基础生化2011_糖代谢

1、会计学1基础生化基础生化2011_糖代谢糖代谢第1页/共145页 线状线状方向方向 环状环状 分支状分支状（一）代谢物（一）代谢物 反应物、中间产物、产物统称代谢物。反应物、中间产物、产物统称代谢物。P289第2页/共145页第3页/共145页分支状代谢途径分支状代谢途径核苷酸的从头合成概况核苷酸的从头合成概况5-磷酸核糖磷酸核糖PRPPUMPIMPAspCO2 + Gln氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸乳清酸乳清酸dTMPUTPCTPGlnGlyGln一碳单位一碳单位一碳单位一碳单位CO2AspGTPATPAMPGMP第4页/共145页（三）（三）3种代谢物质途径种代谢物质途径1.1.分解代谢分解代

2、谢2.2.合成代谢合成代谢3.3.不定向代谢（两用途径）不定向代谢（两用途径）第5页/共145页奇数脂肪酸奇数脂肪酸Val Ile MetG脂肪酸脂肪酸不定向代谢途径不定向代谢途径返回返回第6页/共145页1.1.分散存在分散存在2.2.多酶复合体多酶复合体3.3.与膜结合的多酶复合物与膜结合的多酶复合物4.4.多功能酶多功能酶返回返回第7页/共145页二、物质代谢和能量代谢二、物质代谢和能量代谢（1）大分子转变为结构元件）大分子转变为结构元件（2）结构元件进一步降解为共同代谢中间物）结构元件进一步降解为共同代谢中间物（3）共同代谢中间物经共同代谢途径彻底氧化分解）共同代谢中间物经共同代谢途径

3、彻底氧化分解（二）能量代谢（二）能量代谢 ATP 和和NADPH返回返回 2.合成代谢合成代谢第8页/共145页三、代谢的基本特征三、代谢的基本特征返回返回第9页/共145页四、代谢的研究方法四、代谢的研究方法第10页/共145页第11页/共145页第一节第一节 概述概述第12页/共145页OHOHHOHHOHHOHCH2HHOOHCH2OHHCH2OHHHOHOHO葡萄糖（glucose ）果糖（fructose）123456123456一、重要的单糖一、重要的单糖第13页/共145页CHOOHHOHHOHHOHHHOCHOC OHCHHOCOHHCOHHCH2OHHOHOHHOHHOHHO

4、HCH2HHO123456123456123456开链型环型开链型-D-葡萄糖葡萄糖第14页/共145页1. 1. 提供能源提供能源（50-70%50-70%）3. 构成细胞的成分构成细胞的成分（蛋白聚糖、糖蛋白参与结缔组织、软骨构成，（蛋白聚糖、糖蛋白参与结缔组织、软骨构成，糖蛋白、糖脂参与生物膜）糖蛋白、糖脂参与生物膜）2. 2. 4. 构成某些生物活性物质构成某些生物活性物质多种糖蛋白是激素、酶、受体、抗体、血浆蛋白多种糖蛋白是激素、酶、受体、抗体、血浆蛋白第15页/共145页丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA磷酸戊糖磷酸戊糖途径途径葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解糖

5、酵解（有氧）（有氧）（无氧）（无氧）三羧酸三羧酸循环循环（有氧或无氧）（有氧或无氧）糖异生糖异生三、糖代谢概况（以三、糖代谢概况（以G G为中心）为中心）返回章返回章第16页/共145页第二节第二节 糖酵解糖酵解一、糖酵解定义一、糖酵解定义二、糖酵解过程二、糖酵解过程三、糖酵解要点三、糖酵解要点四、四、NADHNADH和丙酮酸的去路和丙酮酸的去路五、糖酵解的生物学意义五、糖酵解的生物学意义六、糖酵解的调控六、糖酵解的调控第17页/共145页一、糖酵解定义一、糖酵解定义 糖酵解是生物界最为原始的获取能量的一种糖酵解是生物界最为原始的获取能量的一种方式，在生物进化过程中，虽进化为在有氧条件方式，在

6、生物进化过程中，虽进化为在有氧条件下获取能量，但仍保留了这种原始方式。下获取能量，但仍保留了这种原始方式。第18页/共145页一、糖酵解定义一、糖酵解定义 糖酵解是第一个明确的代谢途径。糖酵解是第一个明确的代谢途径。指将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着指将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作Embden-Meyethof途径，简称途径。途径，简称途径。返回节返回节第19页/共145页 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果

