1933年因犹太血统受希特勒种族主义政策迫害逃亡英国。年因犹太血统受希特勒种族主义政策迫害逃亡英国。在剑桥大学获得硕士学位后，便在霍普金斯手下从事研究。在剑桥大学获得硕士学位后，便在霍普金斯手下从事研究。1935年转入设菲尔德大学任药理学讲师。年转入设菲尔德大学任药理学讲师。19

28、45年任生物化学教授。年任生物化学教授。1954年起在牛津大学任生物化学教授并受聘为该校研究年起在牛津大学任生物化学教授并受聘为该校研究细胞代谢的医学研究中心的主任。细胞代谢的医学研究中心的主任。1967年退休。以后被聘为牛津大学临床医学系研究员。年退休。以后被聘为牛津大学临床医学系研究员。1932年，他与其同事共同发现了脲循环，阐明了人体内年，他与其同事共同发现了脲循环，阐明了人体内尿素生成的途径。尿素生成的途径。1937年他发现了柠檬酸循环（又称三羧酸循环或克雷布年他发现了柠檬酸循环（又称三羧酸循环或克雷布斯循环）。揭示了生物体内糖经酵解途径变为三碳物质后，进斯循环）。揭示了生物体内糖经酵

29、解途径变为三碳物质后，进一步氧化为二氧化碳和水的途径以及代谢能的主要来源。这一一步氧化为二氧化碳和水的途径以及代谢能的主要来源。这一循环与糖、蛋白质、脂肪等的代谢都有密切关系，是所有需氧循环与糖、蛋白质、脂肪等的代谢都有密切关系，是所有需氧生物代谢中的重要环节。这一发现被公认为代谢研究的里程碑。生物代谢中的重要环节。这一发现被公认为代谢研究的里程碑。他于他于1947年被选为英国皇家学会会员。年被选为英国皇家学会会员。1953年与美国生化学家年与美国生化学家F.A.李普曼一起荣获诺贝尔生理李普曼一起荣获诺贝尔生理学、医学奖。学、医学奖。1964年被选为美国科学院外籍院士。他曾获得欧美诸国年被选为

30、美国科学院外籍院士。他曾获得欧美诸国14所大学的荣誉学位，还被选为法国、荷兰等许多国家科学所大学的荣誉学位，还被选为法国、荷兰等许多国家科学院的外籍院士。他与英国院的外籍院士。他与英国H.L.科恩伯格合著的科恩伯格合著的生物体内的能生物体内的能量转化量转化(1957)一书风行一时，已被译成许多种文字。一书风行一时，已被译成许多种文字。1 1、三羧酸循环的反应过程、三羧酸循环的反应过程CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合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

31、体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸酮戊二酸酮戊二酸返回返回2 2、三羧酸循环的反应特点、三羧酸循环的反应特点 三羧酸循环的概念三羧酸循环的概念：指乙酰指乙酰CoA和和草酰乙酸草酰乙酸缩缩合生成合生成含三个羧基的柠檬酸含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢，反复的进行脱氢脱羧，又生成脱羧，又生成草酰乙酸草酰乙酸，再重复循环反应的过，再重复循环反应的过程。程。TAC过程的反应部位过程的反应部位是线粒体。是线粒体。三羧酸循环的要点三羧酸循环的要点

32、经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，q消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA，q经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。q生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子CO2，1分子分子GTP。q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 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 整个循环反应为不可逆反应整个循环反应为不可逆反应 三羧酸循环的中间产物三羧酸循环的中间产物(本身无量的变化本身无量的变化)转至转至3、三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义n是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质

33、氧化分解的共同途径；n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；H+e 进入进入呼吸链呼吸链彻底氧化生成彻底氧化生成H2O 的同的同时时ADP偶联磷酸化生成偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 4、三羧酸循环还原当量去向（糖有氧氧化、三羧酸循环还原当量去向（糖有氧氧化的生理意义）的生理意义）反反 应应辅辅 酶酶最终获得最终获得ATPATP第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆）葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸

34、甘油酸2NADH3或或5*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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）2异柠檬酸异柠檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸2苹果酸苹果酸2草酰乙酸草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2 2NADH55235由一个葡糖糖总共获得由一个葡糖糖总共获得30或或32n糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体产能最主要的

35、途径产能最主要的途径。它不仅。它不仅产能效率高产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成相当一部分形成ATP，所以，所以能量的利用率也高。能量的利用率也高。简言之，即“供能”葡萄糖彻底氧化分解释放能量葡萄糖彻底氧化分解释放能量（四）糖有氧氧化的调节（四）糖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-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1-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

36、氢酶异柠檬酸脱氢酶乙酰乙酰CoA 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸 苹果酸苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+Ca2+ATP、ADP的影响的影响 产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制 循环中后续反应循环中后续反应中间产物变构反馈抑中间产物变构反馈抑制前面反应中的酶制前面反应中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激

37、活许多酶返回返回 有氧氧化的调节通过对其有氧氧化的调节通过对其关键酶关键酶的调节实现。的调节实现。ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程调节比值全程调节。该比值升高，。该比值升高，所有关键酶均被抑制。所有关键酶均被抑制。氧化磷酸化速率影响三羧酸循环氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，。前者速率降低，则后者速率也减慢。则后者速率也减慢。三羧酸循环与酵解途径互相协调三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需。三羧酸循环需要多少乙酰要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰酸以生成乙酰CoA。机制机制 有氧时，有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化

