糖代谢本(学时)

1、第四章第四章 糖代谢糖代谢第五章第五章 脂类代谢脂类代谢第六章第六章 生物氧化生物氧化第七章第七章 氨基酸代谢氨基酸代谢第八章第八章 核苷酸代谢核苷酸代谢第九章第九章 物质代谢的相互联系与调节物质代谢的相互联系与调节物质代谢物质代谢（新陈代谢）（新陈代谢） 生物体内进行的所有化学变化的总称。生物体内进行的所有化学变化的总称。合成代谢合成代谢: :小分子小分子 大分子大分子 消耗能量消耗能量分解代谢分解代谢: :大分子大分子 小分子小分子 释放能量释放能量能量代谢能量代谢以分解代谢为主以分解代谢为主生物体内能量的载体生物体内能量的载体ATPA-P P PA-P PA-PAGO= 30.55KJ/

2、molGO= 30.55KJ/molGO= 14.20KJ/moln 氧化磷酸化氧化磷酸化 主要主要, ,线粒体。线粒体。n 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 胞液或线粒体。胞液或线粒体。ATP的生成方式的生成方式高能化合物高能化合物 将每将每mol化合物化合物水解水解时释出自时释出自由能由能 大于大于20.93KJ者者,称为高能化合称为高能化合物。物。高能化合物包括高能化合物包括:n高能磷酸化合物高能磷酸化合物n 高能硫酯化合物高能硫酯化合物糖、脂肪、蛋白质分解时糖、脂肪、蛋白质分解时,分为三个阶段分为三个阶段:n 分解成各自的组成单位分解成各自的组成单位 释能少于释能少于1%,散失散失n 生成

3、活性二碳化合物生成活性二碳化合物乙酰辅酶乙酰辅酶A 释能释能1/3,生成少量生成少量ATPn 三羧酸循环和氧化磷酸化三羧酸循环和氧化磷酸化 释能释能2/3，生成大量，生成大量ATP代谢途径代谢途径是由许多酶促反应有组织、有次序、一个接一个是由许多酶促反应有组织、有次序、一个接一个地依次衔接起来的连续化学反应。也称地依次衔接起来的连续化学反应。也称代谢通路代谢通路。 E1 E2 E3 En A B C D P F1 F2 F3 Fn代谢途径的四个特点代谢途径的四个特点1. 单向性单向性2. 有关键酶有关键酶 代谢过程是连续的酶促反应代谢过程是连续的酶促反应,其中几个关其中几个关 键反应决定反应总

4、速度键反应决定反应总速度,催化该反应的酶催化该反应的酶 称称关键酶关键酶。催化最慢反应的酶又称。催化最慢反应的酶又称限速酶限速酶。3. 区域化区域化4. 可调节性可调节性 含量和活性含量和活性第四章第四章 糖代谢糖代谢首都医科大学燕京医学院生化教研室王宏娟第一节 概述第二节 糖的分解代谢第三节 糖原的合成与分解第四节 糖异生第五节 血糖及其调节一、糖的生理功能一、糖的生理功能第一节第一节 概概 述述二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收人体内无人体内无 - -糖苷酶糖苷酶, ,不能分解不能分解纤维素。纤维素。糖的消化糖的消化淀粉（多糖）淀粉（多糖）唾液唾液 -淀粉酶淀粉酶异麦芽糖异麦芽糖胰胰 -淀粉

5、酶淀粉酶小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 -临界糊精酶、临界糊精酶、异麦芽糖酶、异麦芽糖酶、 -糖苷酶、麦糖苷酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶小肠小肠口腔口腔 -临界临界糊精糊精麦芽三糖麦芽三糖麦芽糖麦芽糖葡萄糖（单糖）葡萄糖（单糖）糖的吸收糖的吸收吸收过程吸收过程 单糖的吸收率单糖的吸收率: 半乳糖半乳糖 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 甘露糖甘露糖 木酮糖木酮糖 阿拉伯糖阿拉伯糖 6C 6C 6C 6C 5C 5C吸收速度吸收速度 110 100 43 19 15 6吸收方式吸收方式 1. 简单扩散简单扩散 2. 主动吸收（消耗能量）主动吸收（消耗能量） 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄

6、糖葡萄糖 Na+ Na+ Na+ ATP ADP + Pi K+ K+ 基膜面基膜面 小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 刷状缘刷状缘 肠腔肠腔钠泵钠泵根皮苷根皮苷( () )2,42,4二硝基苯酚二硝基苯酚( () )哇巴因哇巴因毒花毛苷毒花毛苷G(G() )Na+依赖型葡萄糖转运体（sodium-dependent glucose transporter,SGLT)三、糖代谢概况三、糖代谢概况葡萄糖5 - 磷酸核糖NADPH + H+磷酸戊糖途径糖原糖原合成肝糖原分解食物非糖物质（乳酸、氨基酸、甘油等）消化吸收糖异生丙酮酸H2O + CO2大量ATP乳酸有氧氧化糖酵解 葡萄糖（葡萄糖（glucose

7、, G）的分解途径）的分解途径: 有氧氧化有氧氧化:有氧有氧,供能主要途径供能主要途径 G CO2 + H2O + 能量（能量（32或或30ATP/G） 无氧氧化无氧氧化:氧供应不足氧供应不足 G 乳酸乳酸 + 能量（少量）能量（少量） 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 :特定组织特定组织 提供磷酸核糖和提供磷酸核糖和NADPH + H+ 糖醛酸途径：糖醛酸途径：肝脏肝脏 提供提供UDPGA第二节 糖的分解代谢 葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原在无氧或缺氧情况下分在无氧或缺氧情况下分解生成解生成乳酸和乳酸和ATP的过程称糖的无氧氧化的过程称糖的无氧氧化,又称为又称为糖酵解（糖酵解（glycolysis） 。

8、糖酵解存在于各组织细胞糖酵解存在于各组织细胞,以肌肉、红以肌肉、红细胞、皮肤和肿瘤组织更活跃。细胞、皮肤和肿瘤组织更活跃。一、糖的无氧氧化一、糖的无氧氧化糖酵解反应过程糖酵解反应过程 细胞定位细胞定位:胞液胞液 分两个阶段分两个阶段: 第一阶段第一阶段（10步）步）: 糖酵解途径（糖酵解途径（G或糖原或糖原2 丙酮酸丙酮酸） 第二阶段第二阶段（1步）步）: 丙酮酸还原成乳酸丙酮酸还原成乳酸 己糖激酶（己糖激酶（hexokinase, HK） 或葡糖激酶（或葡糖激酶（glucokinase, GK, 肝）肝） G + ATP G-6-P + ADP Mg2+ （一）葡萄糖分解为丙酮酸1. 葡萄糖

9、磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成-6-磷酸葡萄糖（磷酸葡萄糖（G-6-P）己糖激酶己糖激酶有有4种同工酶种同工酶I、II、III型型 位于肝外组织位于肝外组织,专一性低专一性低,G亲和力高亲和力高 (Km=0.1mmol/L) , 有利于摄取利用有利于摄取利用G;IV型即型即葡葡萄萄糖激酶糖激酶 位于肝脏，位于肝脏，G专一性高，亲和力低专一性高，亲和力低 (Km=10mmol/L)，受激素调控，受激素调控， 利于利于合成糖原。合成糖原。关于反应关于反应1:* 不可逆、不可逆、-1ATP、己糖激酶、己糖激酶是关键酶是关键酶* 活化活化并捕获进入细胞内的并捕获进入细胞内的G* 糖原酵解时无糖原酵解时无A

10、TP消耗消耗 磷酸化酶磷酸化酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 糖原糖原 G-1-P G-6-P 磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶G-6-P F-6-PMg2+2. 6-磷酸磷酸果糖果糖（fructose, F）（F-6-P）的生成）的生成 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 （PFK1） F-6-P + ATP F-1,6-P + ADP Mg2+ 3. 6-磷酸果糖磷酸化为磷酸果糖磷酸化为1,6-二磷酸果糖（二磷酸果糖（F-1,6-P或或FBP）关于反应关于反应3:* 不可逆、不可逆、-1ATP、磷酸果糖激酶、磷酸果糖激酶-1是是限速酶限速酶* 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2在调节糖代谢中起作用在调

11、节糖代谢中起作用 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 （PFK2） F-6-P + ATP F-2,6-P + ADP Mg2+4. 磷酸己糖裂解为磷酸己糖裂解为2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖F-1,6-P 3 -磷酸甘油醛磷酸甘油醛+ 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 醛缩酶醛缩酶5. 3 -磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮可互相转变磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮可互相转变磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3 -磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸磷酸丙糖丙糖异构酶异构酶关于反应关于反应4、5:* 相当于相当于1分子分子6碳糖裂解为碳糖裂解为2分子分子3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛* 果糖、半乳糖、甘露糖也可转变为果糖、半乳糖、甘露糖也可转变为3-

