第四章+2糖类化合物和糖代谢(2011-5-18)课件

第四章糖类化合物和糖代谢----糖代谢糖代谢的概况6-磷酸葡萄糖酵解途径丙酮酸

有氧H2O及CO2

乳酸乳酸、氨基酸、甘油

糖原

磷酸戊糖途径核糖

+NADPH

ATP糖异生途径消化吸收淀粉无氧糖原合成肝糖原分解第一节糖酵解和己糖分解代谢一、定义三、反应过程：分为二个阶段二、细胞定位：胞浆糖酵解：在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸并放出能量的过程。

glycolysis糖酵解葡萄糖生成丙酮酸并放出能量的过程，又称为EMP途径。

准备阶段产能阶段葡萄糖3-磷酸甘油醛丙酮酸途径:第一个阶段：准备阶段共5步糖酵解途径的第1个关键酶,第1个耗能反应已糖激酶1.葡萄糖磷酸化形成6-磷酸葡萄糖hexokinaseandGlucokinaseP326葡萄糖分子磷酸化意义葡萄糖分子磷酸化意义：

（1）将葡萄糖分子磷酸化成了易参加代谢反应的活化形式；（2）磷酸化的葡萄糖分子带有很强的极性基团，不能透过细胞膜，能够防止细胞内的葡萄糖分子向外渗出；为以后底物水平磷酸化贮备了磷酸基。糖原中的葡萄糖残基参与糖酵解2、磷酸己糖异构化Glucose-6-PIsomerizesfromanAldosetoaKetose

特点：①反应的△Go′变化很小，反应可逆。②磷酸葡萄糖异构酶将葡萄糖的羰基C由C1移至C2，为C1位磷酸化作准备，同时保证C2上有羰基存在，这对分子的β断裂，形成三碳物是必需的磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构化机理3、1,6-二磷酸果糖的生成6-磷酸果糖激酶(6-phosphofructokinase-1，PFK-1)磷酸果糖激酶是糖酵解途径的第二个关键酶,并且是限速酶,第二个耗能反应1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1（PFK-I）调节酵解途径流量最重要的酶；四聚体，受多种变构效应剂的影响；变构抑制剂：ATP、柠檬酸

变构激活剂：AMP、ADP、

1,6-二磷酸果糖（反馈激活）

2,6-二磷酸果糖（最强的激活剂）

此酶有二个结合ATP的部位：①活性中心底物结合部位（低浓度时）②活性中心外别构调节部位（高浓度时）thetworolesofATPinthePFK-1catalyzedreaction?

ATPandAMPbindingtoPFK-1shiftstheequilibriumbetweentheTandRconformations活性中心别构中心思考：ATP是磷酸果糖激酶的底物，为什么ATP浓度高，反而会抑制磷酸果糖激酶？磷酸果糖激酶是变构酶，它与ATP结合有两个部位，一个是催化部位，一个是调节部位。二个部位对ATP的亲和力不同。催化部位的亲和力高，而调节部位的亲和力低，当ATP浓度低时，ATP只与具有高亲和力的催化部位结合，这时酶执行正常的催化功能。当ATP浓度高时，ATP不仅与催化部位结合，而且还能与调节部位结合。ATP与调节部位结合后，使酶的构象发生变化，这种变化不利于酶与底物结合，从而使反应速度下降。PFK-1anditsregulation•

PFK-1existsasahomotetramer(adimerofdimers).•Itisstableintwoconformations;theinactiveTstateoractiveRstate(similartototheTandRconformationsofhemoglobin).•TheactivityofPFK-1isallostericallyactivatedbybindingofF-2,6-BP,AMP,andADP,anditisallostericallyinhibitedbycitrateandATP.

F-2.6-BP对PFK-I的调节作用4.

1,6-二磷酸果糖的裂解该反应△Go′=23.97kJ/mol,在热力学上不利，但是，在生理环境中，3-磷酸甘油醛不断转化成丙酮酸，驱动反应向右进行3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮123456123456covalentSchiffbase1,6-二磷酸果糖的裂解相当于1,6-二磷酸果糖裂解为两分子的3-磷酸甘油醛。5、磷酸丙糖的同分异构化葡萄糖中的碳原子的去向磷酸二羟丙酮醛缩酶1234561234563-磷酸甘油醛葡萄糖中碳原子3`-P甘油醛形成CO2顺序123Centralcoreof8parallelstrands,surroundedby8helices.Thisstructuralmotif,calledanbarrel,isalsofoundinthreeotherglycolyticenzymes.

Triosephosphateisomerase(TIM)Kcat/Km=~108第一阶段小结第二阶段：6.3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用机制碘乙酸的不可逆地抑制碘乙酸（1）糖酵解过程中第一次产生高能磷酸键，并且产生了还原剂NADH。（2）催化此反应的酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶是巯基酶，所以它可被碘乙酸(ICH2COOH)不可逆地抑制(引起果糖-1.6-二磷酸积累）。故碘乙酸能抑制糖酵解。（3）、砷酸盐的毒害

甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）能够利用砷酸代替磷酸参加反应，生成3-p-甘油酰砷酸，这是一个高度不稳定的化合物，在水溶液中，可立刻自发地分解为3-p-甘油酸和砷酸。因此，砷酸不抑制糖酵解的继续进行，但它不能产生高能磷酸健。所以，砷酸是糖酵解中基质水平磷酸化的解偶联剂。维生素B5与烟酰胺辅酶维生素B5(维生素PP又称抗癞皮病因子)包括：

烟酸（尼克酸，nicotinicacid）

烟酰胺（尼克酰胺，nicotinamide）

烟酰胺是合成NAD、NADP的前体NAD+、NADP+是许多脱氢酶的辅酶。

NAD+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅酶I

NADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，辅酶IINCOOH尼克酸NCONH2维生素B5与烟酰胺辅酶71,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸底物水平磷酸化指在分解代谢过程中，底物因脱氢、脱水等作用而使能量在分子内部重新分布，形成高能磷酸化合物，然后将高能磷酸基团转移到ADP形成ATP的过程。substratelevelphosphorylation

ATPissynthesizedbythreemajorroutes:Substrate-level

phosphorylation(Glycolysis,Citricacidcycle)

Oxidativephosphorylation(Drivenbyelectrontransport)

Photophosphorylation(Photosynthesis)8、3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸中间出现：2,3—磷酸甘油酸中间产物（BPG）BPG影响血红蛋白结合氧气的作用磷酸甘油酸变位酶催化机制酶的活性部位His上结合有一个磷酸基团。出现二磷酸的中间产物，2.3-二磷酸甘油酸。（BPG）

BPG的别构效应BPG通过与血红蛋白的两个β亚基形成盐键稳定了血红蛋白的脱氧态构象，因而降低了血红蛋白的氧亲合力。红细胞中，己糖激酶缺乏葡萄糖磷酸化受影响，EMP产物减少，BPG缺少，血红蛋白对O2的亲和力异常高，组织获得O2的机会少，引起缺氧。红细胞中合成BPG为糖酵解一个支路糖酵解两种酶缺陷效应9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成氟化物抑制烯醇化酶（氟与镁和无机磷酸形成一个复合物，取代酶分子上镁离子的位置，从而使酶失活。）10、PEP形成丙酮酸的生成糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶是第三个关键酶，丙酮酸激酶的调节

变构激活剂：1,6-二磷酸果糖

变构抑制剂：ATP、丙氨酸乙酰COA,长链脂肪酸共价修饰方式调节（肝内）

葡萄糖→1,6-二磷酸果糖→丙酮酸别构调节胰高血糖素可通过cAMP抑制丙酮酸激酶的活性第三个重要的调节点丙氨酸乙酰COAPyruvatekinaseregulation共价修饰方式调节丙酮酸激酶（Pykinase）缺乏酵解产物不能进入TCA，EMP产物浓度增高，2,3-dip-GA增多，血红蛋白对O2的亲和力非常低；ATP减少，降低Na+.K+-ATPase活性，细胞无法维持正常离子浓度而肿胀、裂解，导致溶血性贫血。自发反应自发反应糖酵解作用小结糖原Pi1.糖酵解作用小结调节3步不可逆反应已糖激酶调节

抑制剂（负效应调节物）：G-6-P和ATP

激活剂（正效应调节物）：ADP

磷酸果糖激酶调节（关键限速步骤）

抑制剂：ATP、柠檬酸、脂肪酸和H+

ATP：细胞内含有丰富的ATP时，此酶几乎无活性。柠檬酸：高含量的柠檬酸是碳骨架过剩的信号。

H+：可防止肌肉中形成过量乳酸而使血液酸中毒。

激活剂：

AMP、果糖-2.6–二磷酸、

丙酮酸激酶调节

抑制剂：乙酰CoA、长链脂肪酸、Ala、ATP

激活剂：

F-1.6-二磷酸、

丙酮酸激酶共价修饰方式调节（肝脏）RegulationofGlycolysis1.WhenATPisneeded,glycolysisisactivatedAMPandfructose2,6-bisphosphate(F2,6BP)relievetheinhibitionofPFK-1byATP2.WhenATPlevelsaresufficient,glycolysisactivitydecreasesPFK-1isinhibitedbyATPandcitrateHexokinaseinhibitedbyexcessglucose6-phosphate糖酵解作用小结（续）2、产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从葡萄糖开始2×2-2=2ATP从糖原开始2×2-1=3ATP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸ADP←←→→ATP→3-磷酸甘油酸激酶

磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶

2步底物水平磷酸化糖酵解作用小结（续）3、终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。（1）分解利用（2）乳酸循环（糖异生）4、反应类型：

a

底物水平磷酸化

c

异构化作用

b

磷酰基转位d

脱水

e

醛醇裂解

f

与氧化作用偶联的磷酸化作用

5.糖酵解的自由能变化Go‘变化

G变化

kJ/mol五、糖酵解－生理意义

1、生物界最普遍的供能方式2.缺氧条件下迅速为生命活动提供能量的途径，尤其对肌肉收缩更为重要。3.是机体某些组织获能或主要获能的方式如视网膜、神经、癌组织等。成熟红细胞几乎完全依赖糖酵解供应能量。

4.乳酸的利用：可通过乳酸循环（Coricycle）在肝脏经糖异生途径转化为糖。

六、丙酮酸的去路葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA三羧酸循环（有氧或无氧）丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA糖酵解途径三羧酸循环（有氧或无氧）（有氧）（无氧）（一）丙酮酸的无氧还原1、乳酸发酵（lacticfermation）

动物，藻类、乳酸菌葡萄糖+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2H2O

NAD乳酸可以通过血液进入肝、肾等组织内，重新转变成丙酮酸，再合成葡萄糖和肝糖元，或进入三羧酸循环氧化。为葡萄糖的C3或C4Withoutoxygen-thereisreallyonlyfermentation.乳酸发酵为什么必须将丙酮酸还原为乳酸？在厌氧条件下，肌肉中进行糖酵解为什么必须将丙酮酸还原为乳酸？该反应的NADH来源是什么？

本题考查了肌肉中糖酵解途径在厌氧条件下的丙酮酸的去路。糖酵解过程中产生的NADH必须再生为NAD+才能使酵解不断进行下去，而厌氧条件下，NADH不能进入呼吸链再生，故必须以其他有机物作为电子受体而氧化再生。在肌肉中，必须将丙酮酸还原为乳酸，才能使NADH被氧化再生，而糖酵解也才能进行下去。该反应的NADH来自糖酵解中的唯一一步氧化反应：3-磷酸甘油醛在磷酸甘油醛脱氢酶作用下氧化为1,3二磷酸甘油酸。思考题(2)乙醇发酵

为葡萄糖的C3或C4PyruvatedecarboxylasePyruvatedecarboxylaseispresentinbrewersyeastandbakersyeastandinallotherorganismsinwhichalcoholfermentationoccurs(includingsomeplants)vitaminB1:thiamineTPPactsasanelectronsink

PyruvatedecarboxylasevitaminB1:thiaminePresentintissuesasthiaminpyrophosphate(TPP)TPPisanessentialcoenzymeforoxidativedecarboxylationofalpha-ketoacidspyruvatetoacetylCoADeficiencyberiberi脚气病inhumanspolyneuritis多发性神经炎inbirds吃精米与喝酒容易得脚气病？脚气病患者血液中可能积累丙酮酸？丙酮酸+CoA-SH+NAD+

乙酰CoA+CO2+NADH+H+（二）丙酮酸的有氧时思考：葡萄糖氧化过程中磷酸化的意义？（三）1、进行糖异生2、合成氨基酸丙酮酸的去路(续)七、其它糖进入单糖分解的途径果糖6-磷酸果糖己糖激酶对果糖的亲和力远远低于对葡萄糖的亲和力,组织对果糖的磷酸化效率是很低的.果糖激酶(fructokinase)主要存在于肝,肾,小肠细胞中,果糖不耐症：由于肝脏细胞缺乏醛缩酶B，造成1-磷酸果糖积累，使无机磷酸大量消耗。醛缩酶B丙糖激酶己糖激酶1-磷酸果糖

磷酸二羟丙酮+甘油醛,果糖激酶3-磷酸甘油醛.1、果糖进入EMP途径糖酵解途径其它糖进入单糖分解的途径半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖UDPGalUDPGUDPG差向异构酶1-磷酸半乳糖尿苷酰转移酶

半乳糖激酶6-磷酸葡萄糖葡萄糖变位酶2、半乳糖进入EMP途径ADPATPCrabtree效应(课后3题）

Crabtree效应（亦称反Pasteur作用）：

一些组织细胞给予葡萄糖时，无论供氧充足与否，均呈现很强的酵解反应，而糖的有氧氧化受抑制，这种作用称为Crabtree效应。实验现象：

在癌细胞中有Crabtree现象，后发现某些正常组织细胞(如视网膜、睾丸、小肠粘膜、颗粒性白细胞、肾髓质、成熟红细胞等)亦有此现象。解释：

此类细胞糖酵解酶系较强，而线粒体中某些氧化酶系如细胞色素氧化酶活性较低，争夺氧化磷酸化底物处劣势。Pasteur效应

Pasteur效应：

糖的有氧氧化对糖酵解的抑制作用称为Pasteur效应。机理：

有氧时NADH+H+可进入线粒体内氧化，于是丙酮酸就进行有氧氧化而不生成乳酸------有氧氧化可抑制糖酵解。缺氧时，氧化磷酸化受阻，ADP与Pi不能合成ATP，致使ADP/ATP比值升高，而激活糖酵解途径的限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加。DNP可以解除Pasteur效应?DNP可以解除Pasteur效应?PAsTEUR效应电子传递链ATP1.葡萄糖激酶是肝脏特有的己糖激酶同工酶。其最大特点在于不受产物葡萄糖-6-磷酸的别构抑制，对于进食后维持血糖水平的稳定非常重要(是非题)。中山大学2009年2.论述EMP途径及其过程的反应机制。（15分）

华南理工大学20093.浙江大学20084.大连理工大学2008思考题第二节

糖有氧氧化的概念一、糖的有氧氧化定义：（一）定义：葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化生成CO2、H2O和放出能量代谢过程，称为糖的有氧氧化。反应过程酵解途径（胞浆）丙酮酸的氧化脱羧（线粒体）

三羧酸循环（线粒体）G（Gn）丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循环胞液线粒体三个阶段二、丙酮酸生成乙酰辅酶A丙酮酸复合体真核细胞位于线粒体，原核细胞则在胞液中。含B1、泛酸、B2、PP四种维生素,或加硫辛酸五种维生素,需要6种因子丙酮酸脱氢酶复合体的组成硫辛酰赖氨酰摆臂硫辛酸联到E2的Lys上形成硫辛酰赖氨酰摆臂丙酮酸脱氢酶催化的反应过程

当[ATP]/[ADP]，[NADH]/[NAD+]和[乙酰CoA]/[CoA]很高时，提示能量足够，丙酮酸脱氢酶复合体被别构后活性抑制。

抑制剂有：ATP、乙酰辅酶A、NADH、脂肪酸等。激活剂；ADP、CoA、NAD+和Ca2+等。丙酮酸脱氢酶复合体的调节（1）别构调节（2）共价调节—可逆磷酸化E1的磷酸化(无活性)和去磷酸化(有活性)：PydHE复合物的调节PyCH3CO~SCoA是一个重要的反应步骤，处于代谢的分支点，受到严密的调节作用：1)产物抑制acetylCoA和NADH都抑制PydHE复合物，抑制作用为相应的反应物CoA及NAD+所逆转。2)能荷调节

整个酶体系的活性由细胞的能荷水平所调控，体系受GTP(ATP)抑制，为AMP所活化。3)

共价修饰调节（covalentregulation），ATP存在时，丙酮酸脱氢酶分子上的Ser-OH被磷酸激酶催化磷酸化而没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解[去磷酸化]可恢复活性砷化物对大多数有机体是非常有毒的

砷化物对机体的毒害不仅限于对糖酵解的抑制作用,亚砷酸盐(arsenite)及有机砷化物(organicarsenicals)是自古即为人知的剧毒物.它们的代表作用机制之一是与丙酮酸脱氢酶复合体中的E2辅基硫辛酰胺的巯基发生共价结合,使还原型硫辛酰胺形成失去催化能力的砷化物.

这类砷化物抑制丙酮酸脱氢酶复合体的机制同样表现在对α-酮戊二酸脱氢酶(α-ketoglutaratedehydrogenasecomplex)的抑制作用.因构成α-酮戊二酸脱氢酶复合体的三种酶也含有二氢硫辛酰胺辅基.路易士气(有机砷化物)三.三羧酸循环定义：柠檬酸循环CitricAcidCycle），又称三羧酸循环（Tricarboxylicacidcycle；TCA）,又称Krebs循环,在细胞线粒体中进行，乙酰CoA经一系列氧化,脱羧,最终生成CO2和H2O并产生能量的过程,称为柠檬酸循环。TCA是糖、脂类和氨基酸代谢的最后共同途径，其中间体可作为许多生物合成的前体。细胞定位：线粒体2三羧酸循环的反应过程（1）缩合反应（2）柠檬酸异构化生成异柠檬酸（3）异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸（4）α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（5）琥珀酰CoA生成琥珀酸（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（7）延胡索酸加水生成苹果酸（8）草酰乙酸的再生TheCitricAcidCycle乙酰CoA柠檬酸循环线粒体（1）.形成柠檬酸缩合反应抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA、和长链脂肪酰CoA激活剂；乙酰CoA、草酸乙酸。

柠檬酸合酶，TCA中第一个调节酶，氟乙酰CoA可与草酰乙酸生成氟柠檬酸，抑制下一步反应的酶，据此，可以合成杀虫剂、灭鼠药(现已被明令禁止)，氟柠檬酸是乌头酸酶专一的抑制剂，是已知最能致死的简单分子之一。LD50为0.2mg/Kg体重，它比强烈的神经毒物二异丙基氟磷酸的LD50小一个数量级。草酰乙酸：是TCA循环的起始物又是终止物，在循环中本身无量的变化。草酰乙酸的含量直接影响乙酰基进入TCA循环的多少⑵柠檬酸异构化生成异柠檬酸在pH7.0，25C的平衡态时，柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：4：6顺乌头酸酶催化的立体异构专一性：顺乌头酸酶催化的立体异构专一性：顺乌头酸酶只能以两种旋光异构方式中的一种与柠檬酸结合，结果，它催化的第一步脱水反应中的氢全来自草酰乙酸部分，第二步的水合反应中的OH也只加在草酰乙酸部分。这种酶与底物以特殊方式结合（只选择两种顺反异构或旋光异构中的一种结合方式）进行的反应称为不对称反应。结果，TCA第一轮循环释放的CO2全来自草酰乙酸部分，乙酰CoA羰基碳在第二轮循环中释放，甲基碳在第三轮循环中释放50%，以后每循环一轮释放余下的50%。此反应可逆；柠檬酸、顺-乌头酸、异柠檬酸浓度的形成比例依次为90：4：6；但由于异柠檬酸在下一步反应中极迅速地被氧化，从而推动此反应向异柠檬酸的方向进行异柠檬酸+NAD+