38、，丙进入线粒体内氧化，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+H+在胞浆在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑指有氧氧化抑制糖酵解的现象。制糖酵解的现象。（五）（五）巴斯德效应巴斯德效应 概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。磷酸果糖的反应过程。三

39、、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径 细胞定位：细胞定位：胞胞 液液 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2（一）磷酸戊糖途径的反应过程（一）磷酸戊糖途径的反应过程 反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段 第二阶段则是非氧化反应第二阶段则是非氧化反应 包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。CCCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+NADP+H2O NADP+CO2 NADPH+H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱

40、氢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P1.磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖 内酯酶内酯酶 异构酶异构酶 n催化第一步脱氢反应的催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶是是此代谢途径的关键酶。此代谢途径的关键酶。n两次脱氢脱下的氢均由两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成接受生成NADPH+H+。n反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中

41、间产物。物。G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2 n每每3分子分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过中，通过3C、4C、5C、6C、7C等演变阶段，最终等演变阶段，最终生成生成1分子分子3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和2分子分子6-磷酸果糖磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。2.基团转移反应基团转移反应 5-磷酸核酮糖

42、磷酸核酮糖(C5)3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C3232磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第一阶段第一阶段 第第二二阶阶段段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄

43、糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5)3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 3CO2返回返回磷酸戊糖途径的特点磷酸戊糖途径的特点 脱氢反应以脱氢反应以NADP+为受氢体，生成为受氢体，生成NADPH+H+。反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了了3、4、5、6、7碳糖碳糖的演变过程。的演变过程。反应中生成了重要的中

44、间代谢物反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖磷酸核糖。一分子一分子G-6-P经过反应，只能发生经过反应，只能发生一次脱羧一次脱羧和和二次脱氢二次脱氢反应，生成一分子反应，生成一分子CO2和和2分子分子NADPH+H+。（二）磷酸戊糖途径的生理意义（二）磷酸戊糖途径的生理意义（三）磷酸戊糖途径的调节机制（三）磷酸戊糖途径的调节机制（四）磷酸戊糖途径的异常（四）磷酸戊糖途径的异常1、为核苷酸的生成提供、为核苷酸的生成提供核糖核糖 2、提供、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.NADPH是体内许多合成代谢的供氢体是体内许多合成代谢的供氢体 2.NADPH参与体

45、内的羟化反应，与生物参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关合成或生物转化有关3.NADPH可维持可维持GSH的还原性的还原性 2G-SH G-S-S-GNADP+NADPH+H+A AH2 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)GSH过氧过氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶NADPH+H+NADP+中国蚕豆病的最先发现者中国蚕豆病的最先发现者儿科专家杜顺德儿科专家杜顺德 年月月间，四川医学院儿科收治了例病儿，其共同年月月间，四川医学院儿科收治了例病儿，其共同临床特点是突然尿呈酱油色，贫血及脾大。杜顺德对名病儿的家属补问临床特点是突然尿呈酱

46、油色，贫血及脾大。杜顺德对名病儿的家属补问了病史，得知名病儿病前天都吃过未煮熟的蚕豆。这样杜顺德在了病史，得知名病儿病前天都吃过未煮熟的蚕豆。这样杜顺德在中国最先将吃蚕豆引起的急性溶血性贫血命名为蚕豆病（俗称胡豆病）。中国最先将吃蚕豆引起的急性溶血性贫血命名为蚕豆病（俗称胡豆病）。年粤东地区发生蚕豆病大流行，患者达人以上。广东年粤东地区发生蚕豆病大流行，患者达人以上。广东省很重视这一问题，特邀杜顺德及其在中山医学院的长子杜传书，进行现省很重视这一问题，特邀杜顺德及其在中山医学院的长子杜传书，进行现场调查。杜传书对蚕豆成分进行了研究，并证实患者红细胞内缺乏磷场调查。杜传书对蚕豆成分进行了研究，并

47、证实患者红细胞内缺乏磷酸葡萄糖脱氢酶，因而发生急性溶血。酸葡萄糖脱氢酶，因而发生急性溶血。蚕豆病蚕豆病第第 三三 节节 糖原代谢糖原代谢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，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平维持血糖水平 糖糖 原原(glycogen)n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 n糖原的结构糖原的结构一、糖原代谢过程一、糖原代谢过程 合成部位合成部位定义定义糖原的合成糖原的合成(g

48、lycogenesis)指由葡萄糖合指由葡萄糖合成糖原的过程。成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆（一）糖原的合成（一）糖原的合成1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）1-1-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 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2.6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 这步反应中磷酸基团转移的意义在于：由于延长形成这步反应中磷酸基团转移的意义在于：由于延

49、长形成-1,4-糖苷键，所以糖苷键，所以葡萄糖分子葡萄糖分子C1上的半缩醛羟基必须活化上的半缩醛羟基必须活化，才利，才利于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。羟基缩合。OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P POHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P*UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.1-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 2Pi+能量能量 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOO

50、HHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P糖原糖原n+UDPG 糖原糖原n+1+UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase)4.-1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合 糖原糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物糖原引物(primer)，作为作为UDPG 上葡萄糖基的上葡萄糖基的接受体。接受体。OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