安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章 糖代谢

第六章糖代谢Chapter6carbohydratemetabolism第六章糖代谢Chapter6carbohydrate1一、概述一）糖的定义1、糖类：从其化学本质上讲，糖类是多羟醛、多羟酮及其衍生物，或者是水解时能产生这些化合物的物质。二）糖的分类根据水解后产生单糖残基的多少分为四大类单糖寡糖多糖结合糖一、概述一）糖的定义二）糖的分类根据水解后产生单糖残基21.单糖：不能再水解的糖D-葡萄糖1234566-磷酸葡萄糖1.单糖：不能再水解的糖D-葡萄糖1234566-磷酸葡萄糖3D-果糖1234566-磷酸果糖D-果糖1234566-磷酸果糖4核酮糖321455-磷酸核酮糖核酮糖——戊酮糖核酮糖321455-磷酸核酮糖核酮糖52.双糖双糖：由两个相同或不同的单糖组成,常见的有乳糖、蔗糖、麦芽糖等.14麦芽糖α-D-葡萄糖苷-（1→4）-α-D-葡萄糖2.双糖双糖：由两个相同或不同的单糖组成,常见的有乳糖、蔗糖611214α-D-葡萄糖苷-（1→2）-β-D-果糖β-D-半乳糖苷-（1→4）-β-D-葡萄糖乳糖蔗糖11214α-D-葡萄糖苷-（1→2）-β-D-果糖β-D-73.多糖定义：水解产物含6个以上单糖常见的多糖淀粉、糖原、纤维素等3.多糖定义：水解产物含6个以上单糖常见的多糖淀粉、糖原、纤8安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢9淀粉(starch)蓝色:α-1,4-糖苷键红色:α-1,6-糖苷键直链淀粉支链淀粉淀粉(starch)蓝色:直链淀粉10糖原(glycogen)非还原端还原端糖原(glycogen)非还原端还原端11纤维素作为植物的骨架β-1,4-糖苷键纤维素作为植物的骨架β-1,4-糖苷键124.结合糖糖与非糖物质的结合物常见的结合糖有：糖脂：是糖与脂类的结合物糖蛋白：是糖与蛋白质的结合物4.结合糖糖与非糖物质的结合物13提供能量1g葡萄糖16.7kJ正常情况下约占机体所需总能量的50-70%2.构成组织细胞的基本成分核糖和脱氧核糖糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白。

三）糖的主要生理功能提供能量三）糖的主要生理功能14二、糖代谢概况绿色植物：利用光能将二氧化碳和水为转变为有机物葡萄糖，再进一步转变为淀粉。异养生物：从外界摄取糖类物质。脊椎动物从外界摄取糖类物质（淀粉或糖原），在消化系统中经淀粉酶消化，产生糊精和麦芽糖的混合物。由小肠粘膜吸收进入血液，运送到相应部位进行中间代谢。二、糖代谢概况绿色植物：利用光能将二氧化碳和水为转变为有机物151、糖代谢概况：贮存型糖类（淀粉，糖原）葡萄糖－6－磷酸丙酮酸乙酰辅酶A柠檬酸循环二氧化碳葡萄糖磷酸戊糖途径二氧化碳半乳糖甘露糖果糖其他生糖物质生糖氨基酸乳酸/乙醇脂酸，固醇糖酵解糖异生糖原代谢果糖-6-磷酸水绿色植物光合作用NADH氧化磷酸化产生ATP和水1、糖代谢概况：贮存型糖类（淀粉，糖原）葡萄糖－6－磷酸丙酮16糖代谢分解代谢糖原分解糖酵解糖的有氧分解磷酸戊糖途径合成代谢糖原合成糖异生途径生物的糖类代谢途径光合作用糖代谢分解代谢糖原分解糖酵解糖的有氧分解磷酸戊糖途径合成代谢17三、糖酵解作用一）概述1、糖酵解作用：葡萄糖进行无氧分解，形成2分子丙酮酸并提供能量，这一过程称为糖酵解作用。糖酵解过程是所有生物葡萄糖分解代谢的共同途径。也称为EMP途径。2、发酵：酵母菌经糖酵解过程将葡糖转化为酒精的过程糖酵解部位：细胞溶胶（细胞质）三、糖酵解作用一）概述18二）糖酵解全过程GG-6-P6-磷酸果糖1,6二磷酸果糖DHAPGAP1,3-BPG3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸1ATPADP23ATPADP4567ADPATP8910ADPATP准备阶段放能阶段二）糖酵解全过程GG-6-P6-磷酸果糖1,6二磷酸果糖DH19⑴葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖1、糖酵解的准备阶段己糖激酶葡萄糖激酶糖酵解过程的第一个关键酶⑴葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖1、糖酵解的准备阶段己糖激20关键酶：是催化不可逆反应、可受激素或代谢物调节的酶，其活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向。激酶：能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。已糖激酶：是催化从ATP转移磷酸基团至各种六碳糖（G、F）上去的酶。葡萄糖-6-磷酸和ADP是该酶的变构抑制剂关键酶：是催化不可逆反应、可受激素或代谢物调节的酶，其活性的21激酶都需离子要Mg2+作为辅助因子激酶都需离子要Mg2+作为辅助因子22⑵6-磷酸葡萄糖异构化为6-磷酸果糖(F-6-P）

磷酸葡萄糖异构酶(G-6-P）⑵6-磷酸葡萄糖异构化为6-磷酸果糖(F-623⑶6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶

（PFK）糖酵解过程的限速酶⑶6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶24

磷酸果糖激酶：变构酶，催化效率最低，限速酶。变构激活剂：AMP、ADP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖

变构抑制剂：ATP、柠檬酸、长链脂肪酸磷酸果糖激酶：变构酶，催化效率最低，变构激活剂：AM25⑷磷酸丙糖的生成磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛

(F-1,6-2P）

醛缩酶+⑷磷酸丙糖的生成磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛(F-1,6-26⑸磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)磷酸丙糖异构酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛⑸磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶127

上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段。在准备阶段中，并没有从中获得任何能量，与此相反，却消耗了两个ATP分子。以下的5步反应包括氧化—还原反应、磷酸化反应。这些反应正是从3-磷酸甘油醛提取能量形成ATP分子。上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段。28⑹3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)3-磷酸甘油醛脱氢酶糖酵解中唯一的脱氢反应+NADH+H+NAD+HPO4

