糖异生及糖原合成课件

1、糖异生和糖的合成整理ppt1糖异生和糖的合成整理ppt1一、单糖的合成P154（一）糖异生概念：主要指由非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程（二）过程整理ppt2一、单糖的合成P154整理ppt2糖异生主要途径和关键反应 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶果糖二磷酸(酯)酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶葡萄糖6-磷酸酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶整理ppt3糖异生主要途径和关键反应 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-糖异生途径关键反应之一+ H2O+Pi葡萄糖-6-磷酸酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖整理ppt

2、4糖异生途径关键反应之一+ H2O+Pi葡萄糖-6-磷酸酶P6糖异生途径关键反应之二果糖二磷酸酶-1+ H2O+ Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH整理ppt5糖异生途径关键反应之二果糖二磷酸酶-1+ H2O+ 糖异生途径关键反应之三PEP羧激酶ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2整理ppt6糖异生途径关键反应之三PEP羧激酶ATP+H2O 苹果酸/天冬氨酸苹果酸/天冬氨酸草酰乙酸PEP丙酮酸丙酮酸胞液线粒体乙酰CoAGPEP 磷酸烯醇式丙酮酸羧激

3、酶草酰乙酸 丙酮酸羧化酶整理ppt7苹果酸/天冬氨酸苹果酸/天冬氨酸草酰乙酸PEP丙酮酸丙酮酸胞糖酵解和葡萄糖异生的关系ABC1C2A G-6-P磷酸酯酶B F-1.6-P磷酸酯酶C1 丙酮酸羧化酶C2 PEP羧激酶（胞液）（线粒体）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羟丙酮3-P-甘油醛-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循环乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸3-P-甘油甘油苹果酸苹果酸整理ppt8糖酵解和葡萄糖异生的关系ABC1C2A G-6-P磷酸酯酶（胞液）（线粒体）葡萄糖代谢和 糖异生的关系（PEP）丙氨酸天冬氨酸谷氨酸（转氨基作用）整

4、理ppt9（胞液）（线粒体）葡萄糖代谢和 糖异生的关系（PEP）丙氨酸糖异生的调节： 1. 6-P-G与1.6-FBP：促进异生，抑制酵解： 高浓度的6-P-G 、ATP 和柠檬酸，促进酵解，抑制异生： AMP、 2.6-二磷酸果糖、ADP整理ppt10糖异生的调节：整理ppt10二、糖异生的调节AMPF-2,6-BP-ATP+果糖双磷酸酶-1fructose biphosphatase-1整理ppt11二、糖异生的调节AMP-ATP+果糖双磷酸酶-1整理ppt1乙酰CoA+丙酮酸羧化酶pyruvate carboxylase整理ppt12乙酰CoA+丙酮酸羧化酶整理ppt12三、糖异生的原料

5、1生糖氨基酸：Ala, Cys, Gly, Ser, Thr, Trp 丙酮酸Pro，His，Gln，Arg Glu -酮戊二酸Ile，Met，Ser，Thr，Val 琥珀酰CoAPhe，Tyr 延胡索酸Asn，Asp 草酰乙酸整理ppt13三、糖异生的原料1生糖氨基酸：整理ppt132甘油： 甘油三酯 甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮。3乳酸： 乳酸丙酮酸。整理ppt142甘油：整理ppt14四、糖异生的生理意义1在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。2回收乳酸分子中的能量： 葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸，可经血循环转运至肝，再经糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用，

6、这一循环过程就称为乳酸循环（Cori循环）。整理ppt15四、糖异生的生理意义1在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。部位： 肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中定义： 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合 成(glycogenesis)。单糖: 葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等二、糖原合成整理ppt16部位：定义：单糖:二、糖原合成整理ppt162缩合：在关键酶糖原合酶的催化下，以原有糖原分子为引物，添加新的葡萄糖单位。糖原合酶*UDPG + (G)n(G)n+1 + UDP整理ppt172缩合：糖原合酶*UDPG + (G)n(G)n+1 + 糖原合酶的作用机制整理ppt18糖原合酶的作用机制整理ppt1