α-酮戊二酸

+CO2+NADH+H+⑶异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶关键酶（4）α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶Aα-酮戊二酸

+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA+CO2+NADH+H+

关键酶－酮戊二酸脱氢酶系

与PydHE复合物的组成及作用相似，包括三个酶组分:1）α-酮戊二酸脱氢酶(TPP)(E1’) 2）琥珀酰转移酶(E2’)

3）二氢硫辛酸脱氢酶(E3’)还有六种辅助因子：TPP,CoA,FAD,NAD+,Lipoicacid(Lipoamide)及Mg2+。也是调节酶，受产物NADH,succinylCoA和Ca2+抑制；ATP、GTP对酶有反馈抑制；不受可逆磷酸化的共价调节。

⑸

琥珀酰CoA转变为琥珀酸琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。⑹琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸丙二酸竞争性抑制琥珀酸脱氢酶但是可以被大量加入草酰乙酸缓解？琥珀酸脱氢酶是TCA酶中唯一嵌入线粒体内膜的酶氢受体为FAD二不是NAD？琥珀酸脱氢酶立体异构专一性。琥珀酸脱氢酶中FAD和酶蛋白共价相连。琥珀酸脱氢酶⑺

延胡索酸水化生成苹果酸延胡索酸(fumarate)延胡索酸酶苹果酸(malate)H2O延胡索酸+H2O苹果酸延胡索酸酶具有立体异构特性（顺反异构），只形成L-型苹果酸。（8）草酰乙酸再生四TCA循环小结

乙酰辅酶A+3NAD++FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTPTCA循环小结（续）三羧酸循环过程总结(一次循环)8步反应8种酶催化反应类型缩合1、脱水1、脱氢4、底物水平磷酸化1、水化1生成3分子还原型NADH生成1分子FADH2生成1分子ATP（GTP）10molATP为什么1分子葡萄糖有氧氧化过程有6次底物水平磷酸化？三羧酸循环小结(续）

TAC运转一周的净结果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无改变。思考：氧化10分子草酰乙酸需要多少氧气？但是加入10分子草酰乙酸后，氧的消耗比上述要多得多，为什么？三羧酸循环小结(续）酶的名称*柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶

α-酮戊二酸脱氢酶系变构激活剂ADP变构抑制剂ATPNADHATP、NADH、琥珀酰CoA

TAC中的一些反应在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆的系统，三个限速酶三羧酸循环小结(续）TCA循环小结（续）葡萄糖有氧氧化的完整调控1423第一轮释放第一个释放第一轮释放第二个释放第二轮释放全释放第三轮开始每轮释放50%

草酰乙酸中的碳的释放(续）转化为新草酰乙酸的COOH转化为新草酰乙酸的

C=O或CH2三羧酸循环碳原子的释放1或4位-COOH2或3位新草酰乙酸中的碳原子来源新草酰乙酸碳原子23第一轮释放第1个释放23第三轮开始每轮释放50%

第二轮释放全释放转化为新草酰乙酸的COOH转化为新草酰乙酸的C=O或CH2第一轮释放第2个释放1或4位-COOH三羧酸循环小结(续）葡萄糖中碳的释放葡萄糖C3、C4在TCA循环前：先释放：（丙酮酸脱羧）葡萄糖C2、C5乙酰CoA的羰基碳：转化为新草酰乙酸的COOH,TCA第二轮释放100%

葡萄糖C1、C6

乙酰CoA的甲基碳：转化为新草酰乙酸的C=O或CH2,第二轮不释放,TCA第三轮开始释放每循环一轮释放50%三羧酸循环小结(续）TAC的中间产物可转化为其他物质，故需不断补充整个过程没有氧气参与，但为需氧过程？一分子乙酰CoA彻底氧化净生成10molATP一次底物水平磷酸化和4次脱氢

所有中间产物均可循环再生，每一轮循环彻底降解一分子乙酰辅酶A。

琥珀酸GDP+PiGTP琥珀酸硫激酶

琥珀酰CoA

ADP→ATP

葡萄糖完全氧化产生的ATP

1NADH=2.5ATP

1FADH2=1.5ATP为什么1分子葡萄糖有氧氧化过程有6次底物水平磷酸化？5ATP5或3ATP5ATP15ATP3ATP2ATP2ATP新算法总计：32ATP或30ATP原核生物为何释放38ATP?葡萄糖完全氧化产生的ATP26ATP或28ATP30ATP32ATP3或5ATP1NADH=2.5ATP1FADH2=1.5ATP

五、糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的生理意义(续)TCA是物质代谢的枢纽厌氧生物TCA是中断的Theylackthea-keto—glutaratedehydrogenase;厌氧菌缺乏a-酮戊二酸脱氢酶Precursorsareprovidedforthesynthesisofaminoacids,nucleotides,hemeetc.合成代谢的前体通过正向或逆向反应合成Useanincompletecitricacidcycleasasource,notofenergy,butofbiosyntheticprecursors.六、三羧酸循环回补反应三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生的中间产物也是生物合成的前体。例如卟啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，谷氨酸、天冬氨酸是从α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦草酰乙酸浓度下降，势必影响三羧酸循环的进行。回补反应：指能补充兼用代谢途径三羧酸循环中因合成代谢而消耗的中间代谢产物的反应.三羧酸循环回补反应(1)

动物肝脏和肾脏的线粒体中，丙酮酸羧化酶催化草酰乙酸丙酮酸（2）原核、真核中广泛存在的苹果酸酶催化辅酶：生物素丙酮酸草酰乙酸苹果酸高水平的乙酰CoA激活三羧酸循环回补反应丙酮酸葡萄糖乙酰-CoA（高水平）丙酮酸脱氢酶草酰乙酸丙酮酸羧化酶柠檬酸TCA循环脂肪酸和胆固醇合成酮体高水平乙酰-CoA激活丙酮酸羧化酶

