糖代谢（内分泌科）-课件.ppt（120页）

1、医学资料1 诺贝尔在他生命的最后几年，曾先后立下过诺贝尔在他生命的最后几年，曾先后立下过3 3份内容非常相似的遗嘱份内容非常相似的遗嘱,第一份立于第一份立于18891889年，第二年，第二份立于份立于1893 1893 年，年，第第3 3份则立于份则立于18951895年，最后存放年，最后存放在斯德哥尔摩一家银行，也就是要以它为准的最在斯德哥尔摩一家银行，也就是要以它为准的最后遗嘱。后遗嘱。这份遗嘱取消了分赠亲友的部分，将自己的这份遗嘱取消了分赠亲友的部分，将自己的全部财产用于设立奖励基金，于全部财产用于设立奖励基金，于18971897年初在瑞典年初在瑞典公布于众：公布于众：签名人阿尔弗雷德签

2、名人阿尔弗雷德诺贝尔，在经过成熟的考诺贝尔，在经过成熟的考虑之后，就此宣布关于我身后可能留下的财产的虑之后，就此宣布关于我身后可能留下的财产的最后遗嘱如下：最后遗嘱如下：医学资料2 我所留下的全部可变换为现金的财产，将以下列方式予以处理：这份资本由我的执行者投资于安全的证券方面，并将构成一种基金；它的利息将每年以奖金的形式，分配给那些在前一年里曾赋予人类最大利益的人。上述利息将被平分为5份，其分配办法如下：一份给在物理方面作出最重要发现或发明的人；一份给作出过最重要的化学发现或改进的人；一份给在生理和医学领域作出过最重要发现的人；一份给在文学方面曾创作出有理想主义倾向的最杰出作品的人；一份给曾

3、为促进国家之间的友好、为废除或裁减常备军队以及为举行和平会议作出过最大或最好工作的人。医学资料3 物理和化学奖金，将由瑞典皇家科学院授予；生理学和医学奖金由在斯德哥尔摩的卡罗琳医学院授予；文学奖金由在斯德哥尔摩的瑞典文学院授予；和平奖金由挪威议会选出的一个五人委员会来授予。我的明确愿望是，在颁发这些奖金的时候，对于授奖候选人的国籍丝毫不予考虑，不管他是不是斯堪的纳维亚人，只要他值得，就应该授予奖金。我在此声明，这样授予奖金是我的迫切愿望。这是我的唯一有效的遗嘱。在我死后，若发现以前任何有关财产处理的遗嘱，一概作废。阿尔弗雷德伯哈德诺贝尔 1895.11.27医学资料4瑞典皇家科学院10月6日宣

4、布，将2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和美国科学家欧文罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。新华社记者 马世骏摄医学资料5 评审委员会说，蛋白质是构成包括人类在内的一评审委员会说，蛋白质是构成包括人类在内的一切生物的基础，近几十年来生物学家在解释细胞如切生物的基础，近几十年来生物学家在解释细胞如何制造蛋白质方面取得了很多进展，却很少有研究何制造蛋白质方面取得了很多进展，却很少有研究人员对蛋白质的降解问题感兴趣。人员对蛋白质的降解问题感兴趣。但今年获得化学但今年获得化学奖的位科学家却独辟蹊径，于上个世纪年代奖的位科学家却独辟蹊径，于上个世纪年代初发现了被调

5、节的蛋白质降解。人的很多疾病就是初发现了被调节的蛋白质降解。人的很多疾病就是这一降解过程不正常导致的。这一降解过程不正常导致的。评委们指出评委们指出，“泛素调节的蛋白质降解泛素调节的蛋白质降解”方面的方面的知识将有助于攻克子宫颈癌等疑难疾病。据介绍，知识将有助于攻克子宫颈癌等疑难疾病。据介绍，目前已有建立在这一研究成果基础上的药物问世，目前已有建立在这一研究成果基础上的药物问世，正在美国食品和药物管理局（）进行检测。正在美国食品和药物管理局（）进行检测。医学资料6评委们在现场解释整个理论时，特意用评委们在现场解释整个理论时，特意用碎纸机将两张完整的彩纸瞬间绞碎，以碎纸机将两张完整的彩纸瞬间绞碎

6、，以此比喻此比喻细胞好比一个高效的细胞好比一个高效的“控制站控制站”，制造蛋白质但又能在瞬间把某些特定蛋制造蛋白质但又能在瞬间把某些特定蛋白质白质“降解降解”为碎片。为碎片。医学资料7 来自法国和德国的来自法国和德国的3 3名科学家因发现导致艾滋病与宫颈癌的名科学家因发现导致艾滋病与宫颈癌的病毒分享病毒分享20082008年度诺贝尔生理学或医学奖。年度诺贝尔生理学或医学奖。图为获奖的德国科学家豪森(右)及两名法国科学家西诺西(左)和蒙塔尼(中)。新华社/法新 医学资料8第四章第四章 糖代谢糖代谢Carbohydrate Carbohydrate MetabolismMetabolism 医学资

7、料9 糖类是动物主要的能源和碳源物质，糖的分解代谢过程即为动物体的利用过程。研究糖的代谢变化规律及生理意义的同时，还要研究糖与其它物质代谢之间的关系。本章要求：（1）熟练掌握葡萄糖（有氧、无氧）分解的全过程和生理意义。（2）掌握磷酸戊糖途径代谢特点及生理意义；掌握糖原的生成、糖原的分解、糖异生作用等代谢途径及生理意义。（3）了解各代谢途径之间的关系。学习指导学习指导医学资料10第一节第一节 概述概述第二节第二节 糖的分解代糖的分解代 1.1.糖的无氧分解糖的无氧分解 2.2.糖的有氧氧化糖的有氧氧化第三节第三节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第四节第四节 糖异生糖异生第五节第五节 糖原的合成与分解糖

8、原的合成与分解第六节第六节 糖代谢各途径之间的关系糖代谢各途径之间的关系 目目 录录医学资料11第一节 概述一、一、糖的生理功能糖的生理功能二、糖代谢的概况二、糖代谢的概况医学资料12一、糖的生理功能 （一）糖是体内主要的供能物质（一）糖是体内主要的供能物质 动物体内动物体内70%70%以上的能量是由糖供给。一克葡萄糖以上的能量是由糖供给。一克葡萄糖在人体内彻底氧化，可释放在人体内彻底氧化，可释放16.7KJ 16.7KJ（4Kcal4Kcal）（2867KJ/mol2867KJ/mol）的能量。）的能量。（二）糖是合成脂类、蛋白质的碳源物质 糖代谢的某些中间产物，可以用来合成脂肪、糖代谢的某

9、些中间产物，可以用来合成脂肪、氨基酸、胆固醇、核苷酸。氨基酸、胆固醇、核苷酸。医学资料13（1 1）糖与脂类结合形成）糖与脂类结合形成糖脂糖脂，它是构成神经组织和，它是构成神经组织和生物膜的主要成分。生物膜的主要成分。（2 2）糖与蛋白质结合形成）糖与蛋白质结合形成糖蛋白糖蛋白，它作为某些抗体、，它作为某些抗体、激素等。激素等。（3 3）糖代谢的中间产物核糖、脱氧核糖是核酸的主）糖代谢的中间产物核糖、脱氧核糖是核酸的主要成分。要成分。（三）糖是组成细胞结构的重要成分（三）糖是组成细胞结构的重要成分医学资料14二、糖代谢的概况1.1.由消化道吸收由消化道吸收2.2.由非糖物质转变由非糖物质转变

10、(糖异生作用）糖异生作用）（一）动物体内糖的来源（一）动物体内糖的来源（二）动物体内糖的主要代谢途径（二）动物体内糖的主要代谢途径分解代谢包括：糖酵解；糖的有氧氧化；磷酸戊糖通路；糖原分解。合成代谢包括：糖异生，糖原的合成过程。这些途径之间通过多种方式相互协调，如果调节失调，会引起糖代谢紊乱。医学资料15 第二节第二节 糖的分解代谢糖的分解代谢 一、糖的无氧分解（糖酵解）一、糖的无氧分解（糖酵解）二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化医学资料16一、糖的无氧分解（糖酵解，glycolysis）1.1.概念概念2.反应的亚细胞定位反应的亚细胞定位3.反应过程反应过程4.4.糖无氧分解的小结糖无氧分解的

11、小结5.5.糖酵解途径的调节糖酵解途径的调节6.6.生理意义生理意义医学资料17 1897年发现酵母提取液可以使蔗糖发酵生成乙醇，打开了现代生物化学的大门直到1940年，糖酵解的全过程才被全面揭示，在这项研究中，有许多科学家作出了巨大贡献，其中德国生物化学家G.Embden O.Meyerhof的贡献最大，因此糖酵解途径又叫Embden-Meyerhof（EMP途径）。医学资料18葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸有氧氧化有氧氧化CO2+H2O糖酵解糖酵解乳酸乳酸发酵发酵乙醇乙醇1.概念糖酵解糖酵解 由葡萄糖生成乳酸及少量能量（由葡萄糖生成乳酸及少量能量（2ATP2ATP）的过程。）的过程。2.反应的

12、亚细胞定位反应的亚细胞定位：细胞液细胞液医学资料193.反应过程反应过程：四个阶段四个阶段（1）葡萄糖）葡萄糖1，6二磷酸果糖（耗能阶段）二磷酸果糖（耗能阶段）（2 2）分解阶段）分解阶段 ：一分为二一分为二？熟记？熟记（3 3）产能阶段）产能阶段（4 4）还原阶段）还原阶段医学资料20OHOHHOHHOHHOHCH2HHO葡萄糖葡萄糖GATPADPMg+OHOHHOHHOHHOHCH2HOP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖G-6-P己糖激酶己糖激酶(HK)（1）葡萄糖）葡萄糖1，6二磷酸果糖二磷酸果糖（耗能阶段耗能阶段）医学资料21CH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OPOHOHHOHHOH

