第七章 糖代谢第一次课.ppt

大家好 基础医学院生物化学与分子生物学系李燕副教授nydliyan 物质代谢及其调节 1 物质代谢中的物质指哪些 2 物质代谢与新陈代谢有什么关系 3 机体物质代谢主要涉及哪些系统器官 4 病从口入有无道理 5 物质代谢与营养学的关系 一个好的现代医生一定是一位营养学家 通往健康或疾病之路 你的基因 相互作用 良好你所处 的环境恶劣 疾病 健康 适应 无法适应 你所处的环境 生活习惯饮食习惯 产能营养素 物质交换 营养不良 牙病 心脏病 高血压 痛风 糖尿病 某些癌症 成人骨质疏松等 适度 糖类 脂肪 咸味 合理膳食 根据金字塔平衡膳食 冠心病发病率下降50 作为一名未来的临床医生 您必须了解您必须理解您必须改变你的生活习惯 特别是饮食习惯您才能指导和治疗您的病人 推荐 1 营养圣经 最佳营养学指南 英 帕特里克 霍尔福德著中国友谊出版公司2 营养学 概念与争论第8版 美 FrancescoSienkiewiczSizerEleanorNossWhitney清华大学出版社 小分子大分子合成代谢 同化作用 需要能量释放能量分解代谢 异化作用 大分子小分子 物质代谢 能量代谢 新陈代谢 营养物质 氧气 泌尿肺皮肤 血液 各组织细胞 储存能量构成自身物质 血液 体外 合成代谢 分解代谢 糖类 脂肪 氨基酸 分解代谢 小分子物质 小分子物质 小分子物质 合成代谢 糖类 脂类 蛋白质 其它 特点 1 分解和合成大部分是细胞内发生的多步骤的酶促反应而进行的 2 伴随着能量变化 主要由ATP 其次GTP CTP TTP 表示 3 各种物质代谢之间存在着广泛的联系 4 存在整体水平调节 激素水平调节和细胞水平调节 基础 释放能量 需要能量 学习代谢的技巧和要求 概念反应过程 起始物 重要中间产物 重要反应 限速酶催化的反应 产能与耗能反应 反应部位 器官 细胞定位生理意义 如生成ATP的数量代谢调节 主要调节点 主要变构抑制剂 变构激活剂各代谢之间的联系和调控 第七章糖代谢 MetabolismofCarbohydrates 第1节概述第2节糖的无氧分解第3节糖的有氧分解第4节磷酸戊糖途径第5节糖异生第6节糖原的合成与分解第7节血糖及其调节 第六节 第五节 第三节 第一节 第二节 第四节 第七节 糖的分类及其结构 单糖 不能再水解的糖 如葡萄糖 果糖 半乳糖及核糖寡糖 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 如麦芽糖 蔗糖 乳糖 多糖 能水解生成多个分子单糖的糖 如淀粉 糖原 纤维素 结合糖 糖和脂 糖和蛋白质 葡萄糖 glucose 已醛糖 果糖 fructose 已酮糖 寡糖 常见的几种二糖有 麦芽糖 maltose 葡萄糖 葡萄糖 蔗糖 sucrose 葡萄糖 果糖 乳糖 lactose 葡萄糖 半乳糖 种子发芽或人消化淀粉时产生的 精炼甜菜或甘蔗的汁液 很多水果或蔬菜 哺乳动物的乳汁中 水果和蔬菜里的糖分浓度和糕点可乐里的不同 水果里糖分进入体内时被大量水分稀释 还被包在纤维里 并和矿物质 维生素混在一起 相反 各种精制糖 包括蜂蜜 以高浓度形式进入体内 且不含其他营养物质 属于纯能量食品 吃糕点 糖果 喝可乐与吃甜味水果和蔬菜的糖分是一样的吗 课外作业 请调查哪些食物属于缓慢释放能量糖类的 哪些属于快速释放能量糖类的 我们应该选择哪一类 用写作文的方式写1000字以上发到我信箱 淀粉 植物中养分的储存形式 淀粉颗粒 蓝色 1 4 糖苷键红色 1 6 糖苷键 葡萄糖 糖原 动物体内葡萄糖的储存形式 食物中的肉类不含糖原 因为糖原在屠杀过程中很快被降解了 纤维素 作为植物的骨架 第1节概述 Introduction 一 糖的生理功能二 糖的消化与吸收三 糖代谢的概况 一 糖的生理功能 氧化供能 如糖可提供合成某些氨基酸 脂肪 胆固醇 核苷等物质的原料 作为机体组织细胞的组成成分 这是糖的主要功能 提供合成体内其他物质的原料 如糖是糖蛋白 蛋白聚糖 糖脂等的组成成分 二 糖的消化与吸收 糖的消化 人类食物中的糖主要有植物淀粉 以及麦芽糖 蔗糖 乳糖 葡萄糖等 其中以淀粉为主 消化部位 主要在小肠 少量在口腔 淀粉 麦芽糖 麦芽三糖 40 25 临界糊精 异麦芽糖 30 5 葡萄糖 唾液中的 淀粉酶 葡萄糖苷酶 临界糊精酶 消化过程 肠粘膜上皮细胞刷状缘 胃 口腔 肠腔 胰液中的 淀粉酶 食物中含有的大量纤维素 因人体内无 糖苷酶而不能对其分解利用 