_糖代谢医学ppt课件

1、Metabolism of Carbohydrates目的与要求目的与要求学时：学时：5 5掌握：糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸无糖途径的部位、原料、掌握：糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸无糖途径的部位、原料、限速酶、能量生成与耗费、终产物、生理意义及主要调理方式限速酶、能量生成与耗费、终产物、生理意义及主要调理方式了解：糖原的分类及合成与分解了解：糖原的分类及合成与分解掌握：糖异生的概念、部位、原料、限速酶及生理意义掌握：糖异生的概念、部位、原料、限速酶及生理意义掌握：血糖的来源与去路及主要调理方式掌握：血糖的来源与去路及主要调理方式物质代谢途径中的要点物质代谢途径中的要点l部位部位l初始反响物原

2、料初始反响物原料l终产物终产物l重要的中间产物重要的中间产物l限速酶关键酶、限速步骤限速酶关键酶、限速步骤l能量的生成、耗费能量的生成、耗费l代谢途径的生理意义代谢途径的生理意义代谢途径中的重要步骤代谢途径中的重要步骤限速步骤限速步骤加氢、脱氢步骤加氢、脱氢步骤能量的生成和耗费步骤能量的生成和耗费步骤生成生成CO2CO2的步骤的步骤 概述概述一、糖的生理功能一、糖的生理功能1. 氧化供能氧化供能为肿瘤，爱滋病，及其他疾病的治疗开为肿瘤，爱滋病，及其他疾病的治疗开辟了新的方向辟了新的方向. . 2. 糖类具有构造功能糖类具有构造功能作为机体组织作为机体组织细胞的组成成分细胞的组成成分这是糖的主要

3、功能。这是糖的主要功能。3. 糖具有复杂的多方面的生物活性与功能糖具有复杂的多方面的生物活性与功能如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。二、糖的分类及其构造二、糖的分类及其构造OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OH葡萄糖葡萄糖(glucose) 已醛糖已醛糖果糖果糖(fructose) 已酮糖已酮糖 OHOHOHOHHHOHHOH1. 单糖单糖 不能再水解的糖。不能再水解的糖。OOHOHHOH2CHHOHHCH2OHOOHHHOHHOHHOHHCH2OHOHHHHOHOHOHHOH2COHOHOHOHHOHHHOH半乳糖

4、半乳糖(galactose) 已醛糖已醛糖 核糖核糖(ribose) 戊醛糖戊醛糖 OHHOHHOHOHOH2. 寡糖寡糖常见的几种二糖有常见的几种二糖有麦芽糖麦芽糖 (maltose) (maltose) 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖 (sucrose) 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖 (lactose) 葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连而成的各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连而成的短链构造，能水解生成几分子单糖的糖。短链构造，能水解生成几分子单糖的糖。3. 多糖多糖 由许多单糖分子缩合而成的长链由许多单糖分子缩合而成的长链构造，能水解生成多个分子单糖的构造

5、，能水解生成多个分子单糖的糖。糖。常见的多糖有常见的多糖有淀淀 粉粉 (starch)糖糖 原原 (glycogen)纤维素纤维素 (cellulose) (cellulose)淀粉淀粉直链淀粉直链淀粉 由由a-1,4a-1,4糖苷键相连而成的直链构造。糖苷键相连而成的直链构造。支链淀粉支链淀粉 由多个较短的由多个较短的a-1a-1，4 4糖苷键直链结合而成。糖苷键直链结合而成。每两个短直链之间的衔接为每两个短直链之间的衔接为a-1,6a-1,6糖苷键。糖苷键。淀粉淀粉 是植物中营养的储存方式是植物中营养的储存方式淀粉颗粒淀粉颗粒 糖原糖原 是动物体内葡萄糖的储存方式是动物体内葡萄糖的储存方式

6、 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 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 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 + + NADPH+NADPH+H+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP ATP (adenosine triphosphate，腺嘌呤核苷三磷酸)腺苷三磷酸腺苷三磷酸AMPATPADP + Pi energyATPAMP + PPi energy Pi Pi+第第 二二 节节糖的无氧

7、氧化糖的无氧氧化-糖酵解糖酵解Glycolysis 一、糖酵解一、糖酵解 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段* 糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义* 糖酵解分为两个阶段糖酵解分为两个阶段* 糖酵解的反响部位：胞浆糖酵解的反响部位：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)的的过程称之为糖酵解。过程称之为糖酵解。 由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之，称之为糖酵解途径为糖酵解途径(glycolytic pathway)。丙酮酸在无氧条件下加氢复原为乳酸。丙酮酸在无氧条件下加氢复原为乳酸。1、葡萄糖磷酸化为、葡萄糖磷酸