13、HOHCH2HOP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖G-6-P6-磷酸果糖磷酸果糖F-6-P磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶医学资料22CH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OP6-磷酸果糖磷酸果糖F-6-PATPADPMg2+CH2OCOCHHOCOHHCOHHCH2OPP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖F-1,6-BP6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1PFK-1至此，至此，消耗消耗2分子分子ATP，耗能阶段，耗能阶段医学资料23 CH2OCOCHHOCOHHCOHHCH2OPP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖F-1,6-BPCH2OCOCH2OHCHOCOHHCH2OPP磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油

14、醛磷酸甘油醛醛缩酶醛缩酶（2 2）分解阶段：一分为二）分解阶段：一分为二？熟记熟记医学资料24CH2OCOCH2OHPCHOCOHHCH2OP磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛（3 3）产能阶段）产能阶段医学资料25CHOCHOHCH2OPCCHOHCH2OPOPO3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛NAD+NADH+H+Pi1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶醛基氧化成羧基，并加入一分子磷酸，形成醛基氧化成羧基，并加入一分子磷酸，形成混合酸酐。脱下的氢由混合酸酐。脱下的氢由NAD+接受。接受。医学资料26CCHOHCH2OPOPO

15、1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸COOHCHOHCH2OP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶这是糖酵解中这是糖酵解中第一个产生第一个产生ATPATP的反应。的反应。产能方式：产能方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化医学资料27COOHCHOHCH2OP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COOHCHCH2OHOP2-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 医学资料28COOHCHCH2OHOP2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COOHCCH2OPH2OMg2+磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)烯醇化酶烯醇化酶反应引起分子内能量重新分布，形成高能磷酸键。反应引起分子内

16、能量重新分布，形成高能磷酸键。医学资料29COOHCCH2OP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸PEPCOOHCOCH3丙酮酸丙酮酸PAADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶这是糖酵解途径中的这是糖酵解途径中的第二次底物水平磷酸化。第二次底物水平磷酸化。医学资料30动物体中，无氧时丙酮酸生成乳酸动物体中，无氧时丙酮酸生成乳酸反应式：反应式：COOHC OCH3+NADH+H+COOHCHOHCH3+NAD+乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸乳酸LA丙酮酸丙酮酸PA此为还原反应，此为还原反应，NADH+H+来自于来自于3-磷酸甘油醛脱氢。磷酸甘油醛脱氢。（4 4）还原阶段）还原阶段？医学资料31糖酵解的全过程 G

17、G-6-PF-6-PF-1,6-BP磷酸二羟丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸乳酸ATP ADPATP ADPNADH+H+NAD+H2O醛缩酶Pi异构酶PFK-13-磷酸甘油 醛脱氢酶ATP ADP磷酸甘油 酸激酶变位酶烯醇化酶ADP ATP丙酮酸激酶LDH己糖激酶异构酶3-磷酸甘油醛医学资料323-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变位酶磷酸甘油酸变位酶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+磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶ATPADP

18、磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶ATPADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶医学资料334.糖无氧分解的小结（1 1）糖的无氧分解不需要氧。）糖的无氧分解不需要氧。（2 2）由于）由于3-3-磷酸甘油醛氧化脱氢生成磷酸甘油醛氧化脱氢生成NADH+HNADH+H+，在无氧的条，在无氧的条件下，后者不能进入电子传递链，而是将其交给丙酮酸还件下，后者不能进入电子传递链，而是将其交给丙酮酸还原成乳酸。原成乳酸。NADH+HNADH+H+氧化成氧化成NADNAD+。3-磷磷 酸酸 甘甘 油油 醛醛1，3-二磷酸二磷酸 甘甘 油油 酸酸乳乳 酸酸丙丙 酮酮 酸酸NAD+NADH+H+无无 O2医学资料

19、34 产能的方式：产能的方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化 产能的数量产能的数量：1 1分子葡萄糖产生分子葡萄糖产生4 4分子分子ATPATP 耗能数量：耗能数量：1 1分子葡萄糖消耗分子葡萄糖消耗2 2分子分子ATPATP 1 1分子葡萄糖酵解可净产生分子葡萄糖酵解可净产生2 2分子分子ATPATP （3）糖的无氧分解产能的方式和数量）糖的无氧分解产能的方式和数量（4）糖无氧分解整个过程有三步不可逆反应）糖无氧分解整个过程有三步不可逆反应医学资料35 丙酮酸丙酮酸 乙醇（酒精发酵）乙醇（酒精发酵）n在酵母作用下，糖可以转变成乙醇，这是酿酒和发酵在酵母作用下，糖可以转变成乙醇，这是酿酒和发酵法