但却具有刺激肠蠕动等作用 也是维持健康所必需 人为何不能以草作食物 摄入大量的纤维素后 必须大量饮水 为什么 糖的吸收 吸收部位 小肠上段 吸收形式 单糖 ADP Pi ATP G Na K 小肠粘膜细胞 肠腔 门静脉 吸收机制 Na 依赖型葡萄糖转运体 Na dependentglucosetransporter SGLT 刷状缘 细胞内膜 吸收途径 小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞 门静脉 肝脏 体循环 SGLT 各种组织细胞 GLUT GLUT 葡萄糖转运体 glucosetransporter 已发现有5种葡萄糖转运体 GLUT1 5 三 糖代谢的概况 葡萄糖 丙酮酸 H2O及CO2 乳酸 乳酸 氨基酸 甘油 糖原 核糖 NADPH H 第2节糖的无氧分解 Glycolysis 供能 什么情况下 机体依靠糖的无氧分解供能 丙酮酸 2CH3COCOOH 2CO2 乙醇 生醇发酵 2CH3CHO 乙醛 糖酵解 2CH3CHOHCOOH ATP 乳酸 C6H12O6 葡萄糖 一 糖酵解的反应过程 糖酵解定义 糖酵解的反应部位 在缺氧情况下 葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖酵解 Glycolysis 胞浆 磷酸己糖的生成 6C 6C 磷酸丙糖的生成 6C 3C 3 磷酸甘油醛转变为丙酮酸并释放能量 3C 3C 丙酮酸 乳酸 丙酮酸还原为乳酸 3C 3C 11步酶促反应 11个酶 其中3个属于限速酶 回忆 什么是限速酶 催化非平衡反应活性低受激素或代谢物的调节活性的改变可影响整个反应体系的反应速度 关键酶特点 一 磷酸己糖的生成 1 葡萄糖磷酸化为6 磷酸葡萄糖 哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶 分别称为 至 型 肝细胞中存在的是 型 称为葡萄糖激酶 glucokinase 它的特点是 对葡萄糖的亲和力很低 受激素调控 己糖激酶同工酶 糖尿病的主要特征 血糖水平高于正常值 进食后 大量的葡萄糖经肠系膜静脉到达门静脉 血糖水平增高 胰岛素释放 激活肝脏内的葡萄糖激酶 使葡萄糖磷酸化为6 磷酸葡萄糖 血糖水平降低 2 6 磷酸葡萄糖转变为6 磷酸果糖 3 6 磷酸果糖转变为1 6 双磷酸果糖 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 二 磷酸丙糖的生成 5 磷酸丙糖的同分异构化 1分子葡萄糖 6C 产生2 3 磷酸甘油醛 3C 消耗2分子ATP 耗能阶段 1 3 磷酸甘油醛氧化为1 3 二磷酸甘油酸 第一个ATP的产生 三 3 磷酸甘油醛转变为丙酮酸并释放能量 糖酵解中唯一的脱氢反应 7 1 3 二磷酸甘油酸转变成3 磷酸甘油酸 底物水平磷酸化 substratelevelphosphorylation 是底物分子内部能量重新分布 生成高能键 使ADP磷酸化生成ATP的过程 这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应 8 3 磷酸甘油酸转变为2 磷酸甘油酸 9 2 磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 第二个ATP的产生 10 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ATP 这是糖酵解中第二次底物水平磷酸化反应 1分子磷酸丙糖 3C 转变成1 丙酮酸 3C 产生2分子ATP 产能阶段 反应中的NADH H 来自于上述第6步反应中的3 磷酸甘油醛脱氢反应 意义 四 丙酮酸转变成乳酸 糖酵解的代谢途径 E2 E1 E3 反应部位 胞浆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 糖酵解小结 产能的方式和数量方式 底物水平磷酸化净生成ATP数量 从G开始2 2 2 2ATP从Gn开始2 2 1 3ATP终产物乳酸的去路释放入血 进入肝脏再进一步代谢 分解利用乳酸循环 糖异生 糖酵解小结 糖原 除葡萄糖外 其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径 二 糖酵解的调节 关键酶 调节方式 适应环境 内外环境 别构调节 6 磷酸果糖激酶 