2-2、糖酵解的放能阶段1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)~OPO3

2-⑹3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛329O=C—O—As—O–O=O-–1-砷酸-3-磷酸甘油酸O=C—O—As—O–O=O-–1-砷酸-3-磷酸甘油酸水解O=C—OH3-磷酸甘油酸+–O—As—O–O=O—–在有砷酸盐存在的情况下，酵解过程可以照样进行下去，但不能形成高能磷酸键，即砷酸盐起着解偶联作用，解除了氧化和磷酸化的偶联作用。O=C—O—As—O–O=O-–1-砷酸-3-磷酸甘油酸O=30⑺1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应ADPATPMg2+1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)~OPO3

2-⑺1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激31底物磷酸化(substratelevelphosphorylation)：将底物的高能磷酸基直接转移给ADP(或GDP)生成ATP(或GTP)。

这一步反应是糖酵解过程的第7步反应，也是糖酵解过程开始收获的阶段。在此过程中第一次产生了ATP。底物磷酸化(substratelevelphospho32⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)磷酸甘油酸变位酶

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-p33植物体内的磷酸甘油变位酶催化机制酶酶-Pi酶+++3-PGG2-PG植物体内的磷酸甘油变位酶催化机制酶34⑼2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）

磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）2-磷酸甘油酸烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O氟化物能与Mg2+络合而抑制此酶活性~⑼2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）35ADPATPMg2+,K+⑽磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶(PK

)

烯醇式丙酮酸糖酵解过程的第三个关键酶也是第二次底物水平磷酸化反应~

磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）ADPATPMg2+,K+⑽磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式36⑾烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ADP丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)自发进行丙酮酸(pyruvate)⑾烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸37P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮123+P②异构6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化④裂解⑥脱氢⑤异构PP1，6-二磷酸果糖③活化⑦产能⑨脱水⑧异构⑩产能HHOHP3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮1382×1葡萄糖→6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸-1反应ATP

-12×1葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O三）糖酵解中产生的能量2×1葡萄糖→6-磷酸葡萄糖6-391、酵母在无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和CO2。(l)丙酮酸脱羧四）丙酮酸的去路葡萄糖进行乙醇发酵的总反应式为：葡萄糖+2Pi+2ADP2乙醇+2CO2+2ATPCH3COCOOHCH3CHO+CO2丙酮酸乙醛丙酮酸脱羧酶TPPCH3CHO+NADH+H+

乙醛

CH3CH2OH+NAD+乙醇

乙醇脱氢酶Zn+(2)乙醛被还原为乙醇1、酵母在无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和CO2。四）丙酮酸的402、丙酮酸还原为乳酸丙酮酸(pyruvate)3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛脱氢酶Pi

乳酸(lactate)乳酸脱氢酶NADH+H+NAD+1,3-二磷酸甘油酸OPO3

22、丙酮酸还原为乳酸丙酮酸(pyruvate)3-磷酸甘油醛413、在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体生成乙酰CoA，参加TCA循环（柠檬酸循环），被彻底氧化成C2O和H2O。丙酮酸+NAD++CoA乙酰CoA+CO2+NADH+H+4、转化为脂肪酸或酮体。当细胞ATP水平较高时，柠檬酸循环的速率下降，乙酰CoA开始积累，可用作脂肪的合成或酮体的合成。3、在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体生成乙酰CoA，参加TCA42

细胞对酵解速度的调控是为了满足细胞对能量及碳骨架的需求。在代谢途径中，催化不可逆反应的酶所处的部位是控制代谢反应的有力部位。糖酵解中有三步反应不可逆，分别由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化，因此这三种酶对酵解速度起调节作用。五）糖酵解的调控五）糖酵解的调控431、磷酸果糖激酶（PFK）的调控6-磷酸果糖激酶-16-phosphofructokinase-1ATP柠檬酸-ADP、AMP1,6-双磷酸果糖2,6-双磷酸果糖+1、磷酸果糖激酶（PFK）的调控6-磷酸果糖激酶-1ATP-44安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢452、己糖激酶的调控己糖激酶hexokinaseG-6-P-2、己糖激酶的调控己糖激酶G-6-P-46丙酮酸激酶pyruvatekinaseATP丙氨酸(肝)-1,6-双磷酸果糖+3、丙酮酸激酶的调控丙酮酸激酶ATP-1,6-双磷酸果糖+3、丙酮酸激酶的调控47六）糖酵解途径的特点所有中间产物都以磷酸化合物形式存在，可以使这些物质不易穿过细胞膜；易与酶结合；还可以保存能量。整个代谢过程，可以看成六碳化合物转化成三碳化合物的过程。反应部位：在细胞质内进行。六）糖酵解途径的特点所有中间产物都以磷酸化合物形式存在，可以48七）糖酵解意义1、可在无氧条件下迅速提供少量的能量。2、是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。3、是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用大部分逆过程。4、糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径。七）糖酵解意义1、可在无氧条件下迅速提供少量的能量。49八）其它六碳糖进入糖酵解途径1）果糖肌肉中的果糖：CH2OHC=OH－C－OHOH－C－HH－C－OHCH2OH己糖激酶ATPCH2OHC=OH－C－OHOH－C－HH－C－OHCH2OPO32-+ADP八）其它六碳糖进入糖酵解途径CH2OHC=OH－C－OHOH50在肝脏中，没有己糖激酶很少，葡萄糖激酶活性较高，因此需要经过以下几步：果糖1磷酸果糖果糖激酶ATPADPB型醛缩酶二羟丙酮磷酸甘油醛甘油醛＋ATP甘油醛激酶甘油醛3磷酸＋ADP甘油醛醇脱氢酶NADH+H+NAD+甘油甘油激酶ATPADP甘油3磷酸甘油磷酸脱氢酶NAD+NADH+H+在肝脏中，没有己糖激酶很少，葡萄糖激酶活性较高512）半乳糖半乳糖半乳糖激酶半乳糖-1-磷酸ATPADPUDP-葡萄糖葡萄糖-1-磷酸尿苷酰转移酶UDP-半乳糖差向异构酶UDP-葡萄糖葡萄糖-6-磷酸变位酶2）半乳糖半乳糖半乳糖激酶半乳糖-1-磷酸ATPADPUDP523）甘露糖甘露糖甘露糖-6-磷酸己糖激酶果糖-6-磷酸磷酸甘露糖异构酶3）甘露糖甘露糖-6-磷酸己糖激酶果糖-6-磷酸磷酸甘露糖异53问题糖酵解有（）步脱氢反应和（）步底物磷酸化反应。判断：6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖都是磷酸酯，但不含高能键糖酵解的主要控制点是什么？问题糖酵解有（）步脱氢反应和（）步底物磷酸化反应。54问题：在糖酵解过程中，下列哪种酶不是调节酶？A.己糖激酶B.葡萄糖激酶C.磷酸丙糖异构酶D.6-磷酸果糖激酶E.丙酮酸激酶糖酵解的速度主要取决于（）的活性A.磷酸葡萄糖异构酶B.磷酸果糖激酶C.醛缩酶D.磷酸甘油激酶问题：在糖酵解过程中，下列哪种酶不是调节酶？55丙酮酸乙酰CoACO2+H2O细胞质线粒体内糖原或淀粉葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇糖酵解TCA循环糖类分解代谢：四、柠檬酸循环丙酮酸乙酰CoACO2+H2O细胞质线粒体内糖原或淀粉葡萄糖56一）糖的有氧分解

