复旦大学生化课件糖代谢1

1、 (Carbohydrate Metabolism)一一糖的消化吸收糖的消化吸收二二糖的分解代谢糖的分解代谢三三血糖及其调节血糖及其调节四四糖元的合成与分解糖元的合成与分解五五糖元异生糖元异生六六糖代谢紊乱糖代谢紊乱 第第阶段，首先，有机物酶解为组成物质阶段，首先，有机物酶解为组成物质 单单体体 。小的燃料分子分解为几种常见的中间物，。小的燃料分子分解为几种常见的中间物，主要是主要是丙酮酸丙酮酸和和乙酰乙酰- -CoACoA，可放出，可放出少量能量少量能量。第第阶段，一条共同代谢途径，即阶段，一条共同代谢途径，即KrebsKrebs循环循环。中间物被完全氧化成中间物被完全氧化成COCO2 2，

2、生成的电子传递给，生成的电子传递给NADNAD+ +等电子载体，释放等电子载体，释放少量能量少量能量，生成的中间，生成的中间物可用作生物合成的前体。物可用作生物合成的前体。第第阶段阶段, ,电子传递电子传递和和氧化磷酸化氧化磷酸化，电子传递给，电子传递给O O2 2，生成，生成H H2 2O O，释放的能量用于，释放的能量用于ATPATP生成生成。 淀粉淀粉(starch)等糖类物质等糖类物质 口腔，口腔， -amylase，少量作用，少量作用 胃，几乎不作用胃，几乎不作用 小肠小肠，胰，胰 -amylase，主要的消化场所，主要的消化场所 麦芽糖、糊精、食物中的蔗糖乳糖等麦芽糖、糊精、食物中

3、的蔗糖乳糖等 麦芽糖酶，糊精酶，蔗糖酶，乳糖酶麦芽糖酶，糊精酶，蔗糖酶，乳糖酶等等 葡萄糖、半乳糖、果糖等葡萄糖、半乳糖、果糖等 肠粘膜细胞肠粘膜细胞肠壁毛细血管肠壁毛细血管门静脉门静脉血液血液 组织、细胞（组织、细胞（代谢）代谢）口腔口腔胃胃小小肠肠淀粉淀粉 -淀粉酶（唾液、胰）淀粉酶（唾液、胰）麦芽糖麦芽糖 麦芽寡糖麦芽寡糖 -糊精糊精麦麦芽芽糖糖酶酶 -糊糊精精酶酶葡萄糖葡萄糖amylase糖的吸收糖的吸收 糖类被分解成单糖时才能被吸收。糖类被分解成单糖时才能被吸收。 吸收速率：吸收速率：若以葡萄糖的吸收速率为若以葡萄糖的吸收速率为100100，各种单糖的吸收速率依次为：，各种单糖的吸收

4、速率依次为：半乳糖（半乳糖（110110）葡萄糖（）葡萄糖（100100）果）果糖（糖（4343）甘露糖（）甘露糖（1919）木糖（）木糖（1515）阿拉伯糖（阿拉伯糖（9 9）。）。吸收方式吸收方式:主动转运主动转运 肠粘膜上皮细胞纹状缘上的肠粘膜上皮细胞纹状缘上的转运转运体蛋白体蛋白选择性的将葡萄糖、半乳糖从选择性的将葡萄糖、半乳糖从肠腔粘膜表面转入细胞内，然后再扩肠腔粘膜表面转入细胞内，然后再扩散入血液。转运蛋白的作用需要钠离散入血液。转运蛋白的作用需要钠离子转运的存在子转运的存在-Na+依赖型葡萄糖转运依赖型葡萄糖转运体体 (Na+-dependent glucose transpor

5、ter，SGLT)，分布于小肠、肾小管上皮。，分布于小肠、肾小管上皮。葡萄糖是哺乳动物细胞葡萄糖是哺乳动物细胞能量能量及及碳架碳架代谢的主代谢的主要原料，是一种极性分子，只能以要原料，是一种极性分子，只能以主动转运主动转运和和易化扩散易化扩散的方式通过细胞膜。其跨膜转运由钠的方式通过细胞膜。其跨膜转运由钠依赖性葡萄糖转运体依赖性葡萄糖转运体(sodium depedent glucose transporter , SGLTs) 和易化扩散的葡萄糖转运和易化扩散的葡萄糖转运体体(faciliated glucose transporter , GLUTs) 两大两大家族来完成。至今为止，家族来