12、磷酸甘油醛磷酸甘油醛 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 脱氢酶脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1, 3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸酸 NAD+ NADH（H+） 6. 3 -磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1, 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸关于反应关于反应6:* 脱氢生成脱氢生成NADH（H+）* 生成生成高能化合物高能化合物1, 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶1, 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油磷酸甘油酸酸 ADP ATP Mg2+MgMg2+2+7. 1, 3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸关于反应关于反应7:* 底物水平磷酸化底物

13、水平磷酸化* +1ATP 底物分子中的高能磷酸（硫酯）基直接底物分子中的高能磷酸（硫酯）基直接转移给转移给ADP（或（或GDP）生成）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,是体内产生是体内产生ATP的的次要方式次要方式。 磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油磷酸甘油酸酸MgMg2+2+8. 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 烯醇化酶烯醇化酶2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)9. 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关于反应关于反

14、应9: 高能化合物高能化合物PEP 丙酮酸激酶（丙酮酸激酶（PK）磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇丙酮酸烯醇丙酮酸 ADP ATP 自发自发 丙酮丙酮酸酸K K+ +、MgMg2+2+10. 丙酮酸的生成丙酮酸的生成关于反应关于反应10:* 不可逆不可逆* 底物水平磷酸化底物水平磷酸化* +1ATP* 丙酮酸激酶是关键酶丙酮酸激酶是关键酶关于糖酵解途径关于糖酵解途径:* 前前5步碳链断裂步碳链断裂:2次活化消耗次活化消耗2分子分子ATP* 后后5步产能步产能:4分子分子ATP糖酵解途径净生成糖酵解途径净生成2分子分子ATP 乳酸脱氢酶（乳酸脱氢酶（LDH）丙酮酸丙酮酸 乳乳酸酸 NADH

15、+H+ NAD+ （二）丙酮酸被还原为乳酸NADH+H+来自来自3-磷酸甘油醛脱氢磷酸甘油醛脱氢,所所以整个糖酵解不需要氧的参与。以整个糖酵解不需要氧的参与。3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛（2）2NAD+2(NADH+H+)丙酮酸丙酮酸（2）2ADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸（2）糖酵解的过程糖酵解的过程葡萄糖葡萄糖（G）ATPADP己糖激酶己糖激酶（葡萄糖激酶）（葡萄糖激酶）6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（G-6-P）糖原糖原（Gn）1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（G-1-P）6-磷酸果糖磷酸果糖（F-6-P）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1ATPADP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖（

16、F-1,6-P）磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸（2）2Pi3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸（2）2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸（2）H2O乳酸乳酸（2）2NAD+2ADP3个关键酶个关键酶2次底物水平磷酸化次底物水平磷酸化1次脱氢次脱氢糖无氧氧化（糖酵解）糖无氧氧化（糖酵解） 小结小结:* 起始物是起始物是葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原,终产物是终产物是乳酸乳酸*从葡萄糖开始生成从葡萄糖开始生成2molATP, 从糖原开始生成从糖原开始生成3molATP*反应在反应在胞液胞液进行进行*关键酶关键酶是是己糖激酶（肝中为葡糖激酶）、己糖激酶（肝中为葡糖激酶）、 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1和

17、和丙酮酸激酶丙酮酸激酶,催化不可催化不可 逆反应，逆反应，磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1是是限速酶限速酶1. 激素的调节激素的调节 胰岛素诱导三种酶的合成胰岛素诱导三种酶的合成,糖酵解增强。糖酵解增强。2. 代谢物对限速酶代谢物对限速酶PFK-1的别构调节的别构调节 抑制别构剂抑制别构剂:ATP,柠檬酸柠檬酸 激活激活别别构剂构剂:AMP,ADP，F-1,6-P、 F-2,6-P（二）糖酵解的调节关键酶关键酶:己糖激酶（或葡萄糖激酶）己糖激酶（或葡萄糖激酶） 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1（PFK1,限速酶限速酶） 丙酮酸激酶丙酮酸激酶1. 迅速提供一部分急需的能量迅速提供一部分急需的能量 如剧烈

18、运动、心肺疾患、呼吸受阻等如剧烈运动、心肺疾患、呼吸受阻等, 长期缺氧长期缺氧,乳酸堆积可致代谢性酸中毒。乳酸堆积可致代谢性酸中毒。2. 某些组织生理情况下的供能途径某些组织生理情况下的供能途径 如视网膜、肾髓质、皮肤、肿瘤细胞等如视网膜、肾髓质、皮肤、肿瘤细胞等, 成熟红细胞成熟红细胞无线粒体，依赖糖酵解供能。无线粒体，依赖糖酵解供能。 （三）糖酵解的生理意义（三）糖酵解的生理意义第四章第四章 糖代谢糖代谢 作业（一）作业（一）1. 人体内能量的载体人体内能量的载体/直接供体是（直接供体是（ ）。）。2. 生成生成ATP的方式有（的方式有（ ）和（）和（ ）。）。3. 葡萄糖的分解代谢有哪几