7、糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸磷酸甘油甘油醛醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸第第一一阶阶段段第第二二阶阶段段第第三三阶阶段段葡萄糖葡萄糖葡萄糖的磷酸化葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解磷酸己糖的裂解丙酮酸和丙酮酸和ATP的生成的生成二、糖酵解过程二、糖酵解过程P316第20页/共145页不可逆不可逆第21页/共145页第22页/共145页不可逆反应不可逆反应酶的催化效率很低酶的催化效率很低第23页/共145页 One subunit of the te

8、trameric phosphofructokinase-1 (PFK-1)Regulatory ATP第24页/共145页羟羟醛醛裂裂解解反反应应第25页/共145页巯基酶巯基酶第26页/共145页NAD+CysCysSHNAD+SH+CH3HgCl+NAD+CysS+HINAD+CysS+ HClHgCH3HgCH3第27页/共145页底物水平磷酸化底物水平磷酸化第28页/共145页第29页/共145页第30页/共145页底物水平磷酸化底物水平磷酸化不可逆反应不可逆反应第31页/共145页ATP ADPATPADP葡萄糖激酶葡萄糖激酶磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶异构酶异构酶葡萄糖磷酸化的意义：

9、葡萄糖磷酸化的意义： 极极性增加性增加第32页/共145页醛缩酶醛缩酶异构酶异构酶第33页/共145页NAD+ NADH+H+ PiADP ATPH2OMg或或MnATP ADP 丙酮酸丙酮酸PEP丙酮酸激酶丙酮酸激酶脱氢酶脱氢酶激酶激酶变变位位酶酶烯醇化酶烯醇化酶返回节返回节第34页/共145页1. 1. 还原力：还原力：1 1次产生次产生2 2（NADH+HNADH+H+ +）2. ATP2. ATP： 2 2次底物水平磷酸化生成次底物水平磷酸化生成ATPATP，2 2次消耗次消耗ATPATP，净合成，净合成2ATP2ATP。3.3.三步不可逆反应三步不可逆反应4. 4. 总反应式总反应式

10、 C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi 2C3H4O3 +2NADH +2H+2ATP+2H2O返回节返回节第35页/共145页（一）无氧条件下（一）无氧条件下1.1.乳酸发酵（动物、细菌等）乳酸发酵（动物、细菌等）2.2.乙醇发酵（酵母等）乙醇发酵（酵母等）辅酶辅酶I的的再生再生P324第36页/共145页磷酸甘油穿梭系统磷酸甘油穿梭系统苹果酸穿梭系统苹果酸穿梭系统1. NADH1. NADH去路：去路：经呼吸链氧化产生经呼吸链氧化产生5ATP5ATP，即共产生即共产生7ATP7ATP。在某些组织，如某些神经和肌肉细胞中，在某些组织，如某些神经和肌肉细胞中，NADHNADH经经磷酸甘油

11、穿梭系统得磷酸甘油穿梭系统得FADFAD，产生产生1.5ATP1.5ATP，总计产生总计产生5ATP5ATP。？（二）有氧条件下：（二）有氧条件下：第37页/共145页2. 2. 丙酮酸去路丙酮酸去路（EMP）葡萄糖葡萄糖COOHC=OCH3丙酮酸丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰乙酰CoACoA三羧酸三羧酸循环循环 NAD+ NADH+H+CO2CoASH 葡萄糖的有氧分解葡萄糖的有氧分解第38页/共145页连接糖酵解和三羧连接糖酵解和三羧酸循环的中心环节酸循环的中心环节P332第39页/共145页第40页/共145页NADNAD+ + +H+H+ +丙酮酸丙酮酸脱氢酶脱氢酶FADFAD硫辛酸

12、乙酰硫辛酸乙酰转移酶转移酶二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶COCO2 2乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸二氢硫辛酸二氢硫辛酸NADH+HNADH+H+ +TPPTPP硫辛酸硫辛酸CoASHCoASHNADNAD+ +CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoAO OP333第41页/共145页C-H+C-CH3-C-COOHOHCO2丙酮酸丙酮酸噻吩环噻吩环第42页/共145页NADNAD+ + +H+H+ +丙酮酸丙酮酸脱氢酶脱氢酶FADFAD硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰转移酶转移酶二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶COCO2 2乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸二氢硫辛酸二氢硫辛酸NADH+HNADH+H+ +TPPTPP硫辛

13、酸硫辛酸CoASHCoASHNADNAD+ +CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoAO OP333第43页/共145页氧化型硫辛酸氧化型硫辛酸SSCCC(CH2)4COO-SHSCCC(CH2)4COO-乙酰二氢硫辛酸乙酰二氢硫辛酸+2H-2H二氢硫辛酸二氢硫辛酸HSHSCCC(CH2)4COO-第44页/共145页NADNAD+ + +H+H+ +丙酮酸丙酮酸脱氢酶脱氢酶FADFAD硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰转移酶转移酶二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶COCO2 2乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸二氢硫辛酸二氢硫辛酸NADH+HNADH+H+ +TPPTPP硫辛酸硫辛酸CoASHCoASHNADNAD+