7、83分支：当直链长度达12个葡萄糖残基以上时，在分支酶(branching enzyme)的催化下，将距末端67个葡萄糖残基组成的寡糖链由-1,4-糖苷键转变为-1,6-糖苷键，使糖原出现分支。 整理ppt193分支：整理ppt19 分 支 酶 (branching enzyme)-1,4-糖苷键 整理ppt20 分 支 酶 (branching enzyme)-1糖原的合成与分解代谢G-6-P G 己糖(葡萄糖)激酶 磷酸葡萄糖变位酶 G-1-P UDPG焦磷酸化酶 UTP UDPG PPi 糖原合酶 Gn+1 UDP Gn 葡萄糖-6-磷酸酶（肝） 糖原磷酸化酶 Pi Gn 整理ppt21

8、糖原的合成与分解代谢G-6-P G 己糖(葡萄糖)激酶 ATP 葡萄糖激酶Mg2+葡萄糖(glucose)6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)葡萄糖 + ATP 6-磷酸葡萄糖+ADP（1）葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖ADP整理ppt22ATP 葡萄糖激酶Mg2+葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖 + A6-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖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-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖整理ppt236-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖(glucose-1-

9、phosphate)UTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(uridine diposphate glucose)PPiUDPG焦磷酸化酶UTP+1-磷酸葡萄糖 UDPG+ PPiH2O2Pi（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成尿苷整理ppt241-磷酸葡萄糖UTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiUDP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)糖原引物(Gn)(glycogen primer)糖原合酶糖原(Gn+1)(glycogen)UDP（4）UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上尿苷整理ppt25尿苷二磷酸葡萄糖糖原引物(Gn)糖原合酶糖原(Gn+1)UD(5) 分支酶催化糖原不断形成新分支链糖原引物糖原合酶分枝酶

10、糖原合成的限速酶1218G整理ppt26(5) 分支酶催化糖原不断形成新分支链糖原引物糖原合酶分枝酶肝糖原与肌糖原比较 肝糖原 肌糖原贮 量 90-100g 200-500g 5% 1-2%合成原料 单糖/非糖物质 葡萄糖分解产物 葡萄糖 乳 酸功 能 维持血糖浓度 满足剧烈运动时 的相对恒定 肌肉对能量的需要消 耗 餐后12-18h 剧烈运动后整理ppt27肝糖原与肌糖原比较 肝糖原（二）糖原合成的特点：必须以原有糖原分子作为引物；合成反应在糖原的非还原端进行；合成为一耗能过程，每增加一个葡萄糖残基，需消耗2个高能磷酸键（2分子ATP）；关键酶是糖原合酶(glycogen synthase)

11、，为一共价修饰酶；需UTP参与（以UDP为载体）。 整理ppt28（二）糖原合成的特点：必须以原有糖原分子作为引物；整理ppt二、糖原的分解代谢糖原的分解代谢可分为三个阶段：1水解：包括三步反应，循环交替进行。 磷酸解：由糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase)催化对-1,4-糖苷键磷酸解，生成G-1-P。糖原磷酸化酶*(G)n + Pi (G)n-1 + G-1-P（一）反应过程：整理ppt29二、糖原的分解代谢糖原的分解代谢可分为三个阶段：糖原磷酸化酶 转寡糖链：当糖原被水解到离分支点四个葡萄糖残基时，由葡聚糖转移酶催化，将分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链的非还原端，

12、使分支点暴露。 脱枝：由-1,6-葡萄糖苷酶催化。将-1,6-糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖。-1,6-葡萄糖苷酶(G)n + H2O(G)n-1 + G整理ppt30 转寡糖链：当糖原被水解到离分支点四个葡萄糖残基时，由葡聚脱枝酶 (debranching enzyme)磷 酸 化 酶 -1,6糖苷酶活性 转移酶活性 整理ppt31脱枝酶 (debranching enzyme)磷 2异构：磷酸葡萄糖变位酶G-1-PG-6-P3脱磷酸： 由葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase)催化，生成自由葡萄糖。该酶只存在于肝及肾中。葡萄糖-6-磷酸酶G-6-P + H2OG

13、+ Pi 整理ppt322异构：磷酸葡萄糖变位酶G-1-PG-6-P3脱磷酸：葡（二）糖原分解的特点：水解反应在糖原的非还原端进行；是一非耗能过程；关键酶是糖原磷酸化酶(glycogen phosphory-lase)，为一共价修饰酶，其辅酶是磷酸吡哆醛。 整理ppt33（二）糖原分解的特点：水解反应在糖原的非还原端进行；整理pp三、糖原合成与分解的调节激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体 腺苷环化酶 （无活性）腺苷环化酶（有活性） ATP cAMP PKA(无活性) PKA(有活性) 磷酸化酶b激酶 磷酸化酶b激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶-1

