第4章 糖代谢

1、名词解释名词解释v物质名称物质名称 化学本质、来源、功能化学本质、来源、功能 v代谢途径名称代谢途径名称 起始物起始物 终产物终产物v结构名称结构名称 存在部位、组成、功能存在部位、组成、功能反应部位反应部位反应条件反应条件物质代谢的学习要点物质代谢的学习要点v代谢途径的名称代谢途径的名称v反应条件反应条件v起始物起始物v终产物终产物v进行部位进行部位v关键酶及其调节关键酶及其调节v生理意义生理意义 v能量情况能量情况v代谢异常与疾病的关系代谢异常与疾病的关系 第六章第六章 糖代谢糖代谢(Metabolism of Carbohydrates)学习要求学习要求v掌握糖酵解及有氧氧化的反应条件、

2、细胞定位、主要过程、能量情况、关键酶和生理意义；v熟悉糖的生理功能。v培养分析问题与解决问题能力。糖的基本知识一、什么是糖一、什么是糖 糖是一大类有机化合物，其化学本质为糖是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。 葡萄糖葡萄糖(glucose) 果糖果糖(fructose) 半乳糖半乳糖(galactose) 核糖核糖(ribose) 麦芽糖麦芽糖 (maltose)乳乳 糖糖 (lactose)蔗蔗 糖糖 (sucrose)淀淀 粉粉 (starch)糖糖 原原 (glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)糖脂糖脂

3、(glycolipid)糖蛋白糖蛋白 (glycoprotein)常见的单糖常见的单糖-葡萄糖葡萄糖 环状环状 D-D-葡萄糖葡萄糖 (D-glucose) CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH1 23456 HO HCOCH2OHOHOHOH123456开链开链 v蔗糖蔗糖OOOCH2OHCH2OHHOCH212324OCH2OHOCH2OHOHO14123常见的多糖常见的多糖-淀粉淀粉 OHHOCH2OHCH2OHOOOOCH2CH2OHOOOOHOOOO葡萄糖葡萄糖 OHHHHOHOHHOHOHCH2OH146-1，4-糖苷键糖苷键-1，6-糖苷键糖苷键糖原糖原（动物体内储存

4、的多糖）（动物体内储存的多糖）葡萄糖葡萄糖 OHHHHOHOHHOHOHCH2OH146(outline) 一、糖的功能一、糖的功能原料原料 (五五)二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收淀粉淀粉唾液淀粉酶唾液淀粉酶糊精糊精少量麦芽糖少量麦芽糖胃酸胃酸水解部分水解部分淀粉淀粉胰胰淀淀粉粉酶酶-糊糊精精酶酶葡萄糖、麦芽糖葡萄糖、麦芽糖小肠粘膜小肠粘膜细胞细胞消化主要在小肠消化主要在小肠v 为什么有些人喝了牛奶后会出现消化不良的症状（腹胀、腹泻）？v 先天性缺乏乳糖酶所致。 三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况 磷酸戊糖磷酸戊糖 NADPH 葡萄糖葡萄糖 氧化分解氧化分解 丙丙酮酮酸酸 有氧氧化有氧氧化 无

5、氧氧化无氧氧化 乳酸乳酸 糖异生糖异生乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 糖原分解糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊磷酸戊糖途径糖途径 食物食物 消化吸收消化吸收 大量大量ATP 少量少量ATP 乙酰乙酰CoAH2O及及CO2 (Catabolism of Carbohydrates) (Catabolism of Carbohydrates)在在缺氧缺氧情况下，情况下，葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原生成生成乳酸乳酸(lactate)的过程称之为糖的无氧氧化，又称为的过程称之为糖的无氧氧化，又称为糖糖酵解酵解。其反应部位在其反应部位在胞浆胞浆。糖的有氧氧化指在机体糖的有氧氧化指在机体供氧

6、充足供氧充足时，葡萄糖彻底时，葡萄糖彻底氧化成氧化成H2O和和CO2，并释放出能量的过程。是机，并释放出能量的过程。是机体体主要供能方式主要供能方式。在胞液及线粒体中进行。在胞液及线粒体中进行。列表比较糖酵解与有氧氧化列表比较糖酵解与有氧氧化 糖酵解糖酵解 有氧氧化有氧氧化起始物 终产物反应条件反应部位反应过程：相同 不同点净生成能量关键酶生理意义G/GnG/Gn乳酸、ATPCO2、H2O、ATP无氧供氧充足胞液胞液、线粒体糖酵解途径（G开始）开始） 2 32或或30反应过程的不同点v糖酵解：丙酮酸乳酸有氧氧化：丙酮酸乙酰辅酶A H2O+CO2三羧酸循环关键酶v糖酵解有：已糖激酶（葡萄糖激酶）