14、+CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoAO OP333返回节返回节第45页/共145页五、糖酵解的生物学意义五、糖酵解的生物学意义返回节返回节第46页/共145页六、糖酵解的调控六、糖酵解的调控P325第47页/共145页己糖激酶和葡萄糖激酶的比较己糖激酶和葡萄糖激酶的比较 第48页/共145页酶活力随血糖浓度的变化酶活力随血糖浓度的变化第49页/共145页G-6-P参与很多代谢途径，参与很多代谢途径，因此因此HK不是糖酵解最关不是糖酵解最关键酶键酶第50页/共145页F-6-PF-1,6-BPPFK-1AMP、ADP、F-2,6-BPATP 、柠檬酸、柠檬酸P325 1. 别构抑制剂：别

15、构抑制剂：ATP(能量能量)、柠檬酸（碳骨架）、质子、柠檬酸（碳骨架）、质子 2. 别构激活剂：别构激活剂：AMP、ADP 6-磷酸果糖、磷酸果糖、2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖第51页/共145页高浓度高浓度ATPATP是别构抑制剂是别构抑制剂, ,降低降低PFKPFK和和 F-6-PF-6-P的亲和力。的亲和力。nATP的作用的作用ATPATP既是既是S S，又是别构抑制剂，浓度低时和高时作用不同，又是别构抑制剂，浓度低时和高时作用不同第52页/共145页 One subunit of the tetrameric phosphofructokinase-1 (PFK-1)Regulator

16、y ATP ATP既是底物又是抑制剂，既是底物又是抑制剂，PFK-1上有两个上有两个ATP结合位点：别构位点和结合位点：别构位点和活性中心，且与活性中心的亲和力高。活性中心，且与活性中心的亲和力高。巴斯德效应巴斯德效应第53页/共145页 2，6-FBP的别构激活的别构激活 （PFK最强激活剂）最强激活剂） P3262，6-FBP控制控制PFK的构象转换，提高的构象转换，提高PFK对对S的亲和力并能的亲和力并能降低降低ATP的抑制效应。的抑制效应。第54页/共145页PFK2PFK2和和F-2,6-BPaseF-2,6-BPase是多功能酶位于一条多肽链上，是同是多功能酶位于一条多肽链上，是同

17、一蛋白的两种不同形式，一蛋白的两种不同形式， PFK2PFK2为去磷酸化形式为去磷酸化形式，F-2,6-F-2,6-BPaseBPase是是Ser-OH磷酸化形式。磷酸化形式。G过剩，胰岛素分泌过剩，胰岛素分泌，胰高血糖素胰高血糖素分泌分泌，则促进去磷酸化，则促进去磷酸化，2，6-FBP的合成与分解的合成与分解 PiF-6-PF-2,6-BPATPADPH2OPFK-2果糖二磷酸酶-2AMP柠檬酸第55页/共145页PFK2 F-6-P的别构激活的别构激活 AMP和和ADP的别构激活的别构激活去除去除ATP抑制作用抑制作用 第56页/共145页P326第57页/共145页磷酸化的丙酮酸激酶磷酸

18、化的丙酮酸激酶（低活性）（低活性）去磷酸化的丙酮酸激酶去磷酸化的丙酮酸激酶（高活性）（高活性）H2OPiATPADPATP丙氨酸丙氨酸果糖果糖-1，6-二磷酸二磷酸+低血糖低血糖Pi+P326第58页/共145页1. 糖酵解几乎是生物的公共途径，一分子葡萄糖氧化成两分糖酵解几乎是生物的公共途径，一分子葡萄糖氧化成两分子丙酮酸，并把能量以子丙酮酸，并把能量以ATP和和NADH形式贮存。形式贮存。2. 糖酵解过程有糖酵解过程有10个酶，全部在胞质中。有个酶，全部在胞质中。有10个中间产物，都个中间产物，都是磷酸化的六碳或三碳化合物。是磷酸化的六碳或三碳化合物。3. 糖酵解的准备阶段，用糖酵解的准备