14、 磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 糖原合酶 糖原合酶-P 磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 整理ppt34三、糖原合成与分解的调节激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 四、糖原合成与分解的生理意义1贮存能量。2调节血糖浓度。3利用乳酸：肝中可经糖异生途径利用糖无氧酵解产生的乳酸来合成糖原。这就是肝糖原合成的三碳途径或间接途径。 整理ppt35四、糖原合成与分解的生理意义1贮存能量。整理ppt35整理ppt36整理ppt36糖代谢的调节过程 一、无氧酵解的调节 二、TCA 的调节三、磷酸戊糖途径调节四、糖异生的调节五、糖原代谢的调节六、神经和激素对糖的调节整理ppt37糖代谢的调节过程 整理ppt37糖酵解过程的

15、调节酶：酶 的 名 称已糖激酶葡萄糖激酶(肝)磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶变构激活剂Mg2+, Mn2+Mg2+, Mn2+Mg2+, AMP, ADP,F-1,6-2P, F-2,6-2P Mg2+, K+, F-1,6-2P变构抑制剂G-6-P - ATP，H+、柠檬酸，长链脂肪酸ATP整理ppt38糖酵解过程的调节酶：酶 的 名 称变构激活剂变构抑制剂整理p已糖激酶的分型 型 型 中文名称 已糖激酶(HK) 葡萄糖激酶(GK) 存在范围 在组织细胞中 仅在肝脏和胰腺 广泛存在 细胞存在与葡萄糖亲和力 高 低 Km: 0.01mmol/L Km: 10100mmol/L产物反馈抑制 有 无

16、激素调控受激素调控 葡萄糖激酶/已糖激酶整理ppt39已糖激酶的分型 型 变构抑制剂ATPNADH ATP、NADH、琥珀酰CoA三羧酸循环的调节酶及其调节酶 的 名 称柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系变构激活剂ADP、AMP整理ppt40变构抑制剂三羧酸循环的调节酶及其调节酶 的 名 称变构激活剂P丙酮酸氧化和三羧酸循环的调节琥珀酰CoA草酰乙酸苹果酸琥珀酸-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸延胡索酸乙酰辅酶A丙酮酸乙酰CoA、NADH、ATPATPNADH琥珀酰CoA、NADH、ATP整理ppt41P丙酮酸氧化和三羧酸循环的调节琥珀酰CoA草酰乙酸苹果酸磷酸戊糖途径： 最重要的调节因素是：N

17、ADP+的水平糖异生的调节： 1. 6-P-G与1.6-FBP：促进异生，抑制酵解：高浓度的6-P-G 、ATP 和柠檬酸，促进酵解，抑制异生： 2.6-二磷酸果糖整理ppt42磷酸戊糖途径：整理ppt422.丙酮酸与PEP：丙酮酸羧化酶 激活剂：乙酰辅酶A 抑制剂：ADP 丙酮酸激酶：激活剂：ADP AMP 抑制剂：ATP NADH 丙氨酸整理ppt432.丙酮酸与PEP：整理ppt43七、乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历程3、乙醛酸循环的生理意义 植物种子萌发的脂肪转化为糖2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系整理ppt44七、乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历程3、乙醛酸循环的生理意CoA

18、SH柠檬酸合成酶顺乌头酸酶乙醛酸循环反应历程NAD +NADH苹果酸脱氢酶草酰乙酸 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸异柠檬酸裂解酶苹果酸合成酶 O OH-C-C OH乙醛酸NAD+草酰乙酸整理ppt45CoASH柠檬酸合成酶顺乌头酸酶乙醛酸循环反应历程NAD + OCH3-C-SCoACoASH乙醛酸循环和三羧酸循环反应历程的 比较柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA草酰乙酸 O OH-C-C OH乙醛酸 OCH3-C-SCoA苹果酸延胡索酸整理ppt46 OCoASH乙醛酸循环和三羧酸循环反应历程的 比乙醛酸循环总反应式及其与糖异生的关系草酰乙酸糖异生途径+ 2CoASH+NADH+H+COO-CH2CH2COO-琥珀酸 OCH3-CSCoA+NAD+2整理ppt47乙醛酸循环总反应式及其与糖异生的关系草酰乙酸糖异生途径+ 2 激素对肝糖原合成与分解的调控意义：由于酶的共价修饰反应是酶促反应，只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。肾上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP