复旦大学生物化学课件第八章 糖代谢 II

第二节糖的分解代谢葡萄糖(或糖原)分解：3条途径

(1)无氧情况：糖酵解(glycolysis)

葡萄糖(糖原)→乳酸(2)有氧情况：有氧氧化(aerobicoxidation)

葡萄糖→CO2+H2O+能量(3)磷酸戊糖途径(pentosephosphatepathway)

葡萄糖→磷酸核糖+NADPH+CO2第二节糖的分解代谢葡萄糖(或糖原)分解：3条途径1概念过程意义一、糖的无氧分解（糖酵解）

(关键步骤,关键酶)概念一、糖的无氧分解（糖酵解）

(关键步骤,关键酶)2葡萄糖无氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C无氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C3二、过程1.糖酵解途径（glycolyticpathway），EMP途径葡萄糖(glucose)丙酮酸(pyruvate)×2细胞部位：胞浆二、过程1.糖酵解途径（glycolyticpathw4（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(phosphorylationofglucose)

glucose(G)己糖激酶(HK)

hexokinase

ATPADP关键酶glucose-6-phosphate(G-6-P）Mg2+（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(ph5ATP(三磷酸腺苷)ADP(二磷酸腺苷)高能磷酸键～～～HO-18ATPADP高能磷酸键～～～HO-186限速酶/关键酶

(rate-limitingenzyme/keyenzyme)1.催化非可逆反应特点2.催化效率低3.受激素或代谢物的调节4.常是在整条途径中催化初始反应的酶5.活性的改变可影响整个反应体系的速度限速酶/关键酶

(rate-limitingenzym7糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO4磷酸化酶

糖原(Gn-1)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)糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO48（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖(phosphorylationoffructose-6-phosphate)

glucose-6phosphate(G-6-P）

磷酸己糖异构酶fructose-6-phosphate(F-6-P）（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖(phospho9（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖

(F-6-P）

磷酸果糖激酶-1

（PFK-1）ATPADPMg2+关键酶phosphofructokinaselPFK11,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate,FDP)（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖(10（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosphate(FDP）磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)醛缩酶6C3C（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosp11（5）磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetonephosphate,DHAP)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)磷酸丙糖异构酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛（5）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12（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)NAD＋＋H3PO4NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶糖酵解中唯一的脱氢反应1,3-二磷酸甘油酸1,3-diphospho--glycerae

(1,3-DPG)～P（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛13NAD+：R为H；

NADP+：R为PO32-NAD+

辅酶INADP+

辅酶II烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NAD+：R为H；

NADP+：R为PO32-NAD+辅酶14复旦大学生物化学课件第八章糖代谢II15（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,3-PG)ADPATP3-磷酸甘油酸激酶这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)(1,3-DPG)～P（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油16底物水平磷酸化反应Substratelevelphosphorylation底物分子内部能量重新分布形成高能磷酸键伴有ADP磷酸化生成ATP的作用称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化反应底物分子内部能量重新分布形成高能磷酸键伴有17（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)磷酸甘油酸变位酶（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-18（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)烯醇化酶Mg2+或Mn2+

磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)H2O高能磷酸键（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸烯19（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)丙酮酸激酶PKADPATPMg2+或Mn2+

烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)糖酵解过程的第三个调节酶，也是第二次底物水平磷酸化反应关键酶（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙20（11）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)自发进行丙酮酸(pyruvate,PA)（11）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸烯醇式丙酮酸自发进行丙酮酸21（12）丙酮酸还原为乳酸乳酸(lactate,LA)乳酸脱氢酶丙酮酸(pyruvate,PA)NADH+H+NAD+2.丙酮酸→乳酸3-磷酸甘油醛+NAD+1,3-二磷酸甘油酸+NADH++H+（12）丙酮酸还原为乳酸乳酸乳酸脱氢酶丙酮酸(pyruva22GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3-PG2-PGPEPPALAHK-ATPPFK1+ATP-ATP+ATP×2

×2

NADHNAD+PK底物水平磷酸化GnG-1PPASGG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG32311个酶催化的12步反应四个阶段第一阶段：磷酸己糖的生成(活化)I,2,3耗能第二阶段：磷酸丙糖的生成(裂解)4,5第三阶段：3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸并释放能量(氧化、转能)6,7,8,9,10,11产能

第四阶段：丙酮酸还原为乳酸(还原)1211个酶催化的12步反应四个阶段第一阶段：磷酸己糖的生成(24

糖酵解小结：关键步骤关键酶GG-6-PHKF-6-PFDPPFK-1PEPPAPK糖酵解小结：关键步骤关键酶GG-6-PHKF-6-PFD25糖酵解过程的关键酶及ATP

关键反应

关键酶

ATP

HK

-ATPG→G-6-PF-6-P→1，6-FDPPEP→PA底物水平磷酸化）1,3-DPG→3-PG(底物水平磷酸化）PFK1-ATP

PK

+ATP*2+ATP*21mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP2molATP糖原中的1mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP3molATP糖酵解过程的关键酶及ATP关键反应26无氧或缺氧细胞的胞浆葡萄糖/糖原乳酸、ATP反应的条件：反应的部位：反应的底物：反应的产物：反应的特点：一次脱氢、二次底物磷酸化无氧或缺氧细胞的胞浆葡萄糖/糖原乳酸、ATP反应的条件：反应27葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATPADP,H3PO4ΔG°′=-30.514kJ，2molATP相当于捕获61.028酵解的放热量ΔG°′=-196-(61.028)=134.97kJ葡萄糖酵解获能效率=61.028/(-196)×100%=31%糖原酵解获能效率=？49.7%葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATP28糖酵解调节酶的名称变构激活剂变构抑制剂已糖激酶(HK)磷酸果糖激酶-1(PFK1)丙酮酸激酶(PK)Mg2+,Mn2+G-6-PMg2+,AMP,ADP,F-1,6-2P,F-2,6-2PATP，柠檬酸，长链脂肪酸Mg2+,K+,F-1,6-2PATP糖酵解调节酶的名称变构抑制剂Mg2+,Mn2+G-629

糖酵解意义：

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若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒1.在无氧条件下迅速提供能量,供机体需要。47

糖酵解意义：3.是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生30海拔5000米运动、高原缺氧糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量机体加强糖酵解以适应高原缺氧环境44海拔5000米运动、高原缺氧糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量机31某些组织细胞与糖酵解供能：

代谢极为活跃，即使不缺氧,也常由糖酵解提供部分能量。成熟红细胞：视网膜、神经、白细胞、骨髓、肿瘤细胞等:无线粒体，无法通过氧化磷酸化获得能量，只能通过糖酵解获得能量。44某些组织细胞与糖酵解供能：代谢极为活跃，即使不缺氧,也32二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)

概念过程意义

有氧氧化的调节

二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)概33（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：

是指体内组织在有氧条件下，葡萄糖彻底氧化分解生成CO2和H2O的过程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+36/38ATP有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：C6H12O6+6O34糖的有氧氧化与糖酵解：细胞胞浆线粒体

葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸（糖酵解)丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）糖的有氧氧化与糖酵解：细胞胞浆线粒体葡萄糖→→……→→丙酮35葡萄糖→→丙酮酸线粒体内三羧酸循环CO2+H2O+ATP胞浆乳酸糖酵解→丙酮酸→乙酰CoA葡萄糖→→丙酮酸线粒体内三羧酸循环CO2+H2O+ATP胞浆36（二）糖有氧氧化的过程：

第一阶段：GPA（胞浆)

氧化脱羧

第二阶段：PA乙酰CoA（线粒体）

第三阶段：乙酰CoA（线粒体）TCACO2+H2O（二）糖有氧氧化的过程：第一阶段：GPA（胞37GPA（胞浆）葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+

）2丙酮酸线粒体内膜上特异载体进入线粒体进一步氧化GPA（胞浆）葡萄糖+NAD++2ADP38线粒体内丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A丙酮酸乙酰CoANAD+NADH+H+

+CoA-SH辅酶A丙酮酸脱氢酶系+CO2丙酮酸+辅酶A+NAD+

乙酰COA+CO2+NADH+H+关键酶线粒体内丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A丙酮酸乙酰CoANAD+39三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle，

TCA循环)又称柠檬酸循环(citricacidcycle)或

Krebs循环(Krebscycle)

乙酰辅酶A进入三羧酸循环三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle40

三羧酸循环反应过程反应特点三羧酸循环反应过程41⑴乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸TCA循环CH3CO～SCoA乙酰辅酶A(acetylCoA)草酰乙酸柠檬酸(citrate)HSCoA柠檬酸合酶关键酶乙酰CoA+草酰乙酸

柠檬酸+CoA-SH⑴乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸TC42⑵柠檬酸异构化生成异柠檬酸:TCA循环顺乌头酸异柠檬酸(isocitrate)

H2O柠檬酸(citrate)乌头酸酶柠檬酸异柠檬酸⑵柠檬酸异构化生成异柠檬酸:TCA循环顺乌头酸异柠檬酸(i43⑶异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸TCA循环异柠檬酸α-酮戊二酸CO2草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸+NAD+α-酮戊二酸

+CO2+NADH+H+NAD+关键酶⑶异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸TCA循环异柠檬酸α-酮44⑷α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶ATCA循环α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

HSCoANAD+NADH+H+CO2琥珀酰CoA(succinylCoA)α-酮戊二酸(αketoglutarate)α-酮戊二酸脱氢酶系关键酶α-酮戊二酸脱氢酶系⑷α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶ATCA循环α-酮戊二45⑸琥珀酰CoA转变为琥珀酸TCA循环琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoA(succinylCoA)琥珀酸(succinate)HSCoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酰CoA合成酶⑸琥珀酰CoA转变为琥珀酸TCA循环琥珀酰CoA+GD46⑹琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环FAD延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶⑹琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环FAD延胡索酸FAD47复旦大学生物化学课件第八章糖代谢II48复旦大学生物化学课件第八章糖代谢II49⑺延胡索酸水合生成苹果酸TCA循环延胡索酸(fumarate)延胡索酸

+H2O苹果酸延胡索酸酶苹果酸(malate)H2O⑺延胡索酸水合生成苹果酸TCA循环延胡索酸延胡索酸+H50⑻苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸

+

NAD+

草酰乙酸+NADH+H+

草酰乙酸(oxaloacetate)苹果酸(malate)NAD+NADH+H+

苹果酸脱氢酶TCA循环⑻苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸+NAD+51三羧酸循环总图:苹果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTPCH3CO～SoA(乙酰辅酶A)草酰乙酸2H2H延胡索酸HC2C4C6C5C4柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶系三羧酸循环总图:苹果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸52三羧酸循环小结:乙酰辅酶A+

3NAD++

FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTP三羧酸循环小结:乙酰辅酶A+3NAD++FAD+Pi53

TCA循环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。

14C标记乙酰CoA进行研究结果，第一周循环中并无14C

出现CO2，即CO2的碳原子来自草酰乙酸而不是来自乙酰

CoA，第二周循环时，才有14CO2

出现。

TCA循环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。

TCA循环的中间产物可转化为其它物质，故需不断补充。TCA循环运转一周的净结果是氧化1分子乙酰CoA，草酰54一次底物水平磷酸化二次脱羧三个不可逆反应四次脱氢

1分子乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化净生成12分子ATP。三羧酸循环特点:一次底物水平磷酸化三羧酸循环特点:55三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三羧酸循环的调节酶及其调节:酶的名称变构激活剂变构抑制56糖有氧氧化过程中ATP的生成:第一阶段：葡萄糖→2丙酮酸第二阶段：2丙酮酸→2乙酰CoA第三阶段：2乙酰CoA→2CO2+4H2O2ATP

糖的有氧氧化

底物磷酸化

氧化磷酸化2×3ATP葡萄糖→6CO2+6H2O+？molATP38/36ATP2×3或2×2ATP

2×1ATP2×11ATP葡萄糖的有氧分解则可产生2867.48kJ/mol糖有氧氧化过程中ATP的生成:第一阶段：葡萄糖→2丙酮酸第二57有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×100%=42%有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×58（三）糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。

糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽。糖有氧氧化途径与体内其它代谢途径有着

密切的联系。（三）糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能59P丙酮酸氧化和

三羧酸循环

的调节琥珀酰CoA苹果酸琥珀酸α-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸延胡索酸草酰乙酸乙酰辅酶A丙酮酸乙酰CoA、NADH、ATPATPNADH琥珀酰CoA、NADH、ATP糖有氧氧化的调节P丙酮酸氧化和

三羧酸循环

的调节琥珀酰CoA苹果酸琥珀酸α60四、磷酸戊糖途径

（pentosephosphatepathway）过程：第一步生理意义四、磷酸戊糖途径

（pentosephosphatepa61

磷酸戊糖途径二个阶段的反应式：6×6-磷酸葡萄糖

+12

NADP+

6×

5-磷酸核糖+12(NADPH+H+)+6CO2

6×5-磷酸核糖

5×6-磷酸果糖

6×6-磷酸葡萄糖

+12NADP+

5×6-磷酸果糖+12（NADPH+H+)

+6CO2

6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD)磷酸戊糖途径二个阶段的反应式：6×6-磷酸葡萄糖+62磷酸戊糖途径：糖酵解途径6×6-磷酸葡萄糖2×5-磷酸核糖2×5-磷酸木酮糖2×7-磷酸景天糖2×3-磷酸甘油醛2×3-磷酸甘油醛2×5-磷酸木酮糖2×4-磷酸赤藓糖2×6-磷酸果糖2×6-磷酸果糖6×6-磷酸葡萄糖酸内酯6NADPH6×6-磷酸葡萄糖酸6H2O3×5-磷酸核酮糖6NADPH6CO2葡萄糖磷酸戊糖途径：糖酵解途径6×6-磷2×5-磷酸2×5-磷酸263磷酸戊糖途径特点：反应部位：反应底物：重要反应产物：限速酶：胞浆6-磷酸葡萄糖NADPH、5-磷酸核糖6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD)磷酸戊糖途径特点：反应部位：反应底物：重要反应产物：限速酶64（三）磷酸戊糖途径的意义1、产生5-磷酸核糖2、产生NADPH（三）磷酸戊糖途径的意义1、产生5-磷酸核糖2、产生NADP65

5-磷酸核糖作用：}DNA、RNA合成原料(1)NAD(P)+(2)FAD(3)HSCoA各种核苷酸辅酶(1)NTP(2)dNTP核苷酸(3)cAMP/cGMP}第二信使合成原料5-磷酸核糖作用：}DNA、RNA合成原料(1)NAD(P66

NADPH的主要功能：1、作为供氢体---参与体内多种生物合成反应2、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常含量起重要作用3、作为加单氧酶的辅酶---参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转化作用4、清除自由基的作用

NADPH的主要功能：1、作为供氢体2、是谷胱甘肽还原酶的67第三节糖原的合成与分解第三节糖原的合成与分解68肝糖原：含量可达肝重的5%(总量为90-100g)肌糖原：含量为肌肉重量的1～2%(总量为200-400g)肝糖原：肌糖原：69一、糖原的合成作用定义：

肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成(glycogenesis)部位：一、糖原的合成作用定义：由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成(70（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖+

ATP6-磷酸葡萄糖+ADP葡萄糖(glucose)ATPADPMg2+6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)

葡萄糖激酶（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖+ATP71（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)磷酸葡萄糖变位酶1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡72（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)UTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(uridinediposphateglucose)PPiH2O2PiUDPG焦磷酸化酶UTP+1-磷酸葡萄糖UDPG+PPi（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成1-磷酸葡萄糖UTP尿苷二磷酸葡73糖原引物(Gn)(glycogenprimer)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二磷酸葡萄糖(UDPG)尿苷关键酶糖原引物(Gn)糖原合酶糖原(Gn+1)UDP（4）UDPG74糖原的合成与分解(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糖原合成的限速酶12~18G糖原的合成与分解(5)分支酶催化糖原不断形成新分支链糖原引75糖原合成概括:

消耗能量需要引物非还原端糖基供体：

UDPG葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原(含α—1,4和α—1,6糖苷键)6-磷酸葡萄糖ATPADPUDPGUTPPPi直链糖原(含α—1，4糖苷键)糖原引物UDP分支酶糖原合酶焦磷酸化酶糖原合成概括:消耗能量葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原(含α—1,76

部位：产物：糖原分解：指糖原分解为葡萄糖的过程。肝脏葡萄糖二、糖原分解作用部位：产物：糖原分解：指糖原分解为葡萄糖的过程。肝脏葡萄糖77

(1)糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖磷酸化酶糖原分解的限速酶糖原Gn糖原Gn-1H3PO41-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)Gn+H3PO41-磷酸葡萄糖+Gn-1(1)糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖磷酸化酶糖原分解的限速酶781-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)1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(2)1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖79葡萄糖(glucose)6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)H3PO4H2O葡萄糖-6-磷酸酶（肝）肌肉中缺乏此酶6-磷酸葡萄糖+H2O

葡萄糖+H3PO4

(3)6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖H3PO4H2O葡萄糖-6-磷酸酶肌肉中80糖原分解1-磷酸葡萄糖PiGn磷酸化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖（血糖）H2OPi葡萄糖-6-磷酸酶糖分解代谢糖原

Gn+1肌肉肝脏糖原分解1-磷酸葡萄糖PiGn磷酸化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄81糖原的合成与分解图葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原Gn+1UDPG糖原引物GnUDPGUTPPPiATPADP6-磷酸葡萄糖ATPADPPiH2OPiGn磷酸化酶糖原合酶糖原的合成与分解图葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原UDPG糖82三、糖异生（gluconeogenesis）概念过程意义调节三、糖异生（gluconeogenesis）概念83一糖异生作用的概念

定义：

部位：

原料：

由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖（原）异生作用。生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循环中的有机酸肝脏（主要）及肾脏（饥饿时）一糖异生作用的概念定义：部位：原料84二糖异生作用的过程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)二糖异生作用的过程基本上是糖酵解的逆过程85糖酵解过程：葡萄糖6-磷酸果糖

磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛2×2-磷酸甘油酸2×丙酮酸6-磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖ADPATP2×1,3-二磷酸甘油酸2×Pi2×NADH+2H+2×NAD+2×3-磷酸甘油酸2×ADP2×ATP2×磷酸烯醇式丙酮酸2×H2O2×烯醇式丙酮酸2×ADP2×ATP2×乳酸三个不可逆过程糖酵解过程：葡萄糖6-磷酸果糖磷酸二羟丙酮86丙酮酸变成磷酸烯醇式丙酮酸+

CO2

+ATP+ADP+Pi丙酮酸羧化酶生物素、Mg2+GDPGTPCO2磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶

磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸+CO2+ATP草酰乙酸+ADP+Pi

+GTP磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+CO2丙酮酸变成磷酸烯醇式丙酮酸+CO2+ATP+ADP+87

1,6-二磷酸果糖的水解：6-磷酸果糖ATP糖的分解代谢磷酸果糖激酶-1H3PO4H2O糖的异生作用果糖二磷酸酶-1底物循环1,6-二磷酸果糖ADP1,6-二磷酸果糖的水解：6-磷酸果糖ATP糖的分解代谢磷88

6-磷酸葡萄糖的水解：葡萄糖糖的分解代谢己糖激酶(肝)H3PO4糖的异生作用葡萄糖-6-磷酸酶肝底物循环6-磷酸葡萄糖

H2OATPADP6-磷酸葡萄糖的水解：葡萄糖糖的分解代谢己糖激酶H3PO892×丙酮酸2×乳酸2×草酰乙酸2×丙酮酸2×磷酸烯醇式丙酮酸1，6-二磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖2×草酰乙酸2×苹果酸2×苹果酸

乳酸、丙酮酸的糖异生作用2×丙酮酸2×乳酸2×草酰乙酸2×丙酮酸2×磷酸90甘油的糖异生作用：6-磷酸葡萄糖

甘油

磷酸甘油3-磷酸甘油醛1，6-二磷酸果糖ATPADP甘油激酶磷酸二羟丙酮NAD+NADH+H+磷酸甘油脱氢酶6-磷酸果糖葡萄糖乳酸甘油的糖异生作用：6-磷酸葡萄糖甘油磷酸甘油91三、糖异生作用的意义在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定补充糖原贮备有利于乳酸的利用三、糖异生作用的意义在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定92糖异生与血糖浓度：红细胞、骨髓肾髓质、神经视网膜消耗40g葡萄糖/天人体储存的可供全身利用的糖仅150g左右（不到12小时全部耗尽）正常情况下血糖浓度：4.5～6.7mmo/L禁食数周时血糖浓度：～3.9mmo/L在饥饿情况下糖异生对保证血糖浓度的相对恒定具有重要的意义即使在饥饿时，机体也需消耗一定量的葡萄糖（～200g/天)消耗100-150g葡萄糖/天大脑糖异生与血糖浓度：红细胞、骨髓肾髓质、神经视消耗40g人体储93糖异生与糖原贮备：糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途径。

动物从饥饿后摄食数小时后，糖的分解代谢应加速而糖异生途径应被抑制，但此时肝内仍保持较高的糖异生活性达2～3小时，以参与糖原的合成。只有在肝内有一定量的糖原后，摄入的葡萄糖才分解供能，或提供乙酰CoA。糖异生与糖原贮备：糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重94肌肉中乳酸的利用：乳酸丙酮酸葡萄糖血糖糖原乳酸肌肉糖原葡萄糖6-磷酸葡萄糖丙酮酸血乳酸乳酸肌肉中乳酸的利用：乳酸丙酮酸葡萄糖血糖糖原乳酸肌肉糖原葡萄糖95乳酸循环(coricycle)：定义：

意义：

①防止乳酸堆积引起酸中毒②避免乳酸的浪费（有利于乳酸的再利用）③促进肝糖原的不断更新肌糖原血乳酸肝糖原血糖乳酸循环乳酸循环(coricycle)：定义：96糖异生作用的调节：

变构剂的调节

原料供应的影响

激素的调节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]↑糖异生作用加强返回糖异生作用的调节：变构剂的调节原料供应的影响激素的调976-磷酸果糖循环的变构调节：6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖糖异生糖酵解ATPADP磷酸果糖激酶-1PiH2O果糖二磷酸酶-1ATPAMP—++—2,6-二磷酸果糖

目前认为2,6-二磷酸果糖的水平是肝内糖异生与糖酵解转换的信号。

[ATP]/（[ADP]+[AMP]）比值的变化可以有效地控制糖异生与糖酵解的转换。6-磷酸果糖循环的变构调节：6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖糖98磷酸烯醇式丙酮酸循环的变构调节：磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰CoAADPATP丙酮酸激酶草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATPADP—++—1,6-二磷酸果糖—+磷酸烯醇式丙酮酸循环的变构调节：磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰C99胰高血糖素对糖异生的调节（1）2,6-二磷酸果糖-胰高血糖素果糖二磷酸酶-1[cAMP]6-磷酸果糖激酶-2失活糖异生作用[2,6-二磷酸果糖浓度]果糖二磷酸酶-1活性相对增加糖异生作用加强磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成↑胰高血糖素对糖异生的调节（1）2,6-二磷酸果糖-胰高血糖素100胰高血糖素对糖异生的调节（2）2,6-二磷酸果糖+胰高血糖素磷酸果糖激酶-1[cAMP]6-磷酸果糖激酶-2失活糖分解作用[2,6-二磷酸果糖浓度]磷酸果糖激酶-1活性减弱糖分解作用减弱丙酮酸激酶活性胰高血糖素对糖异生的调节（2）2,6-二磷酸果糖+胰高血糖素101糖异生作用与膜障糖异生作用的酶存在部位胞浆胞浆果糖二磷酸酶-1葡萄糖-6-磷酸酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶线粒体胞浆、线粒体糖异生作用与膜障糖异生作用的酶存在部位胞浆胞浆果糖二磷酸酶-102天冬氨酸苹果酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸线粒体中草酰乙酸的转运线粒体内膜线粒体基质细胞浆糖异生天冬氨酸苹果酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸磷103糖异生调节的小结：

ATP/(AMP+ADP)比值的变化对糖异生和糖酵解的影响：(1)当体内ATP积聚量较多时，可抑制糖的分解,促

进糖的异生，以积累能源(2)当耗能增加时，ATP不足，可促进糖的分解而

抑制糖的异生以产生更多的ATP，以供机体需要促进糖异生作用的激素：肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素抑制糖的异生作用的激素是：胰岛素糖异生调节的小结：ATP/(AMP+ADP)比值104葡萄糖糖原糖原合成肝糖原分解核糖＋NADPH磷酸戊糖途径丙酮酸CO2，H2OATP乳酸有氧无氧酵解途径淀粉消化与吸收乳酸，甘油，氨基酸糖异生糖代谢概况葡萄糖糖原糖原合成肝糖原分解核糖磷酸戊糖途径丙酮酸CO2，H105GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3-PG2-PGPEPPACH3COSCoA草柠异柠α-酮琥CoA琥延苹GnG-1PLA草FGlyFAFASCoACH3COSCoA苹FASCoAHKPFK2PK柠合PDH异柠DHα-酮DH糖原合磷酸化酶PA草磷烯羧酶丙羧酶FDP酶1G6P酶脂肪酶CATβ氧化酮体胆固醇HMGCoAHMGCoA还酶HMGCoA合酶CH3COSCoA柠丙循丙二酰CoA乙羧酶GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3106在正常进餐后4h测定甲、乙两人的血糖浓度，甲为0.14％，乙为0.1％（

80-120mg/dl)。然后给甲、乙分别口服100g葡萄糖，并每隔0.5h测定一次血糖浓度，其实验结果如下图所示，请回答：(1)甲、乙两人中糖代谢及其调节功能比较正常的是______，理由是______。(2)在乙的血糖浓度变化中，实现bc段变化的主要代谢途径是______。(3)曲线cd段表示血糖浓度平稳，此时，维持血糖浓度相对稳定的代谢途径主要是______。在正常进餐后4h测定甲、乙两人的血糖浓度，甲为0.14％，乙107乙为正常人，因为其血糖浓度基本稳定在0.1％左右(80～120mg/dL)

在B曲线中，判断bc段变化的依据

当血糖浓度大于120mg/dL和小于160mg/dL时，葡萄糖的去路：

1．细胞内氧化分解成CO2和H2O2．合成肝糖元或肌糖元3．转化为脂肪、某些氨基酸等

乙为正常人，因为其血糖浓度基本稳定在B曲线中，判断bc段变化108判断cd段保持平稳的依据

当血糖浓度小于80～120mg/dL时，葡萄糖的来源1．肝糖元转变成葡萄糖进入血液2．其他非糖物质转变成葡萄糖进入血液判断cd段保持平稳的依据当血糖浓度小于80～120mg/d109糖尿病三多(多饮、多食、多尿)、一少(体重减少)等，严重时导致酮症酸中毒胰岛素缺乏血糖

进入细胞

葡萄糖激酶

糖原合成酶丙酮酸激酶柠檬酸合成酶

6-磷酸葡萄糖脱氢酶

磷酸化酶

糖尿病三多(多饮、多食、多尿)、一少(体重减少)等，胰岛素110蛋白质分解代谢

糖异生

脂肪分解代谢

丙酮酸

多余的葡萄糖糖尿

肾小管溶液渗透压升高

减少了对尿中水分的重吸收

多尿

脱水

口渴

多饮水

细胞中的葡萄糖减少脂肪、蛋白质分解能量

饥饿、多食，体重减少蛋白质分解代谢糖异生脂肪分解代谢丙酮酸多余的葡萄糖111血糖的来源与去路血糖（80-120mg/dl)食物糖类小肠消化吸收肝糖元分解非糖物质转化氧化分解CO2+H2O+能量合成肝糖元转变脂肪，其它氨基酸等160mg/dl尿糖血糖的来源与去路血糖食物小肠消化吸收肝糖元分解非糖转化氧化分112第二节糖的分解代谢葡萄糖(或糖原)分解：3条途径

(1)无氧情况：糖酵解(glycolysis)

葡萄糖(糖原)→乳酸(2)有氧情况：有氧氧化(aerobicoxidation)

葡萄糖→CO2+H2O+能量(3)磷酸戊糖途径(pentosephosphatepathway)

葡萄糖→磷酸核糖+NADPH+CO2第二节糖的分解代谢葡萄糖(或糖原)分解：3条途径113概念过程意义一、糖的无氧分解（糖酵解）

(关键步骤,关键酶)概念一、糖的无氧分解（糖酵解）

(关键步骤,关键酶)114葡萄糖无氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C无氧或缺氧2乳酸+2ATP一、概念6C3C115二、过程1.糖酵解途径（glycolyticpathway），EMP途径葡萄糖(glucose)丙酮酸(pyruvate)×2细胞部位：胞浆二、过程1.糖酵解途径（glycolyticpathw116（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(phosphorylationofglucose)

glucose(G)己糖激酶(HK)

hexokinase

ATPADP关键酶glucose-6-phosphate(G-6-P）Mg2+（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

(ph117ATP(三磷酸腺苷)ADP(二磷酸腺苷)高能磷酸键～～～HO-18ATPADP高能磷酸键～～～HO-18118限速酶/关键酶

(rate-limitingenzyme/keyenzyme)1.催化非可逆反应特点2.催化效率低3.受激素或代谢物的调节4.常是在整条途径中催化初始反应的酶5.活性的改变可影响整个反应体系的速度限速酶/关键酶

(rate-limitingenzym119糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO4磷酸化酶

糖原(Gn-1)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)糖原分解成6-磷酸葡萄糖糖原(Gn)H3PO4120（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖(phosphorylationoffructose-6-phosphate)

glucose-6phosphate(G-6-P）

磷酸己糖异构酶fructose-6-phosphate(F-6-P）（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖(phospho121（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖

(F-6-P）

磷酸果糖激酶-1

（PFK-1）ATPADPMg2+关键酶phosphofructokinaselPFK11,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate,FDP)（3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖(122（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosphate(FDP）磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)醛缩酶6C3C（4）磷酸丙糖的生成fructose-1,6-diphosp123（5）磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetonephosphate,DHAP)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)磷酸丙糖异构酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛（5）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124（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate,Gly-3-P)NAD＋＋H3PO4NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶糖酵解中唯一的脱氢反应1,3-二磷酸甘油酸1,3-diphospho--glycerae

(1,3-DPG)～P（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛125NAD+：R为H；

NADP+：R为PO32-NAD+

辅酶INADP+

辅酶II烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NAD+：R为H；

NADP+：R为PO32-NAD+辅酶126复旦大学生物化学课件第八章糖代谢II127（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,3-PG)ADPATP3-磷酸甘油酸激酶这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)(1,3-DPG)～P（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油128底物水平磷酸化反应Substratelevelphosphorylation底物分子内部能量重新分布形成高能磷酸键伴有ADP磷酸化生成ATP的作用称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化反应底物分子内部能量重新分布形成高能磷酸键伴有129（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)磷酸甘油酸变位酶（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-130（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG)烯醇化酶Mg2+或Mn2+

磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)H2O高能磷酸键（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸烯131（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)丙酮酸激酶PKADPATPMg2+或Mn2+

烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)糖酵解过程的第三个调节酶，也是第二次底物水平磷酸化反应关键酶（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙132（11）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate,EPV)自发进行丙酮酸(pyruvate,PA)（11）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸烯醇式丙酮酸自发进行丙酮酸133（12）丙酮酸还原为乳酸乳酸(lactate,LA)乳酸脱氢酶丙酮酸(pyruvate,PA)NADH+H+NAD+2.丙酮酸→乳酸3-磷酸甘油醛+NAD+1,3-二磷酸甘油酸+NADH++H+（12）丙酮酸还原为乳酸乳酸乳酸脱氢酶丙酮酸(pyruva134GG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG3-PG2-PGPEPPALAHK-ATPPFK1+ATP-ATP+ATP×2

×2

NADHNAD+PK底物水平磷酸化GnG-1PPASGG-6PF-6PFDPDHAPGly-3P1,3-DPG313511个酶催化的12步反应四个阶段第一阶段：磷酸己糖的生成(活化)I,2,3耗能第二阶段：磷酸丙糖的生成(裂解)4,5第三阶段：3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸并释放能量(氧化、转能)6,7,8,9,10,11产能

第四阶段：丙酮酸还原为乳酸(还原)1211个酶催化的12步反应四个阶段第一阶段：磷酸己糖的生成(136

糖酵解小结：关键步骤关键酶GG-6-PHKF-6-PFDPPFK-1PEPPAPK糖酵解小结：关键步骤关键酶GG-6-PHKF-6-PFD137糖酵解过程的关键酶及ATP

关键反应

关键酶

ATP

HK

-ATPG→G-6-PF-6-P→1，6-FDPPEP→PA底物水平磷酸化）1,3-DPG→3-PG(底物水平磷酸化）PFK1-ATP

PK

+ATP*2+ATP*21mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP2molATP糖原中的1mol葡萄糖→2mol乳酸+？molATP3molATP糖酵解过程的关键酶及ATP关键反应138无氧或缺氧细胞的胞浆葡萄糖/糖原乳酸、ATP反应的条件：反应的部位：反应的底物：反应的产物：反应的特点：一次脱氢、二次底物磷酸化无氧或缺氧细胞的胞浆葡萄糖/糖原乳酸、ATP反应的条件：反应139葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATPADP,H3PO4ΔG°′=-30.514kJ，2molATP相当于捕获61.028酵解的放热量ΔG°′=-196-(61.028)=134.97kJ葡萄糖酵解获能效率=61.028/(-196)×100%=31%糖原酵解获能效率=？49.7%葡萄糖→2乳酸ΔG°'=-196kJ/molATP140糖酵解调节酶的名称变构激活剂变构抑制剂已糖激酶(HK)磷酸果糖激酶-1(PFK1)丙酮酸激酶(PK)Mg2+,Mn2+G-6-PMg2+,AMP,ADP,F-1,6-2P,F-2,6-2PATP，柠檬酸，长链脂肪酸Mg2+,K+,F-1,6-2PATP糖酵解调节酶的名称变构抑制剂Mg2+,Mn2+G-6141

糖酵解意义：

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若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒1.在无氧条件下迅速提供能量,供机体需要。47

糖酵解意义：3.是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生142海拔5000米运动、高原缺氧糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量机体加强糖酵解以适应高原缺氧环境44海拔5000米运动、高原缺氧糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量机143某些组织细胞与糖酵解供能：

代谢极为活跃，即使不缺氧,也常由糖酵解提供部分能量。成熟红细胞：视网膜、神经、白细胞、骨髓、肿瘤细胞等:无线粒体，无法通过氧化磷酸化获得能量，只能通过糖酵解获得能量。44某些组织细胞与糖酵解供能：代谢极为活跃，即使不缺氧,也144二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)

概念过程意义

有氧氧化的调节

二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)概145（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：

是指体内组织在有氧条件下，葡萄糖彻底氧化分解生成CO2和H2O的过程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+36/38ATP有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。（一）糖有氧氧化的概念糖的有氧氧化：C6H12O6+6O146糖的有氧氧化与糖酵解：细胞胞浆线粒体

葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸（糖酵解)丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）糖的有氧氧化与糖酵解：细胞胞浆线粒体葡萄糖→→……→→丙酮147葡萄糖→→丙酮酸线粒体内三羧酸循环CO2+H2O+ATP胞浆乳酸糖酵解→丙酮酸→乙酰CoA葡萄糖→→丙酮酸线粒体内三羧酸循环CO2+H2O+ATP胞浆148（二）糖有氧氧化的过程：

第一阶段：GPA（胞浆)

氧化脱羧

第二阶段：PA乙酰CoA（线粒体）

第三阶段：乙酰CoA（线粒体）TCACO2+H2O（二）糖有氧氧化的过程：第一阶段：GPA（胞149GPA（胞浆）葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+

）2丙酮酸线粒体内膜上特异载体进入线粒体进一步氧化GPA（胞浆）葡萄糖+NAD++2ADP150线粒体内丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A丙酮酸乙酰CoANAD+NADH+H+

+CoA-SH辅酶A丙酮酸脱氢酶系+CO2丙酮酸+辅酶A+NAD+

乙酰COA+CO2+NADH+H+关键酶线粒体内丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A丙酮酸乙酰CoANAD+151三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle，

TCA循环)又称柠檬酸循环(citricacidcycle)或

Krebs循环(Krebscycle)

乙酰辅酶A进入三羧酸循环三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle152

三羧酸循环反应过程反应特点三羧酸循环反应过程153⑴乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸TCA循环CH3CO～SCoA乙酰辅酶A(acetylCoA)草酰乙酸柠檬酸(citrate)HSCoA柠檬酸合酶关键酶乙酰CoA+草酰乙酸

柠檬酸+CoA-SH⑴乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸TC154⑵柠檬酸异构化生成异柠檬酸:TCA循环顺乌头酸异柠檬酸(isocitrate)

H2O柠檬酸(citrate)乌头酸酶柠檬酸异柠檬酸⑵柠檬酸异构化生成异柠檬酸:TCA循环顺乌头酸异柠檬酸(i155⑶异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸TCA循环异柠檬酸α-酮戊二酸CO2草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸+NAD+α-酮戊二酸

+CO2+NADH+H+NAD+关键酶⑶异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸TCA循环异柠檬酸α-酮156⑷α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶ATCA循环α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

HSCoANAD+NADH+H+CO2琥珀酰CoA(succinylCoA)α-酮戊二酸(αketoglutarate)α-酮戊二酸脱氢酶系关键酶α-酮戊二酸脱氢酶系⑷α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶ATCA循环α-酮戊二157⑸琥珀酰CoA转变为琥珀酸TCA循环琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoA(succinylCoA)琥珀酸(succinate)HSCoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酰CoA合成酶⑸琥珀酰CoA转变为琥珀酸TCA循环琥珀酰CoA+GD158⑹琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环FAD延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶⑹琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环FAD延胡索酸FAD159复旦大学生物化学课件第八章糖代谢II160复旦大学生物化学课件第八章糖代谢II161⑺延胡索酸水合生成苹果酸TCA循环延胡索酸(fumarate)延胡索酸

+H2O苹果酸延胡索酸酶苹果酸(malate)H2O⑺延胡索酸水合生成苹果酸TCA循环延胡索酸延胡索酸+H162⑻苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸

+

NAD+

草酰乙酸+NADH+H+

草酰乙酸(oxaloacetate)苹果酸(malate)NAD+NADH+H+

苹果酸脱氢酶TCA循环⑻苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸+NAD+163三羧酸循环总图:苹果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTPCH3CO～SoA(乙酰辅酶A)草酰乙酸2H2H延胡索酸HC2C4C6C5C4柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶系三羧酸循环总图:苹果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸164三羧酸循环小结:乙酰辅酶A+

3NAD++

FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTP三羧酸循环小结:乙酰辅酶A+3NAD++FAD+Pi165

TCA循环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。

14C标记乙酰CoA进行研究结果，第一周循环中并无14C

出现CO2，即CO2的碳原子来自草酰乙酸而不是来自乙酰

CoA，第二周循环时，才有14CO2

出现。

TCA循环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。

TCA循环的中间产物可转化为其它物质，故需不断补充。TCA循环运转一周的净结果是氧化1分子乙酰CoA，草酰166一次底物水平磷酸化二次脱羧三个不可逆反应四次脱氢

1分子乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化净生成12分子ATP。三羧酸循环特点:一次底物水平磷酸化三羧酸循环特点:167三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三羧酸循环的调节酶及其调节:酶的名称变构激活剂变构抑制168糖有氧氧化过程中ATP的生成:第一阶段：葡萄糖→2丙酮酸第二阶段：2丙酮酸→2乙酰CoA第三阶段：2乙酰CoA→2CO2+4H2O2ATP

糖的有氧氧化

底物磷酸化

氧化磷酸化2×3ATP葡萄糖→6CO2+6H2O+？molATP38/36ATP2×3或2×2ATP

2×1ATP2×11ATP葡萄糖的有氧分解则可产生2867.48kJ/mol糖有氧氧化过程中ATP的生成:第一阶段：葡萄糖→2丙酮酸第二169有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×100%=42%有氧氧化能量利用率=(38×30.514)/2867.48×170（三）糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。

糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽。糖有氧氧化途径与体内其它代谢途径有着

密切的联系。（三）糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能171P丙酮酸氧化和

三羧酸循环

的调节琥珀酰CoA苹果酸琥珀酸α-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸延胡索酸草酰乙酸乙酰辅酶A丙酮酸乙酰CoA、NADH、ATPATPNADH琥珀酰CoA、NADH、ATP糖有氧氧化的调节