19、阶段，用ATP把葡萄糖转化为把葡萄糖转化为1,6-二磷酸果糖，二磷酸果糖，然后然后C3和和C4间的键断裂生成二分子三糖磷酸。间的键断裂生成二分子三糖磷酸。4. 在回报阶段，来自葡萄糖的在回报阶段，来自葡萄糖的3-磷酸甘油醛在磷酸甘油醛在C1上发生氧化，上发生氧化，反应能量以一分子反应能量以一分子NADH和二分子和二分子ATP形式贮存。形式贮存。6. 糖酵解受到其他产能途径的调控，以保证糖酵解受到其他产能途径的调控，以保证ATP的不断供给。的不断供给。己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶都受到变构调控。控己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶都受到变构调控。控制通过这个途径的碳流量，维持代谢中间物的水

20、平不变。制通过这个途径的碳流量，维持代谢中间物的水平不变。5. 总反应式：总反应式：Glc + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2Pyr + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O返回章返回章第59页/共145页同位素示踪；同位素示踪；尿素循环尿素循环第60页/共145页第三节第三节 三羧酸循环三羧酸循环一、一、TCATCA概念概念二、二、TCATCA反应历程反应历程三、三、TCATCA要点要点四、四、TCATCA的生理意义的生理意义五、五、TCATCA的回补反应的回补反应六、糖酵解的调控六、糖酵解的调控七、乙醛酸循环七、乙醛酸循环第61页/共145页 一、一、TCA的概念的

21、概念 三羧酸循环三羧酸循环 (Tricarboxylic acid circle)，又称又称柠檬酸循环，柠檬酸循环，Krebs循环，简写为循环，简写为TCA循环循环 有氧条件下，由乙酰有氧条件下，由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成和草酰乙酸缩合成有三个羧基的柠檬酸，再经一系列氧化和脱羧，有三个羧基的柠檬酸，再经一系列氧化和脱羧，最终生成二氧化碳和还原型辅酶并产生能量的过最终生成二氧化碳和还原型辅酶并产生能量的过程。程。第62页/共145页场所场所: : 真核细胞的线粒体基质真核细胞的线粒体基质反应过程的酶，除了琥珀酸脱氢酶是定位于真核生物线粒体内膜，其余均反应过程的酶，除了琥珀酸脱氢酶是定位于真核生

22、物线粒体内膜，其余均位于线粒体基质中。位于线粒体基质中。 返回节返回节第63页/共145页P336高度放能反应。高度放能反应。柠檬酸有严格的立体专一性，生成柠檬酸有严格的立体专一性，生成S-柠檬酸柠檬酸第64页/共145页羟基加在来源于羟基加在来源于OAA的的-碳上碳上前手性前手性第65页/共145页主要是辅酶主要是辅酶I哺乳动物中有以辅酶哺乳动物中有以辅酶为辅因子的同工酶，不只存在于线粒为辅因子的同工酶，不只存在于线粒体中，细胞溶胶中也存在。体中，细胞溶胶中也存在。第66页/共145页类似于丙酮酸脱氢酶复合体类似于丙酮酸脱氢酶复合体第67页/共145页底物水平磷酸化底物水平磷酸化琥珀酰琥珀酰

23、-CoA-CoA合成酶，琥珀酰硫激酶合成酶，琥珀酰硫激酶植物、微生物直接生成植物、微生物直接生成ATPATP合成酶与合酶合成酶与合酶第68页/共145页琥珀酸脱氢酶有严格的立体异构专一性，生成反式结构。琥珀酸脱氢酶有严格的立体异构专一性，生成反式结构。真核生物该酶定位于线粒体内膜上，也是电子传递链的组分真核生物该酶定位于线粒体内膜上，也是电子传递链的组分之一。之一。丙二酸是该酶的竞争性抑制剂。丙二酸是该酶的竞争性抑制剂。第69页/共145页也有严格的立体异构专一性，只形成也有严格的立体异构专一性，只形成L-L-苹果酸。苹果酸。第70页/共145页自由能变表明，该反应在热力学上是不利反应。但由于

24、自由能变表明，该反应在热力学上是不利反应。但由于OAA与乙酰与乙酰CoA的缩合是高度放能反应，同时的缩合是高度放能反应，同时OAA大量大量消耗，因而得以进行。消耗，因而得以进行。第71页/共145页TCATCA概貌概貌第72页/共145页TCATCA概貌概貌第73页/共145页返回节返回节第74页/共145页三、TCA要点第75页/共145页1. 11. 1次底物水平磷酸化次底物水平磷酸化 生成生成1ATP1ATP2. 2. 两次氧化脱羧两次氧化脱羧 （碳原子去向碳原子去向）3. 3. 三次三次NADHNADH，一次，一次FADHFADH2 2（氢原子来源和去向氢原子来源和去向）4. 4. 严