糖的有氧分解：葡萄糖通过糖酵解产生丙酮酸，在有氧情况下，丙酮酸进入线粒体，进一步氧化分解成CO2和H2O，并释放出大量能量。一）糖的有氧分解糖的有氧分解：葡萄糖通过糖酵解产57葡萄糖丙酮酸糖酵解丙酮酸乙酰辅酶A三羧酸循环NADH+H+水和ATP氧化磷酸化CO2细胞质线粒体第一阶段第三阶段第二阶段线粒体内膜上特异载体有氧氧化的反应过程葡萄糖丙酮酸糖酵解丙酮酸乙酰辅酶A三羧酸循环NADH+H+水58二）丙酮酸的氧化脱羧1、丙酮酸脱氢酶复合体催化的总反应：丙酮酸脱氢酶复合体CH3COCOOH＋HSCoA＋NAD＋CH3CO～SCoA＋CO2＋NADH＋H＋Go′=-8.0kcal/mol二）丙酮酸的氧化脱羧1、丙酮酸脱氢酶复合体催化的总反应：59

2、

多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过非共价键连接彼此嵌合形成的复合体。其中每一个酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。2、多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过非共价603、丙酮酸脱氢酶复合体的组成3种酶：

丙酮酸脱氢酶(TPP、Mg2+)

催化丙酮酸氧化脱羧反应

二氢硫辛酰胺转乙酰酶(硫辛酸、辅酶A)

催化将乙酰基转移到CoA反应

二氢硫酰胺脱氢酶(FAD、NAD+)

催化将还原型硫辛酰胺转变成为氧化型反应6种辅助因子：

TPP、Mg2+、硫辛酸、辅酶A、FAD、NAD+

3、丙酮酸脱氢酶复合体的组成3种酶：61安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢624、丙酮酸的氧化脱羧分五步进行：（1）Py+TPP羟乙基-TPP+CO2

E1（2）羟乙基-TPP乙酰基-硫辛酰胺OXE2（3）乙酰基-硫辛酰胺＋CoA乙酰CoA+硫辛酰胺E2（4）Red型硫辛酰胺OX型硫辛酰胺E3（5）4、丙酮酸的氧化脱羧分五步进行：（1）Py+TPP635、砷化物对丙酮酸脱氢酶的抑制作用：

O-ASOHOH亚砷酸＋SSRO-ASHSHSR2H2O5、砷化物对丙酮酸脱氢酶的抑制作用：O-ASOHOH亚砷酸＋646、丙酮酸脱氢酶复合物的调节1）产物控制：NADH和乙酰CoA是酶系的竞争性抑制剂。2）化学修饰调控：丙酮酸脱氢酶去磷酸化时，有活性；磷酸化无活性。丙酮酸脱氢酶复合体失去活性磷酸化去磷酸化有活性NADH和乙酰辅酶A抑制6、丙酮酸脱氢酶复合物的调节丙酮酸脱氢酶复合体失去活性磷酸化65三）柠檬酸循环1、柠檬酸循环：1937，由德国科学家HansKrebs提出。指乙酰辅酶A与草酰乙酸形成柠檬酸，柠檬酸经氧化脱羧和一系列转化反应，脱下2分子二氧化碳，生成NADH+H+，又转变成草酰乙酸的过程。柠檬酸循环又称为三羧酸循环（TCA循环），Krebs循环。部位：线粒体三）柠檬酸循环1、柠檬酸循环：1937，由德国科学家662、三羧酸循环的反应过程草酰乙酸（C4）乙酰CoA(C2)柠檬酸（C6）顺乌头酸（C6）异柠檬酸（C6）草酰琥珀酸（C6）α-酮戊二酸（C5）琥珀酰CoA（C4）琥珀酸（C4）延胡索酸（C4）苹果酸（C4）NADHGDPGTPFADH2NADH12345678NADHCO2H2OH2OH2OCO22、三羧酸循环的反应过程草酰乙酸（C4）乙酰CoA(C2)671）草酰乙酸与乙酰辅酶A缩合形成柠檬酸O=C-COO-H2C-COO-+O=C-CH3S-CoAHO-C-COO-H2C-COO-CH2-C-S-CoAOHO-C-COO-H2C-COO-CH2-COO-H2OCoASH柠檬酸合酶不可逆反应1）草酰乙酸与乙酰辅酶A缩合形成柠檬酸O=C-COO-H2C68TCA循环的起始反应，乙酰辅酶A通过这步反应进入TCA循环，第一步不可逆反应。此反应属于克莱森酯缩合反应。催化此反应的酶是柠檬酸合酶，属于调控酶。丙酮酰CoA可以抑制酶的活性。氟乙酰CoA通过此步反应抑制TCA循环柠檬酸合酶草酰乙酸乙酰辅酶A+ATP，NADH，琥珀酰辅酶A，脂酰辅酶A—TCA循环的起始反应，乙酰辅酶A通过这步反应进692）柠檬酸异构化为异柠檬酸COO-CHC-COO-CH2COO-H2OCOO-HC-COO-CH2COO-H-C-OHH2O柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸催化此反应的酶是顺乌头酸酶。H-和OH-总是加在顺乌头酸双键的正反两个方向。HO-C-COO-H2C-COO-CH2-COO-2）柠檬酸异构化为异柠檬酸COO-CHC-COO-CH2CO703）异柠檬酸氧化形成α-酮戊二酸COO-HC—COO-CH2COO-H—C—OHCOO-HC—COO-CH2COO-C=OCOO-CH2CH2COO-C=ONAD+NADP+NADH+H+NADPH+H+CO2异柠檬酸草酰琥珀酸α-酮戊二酸由异柠檬酸脱氢酶催化。3）异柠檬酸氧化形成α-酮戊二酸COO-HC—COO-CH71这步反应是TCA循环中的第一步氧化还原，第一步氧化脱羧反应，第二步不可逆反应和限速反应。异柠檬酸脱氢酶有两种形式：一种以NAD+为辅酶，只存在与线粒体中；一种以NADP＋为辅酶，在线粒体和细胞质中都存在。这步反应是TCA循环中的第一步氧化还原，第一步72异柠檬酸脱氢酶的别构调节ADPCa2+NAD+异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶NADHATP促进抑制激酶磷酸化失活去磷酸化活化磷酸酶异柠檬酸脱氢酶的别构调节ADP异柠檬酸脱氢酶NADH促进抑制734）α－酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰CoACOO-CH2CH2COO-C=O+NAD+

+CoASHCH2CH2C=OCOO-S-CoA+NADH+H++CO2α-酮戊二酸琥珀酰辅酶A由α－酮戊二酸脱氢酶复合体催化4）α－酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰CoACOO-CH2C74

第二步氧化还原反应，第二步也是最后一步氧化脱羧反应，第三步不可逆反应，能释放大量能量。

α－酮戊二酸复合体由α－酮戊二酸脱氢酶，硫辛酰琥珀酰转移酶，二氢硫辛酰脱氢酶组成。此复合体也是一个调节酶，NADH和琥珀酰辅酶A可以抑制其活性。第二步氧化还原反应，第二步也是最后一步氧化脱羧反应，75α－酮戊二酸脱氢酶复合体的调节琥珀酰辅酶AATPNADHα－酮戊二酸脱氢酶复合体抑制α－酮戊二酸脱氢酶复合体的调节琥珀酰辅酶Aα－酮戊二酸脱氢酶765）琥珀酰辅酶A转化为琥珀酸CH2CH2C=OCOO-S-CoA+CoASHGDP(ADP)+PiGTP(ATP)琥珀酰辅酶A

CH2CH2COO-COO-琥珀酸是唯一的一步底物水平磷酸化反应，在哺乳动物中形成GTP，在植物和微生物中形成ATP。琥珀酰辅酶A合成酶5）琥珀酰辅酶A转化为琥珀酸CH2CH2C=OCOO-S776、琥珀酸脱氢形成延胡索酸CH2CH2COO-COO-琥珀酸琥珀酸脱氢酶FADFADH2CHHCCOO-COO-延胡索酸第三步氧化还原反应，唯一一步将H传给FAD的反应。琥珀酸脱氢酶是TCA循环中唯一一个位于线粒体内膜上的酶。6、琥珀酸脱氢形成延胡索酸CH2CH2COO-COO-琥78安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢797）延胡索酸水合形成L-苹果酸

CHHCCOO-COO-

CH2COO-COO-OH—C—HH2O延胡索酸酶延胡索酸酶具有严格的立体专一性。7）延胡索酸水合形成L-苹果酸CHHCCOO-COO-808）L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸

CH2COO-COO-OH—C—HO=C－COO-H2C—COO-苹果酸脱氢酶NAD+NADH+H+是TCA循环中的最后一步，也是第四步氧化还原反应。由苹果酸脱氢酶催化。8）L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸CH2COO-COO-OH81三羧酸循环草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A三羧酸循环草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A琥珀82四）柠檬酸循环的化学总结算1、柠檬酸循环过程总结(一次循环)8步反应，8种酶催化反应类型缩合1、异构1、氧化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四）柠檬酸循环的化学总结算1、柠檬酸循环过程总结(一次循环)832、TCA循环总反应式：CH3COSCoA+2H2O+3NAD++FAD+GDP+Pi2CO2+3NADH+3H++FADH2+CoASH+GTP2、TCA循环总反应式：CH3COSCoA+2H2O+84反应ATP第一阶段两次耗能反应-2两次生成ATP的反应2×2一次脱氢(NADH+H+)2×1.5或2×2.5第二阶段一次脱氢(NADH+H+)2×2.5第三阶段三次脱氢(NADH+H+)2×3×2.5一次脱氢(FADH2)2×1.5一次生成ATP的反应2×1净生成3、TCA循环中ATP的产生反应ATP第一阶段两次耗能反应-2两次生成ATP85①不可逆循环反应，在线粒体中进行。②关键酶：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶系。③循环的中间产物不消耗、不生成。4、三羧酸循环特点①不可逆循环反应，在线粒体中进行。4、三羧酸循环特点86五）柠檬酸循环的调控可分为：柠檬酸循环本身制约系统的调节ATP，ADP，和钙离子对柠檬酸循环的调节

调控酶：丙酮酸脱氢酶复合体柠檬酸合酶；异柠檬酸脱氢酶；

α-酮戊二酸脱氢酶

五）柠檬酸循环的调控调控酶：丙酮酸脱氢酶复合体87三羧酸循环的调节丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶激酶丙酮酸脱氢酶磷酸化酶+—NADH，乙酰辅酶A—+丙酮酸，ADP，Ca2+—胰岛素，Ca2++1、共价修饰调节2、底物反馈抑制三羧酸循环的调节丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶激酶丙酮酸脱氢88六）柠檬酸循环的双重作用草酰乙酸（C4）柠檬酸（C6）顺乌头酸（C6）异柠檬酸（C6）α-酮戊二酸（C5）琥珀酰CoA（C4）琥珀酸（C4）延胡索酸（C4）苹果酸（C4）AaAaIle，Val，Met，奇数脂肪酸Tyr，Phe，Asp葡糖脂肪酸，胆固醇丙酮酸乙酰辅酶A六）柠檬酸循环的双重作用草酰乙酸（C4）柠檬酸（C6）顺乌头89丙酮酸羧化支路（回补途径）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。丙酮酸羧化支路（回补途径）三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，901)丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸，需要生物素为辅酶。1)丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸，需要生物素为辅912)磷酸烯醇式丙酮酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的催化下形成草酰乙酸。在大脑和心脏中存在这个反应。2)磷酸烯醇式丙酮酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的催化下形成草923.天冬氨酸及谷氨酸的转氨作用可以形成草酰乙酸和α-酮戊二酸。异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸也会形成琥珀酰CoA。其反应将在氨基酸代谢中讲述。3.天冬氨酸及谷氨酸的转氨作用可以形成草酰乙酸和α-酮戊二酸93七）柠檬酸循环的生理意义1）是机体获得能量的主要途径2）是物质代谢的中枢3）柠檬酸循环的中间产物可作为细胞组分碳骨架的前体物质。七）柠檬酸循环的生理意义94八）乙醛酸途径及其意义乙醛酸途径是使乙酰辅酶A转变为草酰乙酸的途径。这一途径只存在于植物和微生物中，脊椎动物体内不存在。八）乙醛酸途径及其意义951、乙醛酸途径的反应过程部位：线粒体和乙醛酸循环体