19、条途径葡萄糖的分解代谢有哪几条途径?4. 糖酵解概念糖酵解概念5. 糖酵解的细胞定位及反应过程糖酵解的细胞定位及反应过程?6. 糖酵解的关键酶及限速酶糖酵解的关键酶及限速酶?8. 糖酵解的底物水平磷酸化反应及高能磷酸化合物？糖酵解的底物水平磷酸化反应及高能磷酸化合物？9. 糖酵解过程的脱氢反应？糖酵解过程的脱氢反应？10. 从及从糖原开始糖酵解生成从及从糖原开始糖酵解生成ATP的数量？的数量？二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 葡萄糖葡萄糖或糖原在或糖原在有氧的条件有氧的条件下下,彻底氧化彻底氧化成成CO2和和H2O并产生大量并产生大量ATP的过程的过程,称为有氧称为有氧氧化。是糖氧化分解供能的

20、主要方式。氧化。是糖氧化分解供能的主要方式。( (一）有氧氧化的反应过程一）有氧氧化的反应过程 分为三阶段分为三阶段: 糖酵解途径糖酵解途径:G2个个丙酮酸丙酮酸:胞液胞液 丙酮酸丙酮酸氧化脱羧生成氧化脱羧生成乙酰乙酰CoA :线粒体线粒体 乙酰乙酰CoA进入进入三羧酸循环和氧化磷酸化三羧酸循环和氧化磷酸化 生成生成CO2和和H2O：线粒体线粒体 NAD+ NADH + H+丙酮酸丙酮酸 + 辅酶辅酶A 乙酰辅酶乙酰辅酶A + CO2丙酮酸脱氢酶复合体（关键酶）丙酮酸脱氢酶复合体（关键酶）丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 1、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA哺乳动物哺乳

21、动物:60个个DLT核心核心,与与12个个PDH和和6个个DLDH组成组成二氢硫辛酰胺转乙二氢硫辛酰胺转乙酰酶酰酶二氢硫辛酰胺转乙二氢硫辛酰胺转乙酰酶酰酶二氢硫辛酰二氢硫辛酰胺脱氢酶胺脱氢酶丙酮酸丙酮酸脱氢酶脱氢酶丙酮酸丙酮酸丙酮酸脱氢酶复合体作用机制丙酮酸脱氢酶复合体作用机制n 丙酮酸脱羧生成羟乙基衍生物与丙酮酸脱羧生成羟乙基衍生物与TPP结合结合n与硫辛酸结合为乙酰二氢硫辛酸与硫辛酸结合为乙酰二氢硫辛酸,被氧化被氧化n 乙酰基与辅酶乙酰基与辅酶A结合为乙酰辅酶结合为乙酰辅酶An 二氢硫辛酸脱氢生成二氢硫辛酸脱氢生成FADH2n FADH2传递传递2H生成生成NADH + H+2、乙酰乙酰C

22、oA进入三羧酸循环进入三羧酸循环 （tricarboxylic acid cycle, TAC /Krebs循环循环/柠檬酸循环）柠檬酸循环）定位定位:线粒体线粒体过程过程:8步步 乙酰乙酰CoA + 草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸（柠檬酸（6C） 柠檬酸合酶是关键酶、反应不可逆柠檬酸合酶是关键酶、反应不可逆反应反应:柠檬酸的生成柠檬酸的生成 柠檬酸柠檬酸 顺乌头酸顺乌头酸 异柠檬酸（异柠檬酸（6C）反应反应2:异柠檬酸的生成异柠檬酸的生成 异柠檬酸异柠檬酸 -酮戊二酸酮戊二酸（5C）+ CO2 NAD+ NADH(H+)反应反应3:异柠檬酸氧化脱羧异柠檬酸氧化脱羧异柠檬酸脱氢酶是限速酶、不可逆、异