7、、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶v有氧氧化：第一阶段：已糖激酶（葡萄糖激酶）、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶第二阶段：丙酮酸脱氢酶复合体第三阶段：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戌二酸脱氢酶复合体GluG-6-PF-6-PF-1, 6-BPATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 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-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E1: 己糖激酶己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶丙酮

8、酸激酶 NAD+ 乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径糖酵解的代谢途径E2E1E3NADH+H+ H2OG-1-P 糖原1.5* 葡萄糖有氧氧化的葡萄糖有氧氧化的ATP生成生成反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-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NAD+ 22.5或或2 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2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 2.5 第第三三

9、阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 2.5 2 -酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ 2 2.5 净生成净生成32(或或30)ATP NAD+ NAD+ NAD+ 小结：糖酵解反应特点小结：糖酵解反应特点1. 反应部位反应部位 胞浆。胞浆。2. 糖酵解是一个不需氧的产能过程。糖酵解是一个不需氧的产能过程。3. 反应全过程中有三步不可逆的反应。反应全过程中有三步不可逆的反应。G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己

10、糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-BP 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 (2)净生成净生成ATP数量：数量：从从G开始开始 22-2= 2ATP 从从Gn开始开始 22-1= 3ATP2,3-BPG) ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 Mg2+ 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 PCH2OOHCCHPOOPCH2OOHCOOHCH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 PPPCH2OOCOOHCHPP2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 变位酶变位酶磷酸酶磷酸酶H2OPi 红细胞中红细胞中存在存在2,3-BPG支路。支路。2,3

11、-BPG与与Hb结结合，可降低合，可降低Hb与氧的亲与氧的亲和力，促进和力，促进氧的释放，氧的释放，以满足组织以满足组织细胞对氧的细胞对氧的需要。需要。无氧分解的生理意义无氧分解的生理意义v机体在缺氧情况下获取能量的有效方式机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。v是某些组织和细胞获取能量的主要途径是某些组织和细胞获取能量的主要途径过多的无氧分解会导致酸中毒过多的无氧分解会导致酸中毒某些病理状态某些病理状态与与糖酵解供能糖酵解供能 某些病理情况下某些病理情况下机体主要通过糖酵解机体主要通过糖酵解获得能量获得能量. .糖酵解意义糖酵解意义严重贫血严重贫血大量失血大量失血呼吸障碍呼吸障碍肺及心血管肺及

12、心血管等疾病等疾病 主要是通过对主要是通过对己糖激酶、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三个关键酶的活性的调节，分为激素三个关键酶的活性的调节，分为激素调节和代谢物的变构调节及共价修饰调节。调节和代谢物的变构调节及共价修饰调节。(1)变构激活剂：变构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-BP; F-2,6-BP。(2)变构抑制剂：变构抑制剂： 柠檬酸柠檬酸; ; ATP(高浓度高浓度)。 (3)F-1,6-BP 正反馈调节该酶。正反馈调节该酶。 (1)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但对可反馈抑制己糖激酶，但对葡萄糖激酶无影响。葡萄糖激酶无影响。(2

13、)长链脂肪酰长链脂肪酰CoA为葡萄糖激酶变构抑制剂。为葡萄糖激酶变构抑制剂。在饥饿时可减少肝摄取葡萄糖。在饥饿时可减少肝摄取葡萄糖。(2)变构抑制剂：变构抑制剂：ATP, 丙氨酸丙氨酸(1)变构激活剂：变构激活剂：1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖第一阶段：丙酮酸生成第一阶段：丙酮酸生成 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G(Gn) 第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TCA循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 糖的有氧氧化糖的有氧氧化指在机体氧

14、供充足时，葡萄糖彻底指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成氧化成H2O和和CO2，并释放出，并释放出能量能量的过程。是机体主的过程。是机体主要供能方式。要供能方式。在胞液及线粒体分在胞液及线粒体分四个阶段进行四个阶段进行。 丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸氧化脱氢酶系丙酮酸氧化脱氢酶系(1)总反应式总反应式: 辅辅 酶酶 TPP 硫辛酸硫辛酸( ) HSCoA FAD, NAD+(2)丙酮酸氧化脱氢酶系的组成丙酮酸氧化脱氢酶系的组成 酶酶

15、E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶SSLTPPE1E2E3FAD NAD+HSCoASSNAD+TPPE1E3FADH2SSE2CO2 CoASHNADH+H+TPPE1E3FADSSE2TPPE1E3FADSSE2CH3-C-COOHOCH3-C-HOHTPPE1E3FADHSSE2CH3-COCH3-C- SCoAOTPPE1E3FADHSHSE2(3)丙酮酸氧化脱氢酶系催化的反应过程丙酮酸氧化脱氢酶系催化的反应过程 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。 CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FA

16、DFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH顺乌头酸顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOH酮戊二酸酮戊二酸CH2O琥珀酰琥珀酰CoAO-SC

17、oACH2CH2COOHC琥珀酸琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸苹果酸(3)三羧酸循环的要点三羧酸循环的要点草酰乙酸草酰乙酸看似在循环看似在循环中不消耗，其实不然，可转变成其他物质，故需不中不消耗，其实不然，可转变成其他物质，故需不断补充。断补充。 主要是通过对七个关键酶活性的调节，主要是通过对七个关键酶活性的调节，分为分为别构调节别构调节和和共价修饰调节。共价修饰调节。关关键键酶酶 酵解途径：酵解途径：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 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧

18、：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：柠檬酸合酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱异柠檬酸脱氢酶、氢酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体1. 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体的调节的调节变构调节变构调节变构抑制剂：乙酰变构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP 变构激活剂：变构激活剂：AMP; ADP; NAD+ 乙酰乙酰CoA 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA - -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸 苹果酸苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶 - -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢

19、酶复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响的影响 产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制 循环中后续反应循环中后续反应中间产物别位反馈抑中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶制前面反应中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激活许多酶2. 三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节知识点v磷酸戊糖途径（关键酶、生理意义）v糖原合成与分解v糖异生v血糖学习要求学习要求v1.掌握磷酸戊糖途径的关键酶、生理意义掌握磷酸戊糖途径的关键酶、生理意义；糖原合成与分解、糖异生的概念、进行部糖原合成与分解

20、、糖异生的概念、进行部位、关键酶及生理意义；血糖的概念、来位、关键酶及生理意义；血糖的概念、来源和去路。源和去路。v2熟悉血糖浓度的调节，高血糖和低血糖熟悉血糖浓度的调节，高血糖和低血糖的概念、常见的原因的概念、常见的原因。v二职业能力目标二职业能力目标v1熟悉熟悉G-6-PD缺陷症的病因缺陷症的病因v2能运用所学生化知识解释为什么患能运用所学生化知识解释为什么患G-6-PD缺陷症的人容易发生溶血。缺陷症的人容易发生溶血。 v3.能正确判读血糖检查结果能正确判读血糖检查结果检测题一、填空题1、磷酸戊糖途径的起始物是 2、限速酶是3、蚕豆病的病因是二、判断题 糖的主要生理功能是氧化供能，而磷酸戊

21、糖途径是糖分解代谢途径之一，所以磷酸戊糖途径也是人体内获能的途径之一。 三、简答题1、简述磷酸戊糖途径的生理意义。2、运用所学生化知识解释为何蚕豆病患者易发生溶血？磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由是指由6-磷酸葡萄糖生成磷酸葡萄糖生成磷酸磷酸戊糖戊糖及及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。的反应过程。磷酸戊糖途径又称磷酸戊糖途径又称磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路代谢。代谢。(一一) 反应过程反应过程 第一阶段：氧化反应。第一阶段：氧化反应。 第二阶段：非氧化基团转移反应。第二阶段：非氧化基团转移反应。磷酸戊糖途径磷酸戊糖途

22、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-磷酸赤藓磷酸赤藓糖糖 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+ 3NADPH+3H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+ 3NADPH+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖

23、酸脱氢酶 CO2总反应式总反应式36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2 G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2。关键酶：关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶。磷酸葡萄糖脱氢酶。(1)磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖5-5-磷酸核糖参与磷酸核糖参与各种核苷酸辅酶及核苷酸的合成各种核苷酸辅酶及核苷酸的合成DNADNA、RNARNA合成原料合成原料(1)NAD(P)(1)NAD(P)+ +(2)