抑制丙酮酸脱氢酶抑制激活TCA循环三羧酸循环回补反应三羧酸循环回补反应anapleroticpathwaysleadingtothecitricacidcycle.糖酵解和有氧氧化的比较测试题磷酸果糖激酶-1最强的别构激活剂是A、AMPB、ADPC、ATPD、果糖-2，6-双磷酸E、果糖-1，6-双磷酸丙酮酸脱氢酶复合体中不包括A、生物素B、NAD+C、FADD、硫辛酸E、辅酶A测试题思考：为什么砷酸是糖酵解的毒物？氟化物和碘乙酸对糖酵解过程有什么作用？

答、①砷酸的结构和性质与磷酸相似，糖酵解中，它替代磷酸生成1-砷酸-3-磷酸甘油酸，砷酸化合物很不稳定，迅速水解生成3-磷酸甘油酸，而不能像高能化合物甘油酸-1，3-二磷酸那样，能与底物水平磷酸化相偶联，在生成甘油酸-3-磷酸的同时，使ADP磷酸化生成ATP。②氟化物和碘乙酸是一些巯基酶的抑制剂，糖酵解中，3-磷酸甘油醛脱氢酶就是含有巯基的酶，所以氟化物和碘乙酸能抑制该酶的活性，影响糖酵解的正常进行。测试题思考：计算1mol草酰琥珀酸彻底氧化为CO2与H2O时，净生成多少ATP?(20个)思考：1mol丙酮酸彻底氧化为CO2与H2O时，净生成多少ATP?已知鱼藤酮因抑制NADH脱氢酶的活性而成为一种重要的杀虫剂。当鱼藤酮存在时，理论上1mol丙酮酸又将净生成多少ATP测试题思考：人血浆中的葡萄糖大约维持在5mM。而在肌肉细胞中的游离葡萄糖浓度要低得多。细胞内的葡萄糖浓度为什么如此之低？临床上常用静脉注射葡萄糖来补充病人食物来源，由于葡萄糖转换为葡萄糖-6-磷酸要消耗ATP的，那么临床上却不能直接静脉注射葡萄糖-6-磷酸呢？分析:因为进入肌肉细胞的葡萄糖常常被磷酸化，葡萄糖一旦磷酸化就不能从细胞内逃掉。在pH7时，葡萄糖-6-磷酸的磷酸基团解离，途径生成ATP。分子带净的负电荷。由于膜通常对带电荷的分子是不通透的，所以葡萄糖-6-磷酸就不能从血流中进入细胞，因此也就不能进入酵解测试题思考：在严格的厌氧条件下酒精发酵过程中，使用放射性标记的碳源进行示踪原子实验。

（a）如果葡萄糖的第1个碳用14C标记，那么14C将出现在产物乙醇的哪个位置上？

（b）在起始的葡萄糖分子的哪个位置上标记14C，才能使乙醇发酵释放出的二氧化碳都是14C标记的14CO2。（c）把C-1位用14C标记的葡萄糖与能进行糖酵解的无细胞提取物共同温育，标记物出现在丙酮酸的什么位置？<>答：（a）14CH3-CH2-OH（b）3,4-14C-葡萄糖（c）最终14C出现在丙酮酸的甲基上。测试题思考：利用分离出的线粒体可以研究细胞呼吸，可测定各种不同状况下氧的消耗，如果将0.01M的丙二酸钠添加正在进行细胞呼吸的线粒体（以丙酮酸为燃料来源）中，呼吸作用很快就会停止，并造成代谢中间产物的堆积。

（a）堆积的中间代谢物是什么？

（b）解释为什么会堆积？

（c）解释氧消耗为什么会停止？

（d）除了除去丙二酸解除抑制以外，还有什么方法可以克服丙二酸的抑制？

分析：（a）琥珀酸（b）丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。（c）阻断柠檬酸循环就阻断了NADH的合成从而阻断了电子传递和呼吸。（d）琥珀酸浓度大大过量。第三节、磷酸戊糖途径一、定义：从6－磷酸葡萄糖开始，不经糖酵解和柠檬酸循环，直接将其脱氢脱羧分解为磷酸戊糖，磷酸戊糖分子再经重排最终又生成6－磷酸葡萄糖的过程，或称为磷酸己糖旁路，简称HMP途径。磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway)，简称PPP途径，也叫磷酸己糖支路(HMS)；亦称戊糖磷酸循环二、磷酸戊糖途径的发现

两个事实：

①用碘乙酸和氟化物抑制糖酵解，发现G的消耗并不因此而受影响，证明葡萄糖还有其它的分解途径

②用14C分别标记G的C1和C6，分别测定14CO2生成量，发现C1标记的14CO2多，如果糖酵解是唯一的代谢途径，那么14C1和14C6生成14CO2的速度应该相同。

三、细胞定位：胞液组织定位:肝脏\乳腺\脂肪细胞磷酸戊糖途径四、反应过程第一阶段（氧化反应、三步反应）

磷酸戊糖的生成第二阶段（非氧化反应）

基团转移反应

转酮醇酶反应

转醛酮酶反应由6－磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成磷酸戊糖;分子再经重排最终又生成6－磷酸葡萄糖。反应过程:两个阶段第一阶段6磷酸葡萄糖酸6磷酸葡萄糖5磷酸核酮糖6磷酸葡萄糖酸内酯2第二阶段（非氧化反应）第一阶段第二阶段（非氧化反应1）异构酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖第二阶段（非氧化反应2）转酮酶转醛酶3-磷酸甘油醛7-磷酸景天庚酮糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛7-磷酸景天庚酮糖转酮酶转醛酶转酮酶转醛酶转酮酶辅酶TPP以硫胺素焦磷酸（TPP）为辅酶的酶（1）α-酮酸氧化脱羧作用，即丙酮酸转变为乙酰辅酶A与α-酮戊二酸转变为琥珀酰辅酶A，（2）戊糖磷酸途径的转酮酶反应，此反应是合成核酸所需的戊糖、脂肪和类固醇合成所需NADPH的重要来源TPP在葡萄糖有氧分解中作为_____和____的辅酶，在HMPpathway中作为____的辅基。上海交通大学硕士生考试生物化学一些以TPP为辅酶（B1）第二阶段（非氧化反应3）转酮酶需