6、完成。至今为止，SGLT 家族中已发现家族中已发现6种亚型，种亚型，GLUT 家族中已发现家族中已发现12 种亚型。每种种亚型。每种葡萄糖转运体都有特异的组织分布和生化特性。葡萄糖转运体都有特异的组织分布和生化特性。GLUTs 除转运葡萄糖外，还可转运去氢抗坏血除转运葡萄糖外，还可转运去氢抗坏血酸、酸、D-甘露醇、甘露醇、D-半乳糖和半乳糖和D-果糖等。果糖等。小肠肠腔小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环各种组织细胞各种组织细胞 GLUT SGLT D-Glc D-Glc在代谢中占有中心地位在代谢中占有中心地位, ,葡萄糖含有较高的能葡萄糖含有较高的能量

7、，氧化生成量，氧化生成H H2 2O O和和COCO2 2放出自由能放出自由能2840 kj/mol2840 kj/mol；转变；转变成淀粉或糖元贮存又可维持相对低的摩尔渗透压浓度，成淀粉或糖元贮存又可维持相对低的摩尔渗透压浓度，需要能量时又可分解成葡萄糖氧化供能。需要能量时又可分解成葡萄糖氧化供能。 葡萄糖不仅仅是一个能量分子，还是一个常见的葡萄糖不仅仅是一个能量分子，还是一个常见的前前体分子体分子，可为生物合成反应提供中间物，如大肠杆菌，可为生物合成反应提供中间物，如大肠杆菌可利用葡萄糖和其碳架合成所有的氨基酸、核苷酸、可利用葡萄糖和其碳架合成所有的氨基酸、核苷酸、辅酶、脂肪酸和生长所需的

8、各种代谢中间物。葡萄糖辅酶、脂肪酸和生长所需的各种代谢中间物。葡萄糖有成千上万种转化，高等动植物中主要有三种：变成有成千上万种转化，高等动植物中主要有三种：变成糖元或淀粉贮存糖元或淀粉贮存、酵解为三碳化合物酵解为三碳化合物（丙酮酸）或通（丙酮酸）或通过过HMPHMP（戊糖磷酸途径）变为戊糖（戊糖磷酸途径）变为戊糖。无氧条件无氧条件下糖的降解过程，糖经一系列的酶促下糖的降解过程，糖经一系列的酶促反应变成反应变成丙酮酸丙酮酸，并生成，并生成ATP，是一切生物细胞，是一切生物细胞中中Glc分解产生能量的共同代谢途径，称为酵解分解产生能量的共同代谢途径，称为酵解途径途径Glycolytic pathw

9、ay，或称为，或称为Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) pathway。厌氧厌氧生物（酵母及其他微生物）把酵解中生成生物（酵母及其他微生物）把酵解中生成的的NADH+H+用于还原丙酮酸生成乙醛，进而产用于还原丙酮酸生成乙醛，进而产生乙醇，称为生乙醇，称为乙醇（酒精）发酵乙醇（酒精）发酵。肌肉等组织或微生物在肌肉等组织或微生物在无氧或暂时缺氧无氧或暂时缺氧条件下，条件下，酵解中生成的酵解中生成的NADH+H+用于把丙酮酸用于把丙酮酸乳酸，乳酸，称为称为乳酸发酵乳酸发酵。 酵解（酵解（Glycolysis，希腊语，希腊语glykys，意为，意为sweet和和lysis)。一分

10、子葡萄糖通过一系列的酶促反应生成一分子葡萄糖通过一系列的酶促反应生成2分子丙酮酸，分子丙酮酸，并生成并生成ATP和和NADH。 是第一个发现和研究得最清楚的生物化学代谢途径，是第一个发现和研究得最清楚的生物化学代谢途径，1897年年Hans 和和 Edward Buchner兄弟俩通过兄弟俩通过发酵的酵发酵的酵母抽提物母抽提物发现发酵可以在发现发酵可以在活细胞外活细胞外进行，否定了进行，否定了Louis Paster统治了近统治了近40年的观点，打开了新陈代谢研究之门。年的观点，打开了新陈代谢研究之门。1940年年Gustar Embden和和Otto Meyerhof发现肌肉中存发现肌肉中存

11、在与酵母细胞一样的不需要氧的糖分解代谢过程在与酵母细胞一样的不需要氧的糖分解代谢过程酵解。酵解。最终在最终在1941年由年由Fritz Lipmann和和Herman Kalckar完成完成了对整个代谢途径的研究。了对整个代谢途径的研究。可以分为三个阶段：可以分为三个阶段：1）Glc 磷酸化形成己糖磷酸酯磷酸化形成己糖磷酸酯反应反应1、2、3，消耗消耗2ATP，产物为，产物为F-1,6-diP。2）磷酸己糖）磷酸己糖裂解为两分子三碳糖裂解为两分子三碳糖（反应（反应4），由），由醛缩酶醛缩酶(aldolase)催化，产物为催化，产物为3-P-甘油醛甘油醛（G-3-P）和）和磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙

12、酮(DHAP)，断裂在己糖的，断裂在己糖的C3-C4间。间。3）三碳糖经一系列的反应（反应）三碳糖经一系列的反应（反应5-10）生成）生成丙丙酮酸酮酸，其中反应，其中反应6生成生成NADH+H+，并生成高能，并生成高能磷酸化合物（磷酸化合物（1,3-二磷酸甘油酸）；反应二磷酸甘油酸）；反应7和和10生成生成2ATP（底物水平磷酸化）。（底物水平磷酸化）。 六碳糖分解为六碳糖分解为2分子丙酮酸需经分子丙酮酸需经10步反应步反应 前前5步反应为第一阶段步反应为第一阶段/准备阶段准备阶段(preparatory phase)，1Glc转变为转变为2三碳物：磷酸二羟丙酮和三碳物：磷酸二羟丙酮和3-磷酸

13、甘油醛，磷酸甘油醛，消耗消耗2ATP。 第二阶段是能量获得（代偿）阶段（第二阶段是能量获得（代偿）阶段（payoff phase)，3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸，磷酸甘油醛转变为丙酮酸，生成生成4ATP和和2NADH+H+。 葡萄糖的碳架分解产生葡萄糖的碳架分解产生丙酮酸丙酮酸、磷酸化、磷酸化ADP产生产生ATP、产生的氢转变为、产生的氢转变为NADH。？（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖 (phosphorylation of glucose)glucose(G)HCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHHOH己糖激酶(HK) hexokinase ATPADP关键酶glucose-6-ph

14、osphate (G-6-P）HCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHHOHO-POO HO HMg2+限速酶限速酶 / 关键酶关键酶(rate-limiting enzyme / key enzyme)1.催化非可逆反应特点2.催化效率低3.受激素或代谢物的调节4.常是在整条途径中催化初始反应的酶5.活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖 原 (Gn)H3PO4磷酸化酶 糖 原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖(

15、phosphorylation of fructose-6- phosphate) glucose-6phosphate(G-6-P）HCCCCCCH2OOHOHOHHHOHHOHPOOHOH 磷酸己糖异构酶fructose-6-phosphate(F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH（3） 6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖 (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH 磷酸果糖激酶-1 （PFK- 1 ）ATPADPMg2+关键酶O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH1,6-二磷酸果糖(fructos

16、e-1,6-diphosphate,FDP)O-POO HO Hphosphofructokinase l（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosphate(FDP）CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH磷酸二羟丙酮OHCH2COCH2OPOOHOH(dihydroxyacetone phosphate)OHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate, Gly-3-P) 醛缩酶6C3C（5）磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate, DHAP)OHCH

17、2COCH2OPOOHOHOHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate, Gly-3-P)磷酸丙糖异构酶1,6-二磷酸果糖 2 3-磷酸甘油醛（6 6）3-3-磷磷酸甘油醛氧化为酸甘油醛氧化为1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate,Gly-3-P)OHHOCCHCH2OPOOHOHNADH3PO4NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶糖酵解中唯一的脱氢反应OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-二磷酸甘油酸1,3-diphospho- -glycerae (1,3-D

18、PG)PNAD+：R为为H；NADP+：R为为PO32-NNNNNH2OOROHHHHHOP-OOOOOHOHHHHHOP-OONCONH2+NAD+ 辅酶INADP+ 辅酶II烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸N+R+2H-2HN+RHHHHHHHHHCONH2CONH2+ H+NAD+ 或NADH 或 NADPHNADP+（7 7）1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为3-3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,3-PG)ADPATP3-磷酸甘油酸激酶这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应OH

19、O-OCCHCH2OPOOHOH1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)(1,3-DPG) P底物水平磷酸化反应Substrate level phosphorylation 底物氧化、分子内基团重排等所释放的能量偶联ATP的生成，称为底物水平磷酸化。（8 8）3-3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为2-2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)HO HOOCCHCH2OPOOHO H 2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)磷酸甘油酸变位酶OHHO-OOCCHCH2O-POOHOH（9 9） 2- 2-磷

20、磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为磷磷酸烯醇式丙酮酸酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate, 2-PG)HOHHOOOCCCH2POOHOH烯醇化酶Mg2+或Mn2+ 磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)O-HOOCCCH2P+OOHOHH2O高能磷酸键（1010）磷）磷酸酸烯醇式丙酮酸转变烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate, PEP)O-HOOCCCH2P+OOHOH丙酮酸激酶PKADPATPMg2+或Mn2+ 烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)COOHOHC

21、H2C糖酵解过程的第三个调节酶，也是第二次底物水平磷酸化反应关键酶（1111）烯醇式丙酮酸转变）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸为丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate, EPV)OHCH2CCOOH自发进行丙酮酸(pyruvate,PA)CH3OCCOOHThe Glycolytic Pathway地点地点收获收获反应反应(三步不可逆三步不可逆) 1）己糖激酶己糖激酶(hexokinase) 需要需要Mg2+或其他或其他二二价阳离子价阳离子及及ATP，反应，反应不可逆不可逆，是酵解过程的第，是酵解过程的第一个一个别构别构调节调节酶酶，肌肉中受产物，肌肉中受产物G-6-P强烈别强烈别构抑制。肝脏

22、中主要是以构抑制。肝脏中主要是以glucokinase存在，对存在，对Glc有特异活性，不受有特异活性，不受G-6-P的抑制。的抑制。 2）果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶phosphofructokinase, PFK，需要需要Mg2 +及及ATP，是，是酵解途径的关键反应酵解途径的关键反应committed step, key reaction, rate-limiting reaction酶，酵解进行的速度取决于该酶的活性，酶，酵解进行的速度取决于该酶的活性，酶的调节也是酶的调节也是别构调节别构调节，ATP对其有抑制效应，对其有抑制效应，柠檬酸及脂肪酸的存在会加强柠檬酸及脂肪酸的存在会加强ATP

23、的抑制作用的抑制作用，AMP、ADP及及Pi可消除抑制。可消除抑制。3）3-P-甘油醛甘油醛dHE (phosphoglyceraldehyde dHE)，活性中心在酶的活性中心在酶的Cys-SH上，氧上，氧化型化型NAD+与酶紧密结合，受氢还原与酶紧密结合，受氢还原后与酶脱离，磷酸攻击硫酯键生成后与酶脱离，磷酸攻击硫酯键生成1，3-二磷酸甘油酸。二磷酸甘油酸。只有只有NAD+不断取代不断取代NADH才能保持酶的催化活力才能保持酶的催化活力，否则，否则酵解就要停止。酵解就要停止。ICH2COOH与与-SH反反应，可强烈抑制酶的活性。应，可强烈抑制酶的活性。碘乙酸与脱氢酶活性位点的-SH共价结合

24、，使酶失活。砷酸盐的解偶联作用砷酸盐的解偶联作用AsAs1-砷酸-3-磷酸甘油酸3磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油酸+ 砷酸砷酸盐的解偶联作用砷酸盐的解偶联作用在砷酸存在下,反应式:3-磷酸甘油醛+NAD+H2O 3-磷酸甘油酸+NADH+ +H+4） 磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)，催化，催化磷酸基团在磷酸基团在C3和和C2位可逆变位位可逆变位，Mg2+对反应为必需。反应分成两步，由磷酸甘对反应为必需。反应分成两步，由磷酸甘油酸变位酶介导磷酸基团在油酸变位酶介导磷酸基团在2,3-二磷酸甘油酸、二磷酸甘油酸、3-磷酸甘油酸及磷酸甘油酸及2-磷酸甘

25、油酸之间发生转移。反磷酸甘油酸之间发生转移。反应中变位酶的磷酸化需要有特异的应中变位酶的磷酸化需要有特异的ATP依赖的激依赖的激酶。酶。 虽然多数细胞中的虽然多数细胞中的2,3-二磷酸甘油酸很少（痕二磷酸甘油酸很少（痕量水平），但在红细胞中确是一个主要的成分量水平），但在红细胞中确是一个主要的成分（-5 mM），），调节血红蛋白对氧的亲和力调节血红蛋白对氧的亲和力。5)烯醇（化）酶烯醇（化）酶（enolase），催化），催化2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸脱水生成脱水生成PEP，产生酵解途径的第二个磷酸基团，产生酵解途径的第二个磷酸基团转移能，有转移能，有Mg2+或或Mn2+存在时，酶才有活性，存在时