24、FAD(2)FAD(3)HSCoA(3)HSCoA各种核苷酸辅酶各种核苷酸辅酶(1) NTP(1) NTP(2)dNTP(2)dNTP(3)cAMP/cGMP(3)cAMP/cGMP核苷酸核苷酸(3)cAMP/cGMP(3)cAMP/cGMP第二信使第二信使NADPH的主要功能的主要功能1 1、作为供氢体、作为供氢体 -参与体内多种生物合成反应参与体内多种生物合成反应2 2、是谷胱甘肽还原酶的辅酶、是谷胱甘肽还原酶的辅酶 -对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用常含量起重要作用3 3、作为加单氧酶的辅酶、作为加单氧酶的辅酶 -参与肝脏对激素、药物和毒物的生

25、参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转化作用物转化作用4 4、清除自由基的作用、清除自由基的作用 磷酸戊糖途径与溶血性贫血一些具有氧化作用的外源性物质一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等如蚕豆、抗疟药、磺胺药等NADPH+HNADPH+H+ +NADPNADP+ +2GSH2GSHGSSHGSSH磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径G6PDG6PD缺乏缺乏GSSHGSSH溶血溶血一些具有氧化作用的外源性物质一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等如蚕豆、抗疟药、磺胺药等NADPH+HNADPH+H+ +磷酸戊糖途径与神经精神病 与与VitB1缺乏有关缺乏有关VitB1缺乏缺乏TPP

26、转酮醇酶转酮醇酶功能障碍功能障碍木酮糖、核糖、赤藓糖木酮糖、核糖、赤藓糖合成障碍合成障碍神经髓鞘糖脂神经髓鞘糖脂合成障碍合成障碍神经精神病神经精神病脚气病脚气病进一步发展进一步发展果糖果糖己糖激酶己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖半乳糖激酶半乳糖激酶变位酶变位酶甘露糖甘露糖6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖己糖激酶己糖激酶变位酶变位酶四、其他单糖的分解代谢四、其他单糖的分解代谢 果糖、甘露糖、半果糖、甘露糖、半乳糖等单糖都是转变乳糖等单糖都是转变为葡萄糖代谢的中间为葡萄糖代谢的中间产物而进行代

27、谢。产物而进行代谢。磷酸戊糖途径小结知识点：v起始物v限速酶v生理意义v蚕豆病的病因v蚕豆病易发生溶血机理肌糖原，肌糖原，250 400g，氧化供能。氧化供能。 肝糖原，肝糖原，70 100g，维持血糖。维持血糖。 1. 葡萄糖残基以葡萄糖残基以-1,4-糖苷键糖苷键形形成长链成长链。2. 约约10个葡萄糖残基处形成分个葡萄糖残基处形成分枝，分枝处葡萄糖以枝，分枝处葡萄糖以-1,6-糖糖苷键苷键连接，分支增加，溶解连接，分支增加，溶解度增加。度增加。3. 每条链都终止于一个非还原每条链都终止于一个非还原端。非还原端增多，以利于端。非还原端增多，以利于其被酶分解。其被酶分解。(一一)概念：单糖（

28、主要是葡萄糖）转化概念：单糖（主要是葡萄糖）转化成糖原的过程。成糖原的过程。（二）合成部位（二）合成部位1. 组织定位组织定位 主要在肝、肌肉主要在肝、肌肉2. 细胞定位细胞定位 胞浆胞浆 UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 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 糖原糖原n 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 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 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶葡萄糖激酶(肝肝) OHHOOHHOHHOHHHC

29、H2OHHPOOHHOOHHOHHOHHHCH2OHHOH2. 6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 由于糖原分子延长需形成由于糖原分子延长需形成-1,4-糖苷键，故糖苷键，故葡萄糖分子葡萄糖分子C1上的羟基须活化上的羟基须活化，有利于与糖原，有利于与糖原末端葡萄糖残基的游离末端葡萄糖残基的游离C4羟基缩合。羟基缩合。1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 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 OHHOOHHOHHOHHHCH2OHHPOOHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄在体内充作葡萄糖供体