8、化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖特点：耗费特点：耗费1分子分子ATP，反响不可逆。，反响不可逆。葡萄糖激酶肝葡萄糖激酶肝葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHMg2+ATPATP 已糖激酶已糖激酶ADPADPOHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2糖酵解过程的第一个限速酶糖酵解过程的第一个限速酶哺乳类动物体内已发现有哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同种己糖激酶同工酶，分别称为工酶，分别称为至至型。肝细胞中存在的型。肝细胞中存在的是是型，称为葡萄糖激酶型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的。它的特点是：特点是：对葡萄糖的亲和力很低对葡萄糖的亲和力很低受激素调控受激素调

9、控 糖糖 原原 (Gn)H3PO4磷酸化酶磷酸化酶OHOHOPOHOCH2OHOHOHO 糖糖 原原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸已糖异构酶磷酸已糖异构酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2(G-6-P (F-6-POHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH6-6-磷酸果糖磷酸果糖CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH

10、 (F-6-POHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-POOHOHADPADPATPATP 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 PFK1PFK1Mg2+2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADP,AMP+ATP 、柠檬酸、柠檬酸()第二个限速酶，第二个限速酶，也是最重要的也是最重要的限速酶限速酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮OHCH2COCH2OPOOHOHOHHOCCHCH2OPOOHOH1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH醛缩酶醛缩酶(5)(5)磷酸二羟丙酮转变为磷酸二羟丙酮转变为3- 3

11、-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 CH2OHCOCH2POCH2P POOHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-BPG)3-3-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OHHOCCHCH2OPOOHOHHPO4 2-HPO4 2-糖酵解糖酵解中独一的中独一的脱氢反响脱氢反响+ NADH+H+NAD+NAD+OPO32-OPO32-6 6、3- 3-磷酸甘油醛氧化生成磷酸甘油醛氧化生成1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘

12、油酸3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸酸 (1,3-BPG)(1,3-BPG)OPO32-OPO32-ADPADPATPATP底物程度磷酸化底物程度磷酸化7 7、1,3-1,3-磷酸甘油酸的磷酸转移磷酸甘油酸的磷酸转移底物程度磷酸化(substrate level phosphorylation) 3-3-磷酸甘油磷酸甘油HOHOOCCHCH2OPOOHOH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OHHO-OOCCHCH2O-POOHOH

13、磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2POOHOH烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O9 9、 2- 2-磷酸甘油酸脱水成为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸脱水成为磷酸烯醇式丙酮酸构成一个高能化合物构成一个高能化合物ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK )磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸COOHOHCH2C糖酵解过程的第三个限速酶糖酵解过程的第三个限速酶也是第二次底物程度磷酸化反响也是第二次底物程度磷酸化反响Mg2+, K+Mg2+,

14、K+丙酮酸丙酮酸OCH3COOHCNADH+H+ 乳酸乳酸HHOCH3COOHC乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 NAD +2丙酮酸丙酮酸2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2Pi2NADH+ 2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2O糖原糖原(Gn) 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiGn-1ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖酵酵解解过过程程

15、反响部位：胞液反响部位：胞液G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 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 最主要的调理位点最主要的调理位点 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调理方式调理方式 别构调理能量程度、底物产物别构调理能量程度、底物产物 共价修饰调理共价修饰调理 激素，激素，磷酸化位点是丝氨酸残基的羟基磷酸化位点是丝氨酸残基的羟基* * 别构调理别构调理 别构激活剂：别构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,

16、6-2PAMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P别构抑制剂：别构抑制剂： 柠檬酸柠檬酸; ATP; ATP高浓度高浓度 F-2,6-2P 是该酶最强的变构激是该酶最强的变构激活剂活剂 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 2、

17、丙酮酸激酶1) 别构调理别构调理别构抑制剂：别构抑制剂：ATP, 丙氨酸丙氨酸别构激活剂：别构激活剂：1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖2)共价修饰调理共价修饰调理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( (三糖酵解的生理意义三糖酵解的生理意义1. 1. 迅速供能：是机体在缺氧情况下获取能量的有效迅速供能：是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。方式。2. 生理供能：是某些细胞在氧供应