1 PFK 1 低浓度ATP 能量不足 结合在活性中心底物结合部分 作为底物磷酸化的来源 高浓度ATP 能量充足 作为别构抑制剂 酶的活性被抑制 F 6 P F 1 6 2P ATP ADP PFK 1 磷蛋白磷酸酶 PKA 别构抑制剂 ATP 丙氨酸 别构激活剂 1 6 双磷酸果糖 丙酮酸激酶 别构调节 原料增多时 促进转化 能量充足 抑制产能途径 丙氨酸 丙酮酸 相当于产物 产物抑制酶活性 丙酮酸激酶 丙酮酸激酶 ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶 无活性 有活性 PKA 蛋白激酶A proteinkinaseA CaM 钙调蛋白 共价调节 磷酸化修饰 6 磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶 但肝葡萄糖激酶不受其抑制 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶 己糖激酶或葡萄糖激酶 产物 Km值高 大剂量G激活酶 脂肪分解产物 机体利用脂肪时 会减少糖的利用 三 糖酵解的生理意义 机体在缺氧情况下获取能量的有效方式 背景 剧烈运动时 肌肉内ATP含量很低 肌肉中磷酸肌酸储存的能量可供肌肉收缩所急需的化学能 即使氧不缺乏 葡萄糖进行有氧氧化的过程比糖酵解长得多 来不及满足需要 肌肉局部血流不足 处于相对缺氧状态 结论 糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量 某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径 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 快速生长的癌细胞 糖酵解速度远远大于糖有氧氧化 出现癌细胞周围局部酸中毒 组织坏死 长期酗酒者 缺乏VB1 糖有氧氧化抑制 糖酵解增强 机体酸中毒 严重猝死 Why 课后作业 记住糖酵解的反应途径 预习案例7 1 称之未 科综合征 乙醇会妨碍VB1的吸收及促进其排泄 第3节糖的有氧氧化 AerobicOxidationofCarbohydrate 糖的有氧氧化 aerobicoxidation 指在机体氧供充足时 葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2 并释放出能量的过程 是机体主要供能方式 部位 胞液及线粒体 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 糖酵解 葡萄糖 丙酮酸 糖的有氧氧化与糖酵解 葡萄糖 丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA CO2 H2O ATP 三羧酸循环 线粒体内 胞浆 细胞质 一 有氧氧化的反应过程 第一阶段 丙酮酸的生成 胞浆 第二阶段 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA 线粒体 丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶E1 丙酮酸脱氢酶E2 二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3 二氢硫辛酰胺脱氢酶 多酶复合体 是催化功能上有联系的几种酶通过非共价键连接彼此嵌合形成的复合体 其中每一个酶都有其特定的催化功能 都有其催化活性必需的辅酶 丙酮酸的脱氢酶复合体 转乙酰酶 丙酮酸脱氢酶 二轻硫辛酸脱氢酶 CO2 CoASH NAD NADH H 5 NADH H 的生成 1 羟乙基 TPP的生成 2 乙酰硫辛酰胺的生成 3 乙酰CoA的生成 4 硫辛酰胺的生成 E1丙酮酸脱氢酶E2二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3二氢硫辛酰胺脱氢酶 所有的反应均在线粒体中进行 概述 反应部位 第三阶段 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解 三羧酸循环 TricarboxylicacidCycle TAC 也称为柠檬酸循环 由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成含有3个羧酸的柠檬酸 