TPP

为辅酶，作用机理与丙酮酸脱氢酶中的

TPP

类似

磷酸戊糖途径小结6葡萄糖-6-磷酸+7H2O+12NADP

+6CO2

+5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H

++Pi五RegulationofthePentosePathwayGlucose6-phosphateDHistheregulatoryenzyme.NADPHisapotentcompetitiveinhibitoroftheenzyme.UsuallytheratioNADPH/NADP+ishighsotheenzymeisinhibited.Thereactionsofthenon-oxidativeportionofthepentosepathwayarereadilyreversible.•Theconcentrationsoftheproductsandreactantscanshiftdependingonthemetabolicneedsofaparticularcellortissue.RegulationofthePentosePathway如果对NADPH和对5—磷酸核糖的需要是平衡的，此时主要通过磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段由6—磷酸葡萄糖形成二分子NADPH和一分子5—磷酸核糖。

如果需要5-磷酸核糖比NADPH多得多，这时大部分6—磷酸葡萄糖通过EMP途径转变为6—磷酸呆糖和3—磷酸甘油醛，然后由转酮酶和转醛酶作用，将二分子6—磷酸果糖和一分子3—磷酸甘油醛经磷酸戊糖途径的非氧化重组阶段的递转，转变成三分子5—磷酸核糖。

如果需NADPH比5—磷酸核糖多得多，在这种情况下有两条途径可供选择:一条是生成的5—磷酸核糖通过非氧化重组及葡萄糖异生作用再合成6—磷酸葡萄糖，另一条是生成的5—磷酸核糖通过非氧化重组及EMP途径转变为丙酮酸，而丙酮酸可被氧化以产生更多的ATP，或者作为原料用于合成其他物质。RegulationofthePentosePathwayRapidlydividingcellsrequiremoreribose5-phosphatethanNADPH.RegulationofthePentosePathwayTheneedforNADPHandribose5-phosphateisbalanced.RegulationofthePentosePathwayMoreNADPHisneededthanribose5-phosphate;Fattyacidsynthesisinadiposecells.RegulationofthePentosePathwayThecellneedsbothNADPHandATP六、戊糖磷酸途径生理意义1.是体内生成NADPH的主要代谢途径：⑴作为供氢体，参与体内的合成代谢：如参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。⑵参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶，参与对代谢物的羟化。⑶使氧化型谷胱甘肽还原。⑷维持巯基酶的活性。⑸维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病，表现为溶血性贫血。蚕豆病遗传性葡糖–6–磷酸脱氢酶缺乏的病人不能经磷酸戊糖途径得到充足的NADPH+H+，G-S-S-G转变成G-SH减少，G-SH含量减少。当病人接触氧化剂，如服用抗疟药伯氨喹啉、解热镇痛抗炎药阿司匹林、抗菌药磺胺等，或者吃了蚕豆后，增加G-SH的消耗，红细胞膜受氧自由基攻击生成的脂质过氧化物不能及时除去，使膜结构完整性受损，红细胞易破裂发生溶血。蚕豆病：戊糖磷酸途径生理意义(续)2.是体内生成5-磷酸核糖的惟一代谢途径体内合成核苷酸和核酸所需的核糖或脱氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，这是体内惟一的一条能生成5-磷酸核糖的代谢途径。磷酸戊糖途径是体内糖代谢与核苷酸及核酸代谢的交汇途径。3.为氨基酸的合成提供原料（赤蘚糖-4-P）；4.在非线粒体氧化体系中有重要作用，理论上，这一途径产生的NADPH•H＋也可以产生生物学能量测试题

关于磷酸戊糖途径哪个是错的

a.碘乙酸及氟化物可抑制糖的氧化

b.6一磷酸葡萄糖脱氢的受体是NADP十

c.转酮酶需要TPP作为辅酶

d.该途径与光合作用碳代谢相通

e.5一磷酸核糖是联系核苦酸及核酸代谢的关键分子测试题思考：许多组织中，对细胞损伤的最早期反应之一是快速地增加参与磷酸戊糖途径的酶的水平。损伤后10天，心脏组织的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的水平是正常水平的20至30倍，而糖酵解酶只有正常水平的10%至20%。解释此现象。

答：修复受伤的组织需要细胞增殖并且合成疤痕组织，NADPH是合成胆固醇和脂肪酸（细胞膜的组分）所必需的，而核糖-5-磷酸是合成DNA和RNA所必需的。因为戊糖磷酸途径是NADPH和核糖-5-磷酸的主要来源，所以在受伤后，组织对这些产物要求的增加所做的反应就是增加戊糖磷酸途径中各种酶合成的量第四节糖异生Gluconeogenesis由非糖物质合成葡萄糖对于哺乳动物绝对必需，因脑、神经系统、红细胞、睾丸、肾上腺髓质、胚胎组织等首选血液中的葡萄糖作为他们唯一的或主要的燃料分子。人脑每天需要超过120g的葡萄糖。糖异生发生于所有动物、植物、真菌和微生物，过程相似糖异生Gluconeogenesis定义：

由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。原料：

生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循环中的有机酸，动物中乙酰COA不是糖异生原料部位：细胞定位：胞液

组织定位：肝脏（生要）及肾脏（饥饿时）

葡糖异生途径基本上是葡萄糖酵解途径的逆反应。但在糖酵解途径中，由于已糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的三步反应不可逆，葡糖异生途径中，此反应由另外四个关键酶催化完成。基本上是糖酵解的逆过程跨越三个能障(energerybarrier)

跨越一个膜障(membranebarrier)葡糖异生的基本途径

线粒体内膜不允许草酰乙酸自由透过，故此草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成“膜障”。Overviewofglycolysis能障1+膜障1葡糖异生的基本途径能障1+膜障1丙酮酸PEP丙酮酸羧化支路Gluconeogenesis能障3能障2能障1+膜障1丙酮酸羧化支路中co2丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸

这里CO2的作用是什么？能量载体，合成的草酰乙酸新－COOH中储存了ATP水解的键能，脱碳时损失的键能相对较少。丙酮酸羧化支路中有几种核苷酸成分参与？（

2）丙酮酸羧化支路：丙酮酸羧化酶存在于肝或肾的线粒体中，草酰乙酸不能透过线粒体膜，但可转变成苹果酸通过二羧酸转运系统离开线粒体后再进一步氧化恢复成草酰乙酸，同时转运了NADHGluconeogenesis2丙酮酸＋4ATP＋2GTP＋2NADH＋2H+＋6H2O→葡萄糖＋4ADP＋2GDP＋6Pi＋2NAD+糖异生等于用了4分子ATP克服由2分子丙酮酸形成2分子高能磷酸烯醇式丙酮酸的能障，用了2分子ATP进行磷酸甘油激酶催化反应的可逆反应。葡萄糖经糖酵解转化为两分子丙酮酸净生成2分子ATP，而由两分子丙酮酸经糖异生途径合成一分子葡萄糖却消耗了6个ATP，糖异生比酵解净生成的ATP多用了4分子ATP。丙酮酸的羧基碳被标记，会出现在葡萄糖什么位置？PyruvateCarboxylaseusesbiotinasprostheticgroup.丙酮酸羧化酶Biotinhasa5-Csidechainwhoseterminalcarboxylisinamidelinkagetothee-aminogroupofanenzyme

lysine.丙酮酸羧化酶Thebiotin&lysinesidechainsformalongswingingarmthatallowsthebiotinringtoswingback&forthbetween2activesitesPyruvateCarboxylaseusesbiotinasprosthetic辅基group.RaweggscontainAvidin五、糖异生的调控糖异生的调控(1)高浓度的G-6-P可抑制己糖激酶,活化葡糖-6-磷酸酶从而抑制酵解,促进了糖异生.