乙醛酸循环体中有两种特有的酶：异柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶

意义：使植物种子中的三酰甘油转变为葡萄糖，进而提供种子萌发所需的能量。1、乙醛酸途径的反应过程96天冬氨酸↓氨基转移酶草酰乙酸↓柠檬酸合酶柠檬酸↓乌头酸酶异柠檬酸↓异柠檬酸裂合酶乙醛酸＋琥珀酸↓←乙酰辅酶A苹果酸合酶苹果酸＋辅酶A苹果酸草酰乙酸天冬氨酸↑氨基转移酶草酰乙酸↑苹果酸脱氢酶苹果酸↑延胡索酸↑琥珀酸乙醛酸循环体线粒体天冬氨酸苹果酸草酰乙酸天冬氨酸乙醛酸循环体线粒体97问题TCA循环（）A.本身不会产生高能磷酸化合物B.不受无氧条件限制C.循环起始物乙酰辅酶A中2个碳原子在一轮循环中以2个CO2形式释出D.循环速率取决于对ATP的需求问题TCA循环（）98柠檬酸循环中草酰乙酸是什么酶的直接产物？A.柠檬酸脱氢酶B.琥珀酸脱氢酶C.苹果酸脱氢酶D.顺乌头酸酶乙醛酸循环含有（）（）两个特异酶为何说柠檬酸循环是糖，脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路柠檬酸循环中草酰乙酸是什么酶的直接产物？99五、戊糖磷酸途径五、戊糖磷酸途径1001、概念戊糖磷酸途径（PPP途径）：以6-磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成以磷酸戊糖为中间代谢物的过程，又称为戊糖支路，己糖单磷酸途径（HMP途径），磷酸葡糖酸氧化途径，戊糖磷酸循环。

磷酸戊糖途径是另一种重要途径，葡糖经此途径生成磷酸核糖，NADPH和CO2。一）概述一）概述101二）反应过程1、磷酸戊糖途径的反应过程反应部位：细胞质中（细胞溶胶中）

HMP途径反应过程氧化阶段：6－磷酸葡萄糖5－磷酸核酮糖非氧化阶段异构化反应基团转移反应转酮转醛二）反应过程1、磷酸戊糖途径的反应过程HMP途径氧化阶段：61021）氧化阶段1）氧化阶段1032）非氧化阶段5－磷酸核酮糖磷酸戊糖异构酶5-磷酸核糖CHOH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH2OPO32-2）非氧化阶段5－磷酸核酮糖磷酸戊糖异构酶5-磷酸核糖CHO104磷酸戊糖差向酶5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate5-磷酸木酮糖xylulose5-phosphate磷酸戊糖差向酶5-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖1055-磷酸木酮糖5-磷酸核糖7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛转酮酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛转106转酮酶(transketolase)就是催化含有一个酮基、一个醇基的2碳基团转移的酶。其接受体是醛，辅酶是TPP转酮酶(transketolase)就是催化含有一个酮基、一1077-磷酸景天庚酮糖sedoheptulose7-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate转醛酶4-磷酸赤藓糖erythrose4-phosphate6-磷酸果糖fructose6-phosphate7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛转醛酶4-磷酸赤藓糖6-磷酸108转醛酶(transaldolase)是催化含有一个酮基、二个醇基的3碳基团转移的酶。其接受体是亦是醛，但不需要TPP。转醛酶(transaldolase)是催化含有一个酮基、二个1094-磷酸赤藓糖erythrose4-phosphate5-磷酸木酮糖ribulose5-phosphate6-磷酸果糖Fructose6-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate转酮酶4-磷酸赤藓糖5-磷酸木酮糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛转酮酶110磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段5-磷酸木酮糖×2C55-磷酸木酮糖×2C57-磷酸景天糖×2C73-磷酸甘油醛×2C34-磷酸赤藓糖×2C46-磷酸果糖×2C66-磷酸果糖×2C63-磷酸甘油醛×2

C36-磷酸葡萄糖(C6)×66-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×66-磷酸葡萄糖酸(C6)×65-磷酸核酮糖(C5)×65-磷酸核糖×2C56NADP+6NADP+6H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶6NADP+6NADP+6H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶6CO2磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段5-磷酸木酮糖×251112、戊糖磷酸途径的总反应式：6葡糖－6－磷酸＋7H2O＋12NADP+6CO2+5葡糖－6－磷酸＋12NADPH+12H++Pi2、戊糖磷酸途径的总反应式：6CO2+5葡糖－6－磷酸＋121123、磷酸戊糖途径反应速度的调节1）葡糖－6－磷酸脱氢酶的调节作用此酶是限速酶，受NADPH/NADP+比值的调节。

2）当机体需要核糖-5-磷酸时，逆HMP途径形成核糖-5-磷酸。

3）当机体需要核糖-5-磷酸和NADPH时，沿HMP途径进行。

4）当机体需要NADPH时，沿HMP途径一直到产生3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，这两种物质再经过糖异生形成6-磷酸葡糖。3、磷酸戊糖途径反应速度的调节2）当机体需要核糖-5-磷酸时1134、戊糖磷酸途径的特点1）整个途径分为氧化和非氧化阶段

2）6-磷酸葡糖直接氧化脱羧，不经过EMP途径和TCA循环

3）整个反应途径中，脱氢酶的辅酶都是NADP+，而不是NAD+。4、戊糖磷酸途径的特点2）6-磷酸葡糖直接氧化脱羧，不经过E1145、戊糖磷酸途径的生物学意义1）是细胞产生还原力（NADPH）的主要途径。作为供氢体，NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶。2）是细胞内不同结构糖分子的重要来源，并为各种单糖的相互转变提供条件5、戊糖磷酸途径的生物学意义2）是细胞内不同结构糖分子的重要115六、葡糖异生六、葡糖异生116一）糖异生作用（单糖合成代谢）1、概念葡糖异生作用：以非糖物质作为前体合成葡糖的作用。非糖物质：乳酸，丙酮酸，丙酸，甘油和氨基酸等等。一）糖异生作用（单糖合成代谢）1172、葡糖异生作用的过程葡糖异生作用利用糖酵解过程中的可逆反应，对糖酵解过程中的三步不可逆反应，采取迂回措施绕道而行。2、葡糖异生作用的过程118COO-C=OCH2COO-+GTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶COO-C-O~PCH3+GDP+CO2丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸的反应可表示为：丙酮酸＋ATP＋GTP＋H2O磷酸烯醇式丙酮酸＋ADP+GDP+Pi3、三步迂回措施：