反复的进行脱氢脱羧 使1分子乙酰基彻底氧化 再生成草酰乙酸而形成的一个循环 1953年汉斯 克雷布斯 李普曼因发现柠檬酸循环而获奖 汉斯 克雷布斯 HansAdolfKrebs 1900 8 25 1981 11 22 生于德国希尔德斯海姆 1918 1923年在德国多所大学学医 1926 1930年间成为瓦尔堡的助手 因纳粹上台而移居英国 在谢菲尔德大学主持生物化学研究所 1945年任该校生化学教授 1954年去牛津执教 TCA循环 柠檬酸合成酶 草酰乙酸 柠檬酸 citrate HSCoA 关键酶 H2O 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 异柠檬酸 柠檬酸异构化生成异柠檬酸 柠檬酸 顺乌头酸 TCA循环 顺乌头酸酶 异柠檬酸 异柠檬酸氧化脱羧生成 酮戊二酸 酮戊二酸 草酰琥珀酸 NADH H 异柠檬酸脱氢酶 关键酶 TCA循环 酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A 酮戊二酸脱氢酶系 琥珀酰CoA 酮戊二酸 关键酶 TCA循环 琥珀酰CoA转变为琥珀酸 琥珀酰CoA合成酶 琥珀酰CoA 琥珀酸 TCA循环 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸 TCA循环 延胡索酸 fumarate 琥珀酸 succinate 延胡索酸水化生成苹果酸 TCA循环 延胡索酸 fumarate 苹果酸 malate 苹果酸脱氢生成草酰乙酸 草酰乙酸 oxaloacetate TCA循环 苹果酸 malate NADH H NAD NAD NADH H GTP GDP Pi FAD FADH2 NADH H NAD 柠檬酸合酶 顺乌头酸酶 异柠檬酸脱氢酶 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 三羧酸循环的要点 1 2 3 4 经过一次三羧酸循环 消耗1分子乙酰CoA 发生1次底物水平磷酸化 生成GTP 2次脱羧 生成2分子CO23个关键酶催化3个不可逆反应4次脱氢 1分子FADH2和3分子NADH H 关键酶有 柠檬酸合酶 酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶 整个循环反应为不可逆反应 小结 三羧酸循环的中间产物 三羧酸循环中间产物起催化剂的作用 本身无量的变化 例如 机体内各种物质代谢之间是彼此联系 相互配合的 TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质 借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系 小结 高水平的乙酰CoA激活 草酰乙酸或循环中任何一种中间产物不足 TCA循环速度降低 乙酰 CoA浓度增加 丙酮酸羧化酶 产生更多的草酰乙酸 IITAC的中间产物诸如草酰乙酸不足时 会抑制TAC 因此草酰乙酸等必须不断被更新补充 草酰乙酸主要来自糖 糖供应不足时 草酰乙酸缺乏 TAC会怎么样 例如糖尿病 三大营养物质氧化分解的共同途径 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 为呼吸链提供H e 三羧酸循环的生理意义 葡萄糖 脂肪酸胆固醇 谷氨酸 嘌呤 谷氨酰胺脯氨酸精氨酸 金属卟啉血红素 丝氨酸甘氨酸半胱氨酸苯丙氨酸色氨酸酪氨酸 天冬氨酸天冬酰胺 嘧啶 H e进入呼吸链彻底氧化生成H2O的同时ADP偶联磷酸化生成ATP 二 有氧氧化生成的ATP 葡萄糖有氧氧化生成的ATP 胞液 Why 胞浆中NADH的氧化 1 磷酸甘油穿梭 呼吸链及生成的ATP数 琥珀酸氧化呼吸链2ATP 2 苹果酸 天冬氨酸穿梭机制 呼吸链及生成的ATP数 NADH氧化呼吸链3ATP 三 有氧氧化的调节 关键酶 酵解途径 己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环 柠檬酸合酶 丙酮酸激酶6 磷酸果糖激酶 1 酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶 别构调节 产物 表示能量充足 表示能量不足 一 丙酮酸脱氢酶复合体的调节 共价调节 磷酸化修饰 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现 ATP ADP NADH NAD 比值升高 所有关键酶均被抑制 氧化磷酸化速率降低 三羧酸循环也减慢 三羧酸循环与酵解途径互相协调 三羧酸循环需要多少乙酰CoA 则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA 二 三羧酸循环的速率和流量的调控 四 巴斯德效应 概念 巴斯德效应 Pastuereffect 指有氧氧化抑制糖酵解的现象 第4节磷酸戊糖途径 PentosePhosphatePathway 磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH H 磷酸戊糖再进一步转变成3 磷酸甘油醛和6 磷酸果糖的反应过程 不是产能途径 这两个产物是哪个代谢途径的 一 磷酸戊糖途径的反应过程 案例7 1 本患儿为2岁男孩 有服蚕豆史 发病迅速 出现贫血 黄疸 血红蛋白尿 问题 1 蚕豆进入体内 会产生什么物质 2 患儿为什么不能代谢这类物质 葡萄糖 NADPH H NADP 5 磷酸核酮糖 5 磷酸核糖 3 磷酸甘油醛 6 磷酸果糖 第二阶段 异构化反应 第三阶段 基团转移 第一阶段 氧化反应 胞液 6 磷酸葡萄糖glucose6 phosphate 6 磷酸葡萄糖酸 内酯6 phosphoglucono lactone PPP途径 限速酶 对NADP 有高度特异性 1 6 磷酸葡萄糖转变为6 磷酸葡萄糖酸内酯 2 6 磷酸葡萄糖酸内酯转变为6 磷酸葡萄糖酸 6 磷酸葡萄糖酸 内酯6 phosphoglucono lactone 6 磷酸葡萄糖酸6 phosphogluconate PPP途径 3 6 磷酸葡萄糖酸转变为5 磷酸核酮糖 6 磷酸葡萄糖酸6 phosphogluconate 5 磷酸核酮糖ribulose5 phosphate PPP途径 5 磷酸核酮糖ribulose5 phosphate 4 三种五碳糖的互换 PPP途径 许多细胞中合成代谢消耗的NADPH远比核糖需要量大葡萄糖经此途径生成了多余的核糖 第三阶段反应的意义就在于让多余的核糖转变成糖酵解途径的中间产物 磷酸戊糖途径亦称为磷酸已糖旁路 5 二分子五碳糖的基团转移反应 PPP途径 6 七碳糖与三碳糖的基团转移反应 PPP途径 7 四碳糖与五碳糖的基团转移反应 PPP途径 转酮酶与转醛酶 转酮酶 transketolase 就是催化含有一个酮基 一个醇基的2碳基团转移的酶 其接受体是醛 辅酶是TPP 转醛酶 transaldolase 是催化含有一个酮基 二个醇基的3碳基团转移的酶 其接受体是亦是醛 但不需要TPP 磷酸戊糖途径 磷酸戊糖途径的特点 脱氢反应以NADP 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 其目的是转移多余的核糖 反应中生成了重要中间代谢物 5 磷酸核糖 一分子G 6 P经过反应 只能发生一次脱羧和二次脱氢反应 生成一分子CO2和2分子NADPH H 二 磷酸戊糖途径的调节 6 磷酸葡萄糖脱氢酶 此酶活性主要受NADPH NADP 比值的影响 比值升高则被抑制 降低则被激活 另外NADPH对该酶有强烈抑制作用 三 磷酸戊糖途径的生理意义 为核苷酸的生成提供核糖 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应 NADPH是体内许多合成代谢的供氢体 NADPH参与体内的羟化反应 与生物合成或生物转化有关 NADPH可维持GSH的还原性 G6PD缺陷症 蚕豆病 最常见的遗传性红细胞酶缺陷性疾病发病率 非洲和地中海区域10 红细胞的氧化性损伤所致 药物 缺氧 感染 发热 酸中毒或食蚕豆 G6PD基因定位于Xq28 伴性不完全显性遗传男性 XY 缺陷者 血中所有RBC都缺陷女性 XX 缺陷者 杂合子 50 RBC缺陷 50 正常纯合子 100 RBC缺陷 第5节糖异生 Gluconeogenesis Glucose葡萄糖 neo 新 Genesis生成 糖异生 从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程 部位 原料 概念 主要在肝 肾细胞的胞浆及线粒体 主要有乳酸 甘油 生糖氨基酸 一 糖异生途径 过程 酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应 在糖异生时 须由另外的反应和酶代替 丙酮酸 葡萄糖 糖酵解和糖异生途径中酶的差异 1 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸 PEP 丙酮酸 草酰乙酸 PEP 丙酮酸羧化酶 pyruvatecarboxylase 辅酶为生物素 反应在线粒体 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 反应在线粒体 胞液 机体在草酰乙酸转运出线粒体 丙酮酸 线粒体 胞液 糖异生途径所需NADH H 的来源 糖异生途径中 1 3 二磷酸甘油酸生成3 磷酸甘油醛时 需要NADH H 由氨基酸为原料进行糖异生时 NADH H 则由线粒体内NADH H 提供 它们来自于脂酸的 氧化或三羧酸循环 NADH H 转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运 2 1 6 双磷酸果糖转变为6 磷酸果糖 3 6 磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径 异生为葡萄糖或糖原 非糖物质进入糖异生的途径 二 糖异生的调节 在前面的三个反应过程中 作用物的互变分别由不同酶催化其单向反应 这种互变循环称之为底物循环 substratecycle 因此 有必要通过调节使糖异生途径与酵解途径相互协调 主要是对前述底物循环中的后2个底物循环进行调节 当两种酶活性相等时 则不能将代谢向前推进 结果仅是ATP分解释放出能量 因而称之为无效循环 futilecycle 6 磷酸果糖 1 6 双磷酸果糖 ATP ADP 6 磷酸果糖激酶 1 Pi 果糖双磷酸酶 1 1 6 磷酸果糖与1 6 双磷酸果糖之间 2 磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间 PEP 丙酮酸 ATP ADP 丙酮酸激酶 乙酰CoA 草酰乙酸 三 糖异生的生理意义 一 维持血糖浓度恒定 二 补充肝糖原 三碳途径 指进食后 大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物 再进入肝细胞异生为糖原的过程 三 调节酸碱平衡 乳酸异生为糖 八 乳酸循环 lactosecycle Cori循环 循环过程 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 乳酸 乳酸 丙酮酸 血液 生理意义 乳酸再利用 避免了乳酸的损失 防止乳酸的堆积引起酸中毒 乳酸循环是一个耗能的过程 2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP 第6节糖原的合成与分解 GlycogenesisandGlycogenolysis 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 糖原 glycogen 糖原储存的主要器官及其生理意义 含量可达肝重的5 7 含量为肌肉重量的1 2 糖原 glycogen 糖原是由若干个葡萄糖单位组成的具有许多分支结构的大分子多糖类化合物 1 6 糖苷键 1 4 糖苷键 一 糖原的合成代谢 定义指由葡萄糖合成糖原的过程 合成部位肝脏 肌肉胞浆合成途径活化 缩合 分支 1 葡萄糖磷酸化生成6 磷酸葡萄糖 磷酸化 ATP 葡萄糖激酶 Mg2 活化 磷酸葡萄糖变位酶 2 6 磷酸葡萄糖转变成1 磷酸葡萄糖 异构 1 磷酸葡萄糖 6 磷酸葡萄糖 UDPG可看作 活性葡萄糖 在体内充作葡萄糖供体 3 1 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 转形 1 磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖 uridinediphosphateglucose UDPG UDPG 葡萄糖引物 糖原合成酶 Gn 1 UDP 2 缩合 糖原n为原有的细胞内的较小糖原分子 称为糖原引物 primer 作为UDPG上葡萄糖基的接受体 限速酶 糖原分枝的形成 定义 亚细胞定位 胞浆 肝糖原的分解 1 糖原的磷酸解 糖原分解 glycogenolysis 习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程 