30、。糖供体。3. 1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 PPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) （UTP） 1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP尿苷尿苷 PPPPPPOHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP尿苷尿苷 PP糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶 4. 糖原分子的延长糖原分子的延长 1. 需要需要糖原引物糖原引物(primer)， 作为作为UDPG 上葡萄糖上葡萄糖基的接

31、受体。基的接受体。 引物引物：指在聚合反应中作为底物而引发产生的：指在聚合反应中作为底物而引发产生的聚合产物的分子。聚合产物的分子。 2.关键酶是关键酶是糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase) 3.糖原合成是糖原合成是消耗能量消耗能量的过程的过程 2个个P 4.糖原支链形成糖原支链形成需要分支酶需要分支酶的作用的作用 (三三)糖原合成反应的特点糖原合成反应的特点OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO4.糖原分枝的形成糖原分枝的形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme)-1,4-糖苷键糖苷

32、键 -1,6-糖苷键糖苷键 (一一)定义定义:肝糖原分解为葡萄糖的过程肝糖原分解为葡萄糖的过程.(二二) 反应过程反应过程 UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 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 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 4. 脱枝酶的作用脱枝酶的作用 转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基水解水解 -1,6-糖苷键糖苷键 转移酶活性转移酶活性-1,6糖苷糖苷酶活性酶活性 OOOOOOOOOOOOOOOOOOO

33、OOOOO磷酸化酶磷酸化酶脱枝酶脱枝酶(dabranching enzyme) 在几个酶的共同作用下，最终产物中的在几个酶的共同作用下，最终产物中的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。(一一) 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 磷酸化酶磷酸化酶 1. 糖原分解为糖原分解为1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 2. 1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 3. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-

34、6-磷酸酶磷酸酶 （肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 三、糖原合成与分解的意义三、糖原合成与分解的意义 (一一) 糖原是葡萄糖的一种储存形式。糖原是葡萄糖的一种储存形式。血糖血糖:葡萄糖葡萄糖 糖原糖原血糖血糖:糖原糖原 葡萄糖葡萄糖 (二二) 因肝、肾因肝、肾有有葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶，故肝糖原可分，故肝糖原可分解为葡萄糖，释放入血，维持血糖浓度。解为葡萄糖，释放入血，维持血糖浓度。 (三三)肌肉组织肌肉组织无无葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶，所生成的，所生成的6-磷磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，只能氧化酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，只能氧化供能。供

35、能。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 对关键酶调节对关键酶调节(一一) 共价修饰调节共价修饰调节 3.调节有级联放大作用，效率高；调节有级联放大作用，效率高； 1.两种酶磷酸化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； 2.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； 4.受激素调节。受激素调节。 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

36、化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶 糖原合酶糖原合酶-P 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 PKA：蛋白激酶：蛋白激酶A抑制糖原合成抑制糖原合成增强糖原分解增强糖原分解1. 糖原合酶与糖原磷酸化酶都是变构酶，可受糖原合酶与糖原磷酸化酶都是变构酶，可受代谢物的变构调节。代谢物的变构调节。2. 6-磷酸葡萄糖可激活糖原合酶磷酸葡萄糖可激活糖原合酶b，使之转变为，使之转变为活性的糖原合酶活性的糖原合酶a，加速糖原合成。，加速糖原合成。3. AMP浓度升高时，可使糖原磷酸化酶浓度升高时，可使糖原磷酸化酶b变构而变构而易形成有活性的糖

37、原磷酸化酶易形成有活性的糖原磷酸化酶a，加速糖原分解。，加速糖原分解。4. ATP是糖原磷酸化酶是糖原磷酸化酶a的变构抑制剂，抑制糖的变构抑制剂，抑制糖原分解。原分解。(二二)变构调节变构调节(二二)部位部位 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。 (三三)原料原料 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。一、什么是糖异生一、什么是糖异生 (一一)糖异生糖异生 是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。的过程。生糖氨基酸生糖氨基酸 -酮酸酮酸 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 乳酸乳酸 丙酮酸

38、丙酮酸 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(一一)反应过程反应过程 糖异生与糖酵解途径共有可逆糖异生与糖酵解途径共有可逆反应，反应，3个由关键酶催化的个由关键酶催化的不可逆反不可逆反应，应，由另外的反应和酶代替。由另外的反应和酶代替。GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油