26、，酶才有活性，F-能与能与Mg2+形成络合物并结合在酶分子上而抑形成络合物并结合在酶分子上而抑制酶的活性。制酶的活性。6）丙酮酸激酶丙酮酸激酶（pyruvate kinase），），别构别构调节酶调节酶，需要，需要Mg2+、K+，催化的反应有，催化的反应有ATP生成，是酵解途径的生成，是酵解途径的重要调节酶重要调节酶，长，长链脂肪酸、乙酰链脂肪酸、乙酰CoA、ATP、Ala等均抑制等均抑制酶活；酶活；F-1,6-diP可活化此酶。可活化此酶。7）酵解）酵解10步反应有步反应有4步是需能反应（步是需能反应（1、3、7、10四步反应）四步反应）8）整个酵解途径的反应中，）整个酵解途径的反应中，1、

27、3、10步反步反应为严格意义上的不可逆反应。应为严格意义上的不可逆反应。底物氧化、分子内基团重排等所释放的能量偶联ATP的生成，涉及可溶性的酶和代谢中间物，不涉及膜结合的酶、跨膜质子梯度和电子传递。底物水平磷酸化无氧条件下无氧条件下: 通过通过乙醇发酵受氢乙醇发酵受氢，解决重氧化，解决重氧化 通过通过乳酸发酵受氢乳酸发酵受氢，解决重氧化，解决重氧化有氧条件下有氧条件下: 通过通过呼吸链递氢呼吸链递氢，最终，最终生成生成H2O,并并生成生成ATP。 1）无氧条件下，丙酮酸转变为）无氧条件下，丙酮酸转变为乳酸乳酸。2）无氧条件下，丙酮酸转变为乙醛，进而）无氧条件下，丙酮酸转变为乙醛，进而生成生成乙

28、醇乙醇。3）有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧生成）有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰乙酰-CoA，进入三羧酸循环，进入三羧酸循环，氧化供能（乙酰，氧化供能（乙酰-CoA在能量状态高的情况下可用于合成脂在能量状态高的情况下可用于合成脂类物质）。类物质）。4) 丙酮酸作为其他物质合成的丙酮酸作为其他物质合成的前体前体（如（如Ala等）。等）。 合成前体合成前体Pyruvate decarboxylaseAlcohol dehydrogenase 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 + NADH + H+ 3-P-甘油甘油 + NAD+ 甘油甘油 利用酵母制造甘油利用酵母制造甘油（解决乙醛受氢问题解决乙醛受氢问题）

29、1） 培养基中培养基中添加添加NaHSO3NaHSO3+CH3CHOCH3CH(OH)OSO2Na2） 将发酵液调至碱性，将发酵液调至碱性，乙醛在碱性条件下乙醛在碱性条件下发生歧化反应。发生歧化反应。2CH3CHO+NaOHCH3COONa+CH3CH2OHGlycerol 3-phosphateGlycerol 在代谢途径中在代谢途径中, ,催化基本上催化基本上不可逆反应不可逆反应的酶所处的酶所处的部位是的部位是控制代谢反应控制代谢反应的有力部位的有力部位. .在在EMPEMP途径中是途径中是己糖激酶己糖激酶、磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1、丙酮丙酮酸激酶酸激酶。它们的活性受到别构调节、共

30、价修饰调。它们的活性受到别构调节、共价修饰调节，其酶量还受到转录调控。其中节，其酶量还受到转录调控。其中磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶- -1 1是哺乳动物是哺乳动物EMPEMP途径中最重要的调节酶途径中最重要的调节酶。控制调节的速度根据情况不同可在控制调节的速度根据情况不同可在1%1%秒、几秒、秒、几秒、或几小时内发生变化。或几小时内发生变化。己糖激酶的调节己糖激酶的调节己糖激酶己糖激酶( (hexokinase) ) 该酶是酵解过程的第一该酶是酵解过程的第一个别构个别构 调节调节 酶酶，受，受产物产物G-6-PG-6-P强烈别构抑制。肝脏中主要是以强烈别构抑制。肝脏中主要是以glucokinas