18、正常情况下生理供能：是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。的重要供能途径。 无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：红细胞 代谢活泼的细胞，如：白细胞、骨髓细胞代谢活泼的细胞，如：白细胞、骨髓细胞3. 病理供能：严重贫血、呼吸功能妨碍和循环功病理供能：严重贫血、呼吸功能妨碍和循环功 能妨碍。能妨碍。第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Aerobic Oxidation of CarbohydrateCarbohydrate糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成机体氧供充足时

19、，葡萄糖彻底氧化成H2O和和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。方式。* * 部位：胞液及线粒体部位：胞液及线粒体 第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 线粒体线粒体 第三阶段：三羧酸循环及第三阶段：三羧酸循环及 氧化磷酸化线粒体氧化磷酸化线粒体GGn 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 NAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+ CoA-SH辅酶辅酶

20、ASCoA+ C O2COO丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶复复合合体体ADP(+)ATP、乙酰、乙酰CoA (-)一丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰一丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA CoA 限速酶限速酶丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体3 3 种种 酶：酶： E1: E1: 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶(TPP(TPP、Mg2+)Mg2+) E2: E2: 二氢硫辛酰酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰酰胺转乙酰酶( (硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A)A) E3: E3: 二氢硫辛酰酰胺脱氢酶二氢硫辛酰酰胺脱氢酶(FAD(FAD、NAD+)NAD+)6 6种辅助因子：种辅助因子： TPP TPP、 Mg2+ M

21、g2+、硫辛酸、辅酶、硫辛酸、辅酶A A、FADFAD、NAD+NAD+ 含含B1B1、硫辛酸、泛酸、硫辛酸、泛酸、B2 B2 、PPPP五种维生素五种维生素 HSCoANAD+CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的生成的生成1. -羟乙基羟乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 一切的反响均在线粒体中进展。一切的反响均在线粒体中进展。 * * 概述概述* * 反响部位反响部位 1900-19811900-1981，德籍英国生物化学家，德籍英国生物化学家因发现三羧酸循环而获得因

22、发现三羧酸循环而获得19531953年诺年诺贝尔生理和医学奖。贝尔生理和医学奖。19321932年发现尿素循环年发现尿素循环19371937年发现三羧酸循环年发现三羧酸循环柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH柠檬酸柠檬酸CoASH+ H2OAMPATP长链脂酰长链脂酰CoA+三羧酸循环的第一个限速酶三羧酸循环的第一个限速酶异柠檬酸异柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O柠檬酸柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH顺乌头酸顺乌头酸COOHCOOHCH2CCOOHCH乌

23、头酸酶乌头酸酶CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC异柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶AMPADPATP+三羧酸循环中第二个限速酶三羧酸循环中第二个限速酶C O2 -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶系脱氢酶系CoASHNAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2COOHCOCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸4、-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A三羧酸循环中第三羧酸循环中第三个限速酶三个限速酶琥珀

24、酰琥珀酰CoA合成酶合成酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸CoASH底物程度磷酸化底物程度磷酸化FADHHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶HOOC CHCHCOOH延胡索酸延胡索酸FADH2COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸延胡索酸延胡索酸HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH苹果酸苹果酸H2O8 8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸、苹果酸脱氢生成草酰乙酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶HOHCOOHCH2CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCH

25、2CCOOH苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+O C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA (乙酰辅酶乙酰辅酶A)OHCHCOOHCH2COOH苹果酸苹果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮戊二酸酮戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C异柠檬酸异柠檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸2HO C COOHCH2COOH2HTCA小小 结结 1 1、TACTAC过程的反响部位是线粒体。过程

26、的反响部位是线粒体。2 2、三羧酸循环是能量产生的主要环节。、三羧酸循环是能量产生的主要环节。经过一次三羧酸循环，经一次底物程度磷酸化、二经过一次三羧酸循环，经一次底物程度磷酸化、二次脱羧、三个限速酶、四次脱氢。共产生次脱羧、三个限速酶、四次脱氢。共产生1010个个ATPATP3、整个循环反响为不可逆反响、整个循环反响为不可逆反响4 4、关键酶有：柠檬酸合酶、关键酶有：柠檬酸合酶 - -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。u三羧酸循环的生理意义 l是糖、脂肪、氨基酸三大营养素的最终代谢通路是糖、脂肪、氨基酸三大营养素的最终代谢通路l是糖、脂肪、氨基酸代谢联

27、络的枢纽是糖、脂肪、氨基酸代谢联络的枢纽l在提供生物合成的前体中起重要作用在提供生物合成的前体中起重要作用l为呼吸链提供为呼吸链提供H+ + e。H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同的同时时ADP偶联磷酸化生成偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化的生理意义三、糖有氧氧化的生理意义 1. 1. 有氧氧化是机体获得有氧氧化是机体获得ATPATP的主要方式的主要方式 反反 应应辅辅 酶酶最终获得最终获得ATPATP第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆）葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-16