(2)果糖-1,6-二磷酸酶是糖异生的关键酶,6-磷酸果糖激酶是糖酵解的关键调控酶.ATP抑制后者,激活前者,柠檬酸对果糖磷酸激酶亦有抑制作用.果糖-2,6-二磷酸是调节两酶活性的强效应物.当葡萄糖含量丰富时,激素调节使果糖-2,6-二磷酸增加,从而激活果糖磷酸激酶活性,并强烈抑制果糖-1,6-二磷酸酶活性,从而加速酵解,减弱糖异生.

(3)丙酮酸羧化酶(也参与TCA回补反应)是糖异生的另一调节酶,其活性受乙酰CoΑ和ATP激活,受ADP抑制.糖异生和糖酵解的调控G-6-PG-6-P乙酰CoA激活丙酮酸羧化酶丙酮酸参与糖异生还是氧化分解受调节乙酰CoΑ丙酮酸羧化酶丙酮酸脱氢酶糖异生氧化分解脂肪和胆固醇合成高水平乙酰CoΑ抑制丙酮酸脱氢酶激活丙酮酸羧化酶激活糖异生的调控（4）激素对糖异生的调控六糖异生的生理意义：1.在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定：这对需糖较多的脑组织、红细胞和视网膜等非常重要

2.回收乳酸分子中的能量：乳酸循环（Cori循环）。3．维持酸碱平衡：

4.葡糖异生是草食动物，特别是反刍动物体内葡萄糖的唯一来源。5.协助氨基酸代谢。糖异生原料和耗能Gluconeogenesis2甘油-2ATP2乳酸-6ATP甘油的糖异生糖异生的原料动物体乙酰CoA不作为糖异生的前体,但其碳原子会出现在葡萄糖中？酒精是糖异生作用的强抑制剂。（加入天冬氨酸会怎样？）在饥饿的时候，特别是一夜断食，进行剧烈运动或劳动后，大量喝酒食有危险的，即使平时喝酒也要注意同时吃一些含有糖分的食物。

乙醇可以抑制体内糖异生乙醇→乙醛→乙酰CoA消耗：NAD释放：NADH酒精也抑制乳酸转化丙酮酸七、乳酸循环1、概念：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，这就构成了一个循环，成为乳酸循环，也叫Cori循环。2.生物学意义（1）乳酸的在利用。（2）防止乳酸堆积造成酸中毒

为什么剧烈运动之后，会急促喘气？3、乳酸循环(lactosecycle)循环过程葡萄糖葡萄糖糖异生途径丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸酵解途径

糖异生活跃有葡萄糖-6磷酸酶糖异生低下没有葡萄糖-6-磷酸酶

TheCoriCycle思考：BloodLactateLevelsduringVigorousExerciseTheconcentrationsoflactateinbloodplasmabefore,during,andaftera400msprintareshowninthegraph.(a)Whatcausestherapidriseinlactateconcentration?(b)Whatcausesthedeclineinlactateconcentrationaftercompletionofthesprint?Whydoesthedeclineoccurmoreslowlythantheincrease?(c)Whyistheconcentrationoflactatenotzeroduringtherestingstate?思考：鸡蛋清中的抗生物素蛋白对生物素的亲和力极高，如果将该蛋白加到肝脏提取液中，对丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖有什么影响？

<>答：会阻断丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖的过程。因为生物素是催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸反应的丙酮酸羧化酶的辅基，加入的抗生物素蛋白对生物素的亲和力高，使得反应缺乏生物素而中断。九、底物循环和无效循环作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应,这种互变循环就称为底物循环.

无效循环:当底物循环中的两种酶活性相等时,不能将代谢向前推进,结果ATP分解释放能量,因而称为无效循环

“无效循环”（Futilecycle)：生物组织内由两个不同的酶催化两个相反的代谢途径，反应的一方需要高能化合物如ATP参与，而另一方则自动进行，这样循环的结果只是ATP被水解了，而其他反应物并无变化，这种循环被称为“无效循环”（Futilecycle)。肝脏中有酵解和异生的完整酶系，可能存在3种无效循环意义：产生热能、扩大代谢的调控。无效循环（Futilecycle)Lactateabsorbedbytheliverisconvertedtoglucose,withtheinputof6molofATPforeverymoleofglucoseproduced.Theextentofthisprocessinaratliverpreparationcanbemonitoredbyadministering[14C]lactateandmeasuringtheamountof[14C]glucoseproduced.BecausethestoichiometryofO2consumptionandATPproductionisknown(about5ATPperO2),wecanpredicttheextraO2consumptionabovethenormalratewhenagivenamountoflactateisadministered.However,whentheextraO2usedinthesynthesisofglucosefromlactateisactuallymeasured,itisalwayshigherthanpredictedbyknownstoichiometricrelationships.Suggestapossiblexplanationforthisobservation.ExcessO2UptakeduringGluconeogenesis十、乙醛酸循环1、定义：乙醛酸循环（glyoxylate

cycle）：是某些植物，细菌和酵母中柠檬酸循环的修改形式，通过该循环可以将乙酰CoA经草酰乙酸净生成葡萄糖。乙醛酸循环绕过了柠檬酸循环中生成两个CO2的步骤

植物中，乙醛酸循环只存在于子苗期，而生长后期则无乙醛酸循环。哺乳动物及人体中，不存在乙醛酸循环，因此，乙酰CoA不能在体内生成糖和氨基酸2乙酰CoA＋NAD+→琥珀酸＋2CoA＋NADH＋H+2.乙醛酸循环过程琥珀酸由乙醛酸体转移到线粒体，通过三羧酸循环生成草酰乙酸。然后，草酰乙酸继续进入TCA循环或者转移到细胞质，在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化下脱羧生成磷酸烯醇式丙酮酸，PEP再通过糖酵解的逆转而转变为葡萄糖-6-磷酸并形成蔗糖.总反应方程式2乙酰CoA＋NAD+→琥珀酸＋2CoA＋NADH＋H+乙醛酸循环允许许多微生物进行二碳底物的代谢，如乙酸。大肠杆菌可以生长在以乙酸作为唯一碳源的培养基上3、乙醛酸循环途径的主要生物学意义(1)、以二碳化合物为起点合成TCA循环的中间产物作为TCA循环的补充(2)、油料种子植物萌发时将储存的脂肪转化为糖，联系了糖代谢和脂肪代谢(3)、一些微生物可以在乙酸中生长也是由于这些微生物可以通过乙醛酸循环合成糖的前体。

