糖与糖代谢课件

一、糖代谢总论糖代谢包括分解代谢和合成代谢。植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程。地球生物量干重的50%以上是葡萄糖的聚合物糖类的生物学作用：结构成分、能源物质、中间代谢物、细胞识别的信息分子一、糖代谢总论糖代谢包括分解代谢和合成代谢。1C、H、O:（CH2O）n糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物；糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖（1）、寡糖（2~19）和多糖（20个以上）；在生物体内，糖类物质主要以同多糖、杂多糖、复合糖形式存在。糖类的元素组成与化学本质：C、H、O:（CH2O）n糖类的元素组成与化学本质：2重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖1.单糖的结构-D-吡喃甘露糖-D-呋喃果糖重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃3蔗糖2.寡糖（二糖）命名原则P35OOOCH2OHCH2OHHOCH212324O－－D－吡喃葡糖基-（12）－－D-呋喃果糖苷ooH蔗糖2.寡糖（二糖）命名原则P35OOOCH2OHCH24O-β-D-吡喃半乳糖基－（14）－α－D-吡喃葡糖乳糖OCH2OHOCH2OHOHO14123

麦芽糖14OHooO-β-D-吡喃半乳糖基－（14）－α－D-吡喃葡糖乳5(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡萄糖分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显深蓝色。支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在（16）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。3.多糖(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）3.多糖6（2）糖原动物淀粉，贮存于肝脏和骨骼肌；8~12个残基发生一次分支，结果增加了水溶性和酶的作用位点；与碘作用呈红紫色水解酶：糖原磷酸化酶、糖原脱支酶、磷酸葡萄糖变位酶（2）糖原动物淀粉，贮存于肝脏和骨骼肌；7糖原糖原8(3).纤维素由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链，不溶于水。(4).几丁质（壳多糖）N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷键缩合而成的线性同多糖。(5).杂多糖糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）P66透明质酸硫酸软骨素硫酸皮肤素硫酸角质素肝素(3).纤维素9二、多糖和寡聚糖的酶促降解概述

多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，生产中常称为糖化。2.淀粉水解淀粉糊精寡糖麦芽糖G

糊精：指淀粉在酸或淀粉酶的作用下降解成的分子大小不一的中间产物的混合物。二、多糖和寡聚糖的酶促降解概述10淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶，二者只能水解淀粉中的α-1，4糖苷键。α-淀粉酶：内切酶，可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖键；β淀粉酶：外切酶，只能从非还原端开始水解，产生β－麦芽糖。水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是α-1，6糖苷酶（脱支酶）淀粉水解的产物为糊精和麦芽糖的混合物。淀粉的酶促水解：11还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键12三、糖的无氧降解及厌氧发酵糖酵解途径(glycolysis)（EmbdenMeyerhof-Parnaspathway,EMP）

指在无氧条件下，葡萄糖分解，形成2分子丙酮酸并提供能量的过程。酵解：丙酮酸转化为乳酸。发酵：丙酮酸转化为乙醛、乙醇。三、糖的无氧降解及厌氧发酵糖酵解途径(glycolysis)13(1)糖酵解途径的生化历程己糖激酶(1)糖酵解途径的生化历程己糖激酶14糖酵解过程ab1234糖酵解过程ab1234151）第一阶段：葡萄糖

1,6-二磷酸果糖1）第一阶段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖162）第二阶段：1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛2）第二阶段：1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛173）第三阶段：3-磷酸甘油醛

2-磷酸甘油酸磷酸甘油醛脱氢酶3）第三阶段：3-磷酸甘油醛2-磷酸甘油酸磷酸甘油醛184）第四阶段：2-二磷酸甘油酸丙酮酸4）第四阶段：2-二磷酸甘油酸丙酮酸19糖酵解途径糖酵解途径20高能化合物与底物水平磷酸化P34（substratephosphorglate）结果：脱氢活化，产能三个不可逆反应的催化酶：已糖激酶、磷酸果糖激酶（限速步骤）、丙酮酸激酶调节控制：磷酸果糖激酶P71andP83（phosphofructokinasePFK）（2）总结高能化合物与底物水平磷酸化P34（substrateph212.丙酮酸的无氧降解（酵解与厌氧发酵）（1）乳酸酵解（lacticfermation）