20、生产乙醇的基本过程，称为生醇发酵。法生产乙醇的基本过程，称为生醇发酵。n酵母中含有多种酶系，可以催化不同的反应过程。生酵母中含有多种酶系，可以催化不同的反应过程。生醇发酵的化学反应中，从葡萄糖到丙酮酸这一段反应醇发酵的化学反应中，从葡萄糖到丙酮酸这一段反应与葡萄糖的酵解完全相同。生成的丙酮酸在酵母催化与葡萄糖的酵解完全相同。生成的丙酮酸在酵母催化下，脱羧产生乙醛，乙醛在醇脱氢酶催化下被下，脱羧产生乙醛，乙醛在醇脱氢酶催化下被NADHNADH还还原成乙醇。乙醇在人体及动物体中可以氧化成乙醛，原成乙醇。乙醇在人体及动物体中可以氧化成乙醛，再转变成乙酰再转变成乙酰CoACoA进入三羧酸循环氧化。进入

21、三羧酸循环氧化。CH3CCOOHOCH3CHOCH3CH2OHNAD+NADHTTPCO2丙酮酸脱羧酶醇脱氢酶医学资料365.5.糖酵解途径的调节糖酵解途径的调节6-磷酸果糖激酶（别构酶）()：ATP、F-1,6-B()：AMP、F-6-PF-1,6-BP是是6-磷酸果糖激酶最强的变构抑制剂。磷酸果糖激酶最强的变构抑制剂。医学资料37丙酮酸激酶（别构酶）()：F-1,6-BPF-1,6-BP()：ATPATP、胰高血糖素胰高血糖素己糖激酶和葡萄糖激酶 己糖激酶是别构酶，己糖激酶是别构酶，受受G-6-PG-6-P反馈抑制；反馈抑制；葡萄糖激酶不是别构酶，为己糖激酶的同工葡萄糖激酶不是别构酶，为己

22、糖激酶的同工酶酶 。它存在于肝细胞内，受胰岛素诱导合成。它存在于肝细胞内，受胰岛素诱导合成。其特异性强，只能催化葡萄糖磷酸化。其特异性强，只能催化葡萄糖磷酸化。医学资料386.6.生理意义生理意义（1 1）机体在缺氧的情况下，获取能量的有效方式；即应急）机体在缺氧的情况下，获取能量的有效方式；即应急供能的途径。供能的途径。（2 2）在某些正常组织中，有氧的情况下，也是一条重要的）在某些正常组织中，有氧的情况下，也是一条重要的供能途径。供能途径。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，也常由糖酵解提神经、白细胞、骨髓等代谢极为

23、活跃，也常由糖酵解提供部分能量。供部分能量。（3 3）提供碳源物质，参与蛋白质、脂肪酸的生物合成。）提供碳源物质，参与蛋白质、脂肪酸的生物合成。（4 4）制作青贮饲料。）制作青贮饲料。医学资料39 （5 5）在某些病理情况下，例如严重贫血、大量失血、）在某些病理情况下，例如严重贫血、大量失血、休克等，由于循环障碍造成组织供氧不足，也会加强休克等，由于循环障碍造成组织供氧不足，也会加强糖的无氧分解，产生的乳酸过多时还会引起酸中毒。糖的无氧分解，产生的乳酸过多时还会引起酸中毒。从葡萄糖无氧分解途径获得的能量有限，在从葡萄糖无氧分解途径获得的能量有限，在一般情况下，动物机体大多数组织供氧充足，主要进

24、一般情况下，动物机体大多数组织供氧充足，主要进行的是糖的有氧分解供能。行的是糖的有氧分解供能。医学资料40谦卑的心灵确实能够赢得众人的喜爱（乔特伯维尔）虚心人万事做成，自满人十事九空 知识浅薄者骄傲，学识渊博者谦虚,知识深藏在谦虚的大海里（朝鲜）虚心学习短变长，骄傲自满长变短 医学资料41宽广的河流平静，有教养的人谦逊（蒙古）真正的谦虚，为一切美德之母（英国）谦虚是美和德的堡垒（泽曼德斯）谦虚是映照功德的烛光（亨菲尔丁）医学资料421.糖酵解途径的关键酶是_、_和_。2.1分子葡萄糖无氧酵解时净生成几分子ATP？A8B2C6D43.糖酵解的脱氢步骤反应是 A1，6-二磷酸果糖生成3-磷酸甘油醛

25、和磷酸二羟丙酮B3-磷酸甘油醛生成磷酸二羟丙酮C3-磷酸甘油醛生成1，3-二磷酸甘油酸D1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸医学资料431.动物体在缺氧情况下，糖酵解途径生成的NADH+H+的去路是_。2糖的有氧氧化过程最终产物是_、_和_。31mol乙酰CoA 经TCA循环可产生_molATP。（保留）4.糖无氧氧化有何生理意义？医学资料44 糖酵解是葡萄糖经1，6 二磷酸果糖和3 磷酸甘油酸转变为丙酮酸，同时生成ATP的过程。这一过程在有氧和厌氧的条件下均可进行，是所有生物体进行葡萄糖分解代谢所必须经过的阶段（共同途径）。新的提法医学资料45二、葡萄糖的有氧氧化（一）糖有氧分解的概念（一