人类喝酒不能当饭!油料作物种子萌发初期脂肪异生糖过程乙醛酸循环小结异柠檬酸脱氢酶活性的调节决定异柠檬酸向乙醛酸循环还是TCA循环异柠檬酸第五节糖原和分解和生物合成糖原的结构和特点一.糖原的合成(一)定义：(glycogenesis)。由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成(二)部位：肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中（三）反应过程糖原合成的反应过程可分为三个阶段：1．葡萄糖活化：由葡萄糖生成UDPG，是一耗能过程。关键酶：糖原合酶糖原合成反应过程活化过程结果:葡萄糖C1活化

淀粉的合成与糖原的合成是相似的，但葡萄糖的活化形式是ADP-GPhosphofructomutase糖原合成反应过程(2)2．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。*UDPG+(G)n(G)n+1+UDP糖原合酶引物糖原合成反应过程(3)3．分支：当直链长度达12个葡萄糖残基以上时，在分支酶(branchingenzyme)的催化下，将距末端6～7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。

分支意义增加糖原水溶性非还原端糖原合成的第一个引物来源糖原蛋白Glycogenin

GlycogeninGlycogenin糖原合酶糖原合酶分支酶糖原合酶（四）糖原合成的特点：1．必须以原有糖原分子作为引物；2．合成反应在糖原的非还原端进行；3．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）；4．其关键酶是糖原合酶(glycogensynthase)，受双重调节：别构调节和共价修饰调节。5．需UTP参与（以UDP为载体）。UDPG是葡萄糖的活化形式，是糖原合成中葡萄糖的直接供体。6、α-1，4糖苷键是由糖原合酶催化。α-1，6糖苷键是由分支酶催化。糖原合成过程的小结二、糖原的分解代谢（一）、定义

糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。（二）亚细胞定位：胞浆

关键酶：糖原磷酸化酶（三）反应过程（从非还原端开始）

糖原的分解代谢可分为三个阶段：

1．分解：包括三步反应，循环交替进行1．分解：包括三步反应⑴.磷酸解：由糖原磷酸化酶(glycogenphosphorylase)催化对α-1,4-糖苷键磷酸解，生成G-1-P。⑵.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，使分支点暴露。⑶.脱支：由脱支酶催化。将α-1,6-糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖

⑵和⑶由脱支酶催化打断α-1,4-糖苷键形成α-1,4-糖苷键水解α-1,6-糖苷键分解：包括三步反应⑴磷酸解：⑵、转寡糖链⑶脱支2．异构：

G-1-PG-6-P

3．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。

G-6-P+H2OG+Pi

磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖-6-磷酸酶糖原的分解代谢(2-3)Phosphoglucomutase葡糖-6-磷酸酶

InLiver:LumenoftheER,Ittakes5proteinstoconvertglucose6-phosphatetoglucose.内腔内质网标志酶—葡萄糖-6-磷酸酶糖原的分解代谢小节（四）糖原分解的特点：1．分解反应在糖原的非还原端进行；2．是一非耗能过程(磷酸解)3.关键酶是糖原磷酸化酶，受双重调节（别构调节和共价修饰调节）。其辅酶是磷酸吡哆醛。4.α-1,6-糖苷键相连的G残基水解成游离的G，

α-1,4-糖苷键被磷酸解生成1-磷酸葡萄糖

为什么糖原降解选用磷酸解，而不是水解？糖原水解反应的产物是葡萄糖，而糖元磷酸解的产物是葡萄糖-1-磷酸。机体内磷酸葡萄糖异构酶广泛存在，因此糖元磷酸解的产物——葡萄糖-1-磷酸很容易转变成葡萄糖-6-磷酸，不需要消耗能量，直接进入糖的分解代谢。而糖元水解反应产物葡萄糖要进入分解代谢，还要消耗能量转变成葡萄糖-6-磷酸，所以糖原降解选用磷酸解是机体的一种节能行为。UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-P葡萄糖糖原合酶己糖(葡萄糖)激酶

糖原nPi糖原n磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原合成与分解磷酸葡萄糖变位酶三糖原合成与分解的调节主要调节酶

糖原合成：糖原合成酶分解：糖原磷酸化酶受磷酸化或去磷酸化的共价修饰调节和别构效应调节，两酶修饰情况相似，但结果正好相反，两者之间当有一种被激活时，另一种被抑制，两者不会同时都处于激活状态，说明糖原的合成与其降解是密切协调的。糖原合酶也可通过别构调节，6-磷酸葡萄糖是激活剂。都以活性、无（低）活性二种形式存在(一)糖原磷酸化酶活性调节1、别构调节机制肌肉中糖原磷酸化酶的活性是受到肾上腺素的调节肝脏中糖原磷酸化酶的活性主要受胰高血糖素调节2、共价修饰（1）Ca2+的别构调节：Ca2+结合并别构糖原磷酸化酶激酶b使其具有活性，催化活性的糖原磷酸化酶a形成。（2）AMP和ATP的别构调节：AMP别构激活糖原磷酸化酶；ATP和G-6-P别构位点结合，使糖原磷酸化酶失活。

(二)糖原合成酶活性的调节别构调节：ATP、G-6-P别构激活糖原合酶共价修饰

胰岛素通过共价修饰促进糖原合成，抑制糖原分解（通过增强磷酸二酯酶活性,降低cAMP水平），胰高血糖素正好相反。胰高血糖素，肾上腺素对糖原合成与分解的调节活性活性糖原合成与分解糖代谢小结丙酮酸H2O乳酸核糖NADPHCO2消化吸收糖原合成葡萄糖磷酸戊糖途径酵解途径有氧氧化糖异生途径淀粉G-6-Pi糖原G-1-PiUDPG糖原分解草酰乙酸PEP乙酰-CoATCA循环脂肪酸TCA回补反应乙醛酸循环电子传递链琥珀酸[H]葡萄糖糖异生植物细菌思考题计算1摩尔葡萄糖在肝脏细胞中彻底氧化成CO2和H2O，可产生多少摩尔ATP