动物乳酸菌（乳杆菌、乳链球菌）G+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2水

2.丙酮酸的无氧降解（酵解与厌氧发酵）（1）乳酸酵解（l22（2）酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵）

alcoholicfermation（2）酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵）

alco23（3）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）（3）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）24糖与糖代谢课件25四、葡萄糖的有氧分解代谢有氧氧化：大多数生物的主要代谢途径EMPpyrTCA

可衍生许多其他物质pyr脱羧

TCA四、葡萄糖的有氧分解代谢有氧氧化：大多数生物的主要代谢途径p26丙酮酸氧化脱羧—

乙酰-CoA的生成基本反应：糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体内室。在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。丙酮酸氧化脱羧—

乙酰-CoA的27催化酶：

这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。丙酮酸脱氢酶系三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱氢酶E2-二氢硫辛酰转乙酰基酶E3-二氢硫锌酸脱氢酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸（硫辛酰胺）、COA－SH、FAD、NAD+、Mg2+催化酶：丙酮酸脱氢酶系三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱氢酶28A、过程图解B、丙酮酸脱氢酶复合体的调控：P97A、过程图解B、丙酮酸脱氢酶复合体的调控：P97292.乙酰CoA的彻底氧化分解——TricarboxylicacidcycleTCA糖酵解有二重作用：一是降解产生ATP，二是产生含碳的中间物为进一步的分解或合成反应提供原料。化学反应历程（9步反应、8种酶）2.乙酰CoA的彻底氧化分解——Tricarboxylic30三羧酸循环

P99－106草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酰辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A三羧酸循环

P99－106草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸α-酮戊二31

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP三羧酸循环

（TCA）

草酰乙酸再生阶段柠檬酸的生成阶段氧化脱羧阶段柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸苹果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+OCoASHNADH+CO2FADH2H2ONA32三羧酸循环过程总结(一次循环)9步反应8种酶催化反应类型缩合1、脱水1、氧化4、底物水平磷酸化1、水化3生成3分子还原型CoⅠ生成1分子FADH2生成1分子ATP（或GTP）三羧酸循环总反应式三羧酸循环过程总结(一次循环)33葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生ATP；生成高能分子NADH或FADH2，后者在线粒体呼吸链氧化并产生ATP。(1)糖酵解：1分子葡萄糖

2分子丙酮酸，共消耗了2个ATP，产生了4个ATP，实际上净生成了2个ATP，同时产生2个NADH。（2）有氧分解（丙酮酸生成乙酰CoA及三羧酸循环）产生的ATP、NADH和FADH2:

丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸乙酰CoA，生成1个NADH。三羧酸循环：乙酰CoACO2和H2O，产生一个GTP（即ATP）、3个NADH和1个FADH2。葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖在分解代谢过程中产生的能34葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的NADH和FADH2，进入线粒体呼吸链氧化并生成ATP。线粒体呼吸链是葡萄糖分解代谢产生ATP的最主要途径。葡萄糖分解代谢总反应式C6H6O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP按照一个NADH能够产生2.5个ATP，1个FADH2能够产生1.5个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生32个ATP：4ATP+（102.5）ATP+（21.5）ATP=32ATP葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧35三羧酸循环的生物学意义1.普遍存在2.生物体获得能量的最有效方式3.是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽P1104.获得微生物发酵产品的途径柠檬酸、谷氨酸总之：分解与合成代谢的双重作用三羧酸循环的生物学意义363.丙酮酸羧化支路（TCA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。3.丙酮酸羧化支路（TCA回补途径）三羧酸循环不仅是产生A371.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382、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393.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40五、戊糖磷酸途径phosphopentosepathwayPPP

糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要途径，但不是唯一途径。实验研究也表明：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，这说明葡萄糖还有其它的代谢途径。许多组织细胞中都存在有另一种葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway,PPP），也称为磷酸己糖旁路（hexosemonophosphatepathway/shunt,HMP）。参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞溶胶中，动物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。五、戊糖磷酸途径phosphopentosepathway41糖与糖代谢课件421.磷酸戊糖途径的反应过程G1.磷酸戊糖途径的反应过程G43（1）G-6-P脱氢脱羧转化成5-磷酸核酮糖。6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（1）G-6-P脱氢脱羧转化成5-磷酸核酮糖。6-磷酸葡萄糖44（2）磷酸戊糖的异构化（2）磷酸戊糖的异构化45

（3）磷酸戊糖通过转酮及转醛反应生成酵解途径的中间产物6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。（3）磷酸戊糖通过转酮及转醛反应生成酵解途径的中间产物6-46景天庚酮糖－7－磷酸＋甘油醛－3－磷酸赤藓糖－4－磷酸＋果糖－6－磷酸木酮糖－5－磷酸

甘油醛－3－磷酸＋果糖－6－磷酸

转醛酶转酮酶景天庚酮糖－7－磷酸＋甘油醛－3－磷酸转醛酶转酮酶47核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖

核糖木酮糖木酮糖木酮糖

核糖C3PC7PC2C4PC3C6PC2C3PC6PC3PC6PC6PC6P核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖核糖木酮糖木酮482.磷酸戊糖途径的调节

肝脏中的各种戊糖途径的酶中以6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性最低，所以它是戊糖途径的限速酶，催化不可逆反应步骤。其活性受NADP+/NADPH比值的调节，NADPH竞争性（与NADP+竞争活性部位）抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。机体内NAD+/NADH比NADP+/NADPH的比值要高几个数量级，前者为700，后者为0.014，这使NADHP可以进行有效的反馈抑制调控。只有NADPH在脂肪的生物合成中被消耗时才能解除抑制，再通过6-磷酸葡萄糖脱氢酶产生出NADPH。2.磷酸戊糖途径的调节肝脏中的各种戊糖途径的酶中以6-49

非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸核糖过多时，可转化成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醇进行酵解。3.生物学意义：P153（1）产生细胞内的还原力（NADPH）；（2）为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。非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸核糖过多时50六、糖的其它代谢途径（以糖异生为例）糖异生是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖或糖原。这一过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。一、糖异生的证据及其生理意义六、糖的其它代谢途径（以糖异生为例）糖异生是指从非糖物质合成51用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降低到1%，饲喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循环代谢的中间物后可以使大鼠肝糖原增加。根皮苷是一种从梨树茎皮中提取的有毒的糖苷，它能抑制肾小管将葡萄糖重吸收进入血液中，这样血液中的葡萄糖就不断的由尿中排出。当给经根皮苷处理过的动物饲喂三羧酸循环中间代谢物或生糖氨基酸后，这些动物尿中的糖含量增加。糖尿病人或切除胰岛的动物，他们从氨基酸转化成糖的过程十分活跃。当摄入生糖氨基酸时，尿中糖含量增加。1.糖异生的证据如下：用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降低到52糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要160克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需要是十分重要的。糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量，当体内糖供应不足时，机体会大量动员脂肪分解，此时会产生过多的酮体（乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮），而酮体则必须经过三羧酸循环才能彻底氧化，此时糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。2、糖异生的生理意义糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞和脑是53糖异生作用的总反应式如下：2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H2O→葡萄糖+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi二、糖异生的途径糖异生作用的总反应式如下：二、糖异生的途径54葡糖-6-磷酸酶葡糖-6-磷酸酶551、丙酮酸羧化生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸+ATP+GTP→磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+GDP经草酰乙酸2、磷酸烯醇式丙酮酸沿酵解途径逆向反应生成1,6-二磷酸果糖。这个过程也要逾越一个能障，即从3-磷酸甘油酸转变成1,3-二磷酸甘油酸的过程中需要消耗一个ATP。1、丙酮酸羧化生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸+ATP+G563、1,6-二磷酸果糖转化成6-磷酸果糖。这是糖异生作用中的关键反应，由果糖二磷酸酶催化。该酶是一个别构酶，被其负效应物AMP、2,6-二磷酸果糖强烈抑制，但ATP、柠檬酸和3-磷酸甘油酸可激活此酶的活性。4、6-磷酸果糖转化为葡萄糖，由葡萄糖-6-磷酸酶催化。该酶存在于肝脏、肠、肾细胞的光面内质网中，在肌肉或脑组织中没有此酶存在，因此糖异生作用只能在肝脏、肠、肾细胞中进行。3、1,6-二磷酸果糖转化成6-磷酸果糖。这是糖异生作用中的57NADH123NADH12358三、糖异生途径的前体1、凡是能生成丙酮酸的物质都可以变成葡萄糖。例如三羧酸循环的中间物，柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸都可以转变成草酰乙酸而进入糖异生途径。

2、大多数氨基酸是生糖氨基酸如丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、组氨酸、苏氨酸、脯氨酸、谷胺酰胺、天冬酰胺、甲硫氨酸、缬氨酸等，它们可转化成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等三羧酸循环中间物参加糖异生途径。三、糖异生途径的前体1、凡是能生成丙酮酸的物质都可以变成葡萄59一、糖代谢总论糖代谢包括分解代谢和合成代谢。植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程。地球生物量干重的50%以上是葡萄糖的聚合物糖类的生物学作用：结构成分、能源物质、中间代谢物、细胞识别的信息分子一、糖代谢总论糖代谢包括分解代谢和合成代谢。60C、H、O:（CH2O）n糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物；糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖（1）、寡糖（2~19）和多糖（20个以上）；在生物体内，糖类物质主要以同多糖、杂多糖、复合糖形式存在。糖类的元素组成与化学本质：C、H、O:（CH2O）n糖类的元素组成与化学本质：61重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖1.单糖的结构-D-吡喃甘露糖-D-呋喃果糖重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃62蔗糖2.寡糖（二糖）命名原则P35OOOCH2OHCH2OHHOCH212324O－－D－吡喃葡糖基-（12）－－D-呋喃果糖苷ooH蔗糖2.寡糖（二糖）命名原则P35OOOCH2OHCH263O-β-D-吡喃半乳糖基－（14）－α－D-吡喃葡糖乳糖OCH2OHOCH2OHOHO14123

麦芽糖14OHooO-β-D-吡喃半乳糖基－（14）－α－D-吡喃葡糖乳64(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡萄糖分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显深蓝色。支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在（16）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。3.多糖(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）3.多糖65（2）糖原动物淀粉，贮存于肝脏和骨骼肌；8~12个残基发生一次分支，结果增加了水溶性和酶的作用位点；与碘作用呈红紫色水解酶：糖原磷酸化酶、糖原脱支酶、磷酸葡萄糖变位酶（2）糖原动物淀粉，贮存于肝脏和骨骼肌；66糖原糖原67(3).纤维素由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链，不溶于水。(4).几丁质（壳多糖）N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷键缩合而成的线性同多糖。(5).杂多糖糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）P66透明质酸硫酸软骨素硫酸皮肤素硫酸角质素肝素(3).纤维素68二、多糖和寡聚糖的酶促降解概述

多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，生产中常称为糖化。2.淀粉水解淀粉糊精寡糖麦芽糖G

糊精：指淀粉在酸或淀粉酶的作用下降解成的分子大小不一的中间产物的混合物。二、多糖和寡聚糖的酶促降解概述69淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶，二者只能水解淀粉中的α-1，4糖苷键。α-淀粉酶：内切酶，可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖键；β淀粉酶：外切酶，只能从非还原端开始水解，产生β－麦芽糖。水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是α-1，6糖苷酶（脱支酶）淀粉水解的产物为糊精和麦芽糖的混合物。淀粉的酶促水解：70还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键71三、糖的无氧降解及厌氧发酵糖酵解途径(glycolysis)（EmbdenMeyerhof-Parnaspathway,EMP）

指在无氧条件下，葡萄糖分解，形成2分子丙酮酸并提供能量的过程。酵解：丙酮酸转化为乳酸。发酵：丙酮酸转化为乙醛、乙醇。三、糖的无氧降解及厌氧发酵糖酵解途径(glycolysis)72(1)糖酵解途径的生化历程己糖激酶(1)糖酵解途径的生化历程己糖激酶73糖酵解过程ab1234糖酵解过程ab1234741）第一阶段：葡萄糖

1,6-二磷酸果糖1）第一阶段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖752）第二阶段：1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛2）第二阶段：1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛763）第三阶段：3-磷酸甘油醛

2-磷酸甘油酸磷酸甘油醛脱氢酶3）第三阶段：3-磷酸甘油醛2-磷酸甘油酸磷酸甘油醛774）第四阶段：2-二磷酸甘油酸丙酮酸4）第四阶段：2-二磷酸甘油酸丙酮酸78糖酵解途径糖酵解途径79高能化合物与底物水平磷酸化P34（substratephosphorglate）结果：脱氢活化，产能三个不可逆反应的催化酶：已糖激酶、磷酸果糖激酶（限速步骤）、丙酮酸激酶调节控制：磷酸果糖激酶P71andP83（phosphofructokinasePFK）（2）总结高能化合物与底物水平磷酸化P34（substrateph802.丙酮酸的无氧降解（酵解与厌氧发酵）（1）乳酸酵解（lacticfermation）

动物乳酸菌（乳杆菌、乳链球菌）G+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2水

2.丙酮酸的无氧降解（酵解与厌氧发酵）（1）乳酸酵解（l81（2）酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵）

alcoholicfermation（2）酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵）

alco82（3）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）（3）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）83糖与糖代谢课件84四、葡萄糖的有氧分解代谢有氧氧化：大多数生物的主要代谢途径EMPpyrTCA

可衍生许多其他物质pyr脱羧

TCA四、葡萄糖的有氧分解代谢有氧氧化：大多数生物的主要代谢途径p85丙酮酸氧化脱羧—

乙酰-CoA的生成基本反应：糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体内室。在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。丙酮酸氧化脱羧—

乙酰-CoA的86催化酶：

这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。丙酮酸脱氢酶系三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱氢酶E2-二氢硫辛酰转乙酰基酶E3-二氢硫锌酸脱氢酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸（硫辛酰胺）、COA－SH、FAD、NAD+、Mg2+催化酶：丙酮酸脱氢酶系三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱氢酶87A、过程图解B、丙酮酸脱氢酶复合体的调控：P97A、过程图解B、丙酮酸脱氢酶复合体的调控：P97882.乙酰CoA的彻底氧化分解——TricarboxylicacidcycleTCA糖酵解有二重作用：一是降解产生ATP，二是产生含碳的中间物为进一步的分解或合成反应提供原料。化学反应历程（9步反应、8种酶）2.乙酰CoA的彻底氧化分解——Tricarboxylic89三羧酸循环

P99－106草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酰辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A三羧酸循环

P99－106草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸α-酮戊二90

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP三羧酸循环

（TCA）

草酰乙酸再生阶段柠檬酸的生成阶段氧化脱羧阶段柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸苹果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+OCoASHNADH+CO2FADH2H2ONA91三羧酸循环过程总结(一次循环)9步反应8种酶催化反应类型缩合1、脱水1、氧化4、底物水平磷酸化1、水化3生成3分子还原型CoⅠ生成1分子FADH2生成1分子ATP（或GTP）三羧酸循环总反应式三羧酸循环过程总结(一次循环)92葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生ATP；生成高能分子NADH或FADH2，后者在线粒体呼吸链氧化并产生ATP。(1)糖酵解：1分子葡萄糖

2分子丙酮酸，共消耗了2个ATP，产生了4个ATP，实际上净生成了2个ATP，同时产生2个NADH。（2）有氧分解（丙酮酸生成乙酰CoA及三羧酸循环）产生的ATP、NADH和FADH2:

丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸乙酰CoA，生成1个NADH。三羧酸循环：乙酰CoACO2和H2O，产生一个GTP（即ATP）、3个NADH和1个FADH2。葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖在分解代谢过程中产生的能93葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的NADH和FADH2，进入线粒体呼吸链氧化并生成ATP。线粒体呼吸链是葡萄糖分解代谢产生ATP的最主要途径。葡萄糖分解代谢总反应式C6H6O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP按照一个NADH能够产生2.5个ATP，1个FADH2能够产生1.5个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生32个ATP：4ATP+（102.5）ATP+（21.5）ATP=32ATP葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧94三羧酸循环的生物学意义1.普遍存在2.生物体获得能量的最有效方式3.是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽P1104.获得微生物发酵产品的途径柠檬酸、谷氨酸总之：分解与合成代谢的双重作用三羧酸循环的生物学意义953.丙酮酸羧化支路（TCA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。3.丙酮酸羧化支路（TCA回补途径）三羧酸循环不仅是产生A961.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972、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983.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99五、戊糖磷酸途径phosphopentosepathwayPPP

糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要途径，但不是唯一途径。实验研究也表明：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，这说明葡萄糖还有其它的代谢途径。许多组织细胞中都存在有另一种葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway,PPP），也称为磷酸己糖旁路（hexosemonophosphatepathway/shunt,HMP）。参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞溶胶中，动物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。五、戊糖磷酸途径phosphopentosepathway100糖与糖代谢课件1011.磷酸戊糖途径的反应过程G1.磷酸戊糖途径的反应过程G102（1）G-6-P脱氢脱羧转化成5-磷酸核酮糖。6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（1）G-6-P脱氢脱羧转化成5-磷酸核酮糖。6-磷酸葡萄糖103（2）磷酸戊糖的异构化（2）磷酸戊糖的异构化104

（3）磷酸戊糖通过转酮及转醛反应生成酵解途径的中间产物6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。（3）磷酸戊糖通过转酮及转醛反应生成酵解途径的中间产物6-105景天庚酮糖－7－磷酸＋甘油醛－3－磷酸赤藓糖－4－磷酸＋果糖－6－磷酸木酮糖－5－磷酸

甘油醛－3－磷酸＋果糖－6－磷酸

转醛酶转酮酶景天庚酮糖－7－磷酸＋甘油醛－3－磷酸转醛酶转酮酶106核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖

核糖木酮糖木酮糖木酮糖

核糖C3PC7PC2C4PC3C6PC2C3PC6PC3PC6PC6PC6P核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖核糖木酮糖木酮1072.磷酸戊糖途径的调节

肝脏中的各种戊糖途径的酶中以6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性最低，所以它是戊糖途径的限速酶，催化不可逆反应步骤。其活性受NADP+/NADPH比值的调节，NADPH竞争性（与NADP+竞争活性部位）抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。机体内NAD+/NADH比NADP+/NADPH的比值要高几个数量级，前者为700，后者为0.014，这使NADHP可以进行有效的反馈抑制调控。只有NADPH在脂肪的生物合成中被消耗时才能解除抑制，再通过6-磷酸葡萄糖脱氢酶产生出NADPH。2.磷酸戊糖途径的调节肝脏中的各种戊糖途径的酶中以6-108

非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸核糖过多时，可转化成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醇进行酵解。3.生物学意义：P153（1）产生细胞内的还原力（NADPH）；（2）为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。非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸核糖过多时109六、糖的其它代谢途径（以糖异生为例）糖异生是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