26、）糖有氧分解的概念（二）糖有氧分解的反应部位（二）糖有氧分解的反应部位（三）糖有氧分解的反应过程（三）糖有氧分解的反应过程（四）糖有氧分解的生理意义（四）糖有氧分解的生理意义医学资料46 糖在有氧的条件下，经三羧酸循环彻底氧化成糖在有氧的条件下，经三羧酸循环彻底氧化成H H2 2O O和和COCO2 2，同时释放大量能量的过程称为糖的有氧分解。，同时释放大量能量的过程称为糖的有氧分解。这是糖氧化的主要方式。这是糖氧化的主要方式。（一）糖有氧分解的概念（一）糖有氧分解的概念（二）糖有氧分解的反应部位糖的有氧分解分别在不同亚细胞单位进行糖的有氧分解分别在不同亚细胞单位进行;葡萄糖转变成丙酮酸是在葡

27、萄糖转变成丙酮酸是在细胞浆细胞浆中中;丙酮酸氧化生成丙酮酸氧化生成COCO2 2和和 H H2 2O O是在是在线粒体线粒体中进行的。中进行的。医学资料47（三）糖有氧分解的反应过程根据糖有氧分解的反应特点不同可分为三阶段；根据糖有氧分解的反应特点不同可分为三阶段；I I 阶段的反应阶段的反应 葡萄糖转变成葡萄糖转变成2 2分子丙酮酸的过程。分子丙酮酸的过程。II II 阶段的反应阶段的反应 （丙酮酸进一步代谢）（丙酮酸进一步代谢）2 2分子丙酮酸氧化脱羧生成分子丙酮酸氧化脱羧生成2 2分子乙酰分子乙酰CoACoAIII III 阶段的反应阶段的反应 2 2分子乙酰分子乙酰CoACoA进入三羧

28、酸循环。进入三羧酸循环。G丙酮酸胞液线粒体第一阶段（同酵解）第二阶段第三阶段三羧酸循环氧化磷酸化CO2+H2O+ATP丙酮酸乙酰CoA医学资料48阶段的反应过程小结 此阶段与无氧分解的此阶段与无氧分解的反应反应过程相过程相似似。（1 1）不同的是）不同的是3-3-磷酸甘油醛脱氢生成磷酸甘油醛脱氢生成NADH+HNADH+H+的去向不同。的去向不同。在无氧的情况下，在无氧的情况下，NADH+HNADH+H+在胞浆中将丙酮酸还原生成乳酸在胞浆中将丙酮酸还原生成乳酸。在有氧的情况下在有氧的情况下，NADH+HNADH+H+进入进入电子传递链电子传递链生成生成3 3（2.52.5）分）分子子ATPAT

29、P氧化磷酸化作用，氧化磷酸化作用，氧化氧化生生成水和能量成水和能量。（2 2）反 应 终 产 物 不 同，）反 应 终 产 物 不 同，特 别 是特 别 是 A T PA T P 不 同不 同 产 物产 物 ：8 8 分 子分 子 A T PA T P（6+26+2）或）或（5+25+2）2 2分子丙酮酸分子丙酮酸 阶段反应总式：阶段反应总式：C6H12O6+O2 2CH3COCOOH+2H2O+8ATP医学资料49II 阶段的反应过程 此阶段是此阶段是丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧生成乙酰生成乙酰CoACoA过程。过程。COO-CCH3NAD+NADH+H +O丙酮酸CH3C丙酮酸脱氢酶 复合

30、体乙酰OSCoACoA+HSCoA+CO2医学资料50 丙酮酸的氧化反应为氧化脱羧，反应不可逆。丙酮酸的氧化反应为氧化脱羧，反应不可逆。反应中生成的反应中生成的NADH+HNADH+H+直接进入电子传递链进行氧化磷直接进入电子传递链进行氧化磷酸化生成水，产生酸化生成水，产生2 X 3ATP2 X 3ATP（2X2.52X2.5）。）。(3)(3)生成的乙酰生成的乙酰CoACoA进入三羧酸循环。进入三羧酸循环。COCO2 2可由肺呼出或参可由肺呼出或参与机体内代谢。与机体内代谢。反应总式反应总式:2CH3COCOOH+O2 2CH3COCoA+2H2O+5ATP+2CO21.反应特点 医学资料5

31、1 反应过程反应过程同我们上述刚介绍过的糖酵解，同我们上述刚介绍过的糖酵解，这里这里不在重复。不在重复。但不要理解为是无氧分解，反应终产物但不要理解为是无氧分解，反应终产物是是？特别是特别是ATPATP不同不同 产物产物 ：7 7（5+25+2）分子分子ATPATP或或8 8（6+26+2）2 2分子丙酮酸分子丙酮酸 阶段阶段 反应总式：反应总式：C C6 6H H1 21 2O O6 6+O+O2 2 2CH 2CH3 3COCOOHCOCOOH+2 H+2 H2 2O+7O+7（8 8）A T P A T P 医学资料52OOOPOOPOO-ATPADPAMPOOPNNNNNH2OOHOH

32、CH2O医学资料53（4 4）此反应中的此反应中的丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶及五种辅由三种酶及五种辅助因子组成。助因子组成。三种酶：三种酶：丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 二氢硫辛酸转乙酰化酶二氢硫辛酸转乙酰化酶 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶五种辅助因子：五种辅助因子：TPPTPP（VBVB1 1）、硫辛酸、）、硫辛酸、HSCoAHSCoA（泛酸）、（泛酸）、FADFAD（VBVB2 2）、）、NADNAD+（VppVpp）。）。医学资料54SSCHH2CH2C(CH2)4COOHSHSHCHH2CH2C(CH2)4COOH+2H-2H硫辛酸（lipoic acid)二氢硫辛酸

33、 硫辛酸是一种含硫的脂肪酸，在糖代谢硫辛酸是一种含硫的脂肪酸，在糖代谢中有重要作用。（辅酶）中有重要作用。（辅酶）医学资料552.全过程 H HS SC Co oA AE E3 3：二二氢氢硫硫辛辛酸酸脱脱氢氢酶酶E E2 2：转转乙乙酰酰化化酶酶E E1 1：丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶E E3 3E E2 2E E1 1N NA AD D+N NA AD DH H+H H+F FA AD DH H2 2F FA AD DC CH H3 3C CS SC Co oA AO OH HS SL LH HS SS SL LS SS SL LH HS SC CH H3 3C CO OC CH H3 3C

34、 C T TP PP PO OH HH HT TP PP PC CO O2 2C CH H3 3C C C CO OO OH HO O医学资料56III 阶段的反应过程1.1.三羧酸循环的反应过程三羧酸循环的反应过程2.2.三羧酸循环的特点三羧酸循环的特点3.TCA3.TCA中有三个关键酶中有三个关键酶4.TCA4.TCA循环的生理意义循环的生理意义医学资料57 首先乙酰首先乙酰CoACoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸，然与草酰乙酸缩合成柠檬酸，然后进行氧化脱羧等步骤，再生成草酰乙酸的过程。由于柠后进行氧化脱羧等步骤，再生成草酰乙酸的过程。由于柠檬酸分子中含有三个羧基檬酸分子中含有三个羧基,故又称为

35、柠檬酸循环故又称为柠檬酸循环,是由英是由英国生物化学家国生物化学家 KrebsKrebs提出，因此还被称为提出，因此还被称为KrebsKrebs循环。循环。该循环为碳水化物如何氧化提供了一个完美该循环为碳水化物如何氧化提供了一个完美方案，使许多事实得到了圆满解释。方案，使许多事实得到了圆满解释。乙酰乙酰CoA进入三羧酸循环（进入三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle ,TCA）医学资料58乙酰乙酰CoACoA的主要来源和去路的主要来源和去路 糖原糖原G三脂酰甘油三脂酰甘油FA、甘油、甘油蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸三羧酸循环三羧酸循环胆固醇、胆固醇、FA酮体酮体乙酰乙酰CoA

36、医学资料59HOCH2COOHCCOOHCH2COOH乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸合成酶合成酶H2O HSCoACH3SCoAOCCOOHCH2COOHCO+柠檬酸柠檬酸 1.1.三羧酸循环的反应过程三羧酸循环的反应过程医学资料60柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸H2OH2OHOCH2COOHCCOOHCH2COOH CHCOOHC COOHCH2COOHCOOHCHCOOHCCOOHCH2HOH医学资料61NAD+NADH+H+CO2异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸脱异柠檬酸脱氢酶氢酶OCCOOHCH2CH2COOHCOOHCH COOHCCOOHCH2HOH-酮戊二酸酮戊

37、二酸 (-KG)第一次氧化脱羧第一次氧化脱羧医学资料62-酮戊二酸酮戊二酸 (-KG)NAD+NADH+H+HSCoA CO2 -KG脱氢酶脱氢酶 复合体复合体COOHCH2CH2COSCoAOCCOOHCH2CH2COOH琥珀酰琥珀酰CoA第二次氧化脱羧第二次氧化脱羧 高能硫酯键医学资料63琥珀酰琥珀酰CoAGDP GTP Pi HSCoA琥珀酰琥珀酰CoA合合成酶成酶琥珀酸琥珀酸COOHCH2CH2CO SCoA CH2CH2COOHCOOH GTP+ADPGDP+ATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化高能硫酯键裂解与GTP磷酸化相偶联 H2O医学资料64CH2CH2COOHCOOH琥珀酸琥珀