①丙酮酸通过草酰乙酸形成磷酸烯醇丙酮酸COO-C=OCH2COO-+GTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶119丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶

ATP+CO2ADP+Pi苹果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸

苹果酸

草酰乙酸PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶

GTPGDP+CO2线粒体胞液丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+C120②果糖-1，6-二磷酸酶使果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸。③葡糖-6-磷酸在葡糖-6-磷酸酶的作用下水解为葡糖。②果糖-1，6-二磷酸酶使果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-121安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢1224、由丙酮酸形成葡糖的能量消耗2个丙酮酸需要消耗4个ATP和2个GDP才能形成1个葡糖。

4、由丙酮酸形成葡糖的能量消耗1235、其他非糖物质进入糖异生的途径糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物生糖氨基酸α-酮酸-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸2H5、其他非糖物质进入糖异生的途径糖异生的原料转变成糖代谢的中1246、糖异生的调节

激素的调节机体血糖水平的影响饥饿剧烈运动脂肪动员加强[甘油]↑组织蛋白质分解加强[氨基酸]↑[乳酸]↑糖异生作用加强6、糖异生的调节激素的调节机体血糖水平的影响饥饿剧烈运125磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶1,6-双磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间PEP丙酮1266-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖双磷酸酶-12,6-二磷酸果糖AMP6-磷酸果糖与1,6-二磷酸果糖之间糖异生作用糖酵解6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADP127磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成↑[cAMP]6-磷酸果糖激酶-2失活糖异生作用加强果糖二磷酸酶-1活性相对增加[2,6-二磷酸果糖浓度]丙酮酸激酶活性胰高血糖素对糖异生的调节胰高血糖素磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成↑[cAMP]6-磷酸果糖激酶-2128在前面的三个反应过程中，作用物的互变分别由不同酶催化其单向反应，这种互变循环称之为底物循环(substratecycle)。6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1果糖双磷酸酶-1ADP

ATP

Pi6-磷酸葡糖葡萄糖葡糖-6-磷酸酶己糖激酶

ATP

ADPPiPEP

丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶

丙酮酸羧化酶ADPATPCO2+ATPADP+PiGTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi+CO2在前面的三个反应过程中，作用物的互变分别由不同酶催化其单向反1297、乳酸的再利用和可立氏循环乳酸丙酮酸葡糖糖异生作用乳酸葡糖乳酸葡糖糖酵解作用肌肉血液肝脏可立氏循环糖异生主要在肝脏、肾脏细胞的胞浆及线粒体7、乳酸的再利用和可立氏循环乳酸丙酮酸葡糖糖异生作用乳酸葡糖1308、糖异生的生理意义（1）葡糖异生可维持动物和人体内血糖浓度的相对恒定。（2）葡糖异生与乳酸的利用有密切关系，对于回收乳酸分子中的能量、更新肝糖原、防止乳酸中毒的发生等都有一定的意义。（3）协助氨基酸代谢。8、糖异生的生理意义（1）葡糖异生可维持动物和人体内血糖浓131二）乳糖的生物合成和分解乳糖由半乳糖和葡萄糖以β-糖苷键相连。活化的半乳糖：UDP-半乳糖OCH2OHOUDPUDP-葡糖OCH2OHOp半乳糖-1-磷酸OCH2OHOPOCH2OHOUDP葡糖-1-磷酸UDP-半乳糖半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶二）乳糖的生物合成和分解OCH2OHOUDPUDP-葡糖OC132OCH2OHOUDPUDP-半乳糖OCH2OHNHC=OCH3N-乙酰-葡糖胺OCH2OHOOCH2OHNHC=OCH3＋UDP半乳糖基转移酶半乳糖基-N-乙酰-葡糖胺通常情况下半乳糖参与的反应OCH2OHOUDPUDP-半乳糖OCH2OHNHC=OCH133UDP-半乳糖OCH2OH葡萄糖OCH2OHOUDPOCH2OHOOCH2OH乳糖＋UDP乳糖合酶半乳糖基转移酶＋α-乳清蛋白乳糖合酶乳糖的合成UDP-半乳糖OCH2OH葡萄糖OCH2OHOUDPOCH2134乳糖的分解代谢

哺乳动物体内由乳糖酶水解乳糖，生成半乳糖和葡糖。乳糖不耐症

微生物由β-半乳糖苷酶水解乳糖。β-半乳糖苷酶是一种诱导酶。

诱导酶：生物体内原本没有或含量很少，在外界条件的刺激下，诱导产生的酶类。乳糖的分解代谢哺乳动物体内由乳糖酶水解乳糖，生成半135七、糖原的分解与合成七、糖原的分解与合成136一）糖原的结构和作用糖原是由若干个葡萄糖单位组成的具有许多分支结构的多糖，是动物体内糖的储存形式。糖原的分子结构：一）糖原的结构和作用糖原是由若干个葡萄糖单位组成的具有许多分137肝细胞中的糖原颗粒糖原颗粒肝细胞中的糖原颗粒糖原颗粒138糖原主要储存在肝和肌肉组织中肝糖原分解主要是补充血糖；肌糖原分解主要是为肌肉收缩提供能量。糖原主要储存在肝和肌肉组织中139二）糖原的分解1、发生部位：细胞质中2、过程：需要三种酶，糖原磷酸化酶，糖原脱支酶，磷酸葡萄糖变位酶。

二）糖原的分解1401）糖原磷酸化酶：糖原（葡萄糖单位n）＋H3PO4糖原（葡萄糖单位n－1）＋1-磷酸葡萄糖1）糖原磷酸化酶：141OOHOHHOHOCH2O-P-O-OO-OOHOHHOHOCH2OOOHOHHOCH2OOHOHHOHOCH2OOOHOHHOCH2OOOHOHHOCH2作用位点糖原磷酸化酶OOHOHHOHOCH2O-P-O-OO-OOHOHHO142安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢143糖原磷酸化酶催化特点：从糖原非还原端切下一个G，形成G-1-P。只催化α-1,4-糖苷键有a,b两种形式，a为酶磷酸化形式，有催化活性，b为脱磷酸化的酶，无催化活性磷酸吡哆醛是其辅酶

糖原磷酸化酶催化特点：144脱支酶的作用2、糖原脱支酶催化极限糊精上的α-1,6-糖苷键分解。脱支酶的作用2、糖原脱支酶1453、磷酸葡萄糖变位酶

OOHOHHOCH2OHO-P-OOOOOHOHHOHOCH2O-P-O-OOG-1-PG-6-P肝脏肌肉G+Pi（葡萄糖-6-磷酸酶）进入糖酵解磷酸葡萄糖变位酶G-6-PG-1-P3、磷酸葡萄糖变位酶OOHOHHOCH2OHO-1464、葡萄糖－6－磷酸酶G-6-P+H2OG+Pi