31、e存在，对存在，对GlcGlc有特异活性，不受有特异活性，不受G-G-6-P6-P的抑制的抑制, ,是诱导酶是诱导酶, ,受胰岛素调控受胰岛素调控. . 己糖激酶对葡萄糖的己糖激酶对葡萄糖的KmKm是是0.1mmol/L0.1mmol/L 葡萄糖激酶对葡萄糖的葡萄糖激酶对葡萄糖的KmKm是是10mmol/L10mmol/L 血液中的葡萄糖含量血液中的葡萄糖含量, ,平时约平时约5mmol/L,5mmol/L,进食后可升至进食后可升至10mmol/L.10mmol/L.抑制激活肌肉中对磷酸果糖激酶-1既是底物也是别构抑制剂高浓度的使酶对底物的亲和力下降, ADP、AMP可逆转ATP的抑制作用因此

32、的比值是决定该酶活性的因素之一磷酸果糖激酶-1的活力PiH2O6-磷酸果糖磷酸果糖 2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATPADPPFK-2果糖-2,6-二磷酸酶PEP丙酮酸激酶受可逆磷酸化的共价调节可以分为三个阶段可以分为三个阶段：1）Glc 磷酸化形成己糖磷酸酯磷酸化形成己糖磷酸酯（反应（反应1、2、3），消耗），消耗2ATP，产物为，产物为F-1,6-diP。2）磷酸己糖磷酸己糖裂解为两分子三碳糖裂解为两分子三碳糖（反应（反应4），由），由醛缩酶醛缩酶(aldolase)催化，产物为催化，产物为3-P-甘油醛（甘油醛（G-3-P）和磷酸二）和磷酸二羟丙酮羟丙酮(DHAP)，断裂在己糖的，断裂在

33、己糖的C3-C4间。间。3）三碳糖经一系列的反应（反应三碳糖经一系列的反应（反应5-105-10）生成）生成丙酮酸丙酮酸，其中反应其中反应6 6生成生成NADH+H+，并生成高能磷酸化合物并生成高能磷酸化合物（1,3-1,3-二磷酸甘油酸）；反应二磷酸甘油酸）；反应7 7和和1010生成生成2ATP2ATP（底物水（底物水平磷酸化）平磷酸化）。 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮1,3-二磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸2烯醇式丙酮酸2丙酮酸2乳酸2(胞液)己糖激酶磷酸果糖激酶3-磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸22ADP 2ATP丙酮酸激

34、酶NAD+NADH+H+NADH+H+ADPATPADPATP脱氢酶2ATP2ADP糖酵解NADH+H+NAD+ 1). 1). 无氧条件下，无氧条件下，GlcGlc分解为乙醇或乳酸，为无氧分解为乙醇或乳酸，为无氧分解。（分解。（1 1）酵母等，）酵母等，Glc2 ethanol+2CO2 （2 2）肌肉等，）肌肉等，Glc2 lactate 2). 2). 虽无虽无O O2 2参与，但有脱氢反应，参与，但有脱氢反应，H H的受体为的受体为NADNAD+ +，胞质中胞质中NADNAD+ +少，须解决少，须解决NADHNADH的重新氧化。的重新氧化。 3). 3). 两种发酵均净生成两种发酵均净

35、生成2 2分子分子ATPATP，为底物水平磷酸，为底物水平磷酸化。化。 4). 4). 需要辅助因子，如需要辅助因子，如 NADNAD+ +, Mg, Mg2+2+ 等。等。 5). 5). 最重要的调节酶是最重要的调节酶是6-PFK-16-PFK-1 1) 1) 迅速提供能量迅速提供能量，尤其对肌肉收缩。，尤其对肌肉收缩。 2 2）机体）机体缺氧缺氧或肌肉局部血流不畅时的或肌肉局部血流不畅时的供能供能。 3 3）为）为强制性酵解组织供能强制性酵解组织供能。红细胞因为没。红细胞因为没 有线粒体，能量几乎全部由糖酵解提供。有线粒体，能量几乎全部由糖酵解提供。 神经细胞、白细胞、骨髓等代谢极为活神经细胞、白细胞、骨髓等代谢极为活 跃，耗能多，即使不缺氧也常由跃，耗能多，即使不缺氧也常由EMPEMP提提 供部分能量。对于眼角膜，由于血液供部分能量。对于眼角膜，由于血液 循环差，可利用的氧有限，需要循环差，可利用的氧有限，需要EMPEMP提提 供所需的能量。供所需的能量。海拔 5000米运动、高原缺氧运动、高原缺氧糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量机体加强糖酵解以适应高原缺氧环境某些组织细胞与某些组织细胞与糖酵解供能：糖酵解供能： 代谢极为活跃，即使不缺氧,也常由糖