25、格需氧严格需氧5. 5. 消耗消耗2 2分子水分子水6. 6. 总反应式总反应式Pyr + 2H2O + 4NAD+ + FAD + GDP + Pi3CO2 + 4NADH + 4H+ + FADH2 + GTP第76页/共145页第77页/共145页 但经同位素标记实验发现，但经同位素标记实验发现，TCATCA中释放的中释放的两个两个COCO2 2中的碳原子并不是直接来自乙酰基中的碳原子并不是直接来自乙酰基，而是原先，而是原先草酰乙草酰乙酸中的两个碳原子酸中的两个碳原子。这是由于酶与底物以特殊方式结。这是由于酶与底物以特殊方式结合，经酶催化进行了不对称反应。合，经酶催化进行了不对称反应。第

26、78页/共145页来源来源:PyrPyr中的中的2 2对对氢原子、消耗两个水分子中的氢原子、消耗两个水分子中的2 2对对氢原子、氢原子、GDP+PiGTP+ HGDP+PiGTP+ H2 2O O时产生的一个水时产生的一个水分子中的分子中的1 1对对氢原子。氢原子。去向去向: 形成乙酰形成乙酰CoACoA时，时，1 1对对氢原子给了受氢体氢原子给了受氢体NADNAD+ +在三羧酸循环第三步、第四步和第八步反应中有在三羧酸循环第三步、第四步和第八步反应中有3 3对对氢原子分别给了受氢体氢原子分别给了受氢体NADNAD+ + 在三羧酸循环第六步反应中有在三羧酸循环第六步反应中有1 1对对氢原子给了

27、受氢氢原子给了受氢体体FADFAD第79页/共145页 三羧酸循环是葡萄糖完全氧化的三羧酸循环是葡萄糖完全氧化的前奏前奏，经氧化经氧化磷酸化过程后葡萄糖完全氧化。磷酸化过程后葡萄糖完全氧化。（1）糖酵解途径（胞浆）糖酵解途径（胞浆）葡萄糖葡萄糖22丙酮酸丙酮酸Glc + 2NADGlc + 2NAD+ + + 2ADP + 2Pi + 2ADP + 2Pi 2Pyr + 2H 2Pyr + 2H2 2O + O + 2NADH2NADH+ + + + 2H2H+ + + + 2ATP2ATP第80页/共145页（3）三羧酸循环：）三羧酸循环：2乙酰乙酰CoA4CO2（线粒体基质）（线粒体基质）

28、 2CH3COSCoA+4H2O+6NAD+2FAD+2GDP+2Pi 4CO2+2CoA-SH+6NADH+6H+2FADH2+2GTP（2） 2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA（线粒体基质（线粒体基质） 2Pyr + 2CoA-SH + 2NAD+ 2CH3COSCoA + 2CO2 + 2NADH + 2H+（4）还原型辅酶或辅基必须通过电子传递系统和氧化）还原型辅酶或辅基必须通过电子传递系统和氧化磷酸化系统被分子氧氧化成水磷酸化系统被分子氧氧化成水 。第81页/共145页第82页/共145页 每分子葡萄糖氧化成每分子葡萄糖氧化成CO2+H2O时合成的时合成的ATPP342返回节返回节第83

29、页/共145页5. 是需氧生物获得能量的主要途径是需氧生物获得能量的主要途径(进入呼吸链进入呼吸链)第84页/共145页第85页/共145页TCA是三大物质分解和合成代谢的枢纽是三大物质分解和合成代谢的枢纽奇数脂肪酸奇数脂肪酸Val Ile MetG脂肪酸脂肪酸P344双重作用双重作用第86页/共145页5. 是需氧生物获得能量的主要途径是需氧生物获得能量的主要途径(进入呼吸链进入呼吸链)返回节返回节P343第87页/共145页五、五、TCA的回补反应的回补反应及时补充及时补充TCA的中间物的中间物P343PyrPyr羧化酶羧化酶第88页/共145页PEPPEP羧激酶羧激酶PEP + CO2

30、草酰乙酸草酰乙酸PEP羧化酶羧化酶（高等植物、（高等植物、细菌和酵母）细菌和酵母）（心肌和骨（心肌和骨骼肌）骼肌）PEPPEP羧化酶羧化酶返回节返回节3、AspAsp和和GluGlu脱氨脱氨 Asp 草酰乙酸草酰乙酸 Glu -酮戊二酸酮戊二酸4、奇数脂肪酸、奇数脂肪酸、Ile等产生琥珀酰等产生琥珀酰CoA第89页/共145页六、六、TCA的调控的调控2、共价修饰调节（磷酸化失活）、共价修饰调节（磷酸化失活）丙酮酸丙酮酸脱氢酶复合体乙酰 CoAAMP、NAD+、CoA、Ca2+ATP、NADH、脂肪酸P342第90页/共145页H HO-CHO-CH2 2H HO-CHO-CH2 2O-O-P