1）存在于肝肾肠细胞中，脑和肌肉中没有这种酶。2）机体可以依赖此酶维持血糖浓度。4、葡萄糖－6－磷酸酶G-6-P+H2OG+Pi147三）糖原的合成

2、糖原合成的原料：UDP-葡萄糖1、糖原合成的部位：细胞质中3、催化糖原合成的三种酶：

UDP-葡糖焦磷酸化酶

糖原合酶

糖原分支酶三）糖原的合成2、糖原合成的原料：UDP-葡萄糖1、糖原合成148糖原合成过程OCH2OHOP葡糖-1-磷酸ONHONOH2COPPPUTPOCH2OHOPONHONOH2COPPPUDP-葡糖焦磷酸UDP-葡糖焦磷酸化酶PP＋糖原合成过程OCH2OHOP葡糖-1-磷酸ONHONOH2C149UDP－UDP-葡糖葡糖多聚体引物多一个葡糖的多糖糖原合酶＋UDPUDP－UDP-葡糖葡糖多聚体引物多一个葡糖的多糖糖原合酶＋1501234567糖原分支酶直链多聚葡糖具支链的多聚葡糖1234567糖原分支酶直链多聚葡糖具支链的多聚葡糖151安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢152四）糖原分解与合成的调节关键酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶调节方式：共价修饰变构调节四）糖原分解与合成的调节关键酶①糖原合成：糖原1531、对糖原合酶的调节cAMP-依赖性蛋白激酶钙调蛋白依赖性蛋白激酶非磷酸化的糖原合酶a磷酸化的糖原合酶b磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂无活性有活性1、对糖原合酶的调节cAMP-依赖性蛋白激酶钙调蛋白依赖性蛋1542、对糖原磷酸化酶的调节钙调蛋白依赖性蛋白激酶非磷酸化的糖原磷酸化酶磷酸化的糖原磷酸化酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂有活性无活性共价调节2、对糖原磷酸化酶的调节钙调蛋白依赖性蛋白激酶非磷酸化的糖原155别构调节磷酸化酶二种构像——紧密型(T)和疏松型(R)，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共价修饰调节。*葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。磷酸化酶a(R)

[疏松型]磷酸化酶a(T)[紧密型]葡萄糖别构调节磷酸化酶二种构像——紧密型(T)和疏松型(R)，其1563、激素对糖原的代谢的调节胰高血糖素，肾上腺素，肾上腺皮质激素使血糖升高的激素：使血糖降低的激素：胰岛素级联系统3、激素对糖原的代谢的调节胰高血糖素，肾上腺素，肾上腺皮质激157胰高血糖素，肾上腺素肾上腺皮质激素与细胞受体结合激活G蛋白激活腺苷酸环化酶产生大量cAMP激活cAMP依赖性的蛋白激酶磷酸化酶磷酸化糖原合酶糖原分解血糖升高抑制糖原合成升高血糖激素的作用胰高血糖素，与细胞受体结合激活G蛋白激活腺苷酸环化酶产生大量158胰岛素与细胞受体结合胰岛素刺激的蛋白激酶活化磷蛋白磷酸酶活化磷酸化酶去磷酸化抑制糖原分解糖原合酶去磷酸化糖原合成血糖降低胰岛素的作用胰岛素与细胞受体结合胰岛素刺激的蛋白激酶活化磷蛋白磷酸酶活化159食物中的糖经消化吸收进入体内肝糖原的分解肝中糖异生作用血糖糖的氧化分解供能合成糖原转化为非糖物质随尿排出血糖的来源和去路食物中的糖经消化吸收进入体内肝糖原的分解肝中糖异生作用血糖糖160问答题1、请叙述糖酵解过程。2、糖酵解途径中能转移高能键形成ATP的两个高能化合物是什么？3、糖酵解有几步不可逆反应，分别是什么，由哪几个酶催化？4、列出糖酵解过程中调节酶的别构调节物5、砷酸抑制糖酵解过程中的哪一步反应？问答题1、请叙述糖酵解过程。1616、丙酮酸脱氢酶复合体由哪三种酶组成，它们的辅酶分别是什么？7、叙述柠檬酸循环过程8、总结柠檬酸循环在机体代谢中的作用和地位9、巴斯德效应10、指出磷酸戊糖途径的两个主要功能11、糖异生作用12、当饥饿时，血糖低于正常值，糖原磷酸化酶和糖原合酶中哪个酶是有活性的？怎样调节控制糖原的合成与分解？6、丙酮酸脱氢酶复合体由哪三种酶组成，它们的辅酶分别是什么？162第六章糖代谢Chapter6carbohydratemetabolism第六章糖代谢Chapter6carbohydrate163一、概述一）糖的定义1、糖类：从其化学本质上讲，糖类是多羟醛、多羟酮及其衍生物，或者是水解时能产生这些化合物的物质。二）糖的分类根据水解后产生单糖残基的多少分为四大类单糖寡糖多糖结合糖一、概述一）糖的定义二）糖的分类根据水解后产生单糖残基1641.单糖：不能再水解的糖D-葡萄糖1234566-磷酸葡萄糖1.单糖：不能再水解的糖D-葡萄糖1234566-磷酸葡萄糖165D-果糖1234566-磷酸果糖D-果糖1234566-磷酸果糖166核酮糖321455-磷酸核酮糖核酮糖——戊酮糖核酮糖321455-磷酸核酮糖核酮糖1672.双糖双糖：由两个相同或不同的单糖组成,常见的有乳糖、蔗糖、麦芽糖等.14麦芽糖α-D-葡萄糖苷-（1→4）-α-D-葡萄糖2.双糖双糖：由两个相同或不同的单糖组成,常见的有乳糖、蔗糖16811214α-D-葡萄糖苷-（1→2）-β-D-果糖β-D-半乳糖苷-（1→4）-β-D-葡萄糖乳糖蔗糖11214α-D-葡萄糖苷-（1→2）-β-D-果糖β-D-1693.多糖定义：水解产物含6个以上单糖常见的多糖淀粉、糖原、纤维素等3.多糖定义：水解产物含6个以上单糖常见的多糖淀粉、糖原、纤170安徽师范大学生命科学学院生物化学课件第六章糖代谢171淀粉(starch)蓝色:α-1,4-糖苷键红色:α-1,6-糖苷键直链淀粉支链淀粉淀粉(starch)蓝色:直链淀粉172糖原(glycogen)非还原端还原端糖原(glycogen)非还原端还原端173纤维素作为植物的骨架β-1,4-糖苷键纤维素作为植物的骨架β-1,4-糖苷键1744.结合糖糖与非糖物质的结合物常见的结合糖有：糖脂：是糖与脂类的结合物糖蛋白：是糖与蛋白质的结合物4.结合糖糖与非糖物质的结合物175提供能量1g葡萄糖16.7kJ正常情况下约占机体所需总能量的50-70%2.构成组织细胞的基本成分核糖和脱氧核糖糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白。

