生理学糖代谢

1、第五章 糖代谢糖类糖类（carbohydratescarbohydrates) ) 即碳水化物，从化学结构上来讲是即碳水化物，从化学结构上来讲是一类多羟基的醛或酮及其衍生物。一类多羟基的醛或酮及其衍生物。一、糖类的概念一、糖类的概念4、单糖的衍生物、单糖的衍生物 (derivates of monosaccharide)* * 分类：分类：1、单糖、单糖 (monosaccharide)2、双糖、双糖 (disaccharide)3、多糖、多糖 (polysaccharide) 1 1、氧化供能氧化供能： 这是糖的主要功能。这是糖的主要功能。2 2、机体的重要碳源机体的重要碳源： 糖可转变成氨

2、基酸、脂肪、核苷等。糖可转变成氨基酸、脂肪、核苷等。3 3、组织结构的重要成分组织结构的重要成分： 如糖蛋白如糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。蛋白聚糖、糖脂。4 4、形成生理活性物质形成生理活性物质： 如如 NAD+ NAD+ 、 FAD FAD 、 ATPATP等等 三、糖的消化与吸收三、糖的消化与吸收1、糖的消化、糖的消化：部位：部位： 主要在小肠，少量在口腔主要在小肠，少量在口腔淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖+ +麦芽三糖麦芽三糖 40% 25%40% 25%- -临界糊精临界糊精+ +异麦芽糖异麦芽糖 30% 5%30% 5%葡萄糖葡萄糖- -淀粉酶淀粉酶- -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶- -临界糊精酶临界糊

3、精酶过程：过程：2、糖的吸收：、糖的吸收：GNa+GNa+泵Na+K+K+小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 肠肠腔腔门静脉门静脉Na+GGNa+G Na+ G 四、糖代谢的概况四、糖代谢的概况葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧H2O及CO2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原糖原分解糖原合成 磷酸戊糖途径 核糖 +NADPH+H+ 食物消化与吸收糖的无氧分解糖的无氧分解 指在缺氧情况下，葡萄糖生指在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸成乳酸（lactate）的过程，又称为的过程，又称为糖酵解糖酵解（glycolysisglycolysis) )。* 部位：部位：胞液胞液 一、糖酵解的反应过程一、糖酵解的反应过程* *

4、 第一阶段：第一阶段： 由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸（ pyruvatepyruvate ) ) 的过程，称之为的过程，称之为糖糖酵解途径酵解途径 （ glycolyticglycolytic pathway pathway ) )* * 第二阶段：第二阶段： 由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。（一一）、酵解途径、酵解途径1、葡萄糖葡萄糖磷酸化为磷酸化为6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ( glucose-6-phosphate , G-6-P ) OCH2HOHOHOHHOHHOHHH葡萄糖葡萄糖ATPADPMg2+己糖激酶己糖激酶 OHOHOHHOHHOHHO CH2H6-

5、 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖P P* * 肝中的己糖激酶也称为肝中的己糖激酶也称为葡萄糖激酶葡萄糖激酶2、 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变为转变为 6- 6-磷酸果糖磷酸果糖 ( fructose-6-phosphate , F-6-P )己糖异构酶己糖异构酶HOHHOHOHHOCH2OHCH2O6- 6-磷酸果糖磷酸果糖 OP PHOHHOHOHHHOHHCH2O6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OP P 3、 6- 6-磷酸果糖磷酸果糖转变为转变为1,6-1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 （1,6-fructose-biphosphate )ATPADPMg2+6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1

6、HOHHOHOHHOCH2CH2O1,6-1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖O OPPHOHHOHOHHOCH2OHCH2O6- 6-磷酸果糖磷酸果糖 OP4 4、一分子、一分子磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2 2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+CCH2OHCH2OOPPCHOHCH2OCHOPP 醛缩酶醛缩酶HO1,6-1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖CCCCCH2OCH2OHOHOHHHPPPP5 5、磷酸丙糖磷酸丙糖的同分异构化的同分异构化磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛CCH2OHCH2OOPPCHOHCH2OCHOPP磷酸丙糖

7、异构酶磷酸丙糖异构酶6 6、3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化为氧化为 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸Pi、 NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛CHOHCH2OCHOPPCHOHCH2OC O=OPP1,3 - 1,3 - 二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸CHOHCH2OCO=OPPADPATP磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸CHOHCH2OCOOHP 如上反应中，底物分子内部能量重新如上反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使分布，生成高能键，使 ADPADP磷酸