31、 PCHCH2 2CHCH2 2O-O-P PTPPTPPTPPTPP ADPADP 乙酰乙酰CoACoANADNAD+ + NADH NADH2ATP2ATP - - + + 2ADP 2ADP 2Pi 2Pi + + 2H 2H2 2O OCaCa2+2+ 胰岛素胰岛素 （无活性）（无活性）（活性）（活性）蛋白激酶磷酸酶TPPTPPTPPTPP2、共价修饰调节、共价修饰调节激酶和磷酸酶的活性受别构效应物控制激酶和磷酸酶的活性受别构效应物控制TPPTPPTPPTPP第91页/共145页TCATCA中酶活性主要由酶的底物供应情况和产物中酶活性主要由酶的底物供应情况和产物浓度调节，底物乙酰浓度调

32、节，底物乙酰CoACoA、OAAOAA及产物及产物NADHNADH、终、终产物产物ATPATP是最关键的调节物。是最关键的调节物。第92页/共145页巴斯德效应（巴斯德效应（Pasteur effect)有氧氧化抑制糖酵解，关键在有氧氧化抑制糖酵解，关键在NADH。（三）（三） 异柠檬酸脱氢酶（最重要）异柠檬酸脱氢酶（最重要） 1.1.别构调节别构调节 变构激活剂：变构激活剂：ADPADP、CaCa2+2+（是肌肉收缩的信号）（是肌肉收缩的信号） 变构抑制剂：变构抑制剂： NADHNADH、 ATPATP 2.2.共价修饰共价修饰 磷酸化失活磷酸化失活返回节返回节第93页/共145页返回节返回

33、节P343第94页/共145页第95页/共145页异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸琥珀酸琥珀酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASHTCA乙酰乙酰CoA乙乙醛醛酸酸乙酰乙酰CoACoASH走那条途径取决于异走那条途径取决于异柠檬酸脱氢酶和裂合柠檬酸脱氢酶和裂合酶的活性酶的活性P345第96页/共145页异柠檬酸异柠檬酸裂解酶裂解酶异柠檬酸异柠檬酸 琥珀酸琥珀酸 乙醛酸乙醛酸CH2COOHCHCOOHCHCOOHOHCH2COOHCH2COOHCHOCOOH+CHCOOHCH2COOHOHCHOCOOH+CH3COSCoA+CoASH乙醛酸乙醛酸 乙酰乙酰CoA 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸合酶合酶第

34、97页/共145页柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸琥珀酸琥珀酸乙醛酸乙醛酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸乙乙醛醛酸酸循循环环体体线线粒粒体体琥珀酸琥珀酸草酰乙酸草酰乙酸TCAAspAsp草酰乙酸草酰乙酸乙酰CoA异生异生Glu-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸GluP345第98页/共145页糖异生糖异生脂脂代代谢谢而是使乙酰而是使乙酰CoA净转变为净转变为第99页/共145页乙酸菌乙酸菌以乙酸为主要食物的细菌以乙酸为主要食物的细菌乙酸乙酸NH3乙醛酸循环乙醛酸循环四碳、四碳、六碳化六碳化合物合物转化转化 + ATP +CoASH + H2O +AMP +PPi乙酰乙酰CoA合成酶合成酶第100页/共

35、145页 除糖酵解及糖的有氧氧化代谢途径外，在细胞内除糖酵解及糖的有氧氧化代谢途径外，在细胞内还存在糖的其它分解途径。我们将这些途径称为还存在糖的其它分解途径。我们将这些途径称为分解分解代谢支路或旁路代谢支路或旁路 (Catabolism shunt) 磷酸己糖旁路磷酸己糖旁路 (Hexose monophosphate shunt, HMS, 也称磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖途径, pentose phosphate pathway)是这些是这些支路中较为重要的一种。在细胞溶胶内进行，广泛存支路中较为重要的一种。在细胞溶胶内进行，广泛存在于动植物细胞中。动物体中有在于动植物细胞中。动物体中有30

36、%的葡萄糖通过此的葡萄糖通过此途径分解。途径分解。在组织匀浆中添加糖酵解的酶抑制剂（碘乙酸抑制在组织匀浆中添加糖酵解的酶抑制剂（碘乙酸抑制3-P甘油醛脱氢酶），但仍有一定量的甘油醛脱氢酶），但仍有一定量的G被氧化成被氧化成CO2和和 H2O；用同位素；用同位素14C分别标记分别标记C1 和和C6，结果，结果C1更容更容易氧化生成易氧化生成CO2（如果通过（如果通过EMP则二者的生成速度是则二者的生成速度是相同的）相同的）第101页/共145页第四节第四节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径一、磷酸戊糖途径的反应历程一、磷酸戊糖途径的反应历程二、磷酸戊糖途径的几个特点二、磷酸戊糖途径的几个特点三、磷酸戊糖

37、途径的调节三、磷酸戊糖途径的调节四、磷酸戊糖途径的生理意义四、磷酸戊糖途径的生理意义第102页/共145页P376第103页/共145页脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶磷酸戊糖途径氧化阶段磷酸戊糖途径氧化阶段脱氢酶脱氢酶内酯酶内酯酶P372第104页/共145页磷酸戊糖途径非氧化阶段磷酸戊糖途径非氧化阶段转酮酶转酮酶转醛酶转醛酶转酮酶转酮酶第105页/共145页第106页/共145页G-6-P 33NADP+3NADPH+H+6-磷酸葡萄糖 脱氢酶6-磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖酸333NADP+3NADPH+H+6-磷酸葡萄糖酸 脱氢酶3CO25-磷酸核酮糖 35-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖5-磷酸

38、木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛4-磷酸赤藓糖F-6-P3-磷酸甘油醛F-6-P磷酸戊糖的生成基团转移（5C）（5C）（7C）（3C）（4C）（6C）（3C）（6C）（5C）返回节返回节P376第107页/共145页返回节返回节3分子五碳糖生成分子五碳糖生成2分子六碳糖和分子六碳糖和1分子三碳糖，分子三碳糖，6NADPH第108页/共145页返回节返回节第109页/共145页G-6-PD缺陷缺陷导致蚕豆病导致蚕豆病脂肪组织、干脂肪组织、干脏、肾上腺、脏、肾上腺、乳腺乳腺返回章返回章P377第110页/共145页第五节第五节 糖异生糖异生人脑、红细胞等依赖人脑、红细胞等依赖G供能，饥饿状态下或

39、供能，饥饿状态下或肝糖原耗尽如何供能？肝糖原耗尽如何供能？第111页/共145页第五节第五节 糖异生糖异生一、糖异生的概念一、糖异生的概念二、糖异生的途径二、糖异生的途径三、糖异生的前体物质三、糖异生的前体物质四、乳酸循环四、乳酸循环五、糖异生途径的生理意义五、糖异生途径的生理意义六、糖异生的调节六、糖异生的调节第112页/共145页是指由非糖物质，如甘油、乳酸和各种生糖氨基酸是指由非糖物质，如甘油、乳酸和各种生糖氨基酸等，经过系列反应转化生成葡萄糖或糖原的过程。等，经过系列反应转化生成葡萄糖或糖原的过程。 糖异生作用场所糖异生作用场所大脑、骨骼肌或心肌也进行极少大脑、骨骼肌或心肌也进行极少量

40、的糖异生作用。量的糖异生作用。一、糖异生概念一、糖异生概念 :返回节返回节第113页/共145页P381第114页/共145页PEPADPATP草酰乙酸丙酮酸羧化酶ADP+Pi ATP CO2生物素GTPGDPCO2PEP羧激酶丙酮酸激酶COO- -CCH3COO- -CHCH2OPO丙酮酸COO- -CCH2OCOOH（线粒体）（线粒体，胞液）1丙酮酸丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸：磷酸烯醇式丙酮酸：耗能？耗能？第115页/共145页F-6-P F-1,6-BPATPADPPiH2OPFK-1FBP酶-1第116页/共145页G G-6-PATPADPPiH2OG-6-P酶HK由由葡萄糖葡萄糖-6

41、-磷酸酶磷酸酶催化进行水解。该酶结合在光面内质网膜上，肝、肾、肠细催化进行水解。该酶结合在光面内质网膜上，肝、肾、肠细胞内胞内G-6-P转变为后进入血液，维持血糖浓度。转变为后进入血液，维持血糖浓度。多数组织中不存在该酶，如脑、肌肉组织，故肌肉组织中多数组织中不存在该酶，如脑、肌肉组织，故肌肉组织中G-6-P不能转变为，不能转变为，而主要用于释放能量。而主要用于释放能量。第117页/共145页 2Pyr +4ATP+2GTP+2NADH+2H+6H2O G +2NAD+4ADP+2GDP+6PiP383返回节返回节第118页/共145页甘甘 油油乳乳 酸酸氨基酸氨基酸丙酸代谢丙酸代谢三羧酸循环