三）糖的主要生理功能提供能量三）糖的主要生理功能176二、糖代谢概况绿色植物：利用光能将二氧化碳和水为转变为有机物葡萄糖，再进一步转变为淀粉。异养生物：从外界摄取糖类物质。脊椎动物从外界摄取糖类物质（淀粉或糖原），在消化系统中经淀粉酶消化，产生糊精和麦芽糖的混合物。由小肠粘膜吸收进入血液，运送到相应部位进行中间代谢。二、糖代谢概况绿色植物：利用光能将二氧化碳和水为转变为有机物1771、糖代谢概况：贮存型糖类（淀粉，糖原）葡萄糖－6－磷酸丙酮酸乙酰辅酶A柠檬酸循环二氧化碳葡萄糖磷酸戊糖途径二氧化碳半乳糖甘露糖果糖其他生糖物质生糖氨基酸乳酸/乙醇脂酸，固醇糖酵解糖异生糖原代谢果糖-6-磷酸水绿色植物光合作用NADH氧化磷酸化产生ATP和水1、糖代谢概况：贮存型糖类（淀粉，糖原）葡萄糖－6－磷酸丙酮178糖代谢分解代谢糖原分解糖酵解糖的有氧分解磷酸戊糖途径合成代谢糖原合成糖异生途径生物的糖类代谢途径光合作用糖代谢分解代谢糖原分解糖酵解糖的有氧分解磷酸戊糖途径合成代谢179三、糖酵解作用一）概述1、糖酵解作用：葡萄糖进行无氧分解，形成2分子丙酮酸并提供能量，这一过程称为糖酵解作用。糖酵解过程是所有生物葡萄糖分解代谢的共同途径。也称为EMP途径。2、发酵：酵母菌经糖酵解过程将葡糖转化为酒精的过程糖酵解部位：细胞溶胶（细胞质）三、糖酵解作用一）概述180二）糖酵解全过程GG-6-P6-磷酸果糖1,6二磷酸果糖DHAPGAP1,3-BPG3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸1ATPADP23ATPADP4567ADPATP8910ADPATP准备阶段放能阶段二）糖酵解全过程GG-6-P6-磷酸果糖1,6二磷酸果糖DH181⑴葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖1、糖酵解的准备阶段己糖激酶葡萄糖激酶糖酵解过程的第一个关键酶⑴葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖1、糖酵解的准备阶段己糖激182关键酶：是催化不可逆反应、可受激素或代谢物调节的酶，其活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向。激酶：能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。已糖激酶：是催化从ATP转移磷酸基团至各种六碳糖（G、F）上去的酶。葡萄糖-6-磷酸和ADP是该酶的变构抑制剂关键酶：是催化不可逆反应、可受激素或代谢物调节的酶，其活性的183激酶都需离子要Mg2+作为辅助因子激酶都需离子要Mg2+作为辅助因子184⑵6-磷酸葡萄糖异构化为6-磷酸果糖(F-6-P）

磷酸葡萄糖异构酶(G-6-P）⑵6-磷酸葡萄糖异构化为6-磷酸果糖(F-6185⑶6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶

（PFK）糖酵解过程的限速酶⑶6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶186

磷酸果糖激酶：变构酶，催化效率最低，限速酶。变构激活剂：AMP、ADP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖

变构抑制剂：ATP、柠檬酸、长链脂肪酸磷酸果糖激酶：变构酶，催化效率最低，变构激活剂：AM187⑷磷酸丙糖的生成磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛

(F-1,6-2P）

醛缩酶+⑷磷酸丙糖的生成磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛(F-1,6-188⑸磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)磷酸丙糖异构酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛⑸磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶1189

上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段。在准备阶段中，并没有从中获得任何能量，与此相反，却消耗了两个ATP分子。以下的5步反应包括氧化—还原反应、磷酸化反应。这些反应正是从3-磷酸甘油醛提取能量形成ATP分子。上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段。190⑹3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)3-磷酸甘油醛脱氢酶糖酵解中唯一的脱氢反应+NADH+H+NAD+HPO4

2-2、糖酵解的放能阶段1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)~OPO3

2-⑹3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛3191O=C—O—As—O–O=O-–1-砷酸-3-磷酸甘油酸O=C—O—As—O–O=O-–1-砷酸-3-磷酸甘油酸水解O=C—OH3-磷酸甘油酸+–O—As—O–O=O—–在有砷酸盐存在的情况下，酵解过程可以照样进行下去，但不能形成高能磷酸键，即砷酸盐起着解偶联作用，解除了氧化和磷酸化的偶联作用。O=C—O—As—O–O=O-–1-砷酸-3-磷酸甘油酸O=192⑺1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应ADPATPMg2+1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)~OPO3

2-⑺1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激193底物磷酸化(substratelevelphosphorylation)：将底物的高能磷酸基直接转移给ADP(或GDP)生成ATP(或GTP)。

这一步反应是糖酵解过程的第7步反应，也是糖酵解过程开始收获的阶段。在此过程中第一次产生了ATP。底物磷酸化(substratelevelphospho194⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)磷酸甘油酸变位酶

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-p195植物体内的磷酸甘油变位酶催化机制酶酶-Pi酶+++3-PGG2-PG植物体内的磷酸甘油变位酶催化机制酶196⑼2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）

磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）2-磷酸甘油酸烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O氟化物能与Mg2+络合而抑制此酶活性~⑼2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）197ADPATPMg2+,K+⑽磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶(PK

)

烯醇式丙酮酸糖酵解过程的第三个关键酶也是第二次底物水平磷酸化反应~

磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）ADPATPMg2+,K+⑽磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式198⑾烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ADP丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)自发进行丙酮酸(pyruvate)⑾烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸199P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮123+P②异构6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化④裂解⑥脱氢⑤异构PP1，6-二磷酸果糖③活化⑦产能⑨脱水⑧异构⑩产能HHOHP3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮12002×1葡萄糖→6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸-1反应ATP

-12×1葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸+2ATP+2NADH