38、酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FAD FADH2延胡索酸延胡索酸COOHCCHHHOOC医学资料65NHNNNH3CH3CROOFMN 或 FADNHHNNNHH3CH3CROO+2H-2HFMNH2 或 FADH2医学资料66延胡索酸延胡索酸CHCH2COOHCOOHHOH2O 延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸苹果酸COOHCCHHHOOC医学资料67CHCH2COOHCOOHHO苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶草酰乙酸草酰乙酸COOHCH2COOHCO医学资料68三羧酸循环反应的全过程 -TCAFADH2FADGTPPiGDPNADHNAD+CO2NADHNAD+CO2NA

39、DHNAD+草酰乙酸苹果酸延胡索酸琥珀酸琥珀酰CoA酮戊二酸异柠檬酸顺乌头酸柠檬酸乙酰CoA医学资料692.2.三羧酸循环的特点三羧酸循环的特点在有在有O O2 2条件下运转，是生成条件下运转，是生成ATPATP的主要途径；的主要途径；*循环中有循环中有4 4次脱氢，生成次脱氢，生成3 3分子分子NADHNADH，1 1分子分子FADHFADH2 2，另有，另有1 1次底物水次底物水平磷酸化。平磷酸化。*共生成共生成1010分子分子ATPATP。(20(20分子分子ATP)ATP)循环一周产生循环一周产生2 2分子分子COCO2 2；自己必须计算自己必须计算柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬酸合

40、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。3.TCA3.TCA中有三个关键酶中有三个关键酶医学资料70 总反应式总反应式:乙 酰乙 酰 C o A+3 N A DC o A+3 N A D+F A D+G D P+P i+2 H+F A D+G D P+P i+2 H2 2O O 2CO2CO2 2+3NADH+3H+3NADH+3H+FADH+FADH2 2+GTP+GTP+HSCoHSCo 简写：简写：CHCH3 3o o+4O+4O2 2 4CO4CO2 2+2H+2H2 2O+24O+24(20)(20)ATPATP 医学资料71（1 1）TCATCA是两用代谢

41、途径即合成代谢和分解代谢。是两用代谢途径即合成代谢和分解代谢。在分解代谢途径中在分解代谢途径中,它不仅仅是它不仅仅是糖分解糖分解的的末端氧化途径末端氧化途径;也是也是脂肪和氨基酸脂肪和氨基酸分解的末端氧化途分解的末端氧化途径。它们都可以转变成乙酰径。它们都可以转变成乙酰CoACoA或者是或者是TCATCA的中间体被的中间体被氧化。氧化。在合成代谢途径中。在合成代谢途径中。TCATCA的中间体可以作的中间体可以作为原料，参与许多物质的合成。因此；为原料，参与许多物质的合成。因此；TCATCA是糖是糖 、脂、脂肪肪 、氨基酸代谢的枢纽。、氨基酸代谢的枢纽。（2 2）是生物体内释放能量最多的氧化分解

42、阶段。）是生物体内释放能量最多的氧化分解阶段。4.TCA4.TCA循环的生理意义循环的生理意义医学资料72(四)糖有氧分解的生理意义1.1.糖有氧分解是糖氧化供能的主要方式糖有氧分解是糖氧化供能的主要方式,其其ATPATP的的生成是无氧分解的生成是无氧分解的15161516倍倍.葡萄糖葡萄糖 2 2丙酮酸：丙酮酸：净产生净产生5 5或或7 7个个ATPATP。2 2丙酮酸丙酮酸 2 2乙酰乙酰CoACoA：产生：产生5 5个个ATPATP。2 2乙酰乙酰CoA COCoA CO2 2和和H H2 2O:O:共产生共产生10X210X2个个ATPATP。结论：结论：1molG1molG彻底氧化成

43、彻底氧化成COCO2 2和和H H2 2O O，可净生成，可净生成3030或或32mol ATP32mol ATP。医学资料73 1分子葡萄糖燃烧释放热量为2870kJ，而1molATP储存的能量为30.5kJ，那么，有氧氧化的能量利用率为：30.5 x 30/2870 x 100%=？%其他约 60%的能量以热的形式放出。分子态的氧不直接参与柠檬酸循环，但柠檬酸循环严格要求有氧条件下才能进行。医学资料742.2.糖有氧分解是体内物质代谢的中心枢纽糖有氧分解是体内物质代谢的中心枢纽 GG-6-P丙酮酸磷酸二羟丙酮乙酰CoATAC磷酸戊糖途径Gn-磷酸甘油丙氨酸乳酸无O2酮体脂肪酸胆固醇各 种氨