39、酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸1. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 G-6-P Pi 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶 2. 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 F-1,6-BP F-6-PPi 丙丙酮酸羧化酶酮酸羧化酶(辅酶为生物素辅酶为生物素) 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 ATP + CO2ADP + Pi 苹果酸苹果酸 天冬氨酸天冬氨酸

40、天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP PEP羧激酶羧激酶 GTP GDP + CO2 线线粒粒体体胞胞液液 丙酮酸羧化为草酰乙酸，再脱羧生丙酮酸羧化为草酰乙酸，再脱羧生成成PEP的过的过程称程称丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路。3. 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(PEP)(一一)维持血糖浓度相对恒定维持血糖浓度相对恒定 （最重要）（最重要） (二二)调节酸碱平衡调节酸碱平衡（二）补充肝糖原（二）补充肝糖原(四四)有利于乳酸的再利用有利于乳酸的再利用乳酸乳酸 （四）有利于乳酸的再利用（四）有利于乳酸的再利用糖原糖原 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 葡萄糖葡

41、萄糖 血糖血糖 血乳酸血乳酸 糖原糖原 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖氧不足氧不足肝肝 肌肉肌肉 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 NADH NAD+ 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 血液血液 肌肉中乳酸经血循环进入肝异生为葡萄糖，再肌肉中乳酸经血循环进入肝异生为葡萄糖，再经血循环到达肌肉中分解为乳酸的过程，成为经血循环到达肌肉中分解为乳酸的过程，成为乳酸循环乳酸循环。2. 乳酸的再利用可防止代谢性酸中毒。乳酸的再利用可防止代谢性酸中毒。(一一)代谢代谢物的调节物的调节1细胞内细胞内

42、ATP含量较高时，促进糖异生而抑制含量较高时，促进糖异生而抑制糖的氧化。糖的氧化。AMP、ADP可抑制糖异生作用，促进可抑制糖异生作用，促进糖的氧化分解。糖的氧化分解。2乙酰辅酶乙酰辅酶A一方面可抑制丙酮酸脱氢酶系的一方面可抑制丙酮酸脱氢酶系的活性，使丙酮酸大量堆积，为糖异生提供原料；活性，使丙酮酸大量堆积，为糖异生提供原料；另一方面又可激活丙酮酸羧化酶，加速丙酮酸生另一方面又可激活丙酮酸羧化酶，加速丙酮酸生成草酰乙酸，促进糖异生。成草酰乙酸，促进糖异生。(二二)激素的调节激素的调节 升高血糖的激素促进糖异生；降低血糖的激升高血糖的激素促进糖异生；降低血糖的激素抑制糖异生。素抑制糖异生。第四节

43、 血糖 血糖血糖是血液中单糖的总称，临床称血中是血液中单糖的总称，临床称血中葡葡萄糖萄糖为血糖。为血糖。 正常成人空腹静脉血糖浓度正常成人空腹静脉血糖浓度 为为3.896.11mmol/L 。 高血糖：高血糖：临床临床 上将血糖浓度高于正常值的上限上将血糖浓度高于正常值的上限 低血糖：低血糖：血糖浓度低于正常值的下限血糖浓度低于正常值的下限 高血糖=糖尿病？糖尿病的诊断标准糖尿病的诊断标准空腹血糖浓度（空腹血糖浓度（FPG）7.0mmol/L任意血糖浓度：任意血糖浓度： 11.1mmol/LOGTT2hPG： 11.1mmol/L上述任意一项上述任意一项+糖尿病症状糖尿病症状课外拓展v课外查阅

44、文献：糖化血红蛋白的临床意义v有一有一50岁的男性岁的男性,其其体检的血糖检查结体检的血糖检查结果果: 空腹静脉血糖空腹静脉血糖7.5mmol/Lv如何把血糖降下来？来源减少，去路增多血血糖糖食食 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 肝肝(肌肌)糖原糖原 转变为其他物质转变为其他物质 二、血糖来源和去路二、血糖来源和去路尿糖尿糖(8.8910.00mmol/L)肾糖阈肾糖阈降血糖措施v减少糖的摄入v使用降血糖药物v增加运动（一）器官调节（一）器官调节最主要器官：肝最主要器官：肝 调节途径：肝糖原的合成与分解调节途径：肝糖原的合成与分解 糖异生糖异生（二）主要调（二）主要调节激素节激素降低血糖：胰岛素降低血