8、化生成磷酸化生成 ATPATP的过程，称为的过程，称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化。 ( ( substratesubstrate level phosphorylationlevel phosphorylation ) )8 8、3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 转变为转变为 2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 CHOHCH2OCOOHPCHOHCH2OCOOHP磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶9 9、2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 ( ( phosphoenolpyruvatephosphoe

9、nolpyruvate , , PEP ) )磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+ H2O2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸CHOHCH2OCOOHPCCH2OCOOHP烯醇化酶烯醇化酶1010、磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸C=OCH3丙酮酸丙酮酸COOHADPATPK+ Mg+丙酮酸激酶丙酮酸激酶CCH2OCOOHP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 ( (二二) ) 丙酮酸转变成乳酸：丙酮酸转变成乳酸：C=OCH3丙酮酸丙酮酸COOHCHOHCH3乳酸乳酸COOHNADH+H+ 来自于上述第来自于上述第6 6步反应中的步反应中的 3-3-磷酸甘油醛脱氢反应磷酸甘油醛脱氢

10、反应乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH)NADH + H+NAD+E1:己糖激酶己糖激酶E2: 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1E3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖酵解糖酵解GluG-6-PF-6-P1,6 PFATPADPATPADP乳乳 酸酸NAD+1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+ 三、糖酵解的调节：三、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

11、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 ( (一一) )、6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1:-1:* * 别构调节别构调节别构激活剂别构激活剂： AMP、 ADP、F-1,6-2P、 F-2,6-2P别构抑制剂别构抑制剂： 柠檬酸、ATP（高浓度） ATP ATP在此酶有二个结合部位：在此酶有二个结合部位： 活性中心的底物结合部位（低浓度时）活性中心的底物结合部位（低浓度时） 活性中心外的别构调节部位（高浓度时）活性中心外的别构调节部位（高浓度时） F-1,6-2P正反馈调节该酶正反馈调节该酶+AMP_柠檬酸柠檬酸2, 6-双

12、磷酸果糖的合成和分解双磷酸果糖的合成和分解* * 2, 6-双磷酸果糖双磷酸果糖是该酶最强的变构激活剂是该酶最强的变构激活剂PiH2O果糖双磷果糖双磷酸酶酸酶-2-26-磷酸果糖2, 6-双磷酸果糖ATPADP6-6-磷酸果糖磷酸果糖激酶激酶-2-2（磷酸酶活性）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-26 - 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 - 2胰高血糖素胰高血糖素CAMPATPADPP i磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶(激酶活性)PKAP* * 共价修饰调节共价修饰调节（二）、丙酮酸激酶：二）、丙酮酸激酶：1、别构调节、别构调节别构抑制剂：别构抑制剂：ATP , 丙氨酸丙氨酸别构激活剂：别构激活剂：1,6-双

13、磷酸果糖双磷酸果糖2、共价修饰调节：、共价修饰调节：丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi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P (三三) 、己糖激酶或葡萄糖激酶：、己糖激酶或葡萄糖激酶： * * 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但可反馈抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制；肝葡萄糖激酶不受其抑制；* * 长链脂肪酰长链脂肪酰CoACoA可别构抑制肝葡萄糖激酶可别构抑制肝葡萄糖激酶 四、糖酵解的生理意义四、糖酵解的生理意义1、为机体迅速提供能量，对肌肉收缩尤其重要。、为机体迅速提供能量，对肌肉收缩尤其重要。2、为某些细胞

14、提供能量：、为某些细胞提供能量： 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、神经元、代谢活跃的细胞，如：白细胞、神经元、 骨髓细胞骨髓细胞糖的有氧氧化第三节 葡萄糖在有氧情况下，彻底氧化成水和葡萄糖在有氧情况下，彻底氧化成水和COCO2 2的过程。的过程。 有氧氧化是机体主要供能方式。有氧氧化是机体主要供能方式。* 部位：部位：胞液及线粒体胞液及线粒体糖的有氧氧化糖的有氧氧化 ( ( aerobic oxidation aerobic oxidation ) )葡萄糖有氧氧化概况：葡萄糖有氧氧化概况：葡葡萄萄糖糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸

15、丙酮酸乙酰乙酰CoA三羧酸三羧酸循环循环H+ + e-O2O2O2H2OCO2胞 液线粒体 一、有氧氧化的过程一、有氧氧化的过程第一阶段：酵解途径（同前）第一阶段：酵解途径（同前）第二阶段：丙酮酸氧化生成乙酰第二阶段：丙酮酸氧化生成乙酰CoA第三阶段：三羧酸循环和氧化磷酸化第三阶段：三羧酸循环和氧化磷酸化胞液线粒体（一）丙酮酸的氧化脱羧（一）丙酮酸的氧化脱羧* * 丙酮酸进入线粒体丙酮酸进入线粒体丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoANAD+，HSCoACO2，NADH + H+丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体* * 丙酮酸转变为乙酰丙酮酸转变为乙酰CoA ( acetyl CoA )丙酮酸脱氢

16、酶复合体： 组组 成成 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶(E1)二氢硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2) 二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3) 辅辅 酶酶 TPP 硫辛酸硫辛酸、HSCoA FAD、 NAD+重新扫图三羧酸循环也称为三羧酸循环也称为柠檬酸循环柠檬酸循环，因因Krebs正式提出了此学说，故正式提出了此学说，故又称为又称为Krebs循环循环。该循环由一连串反应组成该循环由一连串反应组成。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。（1） 柠檬酸的合成柠檬酸的合成 乙酰辅酶A（acetyl CoA）与草酰乙酸（oxaloacetate）缩合成柠檬酸（citrate

17、） 反应由催化1、反应过程、反应过程 此反应是由顺乌头酸酶催化的异构反应 由两步反应构成 （1）：脱水反应 （2）：水合反应 异柠檬酸异柠檬酸在作用下，氧化脱羧而转变成 - -酮戊二酸酮戊二酸（ - Ketoglutarate）在催化下，-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA；该复合体的组成及催化机理与丙酮酸脱氢酶复合体类似。在催化下，琥珀酰CoA高能硫酯键水解与GDP磷酸化偶联，生成琥珀酸、GTP和辅酶A。这是三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应。此反应由催化，其辅酶是FAD，是三羧酸循环中唯一与内膜结合的酶。催化此反应，辅酶是NAD+2 2、小小 结结 三羧酸循环的要点： 一次三羧酸循环一

18、次三羧酸循环 ： 消耗消耗 一分子乙酰一分子乙酰CoA，经四次脱氢，二次脱羧，经四次脱氢，二次脱羧， 一次底物水平磷酸化；一次底物水平磷酸化； 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。 什么是三羧酸循环？ 中间产物需要补充。中间产物需要补充。 三羧酸循环中间产物起三羧酸循环中间产物起催化剂催化剂的作用，本身无量的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰-CoA合成合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物；同样中间产物也草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物；同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为不

19、能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2和和H2O。 整个循环反应为不可逆反应。整个循环反应为不可逆反应。为什么？为什么？异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系柠檬酸合酶柠檬酸合酶3 3、三羧酸循环的生理意义、三羧酸循环的生理意义 是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质氧化分解的共同途径； 是三大营养物质代谢联系的通路；是三大营养物质代谢联系的通路； 为呼吸链提供还原当量为呼吸链提供还原当量H+ + e-； 为其它物质代谢提供小分子前体。为其它物质代谢提供小分子前体。* 草酰乙酸的来源：草酰乙酸的来源： 还原当量还原当量 H+ + e- 进入进入呼吸链呼吸链彻底氧

20、化成彻底氧化成H2O , 并生成并生成ATP。 二、有氧氧化生成的二、有氧氧化生成的ATPATP反反 应应辅辅 酶酶A T P第一阶段葡萄糖 6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖-123-磷酸甘油醛 21,3-二磷酸甘油酸 NAD+ 2 3或2 2*21,3-二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸2 12 磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸2 1第二阶段2 丙酮酸 2乙酰CoA2 3第三阶段2异柠檬酸 2-酮戊二酸2 32-酮戊二酸 2琥珀酰CoA2 32琥珀酰CoA 2琥珀酸2 12琥珀酸 2延胡索酸FAD2 22苹果酸 2草酰乙酸NAD+2 3净生成38(或或36)ATP NAD+ 三、有氧

21、氧化的调节三、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 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸氧化脱羧：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：柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶 -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1、丙酮酸脱氢酶复合体、丙酮酸脱氢酶复合体别构抑制剂：乙酰CoA NADH ATP别构激活剂： AMP ADP NAD+ * 乙酰CoA / HSCoA或 NADH / NAD+ 时， 其活性也受到抑制。 别构调节别构调节 共价修饰调节共价修饰调节2Pi2H2O

22、磷酸酶2ATP2ADP蛋 白 激 酶ADP，NAD+乙酰乙酰CoA，NADH- +Ca2+ 胰岛素胰岛素TPPTPPCH2OHCH2OH有活性有活性TPPTPPCH2OCH2O无活性无活性PP2、TAC的调节：的调节：调节点调节点异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶-酮戊二酸脱酮戊二酸脱氢酶复合体氢酶复合体激激 活活抑抑 制制NADH/NAD+ ATP/ADP NADH/NAD+ ATP/ADP ADPNAD+琥珀酰琥珀酰CoACoACa2+ i Ca2+ i * * 当氧化磷酸化的速率低时，当氧化磷酸化的速率低时，NADHNADH和和FADHFADH2 2保持还原状态，保持还原状态，TACTAC无

23、法进行脱氢反应，从而受到无法进行脱氢反应，从而受到抑制抑制。2ADPATP+AMP腺苷酸激酶 体内体内ATPATP浓度是浓度是AMPAMP的的5050倍，经上述反应后，倍，经上述反应后，ATP/AMPATP/AMP变动比变动比ATPATP变动大，有信号放大作用，从而变动大，有信号放大作用，从而发挥有效的调节作用。发挥有效的调节作用。 ATP/ADP或或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，比值升高抑制有氧氧化，降低则促进有氧氧化。降低则促进有氧氧化。 ATP/AMP效果更显著。效果更显著。* 另外：另外：四、巴斯德效应四、巴斯德效应(Pastuer effect(Pastuer effect)

24、) 指有氧氧化抑制糖酵解的现象。指有氧氧化抑制糖酵解的现象。机机 制制： 有氧时，有氧时，NADH+H+可进入线粒体内氧化，可进入线粒体内氧化，丙酮酸进一步氧化而不生成乳酸丙酮酸进一步氧化而不生成乳酸; 缺氧时，缺氧时，NADH+H+不能氧化，丙酮酸作为不能氧化，丙酮酸作为氢接受体而转变成乳酸。并且酵解途径加强。氢接受体而转变成乳酸。并且酵解途径加强。磷酸戊糖途径第四节* * 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 一、亚细胞定位一、亚细胞定位：胞液胞液 二、反应过程二、反应过程：( Pentose phosphate pathway )第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成磷酸戊糖，生成磷酸戊糖，NA

25、DPH及及CO2第二阶段：基团转移反应第二阶段：基团转移反应 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第一阶段第一阶段5-磷酸木酮糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛4-磷酸赤藓糖6-磷酸果糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛第第二二阶阶段段6-磷酸葡萄糖36-磷酸葡萄糖酸内酯36-磷酸葡萄糖酸35-磷酸核酮糖 35-磷酸核糖3NADP+3NADP+3H+6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADP+3H+6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶3CO2 三、磷酸戊糖途径的调节三、磷酸戊糖途径的调节* * 6- 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高

26、低此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定决定6-6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。 此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH/NADPNADPH/NADP+ +比例的影响，比比例的影响，比例升高则被抑制，降低则被激活。另外例升高则被抑制，降低则被激活。另外NADPHNADPH对该对该酶有强烈抑制作用。酶有强烈抑制作用。 四、磷酸戊糖途径的生理意义四、磷酸戊糖途径的生理意义1、为核酸、核苷酸的生成提供为核酸、核苷酸的生成提供 核核 糖糖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 NADPHNADPH是体内许多合成代谢的供氢

27、体是体内许多合成代谢的供氢体 NADPHNADPH参与体内的羟化反应参与体内的羟化反应 NADPHNADPH可维持可维持GSHGSH的还原性的还原性糖原的合成与分解第五节 是动物体内糖的储存形式之一，是机体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。能迅速动用的能量储备。糖原的种类及其生理意义：糖原的种类及其生理意义：肌糖原：肌糖原：180 300g ， 主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需肝糖原：肝糖原：70 100g ， 维持血糖平衡维持血糖平衡糖 原 ( (glycogenglycogen) )一、糖原的合成代谢一、糖原的合成代谢 组织定位：组织定位： 主要在肝脏、肌肉主要在

28、肝脏、肌肉 亚细胞定位：亚细胞定位： 胞浆胞浆 葡萄糖的活化葡萄糖的活化葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPADPa1-磷酸葡萄糖ba：在肌肉为己糖激酶; 在肝为葡萄糖激酶b：磷酸葡萄糖变位酶 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖( uridine diphosphate glucose , UDPG )* * UDPG UDPG是是GluGlu的活化形式，作为合成糖原时的活化形式，作为合成糖原时GluGlu的供体的供体+UTP尿苷尿苷PPP OHOHOHHOHHOHCH2 OHH1- 1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖P OHOHOHHOHHOHCH2OHH尿苷尿苷PPPPiUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶

29、糖原的合成糖原的合成糖原糖原n + UDPG糖原n+1 + UDP 糖糖 原原 合合 酶酶( glycogen synthase ) * 糖原糖原n 为肝内的较小糖原分子，称为为肝内的较小糖原分子，称为 糖原引物糖原引物( (primerprimer) )， 作作 为为UDPG 上葡萄糖基的接受体。上葡萄糖基的接受体。 * 引物以其非还原端接受糖基，二者以引物以其非还原端接受糖基，二者以 -1,4糖苷键连接。糖苷键连接。 糖原分枝的形成糖原分枝的形成 -1,4-糖苷键糖苷键 分分 支支 酶酶(branching enzyme) -1,6-糖苷键糖苷键 二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢1、

30、糖原分解糖原分解 ( ( glycogenolysis ) ) 习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。的过程。2、亚细胞定位：、亚细胞定位： 胞胞 浆浆3、反应过程：、反应过程：糖原糖原n+1糖原糖原n + 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷磷 酸酸 化化 酶酶葡聚糖转移酶葡聚糖转移酶 -1,6- 糖苷酶糖苷酶 脱枝酶脱枝酶 (debranching enzyme) 经以上酶的共同作用，最终产物中约经以上酶的共同作用，最终产物中约85%为为1 - 磷酸葡萄糖，磷酸葡萄糖， 15%为游离葡萄糖。为游离葡萄糖。1 - 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6 - 磷酸葡萄糖

31、磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶葡萄糖葡萄糖（肝，肾）（肝，肾）糖原的合成与分解Pi 磷酸化酶磷酸化酶葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝）UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原糖原 n+1UDPG-6-PGlu糖原合酶糖原合酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶己糖己糖( (葡萄糖葡萄糖) )激酶激酶 三、糖原合成与分解的调节三、糖原合成与分解的调节关键酶关键酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶调节有级联放大作用，效率很高；调节有级联放大作用，效率很高；1、共价修饰调节、共价修饰调节两种酶磷酸化

32、或去磷酸化后活性变化相反；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；此调节为酶促反应，调节速度快；受激素调节。受激素调节。腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ +受体 ATPcAMPA激酶(无活性)A激酶(有活性)磷酸化酶b激酶磷酸化酶b激酶-Pi糖原合酶糖原合酶-Pi磷酸化酶b磷酸化酶aPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶抑制剂-Pi磷蛋白磷酸酶抑制剂A激酶（活性）2、别构调节、别构调节 磷酸化酶由二种构像，紧密型磷酸化酶由二种构像，紧密型(T)和疏松型和疏松型(R) ，其中其中T型的型的1

33、4位位Ser暴露，便于接受共价修饰调节。暴露，便于接受共价修饰调节。* 磷酸化酶还受别构调节，葡萄糖是其别构抑制剂磷酸化酶还受别构调节，葡萄糖是其别构抑制剂磷酸化酶磷酸化酶 a (R)磷酸化酶磷酸化酶 a (T)Glu3、调节小结：、调节小结： 双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行调节双向调控：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。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：肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点： 如：肝糖原的分解激素主要为胰高血糖素，如：肝糖原的分解激素主要为胰高血糖

34、素， 肌糖原的分解激素主要为肾上腺素。肌糖原的分解激素主要为肾上腺素。 四、糖原积累症四、糖原积累症 ( (glycogen storage diseaseglycogen storage disease) )由于先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类，由于先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类，使体内某些组织器官中大量糖原堆积的一使体内某些组织器官中大量糖原堆积的一类遗传代谢病。类遗传代谢病。第六节第六节 糖异生糖异生糖异生糖异生( (gluconeogenesisgluconeogenesis) ) 是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。原的过程。部位部位：主要在肝、肾

35、细胞的胞浆及线粒体：主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体原料原料：乳酸、甘油、生糖氨基酸：乳酸、甘油、生糖氨基酸一、糖异生途径一、糖异生途径 （gluconeogenic pathway）1、定义、定义：从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程称称 糖异生途径糖异生途径。2、过程：、过程： * * 酵解途径中有酵解途径中有3 3个不可逆反应，在糖异生时，个不可逆反应，在糖异生时，须由另外的反应和酶代替须由另外的反应和酶代替: : * * 糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；可逆的； 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸（丙酮酸转变成

36、磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）丙酮酸草酰乙酸PEPATPATPADP+PiCO2GTPGTPGDP+PiCO2 丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（线粒体）丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（线粒体、胞液）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（线粒体、胞液） 草酰乙酸的转运：草酰乙酸的转运：苹果酸出线粒体苹果酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸 出线粒体天冬氨酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶ATP + CO2ADP + Pi苹果酸苹果酸NADH + H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸 - 酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸苹果酸苹

37、果酸草酰乙酸草酰乙酸PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP + CO2线线粒粒体体三羧酸三羧酸循环中循环中间产物间产物胞胞液液 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖1, 6-双磷酸果糖双磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖Pi果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 还原当量的来源还原当量的来源 糖异生途径中，糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油磷酸甘油醛时，需要醛时，需要NADH+H+。 由乳酸为原料异生糖时，由

38、下述反应提供由乳酸为原料异生糖时，由下述反应提供H+ ：乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+ 由氨基酸为原料进行糖异生时，所需由氨基酸为原料进行糖异生时，所需H+则由线粒体内则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的提供，它们来自于脂酸的-氧化或氧化或TAC，通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运到胞浆。通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运到胞浆。苹果酸线粒体线粒体苹果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞浆胞浆葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸酵解途径酵解途径1-磷酸葡萄糖

39、糖 原PEP丙酮酸胞胞 液液乳乳 酸酸氨基酸氨基酸糖糖异异生生途途径径丙酮酸草酰乙酸氨基酸草酰乙酸酶酶酶酶果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1-1葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶甘甘 油油3-磷酸甘油ATPATPADPNAD+NADH+H+ADPATP 二、糖异生的调节二、糖异生的调节 调节的目的是使糖异生途径与酵解途径相互调节的目的是使糖异生途径与酵解途径相互协调，主要是对这两条途径中的协调，主要是对这两条途径中的2 2个底物循环个底物循环进进行调节：行调节：6 - 磷酸果糖 1,6 - 双磷酸果糖ATPADP6 6- -磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶- -1 1 Pi 果糖双果糖双磷酸酶磷酸酶-1-1

40、 2,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 AMP1. 6-磷酸果糖与磷酸果糖与1,6-双磷酸果糖之间双磷酸果糖之间2. 磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间P E P 丙 酮 酸ATPADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶 1、6-双磷酸果糖双磷酸果糖丙氨酸丙氨酸乙 酰 CoA草酰乙酸 三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义1、维持血糖浓度恒定、维持血糖浓度恒定2、补充肝糖原、补充肝糖原 三碳途径三碳途径： 指进食后，大部分葡萄糖先在指进食后，大部分葡萄糖先在体细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再体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。进入肝细胞异生为糖原的过

41、程。3、调节酸碱平衡、调节酸碱平衡肝肌肉 四、乳酸循环四、乳酸循环（Cori 循环循环）1、循环过程：、循环过程：葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途径酵解途径丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸NADHNAD+乳酸乳酸乳酸乳酸NAD+NADH丙酮酸丙酮酸糖异生途径糖异生途径血液2、生理意义：、生理意义： 乳酸再利用，避免了乳酸的损失乳酸再利用，避免了乳酸的损失 防止因乳酸堆积而引起酸中毒防止因乳酸堆积而引起酸中毒3、耗能情况：、耗能情况：2分子乳酸异生为分子乳酸异生为1分子葡萄糖需分子葡萄糖需6分子分子ATP。血糖及其调节第七节血糖，血糖，指血液中的葡萄糖。指血液中的葡萄糖。 正常血糖浓度正常血糖浓度 ：3.89 6.11mmol/L 血血糖糖食物糖食物糖消化，吸收肝糖原肝糖原分解非糖物质非糖物质糖异生氧化分解