42、三羧酸循环的中间产物的中间产物进入糖异生作用的途径进入糖异生作用的途径l 氧 化 成氧 化 成 丙 酮 酸丙 酮 酸l 转变为转变为磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮l 转 化 成转 化 成 草 酰 乙 酸草 酰 乙 酸l 生糖氨基酸生糖氨基酸l 生酮氨基酸无法进入糖异生途径生酮氨基酸无法进入糖异生途径l 葡萄糖葡萄糖-丙氨酸循环丙氨酸循环l 通过通过TCA生成草酰乙酸进入糖异生途径生成草酰乙酸进入糖异生途径进入糖异生途径进入糖异生途径返回节返回节第119页/共145页肌肉肌肉肝肝G丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸糖酵解糖酵解NADH+H+NAD+乳酸乳酸乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸NAD+NADH+H+GG糖异生糖异生血

43、液血液P384第120页/共145页概念：概念：肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖酵肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖酵解产生乳酸，因为肌肉内糖异生活性低，所以乳解产生乳酸，因为肌肉内糖异生活性低，所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖入血后又可被肌肉摄取，异生为葡萄糖，葡萄糖入血后又可被肌肉摄取，这就构成了一个循环，成为乳酸循环，也叫这就构成了一个循环，成为乳酸循环，也叫Cori循环。循环。生理意义：避免损失乳酸；防止乳酸堆积造成酸生理意义：避免损失乳酸；防止乳酸堆积造成酸中毒。中毒。是耗能的过程，是耗能的过程，2分子乳

44、酸异生为葡萄糖需消耗分子乳酸异生为葡萄糖需消耗6 分子分子ATP。返回节返回节第121页/共145页返回节返回节第122页/共145页 F-1,6-BPATPADPPiH2OPFK-1FBP酶-1F-6-PF-2,6-BPAMP糖酵解糖异生糖异生和糖酵解有密切的相互协调关系。糖异生和糖酵解有密切的相互协调关系。主要是别构调节，作为糖酵解别构激活剂的几乎都主要是别构调节，作为糖酵解别构激活剂的几乎都是异生的别构抑制剂。是异生的别构抑制剂。P383第123页/共145页 F-1,6-BPATPADPF-2,6-BPPEP丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA胰高血糖素胰岛素胰高血糖素肝AlaADP返回章返回章第

45、124页/共145页第六节第六节 糖原的合成和分解糖原的合成和分解一、糖原的结构和功能一、糖原的结构和功能二、糖原的分解二、糖原的分解三、糖原的合成三、糖原的合成第125页/共145页HOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHHOHHOHCH2OHHOHOHHOHCH2OHHOOHOHOHHOHHOHCH2OHHO -1,4-糖苷键糖苷键还原端还原端 -1,6-糖苷键糖苷键非还原非还原端端一、糖原的结构和功能一、糖原的结构和功能第126页/共145页2. 糖原糖原(glycogen)的功能的功能 为什么机体

46、选择糖原作为贮能物质？为什么机体选择糖原作为贮能物质？是糖的贮存形式，是一种容易被动员的储备燃料，是糖的贮存形式，是一种容易被动员的储备燃料，主要存在于肝、肾和肌肉。脊椎动物从膳食中摄入主要存在于肝、肾和肌肉。脊椎动物从膳食中摄入的的G大约大约2/3转化为糖原。转化为糖原。可以快速动员可以快速动员可在无氧条件下分解可在无氧条件下分解动物很难将脂类物质转变为。动物很难将脂类物质转变为。返回节返回节第127页/共145页2. 糖原糖原(glycogen)的功能的功能 肝糖原的功能：大部分用于降解转化成葡萄糖以维肝糖原的功能：大部分用于降解转化成葡萄糖以维持血糖水平持血糖水平(正常人为正常人为80120mg/100ml血血)。人晚。人晚餐后至第二天早餐约提供餐后至第二天早餐约提供100g。 肌糖原的功能：在于肌肉组织糖酵解时提供肌糖原的功能：在于肌肉组织糖酵解时提供G-6-P，通过氧化供应能量，不能转变成游离的葡萄糖。，通过氧化供应能量，不能转变成游离的葡萄糖。第128页/共145页糖原分解始于非还原端糖原分解始于非还原端GnPi Gn-1G-1-PG-6-P G-6-P酶H2O PiG磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶是糖原分解的关键酶。是糖原分解的关键酶。肌肉肌肉中无葡萄糖中无葡萄糖-6-6-磷酸酶。磷酸酶。糖原的糖原的G G单位酵解单位酵解净产