28、-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NADH3或或5*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22磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）2异柠檬酸异柠檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸2苹果酸苹果酸2草酰乙酸草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2 2NADH552

29、35由一个葡糖糖总共获得由一个葡糖糖总共获得30或或32关键酶：关键酶： 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、 a-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 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 四、糖有氧氧化的调理四、糖有氧氧化的调理1. 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 别构调理别构调理别构抑制剂：乙酰别构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP 别构激活剂：别构激活剂：AMP; ADP; NAD+ 共价修饰调理共价修饰调理 2 2、TCATCA的调理的调理第四节第四节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径

30、Pentose Phosphate PathwayPentose Phosphate Pathway* 概念概念磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反响过程。磷酸果糖的反响过程。部位：胞液部位：胞液关键酶：关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 第一阶段：氧化反响第一阶段：氧化反响 生成磷酸戊糖，生成磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2一磷酸戊糖途径的反响过程一磷酸戊糖途径的反响过程* * 反响过程可分为二个阶段反响过程可分为二个阶段 第二阶段那么是非

31、氧化反响第二阶段那么是非氧化反响 包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。 NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)(G6PD)限速酶，对限速酶，对NADP+有高有高度特异性度特异性CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO 6- 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H2OH2O内酯酶

32、内酯酶CO2CO2OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸脱氢酶酸脱氢酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖 异构酶异构酶2 2、磷酸戊糖的相互转变、磷酸戊糖的相互转变糖酵解途径糖酵解途径3 36-

33、6-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-6-磷酸磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖3 36-6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯3NADPH3NADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3H2O3H2O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3NADPH3NADPH3CO23CO23 3、 基团移换基团移换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

34、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 C66-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 CO21. 为核酸的生成提供核糖为核酸的生成提供核糖 2. 提供提供NADPH作为供

35、氢体参与多种代谢反响作为供氢体参与多种代谢反响 (1) NADPH是体内许多合成代谢的供氢体是体内许多合成代谢的供氢体 (2) NADPH参与体内的羟化反响，与生物参与体内的羟化反响，与生物合成或生物转化有关合成或生物转化有关(3) NADPH可维持可维持GSH的复原形状的复原形状 2G-SH G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 hemolysis溶血溶血hemolytic anemia溶血性贫血溶血性贫血 谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽复原酶谷胱甘肽复原酶Favism (蚕豆病蚕豆病)Oxidative damage to lipids, protein, e

36、nzymes, intact of RBC membrane, Hb, DNAdefect海因茨小体Heinz Body，是红细胞内变性珠蛋白的包涵体，由德国物理学家Robert Heinz (1865-1924)于1890年发现并命名。 第第 五五 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenesis and GlycogenolysisGlycogenolysis是动物体内糖的储存方式之一，是机体能是动物体内糖的储存方式之一，是机体能迅速动用的能量贮藏。迅速动用的能量贮藏。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需，主要供

37、肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖程度，维持血糖程度 糖糖 原原 (glycogen) (glycogen) l糖原储存的主要器官及其生理意义糖原储存的主要器官及其生理意义 复原端复原端非复原端非复原端 葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-1,4-糖苷糖苷 键键形生长链。形生长链。 2. -1,6-2. -1,6-糖苷键衔接为分支糖苷键衔接为分支构造构造 3. 3. 每条链都终止于一个非复每条链都终止于一个非复原端原端. .非复原端增多，以利非复原端增多，以利于其被酶分解。于其被酶分解。l糖原的构造特点及其意义糖原的构造特点及其意义 一、糖原的合成作用一、糖原的合

38、成作用 合成部位合成部位定义定义糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) (glycogenesis) 指由葡萄糖指由葡萄糖合成糖原的过程。合成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆1、葡萄糖磷酸化生成、葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶肝葡萄糖激酶肝 OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄磷酸葡萄糖变位酶糖变位酶POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2、6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变

39、成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHOH1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUTPOHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHO尿苷POOHO尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiPPiUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶H2O2Pi3、尿苷二磷酸葡萄糖、尿苷二磷酸葡萄糖UDPG的生成的生成 * UDPG是葡萄糖的活化方式，在体内充作葡萄是葡萄糖的活化方式，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。尿苷PPOHHHHOHOHHOHCH2OH尿苷二磷酸葡尿苷二磷酸葡萄糖萄糖(UDPG)ROHOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OH糖原引物糖原

40、引物(Gn)ROOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OHOHHHHOHOHHOHCH2OH糖原合酶糖原合酶糖原糖原(Gn+1)UDP4. -1,4-4. -1,4-糖苷糖苷 键的构成键的构成5. 5.糖原分枝的构成糖原分枝的构成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-糖苷糖苷键键 糖原引物糖原引物糖原合酶糖原合酶分枝酶分枝酶糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶 二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢 * 定义定义* * 亚细胞定位：胞亚细胞定位：胞 浆浆 * * 肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n+1 n+1 糖原糖原n

41、+ 1-n + 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1. 1. 糖原的磷酸解糖原的磷酸解糖原分解糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。分解成为葡萄糖的过程。G GG-1-PG-1-PPiPi脱枝酶脱枝酶脱枝酶脱枝酶2 2、脱枝酶的作用、脱枝酶的作用OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHH3PO4H3PO4H2OH2O葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶肝、肾肝、肾PO

42、OHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖肌肉组织细肌肉组织细胞缺乏此酶，胞缺乏此酶，因此肌糖原因此肌糖原无法补充血无法补充血糖糖G补充血糖补充血糖G-6-P F-6-P进入酵解和有氧氧进入酵解和有氧氧化途径化途径G-1-PGn合成糖原合成糖原UDPG 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯进入磷酸戊糖途径进入磷酸戊糖途径小小 结结关键酶关键酶 糖原合成：糖原合酶糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶糖原分解：糖原磷酸化酶 这两种关键酶的重要特点：这两种关键酶的重要特点：* * 它们的快速调理有共价修饰和变构调理二它们的快速调理有共价修饰和变构调理二种方式。种方式。* * 它

43、们都以活性、无低活性二种方式存它们都以活性、无低活性二种方式存在，二种方式之间可经过磷酸化和去磷酸在，二种方式之间可经过磷酸化和去磷酸化而相互转变。化而相互转变。腺苷环化酶腺苷环化酶 无活性无活性腺苷环化酶有活性腺苷环化酶有活性 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 PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶(a) 糖原合酶糖原合酶-P (b) PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷

44、蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 第六节第六节 糖糖 异异 生生GluconeogenesisGluconeogenesis糖异生糖异生(gluconeogenesis)(gluconeogenesis)是指从非糖是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。* * 部位部位* * 原料原料* * 概念概念 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸糖异生作用的部位糖异生作用的部位生理条件下生理条件下饥饿期间饥饿期间空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空空 腹腹 100

45、300 90% 10%速率速率(g/day) 肝肝 肾肾饥饿饥饿5-6天后天后 约约 100 55% 45%一、糖异生途径一、糖异生途径 D 根本上是糖酵解的逆过程根本上是糖酵解的逆过程D 跨越三个能障跨越三个能障D 一个膜障以丙酮酸为代表的物质一个膜障以丙酮酸为代表的物质D 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP糖的分解代谢糖的分解代谢已糖激酶已糖激酶(肝肝)H3PO4 H2O糖的异生作用糖的异生作用葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肝肝6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP糖的分解代谢糖的分解代谢磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1H3PO4 H2O糖的异生作用

46、糖的异生作用果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰乙酸ATPATPADPADPCO2CO2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素CO2CO2GTPGTPGDPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸-丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 果糖果糖-1 -1，6- 6-二磷酸酶二磷酸酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胞浆胞浆胞浆胞浆线粒体线粒体胞浆、线粒体胞浆、线

47、粒体糖异生作用的酶糖异生作用的酶存在部位存在部位 线粒体内膜不允许草酰乙酸自在透过，故此草酰乙酸线粒体内膜不允许草酰乙酸自在透过，故此草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成“膜障。膜障。丙酮酸丙酮酸 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 GTP GDP + CO2 线线粒粒体体胞胞液液1.1.维持血糖

48、浓度恒定维持血糖浓度恒定 2.2.补充肝糖原补充肝糖原 3.3.调理酸碱平衡乳酸异生为糖调理酸碱平衡乳酸异生为糖 第第 八八 节节 血糖及其调理血糖及其调理* 血糖，指血液中的葡萄糖。血糖，指血液中的葡萄糖。* 血糖程度，即血糖浓度。血糖程度，即血糖浓度。 正常血糖浓度正常血糖浓度 ：3.896.11mmol/L 血糖及血糖程度的概念血糖及血糖程度的概念 血血糖糖食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2 + H2O 糖原合成糖原合成 肝肌糖原肝肌糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