二 糖原的分解代谢 2 脱支酶的作用 转移葡萄糖残基 水解 1 6 糖苷键 转移酶活性 目录 3 1 磷酸葡萄糖转变成6 磷酸葡萄糖 4 6 磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 肌糖原的分解 肌肉组织中不存在葡萄糖 6 磷酸酶 所以不能补充血糖 肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关 糖原的合成与分解代谢 G 6 P在糖代谢中的作用 G 6 P 三 糖原合成与分解的调节 这两种关键酶的重要特点 它们的快速调节有共价修饰和变构调节二种方式 它们都以活性 无 低 活性二种形式存在 二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变 调节有级联放大作用 效率高 两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反 此调节为酶促反应 调节速度快 受激素调节 1 共价修饰调节 磷酸化酶b激酶 糖原合酶 糖原合酶 P 磷酸化酶b 磷酸化酶a P 磷蛋白磷酸酶抑制剂 2 别构调节 磷酸化酶二种构像 紧密型 T 和疏松型 R 其中T型的14位Ser暴露 便于接受前述的共价修饰调节 葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂 肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同 在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调节 而肌肉主要受肾上腺素调节 肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为AMP ATP及6 磷酸葡萄糖 调节小结 双向调控 对合成酶系与分解酶系分别进行调节 如加强合成则减弱分解 或反之 双重调节 别构调节和共价修饰调节 肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点 如 分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素 分解肌糖原的激素主要为肾上腺素 关键酶调节上存在级联效应 关键酶都以活性 无 低 活性二种形式存在 二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变 糖原累积症 glycogenstoragediseases 是一类遗传性代谢病 其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积 引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类 四 糖原积累症 糖原积累症分型 第7节血糖及其调节 BloodGlucoseandTheRegulationofBloodGlucoseConcentration 血糖 指血液中的葡萄糖 血糖水平 即血糖浓度 正常血糖浓度 3 89 6 11mmol L 血糖水平恒定的生理意义 保证重要组织器官的能量供应 特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官 脑组织不能利用脂酸 正常情况下主要依赖葡萄糖供能 红细胞没有线粒体 完全通过糖酵解获能 骨髓及神经组织代谢活跃 经常利用葡萄糖供能 血糖 一 血糖来源和去路 二 血糖水平的调节 1 肝的调节作用 肝是调节血糖浓度的主要器官高血糖 血糖葡糖激酶G 6 P 肝糖原低血糖 肝糖原 G 6 PGlu肝还是糖异生的主要器官 2 神经系统的调节 主要是下丘脑和植物神经系统起作用 1 调节血糖升高下丘脑腹内侧核 内脏神经 肾上腺髓质 肾上腺素胰岛 细胞 胰高血糖素肝 G 6 P酶肝糖原分解 血糖 糖异生 2 调节血糖降低下丘脑外侧核 迷走神经 胰岛 细胞 胰岛素肝 糖原合成酶肝糖原合成 糖氧化和转化 血糖 糖异生 主要依靠激素的调节 促进糖的去路 抑制糖的来源 抑制糖的去路 促进糖的来源 一 胰岛素 促进葡萄糖转运进入肝外细胞 加速糖原合成 抑制糖原分解 加快糖的有氧氧化 抑制肝内糖异生 减少脂肪动员 体内唯一降低血糖水平的激素 胰岛素