23、柠檬酸脱氢酶是限速酶、不可逆、脱氢生成脱氢生成NADH（H+）、脱羧）、脱羧 -酮戊二酸酮戊二酸 + 辅酶辅酶A 琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A + CO2 NAD+ NADH(H+) ,FAD,FAD琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A A反应反应4:-酮戊二酮戊二酸氧化脱羧酸氧化脱羧是关键酶、是关键酶、不可逆、不可逆、脱氢生成脱氢生成NADH(H+) 、产物含高能硫酯键产物含高能硫酯键琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A 琥珀酸琥珀酸 + 辅酶辅酶A GDP + Pi GTP + ADP GDP + 唯一的底物水平磷酸化唯一的底物水平磷酸化反应反应5:琥珀酰琥珀酰CoA转变为琥珀酸转变为琥珀酸琥珀酸琥珀酸 + FAD 延胡索

24、酸延胡索酸 + FADH2反应反应6:琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸脱氢生成脱氢生成FADH2 唯一与内膜结合的酶唯一与内膜结合的酶延胡索酸延胡索酸 + H2O 苹果酸苹果酸反应反应7:延胡索酸水合形成苹果酸延胡索酸水合形成苹果酸苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 NAD+ NADH(H+)反应反应8:草酰乙酸的再生草酰乙酸的再生脱氢生成脱氢生成NADH（H+）草酰乙酸草酰乙酸（4C）柠檬酸柠檬酸（6C）异柠檬酸异柠檬酸（6C） -酮戊二酸酮戊二酸（5C）琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A（4C）琥珀酸（琥珀酸（4C）延胡索酸（延胡索酸（4C）苹果酸（苹果酸（4C）4次脱氢次脱氢3个关键酶个关键

25、酶2次脱羧次脱羧1次底物水平磷酸化次底物水平磷酸化柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱酮戊二酸脱氢酶复合体氢酶复合体三羧酸循环的过程三羧酸循环的过程 氧化磷酸化生成氧化磷酸化生成ATP:4次次脱氢脱氢 3次次脱氢由脱氢由NAD+传递传递,氧化生成氧化生成2.5 3个个ATP; 1次次脱氢由脱氢由FAD传递传递,氧化生成氧化生成1.5 1个个ATP。 氧间接参与氧间接参与TAC。 底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成ATP: 1次次 关键酶关键酶:柠檬酸合酶柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶（限速酶）（限速酶） -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 TAC循

26、环与多种代谢联系循环与多种代谢联系,中间物不断消耗中间物不断消耗:1、丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节（1）别构调节）别构调节 激活别构剂激活别构剂:CoASH、NAD+、ADP 抑制别构剂抑制别构剂:乙酰乙酰CoA、NADH、ATP、长链脂肪酸、长链脂肪酸（2）共价修饰）共价修饰 胰岛素、胰岛素、Ca2+:去磷酸化（激活）去磷酸化（激活）（二）有氧氧化的调节（二）有氧氧化的调节2、三羧酸循环的调节、三羧酸循环的调节关键限速酶的别构调节关键限速酶的别构调节 抑制别构剂抑制别构剂:柠檬酸、柠檬酸、NADH、ATP、 琥珀酰琥珀酰CoA、长链脂肪、长链脂肪酸酸 激活别构剂激活别构剂

27、:ADP、Ca2+氧化磷酸化速率的调节氧化磷酸化速率的调节 Pasteur 发现在供氧充足的条件下发现在供氧充足的条件下,酵酵母糖酵解作用受到抑制。这种有氧氧化对糖母糖酵解作用受到抑制。这种有氧氧化对糖酵解的抑制作用称为酵解的抑制作用称为巴斯德效应巴斯德效应。相反。相反,某些某些组织存在糖酵解抑制有氧氧化的作用组织存在糖酵解抑制有氧氧化的作用,称为称为反反巴斯德或巴斯德或Crabtree效应效应。 （三）有氧氧化的生理意义（三）有氧氧化的生理意义有氧氧化的能量计算有氧氧化的能量计算甘油三酯甘油三酯脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油糖原糖原葡萄糖葡萄糖酮体酮体胆固醇、脂肪酸胆固醇、脂肪酸TAC蛋白质蛋白质

28、氨基酸氨基酸p100 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway）又称又称 葡糖酸磷酸支路葡糖酸磷酸支路,是葡萄糖分解代谢的支路是葡萄糖分解代谢的支路, 生成具有生理功能的生成具有生理功能的磷酸核糖和磷酸核糖和NADPH+H+。 ( (一一) )磷酸戊糖途径的反应过程磷酸戊糖途径的反应过程 细胞定位细胞定位: 1. 脱氢氧化反应生成磷酸戊糖和脱氢氧化反应生成磷酸戊糖和NADPH+H+葡糖葡糖-6-磷酸磷酸葡糖葡糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶（G6PD）（限速酶）（限速酶）内酯酶内酯酶葡糖酸葡糖酸-6-磷酸磷酸葡糖酸葡糖酸-6-磷酸磷酸脱氢酶脱氢酶核酮糖核酮糖-磷

