安徽医大基础医学生物化学 第四章 糖代谢课件.ppt
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1、第第 四四 章章 淀粉淀粉 植物中养分的储存形式植物中养分的储存形式淀粉颗粒淀粉颗粒目目 录录 糖原糖原 动物体内糖储存形式动物体内糖储存形式 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 第第 一一 节节 概概 述述 一、糖的生理功能一、糖的生理功能1.氧化供能氧化供能3.作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分2.其他物质的原料其他物质的原料淀粉淀粉 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 肠粘膜肠粘
2、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 二、糖的消化与吸收二、糖的消化与吸收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 Na+依赖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 糖代谢的概况糖代谢的概况 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、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
3、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 第第 二二 节节 糖的无氧分解糖的无氧分解 Glycolysis 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段一、定义一、定义三、三、反应过程反应过程 二、细胞定位:二、细胞定位: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)的过程。的过程。糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸G 丙酮酸丙酮酸(二二)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 NADH+H+的来源?的来源?乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH)NADH+
4、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 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 E2E1E3NADH+H+*不需氧不需氧 *不可逆反不可逆反应应*产能少产能少 *终产物:乳酸终产物:乳酸四、糖酵解的调节
5、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 别构调节别构调节 共价修饰调节共价修饰调节 F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素胰高血糖素 ATP cAMP 活化活化 F-2,6-2P +/+AMP +柠檬酸柠檬酸 AMP+柠檬酸柠檬酸 PFK-2(有活性)(有活性)FBP-2(无活性)(无活性)6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2(无活性)(无活性)FBP-2(有活性)(有活性)PP果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-2 (二)丙
6、酮酸激酶二)丙酮酸激酶1,6-双磷酸果糖(双磷酸果糖(+););ATP,丙氨酸(丙氨酸(-)丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATP ADP 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)胰高血糖素胰高血糖素 PKA,CaM激酶激酶PPKA:蛋白激酶蛋白激酶A(protein kinase A)CaM:钙调蛋白钙调蛋白 五、生理意义五、生理意义1.在缺氧情况下迅速获能。在缺氧情况下迅速获能。2.是某些特殊细胞在氧供应正常情况下的重要是某些特殊细胞在氧供应正常情况下的重要获能途径。获能途径。第第 三三 节节糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidati
7、on of Carbohydrate在机体氧供充足时,在机体氧供充足时,葡萄糖彻底氧化葡萄糖彻底氧化成成H2O和和CO2,并释放出,并释放出能量能量的过程。的过程。二、细胞定位二、细胞定位 胞液及线粒体胞液及线粒体 三、反应过程三、反应过程 酵解途径酵解途径 丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧(三羧酸循环(三羧酸循环+氧化磷酸化)氧化磷酸化)G(Gn)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 乙酰乙酰CoA的彻底氧化的彻底氧化(一)丙酮酸的氧化脱羧(一)丙酮酸的氧化脱羧 E1:丙酮酸脱氢酶:丙酮酸脱氢酶E2:
8、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 辅辅 酶酶 TPP 硫辛酸硫辛酸 HSCoA FAD,NAD+SSL二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺乙酰乙酰CoA和和草酰乙酸草酰乙酸缩合生成缩合生成含三个羧基的柠含三个羧基的柠檬酸檬酸,反复的进行脱氢脱羧,又生成,反复的进行脱氢脱羧,又生成草酰乙酸草酰乙酸,再,再重复循环反应的过程。重复循环反应的过程。线粒体基质线粒体基质(二)三羧酸循环(二)三羧酸循环 (Tricarboxylic(Tricarboxylic acid Cycle,acid Cycle,TAC)TAC)*定义定义*细胞定位细胞定位 Krebs循
9、环循环/柠檬酸循环柠檬酸循环CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2OATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶GDPGTPNADH+H+H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O (三)氧化磷酸化三)氧化磷酸化(ATP的生成)的生成)呼吸链呼吸链四、糖有氧氧化的生理意义四、糖有氧氧化的生理意义 葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷
10、酸甘油醛磷酸甘油醛 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+2 3或或2 2*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2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 3 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 3 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 3 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 2 2苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+2 3 净生成净生成38(或或36)ATP NAD+NAD+NAD+五
11、、有氧氧化的调节五、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氢酶异柠檬酸脱氢酶共价修饰调节共价修饰调节 目目 录录六、巴斯德效应六、巴斯德效应 (Pastuer effect)*概念概念有氧氧化抑制糖酵解的现象有氧氧化抑制糖酵解的现象有氧和缺氧的情况分析有氧和缺氧的情况分析*机制机制 第第 四四 节节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 Pentose
12、 Phosphate Pathway一、概念一、概念由葡萄糖生成由葡萄糖生成磷酸戊糖磷酸戊糖及及NADPH+H+,前,前者再进一步转变成者再进一步转变成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。的反应过程。二、细胞定位:二、细胞定位:胞胞 液液 第一阶段:氧化反应第一阶段:氧化反应三、反应过程三、反应过程 第二阶段:非氧化反应第二阶段:非氧化反应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 C
13、66-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 CO2w代谢物脱下的氢均由代谢物脱下的氢均由NADP+接受生成接受生成NADPH+H+w关键酶:关键酶:6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶四、磷酸戊糖途径的调节四、磷酸戊糖途径的调节 受受NADPH/NADP+比值
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