44、基酸医学资料75 C H2C HC H2H OO HP O32-C H2C HC H2O HO H甘油H OATPADPC H2CC H2OO HP O32-NADHH+NAD+-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶甘油激酶甘油激酶糖糖酵酵解解糖糖异异生生脂肪或磷脂的合成脂肪或磷脂的合成-磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮医学资料76(五)糖有氧分解的调节 1.1.丙 酮 酸 脱 氢 酶 复 合 体丙 酮 酸 脱 氢 酶 复 合 体 受 双 重 调 节受 双 重 调 节:别构调节、别构调节、共价修饰调节共价修饰调节.丙酮酸丙酮酸脱氢酶复合体乙酰 CoAAMP、NAD+、CoA、Ca2+ATP、

45、NADH、脂肪酸见教材163页）医学资料77 2.2.柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶 变构激活剂：变构激活剂：AMPAMP，乙酰，乙酰CoACoA，ADPADP，草酰乙酸，草酰乙酸.变构抑制剂：变构抑制剂：NADHNADH、琥珀酰、琥珀酰CoACoA、柠檬酸、柠檬酸、ATPATP。3.3.异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 变构激活剂：变构激活剂：ADPADP、CaCa2+2+变构抑制剂：变构抑制剂：ATPATP 4.4.酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸 脱氢酶复合体相似脱氢酶复合体相似医学资料78 20102010年考研题年考研题 39.39.分别写出在乙酰分别写出在乙酰COAC

46、OA、-氧化与三羧酸氧化与三羧酸循环中，以循环中，以FADFAD和和NAD+NAD+为辅酶的脱氢酶的名称。为辅酶的脱氢酶的名称。医学资料79第三节第三节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径一、一、细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆二、二、途径：分两个阶段途径：分两个阶段 (了解了解)氧化反应阶段：生成氧化反应阶段：生成NADPHNADPH及及COCO2 2；非氧化反应阶段：一系列基团的转移。非氧化反应阶段：一系列基团的转移。三、调节三、调节四、生理意义四、生理意义医学资料806-磷酸葡萄糖酸6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶5-磷酸核酮糖CCOOHOHHCHOHCOHHCOHHCH2O P+NADP+NADPH+HCH2

47、OHCOCOHHCOHHCH2O PCO26-磷酸葡萄糖酸脱氢酶+NADP+NADPH+HOH2OCH2O PHHOHHOHOHHOHHOCH2O PHHOHHOHOHHOCCOOHOHHCHOHCOHHCOHHCH2O PG-6-P脱氢酶内酯酶G-6-P6-磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖酸（1）氧化阶段医学资料81COHCOHHCOHHCH2O PCHOHCH2OHCOCHOHCOHHCH2O P+CH2OHCOCOHCOHHCOHHCH2O PCHHOHCOHHCH2O PCHO+5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛转酮酶5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖差向

48、酶异构酶CH2OHCOCOHHCOHHCH2O PCH2OHCOCHOHCOHHCH2O PCOHCOHHCOHHCH2O PCHOH（2）非氧化阶段医学资料82CH2OHCOCOHCOHHCOHHCH2O PCHHOHCOHHCH2O PCHO+COHHCOHHCH2O PCHO+CH2OHCOCOHHCH2O PCHOHCHOH7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛4-磷酸赤藓糖6-磷酸果糖磷酸果糖转醛酶CH2OHCOCHOHCOHHCH2O PCOHHCH2O PCHOCOHHCOHHCH2O PCHO+CH2OHCOCOHHCH2O PCHOHCHOH+5-磷酸木酮糖4-磷酸赤藓糖3-磷酸

49、甘油醛6-磷酸果糖转酮酶医学资料83医学资料84全过程：全过程：3 G-6-P3 NADP+3 6-P-葡萄糖酸3 NADP+3 NADPH+3 H+3 CO23 NADPH+3 H+3 5-P-核酮糖5-P-核糖5-P-木酮糖5-P-木酮糖7-P-景天糖3-P-甘油醛4-P-赤癣糖F-6-P3-P-甘油醛F-6-P医学资料85 化学计量与生物学意义化学计量与生物学意义 化学计量：化学计量：6G-6-P+12NADP+7H2O 5G-6-P+6CO2+12NADPH+12H+Pi 生成生成12个个NADPH，本途径，本途径重点不是产生能量重点不是产生能量,而是作为还原力而是作为还原力 Pi：产

50、物：产物 5分子（分子（G-6-P）中有）中有1分子分子G-6-P生成过程中产生生成过程中产生的，因的，因2（3-磷酸甘油醛）生成F-1，6-BP，再水解为，再水解为G-6-P，耗，耗1H2O产生产生Pi。反应特点：反应特点：G-6-P直接脱氢脱羧，直接脱氢脱羧，NADP为氢受体，为氢受体，中间经过中间经过37碳糖的转化碳糖的转化 医学资料86三、三、调调 节节6-P-6-P-葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶的活性决定G-6-P进入此途径的流量，为限速酶。该酶受NADPH/NADPNADPH/NADP+的调节。医学资料87四、生理意义四、生理意义提供NADPH NADPH 为生物合成提供氢：脂酸、胆固