29、酸磷酸异构酶异构酶差向异构酶差向异构酶转酮醇酶转酮醇酶转醛醇酶转醛醇酶转酮醇酶转酮醇酶（5C）差向异构酶差向异构酶 2.基团转移反应基团转移反应核酮糖核酮糖-磷酸磷酸核糖核糖-磷酸磷酸（5C）（5C）（C）（C）木酮糖木酮糖-磷酸磷酸木酮糖木酮糖-磷酸磷酸景天糖景天糖-磷酸磷酸（C）赤藓糖赤藓糖-磷酸磷酸甘油醛甘油醛-磷酸磷酸果糖果糖-磷酸磷酸甘油醛甘油醛-磷酸磷酸 （5C） （2+2） （C） 果糖果糖-磷酸磷酸 （C） 果糖果糖-磷酸磷酸 葡糖葡糖-磷酸磷酸5 葡糖葡糖-磷酸磷酸p102葡糖葡糖-6-P + 12NADP+ +7H2O 6CO2 + （12NADPH + 12H+ ） +

30、HPO磷酸戊糖途径小结磷酸戊糖途径小结:、 分子葡糖分子葡糖-6-磷酸经磷酸戊糖途径氧化磷酸经磷酸戊糖途径氧化 需分子需分子G-6-P伴行伴行是限速酶是限速酶, NADPH + H+强烈抑制其活性强烈抑制其活性1. 为核酸的生物合成提供核糖为核酸的生物合成提供核糖 损伤后修复再生的组织、更新旺盛的组织损伤后修复再生的组织、更新旺盛的组织 生成途径生成途径:氧化反应或基团转移（如肌肉）氧化反应或基团转移（如肌肉） 2. 提供还原型辅酶提供还原型辅酶II(NADPH+H+)（1） 参加参加胆固醇、脂肪酸和类固醇激素胆固醇、脂肪酸和类固醇激素的合成。的合成。（2）是加）是加单氧酶体系单氧酶体系（羟化

31、反应）的成分（羟化反应）的成分, 参与激素、药物和毒物的参与激素、药物和毒物的生物转化生物转化。（二）磷酸戊糖途径的生理意义（二）磷酸戊糖途径的生理意义（3）维持谷胱甘肽（）维持谷胱甘肽（GSH）的还原状态）的还原状态, 保护含巯基的蛋白质或酶免受氧化。保护含巯基的蛋白质或酶免受氧化。葡糖葡糖-6-磷酸脱氢酶（磷酸脱氢酶（G6PD）缺陷病（蚕豆病）缺陷病（蚕豆病）: 红细胞红细胞GSH不足不足,脆性增加脆性增加,造成溶血性贫血。造成溶血性贫血。 2GSH还原型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽GSSG氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶A（-S-S-）AH2 （-SH）NADPHNAD

32、P+ 糖醛酸途径是葡萄糖氧化分解的一条途径糖醛酸途径是葡萄糖氧化分解的一条途径, 主要在肝进行。主要在肝进行。G-6-P UDPG UDPGA （尿苷二磷酸葡糖）（尿苷二磷酸葡糖） （尿苷二磷酸葡糖酸）（尿苷二磷酸葡糖酸）木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径生理意义生理意义:生成生成UDPGA*是硫酸软骨素、肝素、透明质酸等蛋白聚糖的重要成分是硫酸软骨素、肝素、透明质酸等蛋白聚糖的重要成分*是生物转化的重要结合剂是生物转化的重要结合剂肝肝 脏脏:肝糖原肝糖原,100g,维持空腹血糖浓度恒定维持空腹血糖浓度恒定,812h骨骼肌骨骼肌:肌糖原，肌糖原，300g ，为肌肉供能，为肌肉供

33、能 肾肾:肾糖原，少量，调节酸碱平衡肾糖原，少量，调节酸碱平衡糖原（糖原（glycogen）是由）是由葡萄糖单位葡萄糖单位以以-1,4-糖苷键（直链）和糖苷键（直链）和-1,6-糖苷键（分支）糖苷键（分支）形成的形成的聚合物聚合物,是糖的贮存形式。是糖的贮存形式。糖原分子有一个还原端、多个非还原端糖原分子有一个还原端、多个非还原端, ,糖原合成与分解均由糖原合成与分解均由开始。开始。非还原端非还原端 非还原端非还原端 定定 义义 体内由葡萄糖合成糖原的过程。体内由葡萄糖合成糖原的过程。 定定 位位 胞液胞液 供供 能能 过过 程程 4步反应的循环步反应的循环糖原的合成与分解实际是糖原分子变大与

34、变小的过程糖原的合成与分解实际是糖原分子变大与变小的过程 （一）葡萄糖磷酸化（一）葡萄糖磷酸化 己糖激酶或葡萄糖激酶（肝）己糖激酶或葡萄糖激酶（肝）G G-6-P ATP ADPMg2+（二）葡糖（二）葡糖-1-磷酸的生成磷酸的生成（三）尿苷二磷酸葡糖（三）尿苷二磷酸葡糖（UDPG）的生成）的生成（四）糖原的合成（四）糖原的合成 磷酸葡糖变位酶磷酸葡糖变位酶G-6-P G-1-P UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶G-1-P + UTP UDPG + ppi 糖原合酶（限速酶）糖原合酶（限速酶）糖原糖原“引物引物”（Gn） + UDPG Gn+1+UDP相当于每增加一分子葡萄糖相当于每增加一分子葡萄

35、糖,需消耗需消耗2分子分子ATP糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶:糖原合酶糖原合酶 “活性葡萄糖活性葡萄糖”,在体内作为葡萄糖供体。在体内作为葡萄糖供体。当糖链增至当糖链增至11个个G时时,将末端糖链将末端糖链(6个葡萄糖单位）个葡萄糖单位）转移到邻近的糖链上转移到邻近的糖链上,以以 -1,6-糖苷键糖苷键相连形成分支。相连形成分支。意意义义:水溶性水溶性 ;非还原端非还原端 分支的形成分支的形成糖原糖原(Gn) + Pi 糖原糖原(Gn-1) + G-1-P二、糖原的分解二、糖原的分解定定 义义 肝糖原降解为葡萄糖以补充血糖的过程。肝糖原降解为葡萄糖以补充血糖的过程。定定 位位 胞液胞液过过

36、 程程糖原磷酸化酶（限速酶）糖原磷酸化酶（限速酶）（一）葡萄糖基生成葡糖（一）葡萄糖基生成葡糖-1-1-磷酸磷酸糖原分解的限速酶糖原分解的限速酶:糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶当距分支点当距分支点4个葡萄糖残基时个葡萄糖残基时,由由（双功能酶双功能酶:转移酶转移酶+ 糖苷酶糖苷酶）作用）作用。（二）葡糖（二）葡糖-1-1-磷酸转变为葡糖磷酸转变为葡糖-6-6-磷酸磷酸磷酸葡糖变位酶磷酸葡糖变位酶葡糖葡糖-1-1-磷酸磷酸 葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸（三）葡糖（三）葡糖-6-6-磷酸转变为葡萄糖磷酸转变为葡萄糖葡糖葡糖-6-6-磷酸酶（肝、肾）磷酸酶（肝、肾）葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖H

37、2OPi肌肉无葡糖肌肉无葡糖-6-磷酸酶磷酸酶,肌肌糖原糖原不能补充血糖。不能补充血糖。生理性调节生理性调节 胰岛素胰岛素:（+）合成）合成,（-）分解）分解 胰高血糖素胰高血糖素:（+）分解）分解, （-）合成）合成应激状态调节应激状态调节 肾上腺素肾上腺素: （+）分解）分解, （-）合成）合成主要受胰高血糖素调节主要受胰高血糖素调节 主要受肾上腺素调节主要受肾上腺素调节糖原合酶和磷酸化酶糖原合酶和磷酸化酶 活活 性性 型型:糖原合酶糖原合酶a、磷酸化酶、磷酸化酶a 无活性型无活性型:糖原合酶糖原合酶b、磷酸化酶、磷酸化酶b糖原合酶和磷酸化酶都有共价修饰（主要）和别构调节糖原合酶和磷酸化酶

38、都有共价修饰（主要）和别构调节( (磷酸化与去磷酸化磷酸化与去磷酸化) )腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶腺苷环化酶（有活性）（有活性） 激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体受体 ATP cAMP 糖原合酶糖原合酶a （有活性）（有活性） 糖原合酶糖原合酶b （无活性）（无活性） PKA(无活性无活性) PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b （无活性）（无活性） 磷酸化酶磷酸化酶a-P（有活性）（有活性） 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 （无活性）（无活性） 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P （有活性）（有活性） Pi Pi 磷蛋白磷磷蛋白磷

39、酸酶酸酶-1 G-蛋白蛋白Pi 磷蛋白磷酸磷蛋白磷酸酶抑制剂酶抑制剂 （无活性）（无活性） 磷蛋白磷酸磷蛋白磷酸酶抑制剂酶抑制剂（有活性）（有活性） :磷酸化酶磷酸化酶的抑制别构剂的抑制别构剂,(-)糖原分解糖原分解磷酸化酶磷酸化酶的激活别构剂的激活别构剂,(+)糖原分解糖原分解 :糖原合酶糖原合酶的激活的激活别别构剂构剂,(+)糖原糖原合成合成基本是糖酵解的逆过程基本是糖酵解的逆过程,三步不可逆反应三步不可逆反应,由另外由另外四种酶四种酶（糖异生的关键酶糖异生的关键酶）催化完成。）催化完成。定定 义义 非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等） 转变为葡萄糖或糖

40、原的过程称为转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生糖异生。部部 位位 肝脏（主要）肾脏（次要肝脏（主要）肾脏（次要,饥饿时加强）饥饿时加强）一、糖异生的途径及其调节一、糖异生的途径及其调节糖酵解和糖异生之间相对应的酶糖酵解和糖异生之间相对应的酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（生物素）（生物素）磷酸烯醇磷酸烯醇丙酮酸羧激酶丙酮酸羧激酶（线粒体）（线粒体）（胞液）（胞液）苹果酸穿梭作用出线粒体苹果酸穿梭作用出线粒体由由2步组成步组成反应反应消耗消耗2ATP 葡糖葡糖-6-磷酸酶（肝、肾）磷酸酶（肝、肾） G-6-P + H2O G + Pi 果糖果糖-1,6-二磷酸酶二磷酸酶F-1,6-P + H2O F-

41、6-P + Pi 关键酶关键酶: 丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶、 果糖果糖-1,6-二磷酸酶、葡糖二磷酸酶、葡糖-6-磷酸酶磷酸酶 1、别构剂的调节、别构剂的调节 （1）ATP、柠檬酸、柠檬酸促进糖异生作用促进糖异生作用 * 果糖果糖-1, 6-二磷酸酶的激活别构剂二磷酸酶的激活别构剂 * 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的抑制别构剂的抑制别构剂（四）糖异生的调节（四）糖异生的调节（2）ADP、AMP、F-2,6-P抑制糖异生作用抑制糖异生作用 * 果糖果糖-1, 6-二磷酸酶的抑制别构剂二磷酸酶的抑制别构剂 * 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的激活别构剂的

42、激活别构剂 ATP/AMP 是重要的调节因素是重要的调节因素（3）乙酰乙酰CoA促进促进糖异生作用糖异生作用 乙酰乙酰CoA是丙酮酸羧化酶的激活是丙酮酸羧化酶的激活别构别构剂剂, 又能反馈抑制丙酮酸脱氢酶复合体的活性。又能反馈抑制丙酮酸脱氢酶复合体的活性。 见于饥饿状态下脂肪大量分解产生乙酰见于饥饿状态下脂肪大量分解产生乙酰CoA （1）糖皮质激素）糖皮质激素 诱导肝合成诱导肝合成4个关键酶个关键酶,促进组织蛋白分解促进组织蛋白分解,促进糖异生。促进糖异生。 （2） 肾上腺素、胰高血糖素肾上腺素、胰高血糖素诱导诱导磷酸烯醇丙酮酸羧激酶和果糖磷酸烯醇丙酮酸羧激酶和果糖-1, 6-二磷酸酶二磷酸酶

43、的合成的合成,促进脂肪分解，促进糖异生，升血糖。促进脂肪分解，促进糖异生，升血糖。 （3）胰岛素）胰岛素抑制糖异生关键酶合成，抑制糖异生，降血糖。抑制糖异生关键酶合成，抑制糖异生，降血糖。（一）饥饿情况下维持血糖浓度恒定（一）饥饿情况下维持血糖浓度恒定 肝糖原肝糖原812小时小时;生糖生糖aa、甘油经糖异生可维持、甘油经糖异生可维持 脑、红细胞、骨髓、神经功能。脑、红细胞、骨髓、神经功能。（二）回收乳酸能量（二）回收乳酸能量,补充肝糖原补充肝糖原 利于乳酸的再利用及糖原更新利于乳酸的再利用及糖原更新, ,避免酸中毒。避免酸中毒。（三）调节酸碱平衡（三）调节酸碱平衡 促进肾小管泌氨（促进肾小管泌氨（aa代谢