生化7章-糖代谢2014

MetabolismofCarbohydrates第7章糖代谢即碳水化合物，其化学本质为多羟基醛或多羟基酮类及其衍生物或多聚物。

糖的概念分类：单糖、寡糖、同多糖、杂多糖、结合糖123456D-葡萄糖(D-glucose)开链α-D-葡萄糖123456环状椅式β-D-葡萄糖6单糖二糖麦芽糖(maltose)

葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)

葡萄糖—果糖乳糖(lactose)

葡萄糖—半乳糖多糖

淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)蓝色:α-1,4-糖苷键红色:α-1,6-糖苷键葡萄糖146糖的生理功能氧化供能:2840kJ能量/1mol葡萄糖如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷酸等物质的原料。作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要功能。提供合成体内其他物质的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。淀粉麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）α-极限糊精+异麦芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-极限糊精酶消化：主要在小肠，少量在口腔肠粘膜上皮细胞刷状缘胃口腔肠腔胰液中的α-淀粉酶ADP+Pi

ATPGNa+K+Na+泵小肠粘膜细胞肠腔门静脉吸收：小肠上段，主要以单糖形式

Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷状缘细胞内膜吸收途径小肠肠腔肠粘膜上皮细胞门静脉肝脏体循环SGLT各种组织细胞GLUTGLUT：葡萄糖转运体(glucosetransporter)，已发现有12种葡萄糖转运体(GLUT1～12)。糖代谢的概况

葡萄糖

糖酵解丙酮酸有氧无氧H2O及CO2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原

肝糖原分解

糖原合成

磷酸戊糖途径

核糖

NADPH+H+淀粉消化与吸收

ATP

合成非必需氨基酸、脂类等合成核酸

第2节糖的无氧分解Glycolysis糖酵解的反应过程第一阶段第二阶段*

糖酵解(glycolysis)的定义*

糖酵解分为两个阶段*糖酵解的反应部位：胞浆在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖酵解。

由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)

。由丙酮酸转变成乳酸。E：Embden；M:Meyerhof；P:Parnas糖的无氧分解途径，亦称为EMP途径2CO2乙醇（生醇发酵）2CH3CH2OH2CH3CHO乙醛糖酵解（EMP）2CH3CHOHCOOH+ATP乳酸丙酮酸2CH3COCOOHC6H12O6葡萄糖2NAD+2NADH+2H+葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)葡萄糖分解成丙酮酸己糖激酶有4种同工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。肝细胞中存在的是Ⅳ型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特点是：①对葡萄糖的亲和力很低②受激素调控

6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖己糖异构酶6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)

6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)1,6-二磷酸果糖磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛缩酶(aldolase)磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛+磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶

磷酸丙糖异构酶(phosphotriose

isomerase)3-磷酸甘油醛

磷酸二羟丙酮

3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)3-磷酸甘油醛

1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶

※在以上反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate

kinase)

3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate

mutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸

烯醇化酶(enolase)2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate

kinase)磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸丙酮酸转变成乳酸丙酮酸乳酸反应中的NADH+H+

来自于上述第6步反应中的

3-磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶(LH)NADH+H+NAD+E1:己糖激酶

E2:6-磷酸果糖激酶-1

E3:丙酮酸激酶

NAD+乳酸糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+糖酵解小结反应部位：胞浆糖酵解是一个不需氧的产能过程反应全过程中有三步不可逆的反应GG-6-PATPADP己糖激酶ATPADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATPPEP丙酮酸丙酮酸激酶产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从G开始2×2-2=2ATP从Gn开始2×2-1=3ATP终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。分解利用乳酸循环（糖异生）

糖酵解小结果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶变位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶变位酶除葡萄糖外，其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径。糖酵解的调节关键酶①

己糖激酶②

6-磷酸果糖激酶-1③

丙酮酸激酶调节方式①别构调节

②共价修饰调节

催化非平衡反应活性低受激素或代谢物的调节活性的改变可影响整个反应体系的反应速度关键酶特点:

6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)

*别构调节别构激活剂：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P别构抑制剂：柠檬酸;ATP（高浓度）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）

F-1,6-2P正反馈调节该酶F-6-PF-1,6-2PATPADPPFK-1磷蛋白磷酸酶PiPKAATPADPPi胰高血糖素ATPcAMP

活化F-2,6-2P+++–/+AMP+柠檬酸

–AMP+柠檬酸

–PFK-2（有活性）FBP-2（无活性）6-磷酸果糖激酶-2

PFK-2（无活性）FBP-2（有活性）PP果糖双磷酸酶-2

丙酮酸激酶别构调节别构抑制剂：ATP,丙氨酸别构激活剂：1,6-二磷酸果糖共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi磷蛋白磷酸酶（无活性）（有活性）胰高血糖素PKA,CaM激酶PPKA：蛋白激酶A(proteinkinaseA)CaM：钙调蛋白己糖激酶或葡萄糖激酶*6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。*长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。糖酵解的生理意义是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。①无线粒体的细胞，如：红细胞②代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞第3节糖的有氧氧化AerobicOxidationof

Carbohydrate糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。*部位：胞液及线粒体

*概念

C6H12O6+6O26CO2+6H2O+32/30ATP有氧氧化的反应过程

第一阶段：糖酵解途径第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环G（Gn）第四阶段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoA

CO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循环胞液线粒体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)葡萄糖→→……→→丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸在转运蛋白的协助下进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA(acetylCoA)。丙酮酸乙酰CoA

NAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脱氢酶复合体总反应式:丙酮酸脱氢酶复合体的组成

酶E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+

辅助因子

TPP

硫辛酸

HSCoAFAD,NAD+SSL大肠肝菌中丙酮酸脱氢酶系的电镜图大肠肝菌中丙酮酸脱氢酶系的示意图丙酮酸脱氢酶系CO2

CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的生成1.-羟乙基-TPP的生成

2.乙酰硫辛酰胺的生成

3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成

三羧酸循环(TricarboxylicacidCycle,TAC)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，它由一连串酶催化反应组成。所有的反应均在线粒体中进行。三羧酸循环*概述*反应部位

CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶小结三羧酸循环的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。TAC过程的反应部位是线粒体。三羧酸循环的要点：

经过一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰CoA，经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP。关键酶有：柠檬酸合酶

α-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶整个循环反应为不可逆反应小结

三羧酸循环的中间产物草酰乙酸在三羧酸循环中起催化剂的作用，本身无量的变化；同样其他中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。小结

表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。但是，例如：草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸

谷氨酸柠檬酸脂肪酸琥珀酰CoA

卟啉Ⅰ机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。Ⅱ

机体糖供不足时，可能引起TAC运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰CoA进入TAC氧化分解。草酰乙酸草酰乙酸脱羧酶丙酮酸CO2苹果酸苹果酸酶丙酮酸CO2NAD+NADH+H+*所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。草酰乙酸

柠檬酸柠檬酸裂解酶乙酰CoA

丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2苹果酸苹果酸脱氢酶NADH+H+NAD+天冬氨酸谷草转氨酶α-酮戊二酸

谷氨酸其来源如下：三羧酸循环的生理意义

是大多数细胞获得能量的主要途径；是三大营养物质代谢联系的枢纽；为其它物质代谢提供小分子前体；为呼吸链提供H++e。H++e

进入呼吸链彻底氧化生成H2O

的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5ATP

[O]H2O、1.5ATP

FADH2[O]有氧氧化生成的ATP

葡萄糖有氧氧化生成的ATP反应辅酶ATP第一阶段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸NAD+2×2.5或2×1.5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸2×12×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2×1第二阶段2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×2.5第三阶段2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×2.52×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×2.52×琥珀酰CoA

→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×1.52×苹果酸→2×草酰乙酸NAD+2×2.5净生成32(或30)ATPNAD+NAD+NAD+有氧氧化的生理意义糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，所以能量的利用率也高。简言之，即“供能”有氧氧化的调节关键酶①

酵解途径：己糖激酶②丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体③

三羧酸循环：柠檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1α-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶复合体

别构调节别构抑制剂：乙酰CoA;NADH;ATP别构激活剂：AMP;ADP;NAD+*乙酰CoA/HSCoA或NADH/NAD+时，其活性也受到抑制。共价修饰调节乙酰CoA

柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoA

α-酮戊二酸异柠檬酸苹果酸NADHFADH2GTPATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸合酶

α-酮戊二酸脱氢酶复合体

–ATP

+ADP

ADP

+ATP

–柠檬酸

琥珀酰CoA

NADH–琥珀酰CoA

NADH

+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影响②产物堆积引起抑制③循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶④其他，如Ca2+可激活许多酶三羧酸循环的调节有氧氧化的调节特点有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。2ADPATP+AMP腺苷酸激酶体内ATP浓度是AMP的50倍，经上述反应后，ATP/AMP变动比ATP变动大，有信号放大作用，从而发挥有效的调节作用。ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低则促进有氧氧化。

ATP/AMP效果更显著。*另外巴斯德效应*概念*机制

有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸;缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。巴斯德效应(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的现象。第4节磷酸戊糖途径PentosePhosphatePathway*概念磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。*细胞定位：胞液第一阶段：氧化反应生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2磷酸戊糖途径的反应过程*反应过程可分为二个阶段

第二阶段则是非氧化反应包括一系列基团转移。6-磷酸葡萄糖酸

5-磷酸核酮糖

NADPH+H+

NADP+⑴H2ONADP+

CO2

NADPH+H+

⑵6-磷酸葡萄糖脱氢酶6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶

HCOHCH2OHCO6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖酸内酯

磷酸戊糖生成

5-磷酸核糖

催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH+H+。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路(pentosephosphateshunt)。基团转移反应5-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C55-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤藓糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C3磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段5-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤藓糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2总反应式

3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2

磷酸戊糖途径的特点

脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖。一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。磷酸戊糖途径的调节

*6-磷酸葡萄糖脱氢酶

此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。磷酸戊糖途径的生理意义为核苷酸的生成提供核糖

提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应NADPH是体内许多合成代谢的供氢体NADPH参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关NADPH可维持GSH的还原性2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+AAH2蚕豆病第5节糖异生Gluconeogenesis糖异生是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。*原料*概念

主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸

*糖异生作用的部位：生理条件下在绝食期间空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空腹

100～300>90%<10%速率(g/day)肝肾饥饿5-6天后约10055%45%糖异生途径

*定义*过程

酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；糖异生途径(gluconeogenicpathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)（丙酮酸羧化支路）丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+Pi

CO2①GTPGDPCO2

②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate

carboxykinase)（反应在线粒体、胞液）※草酰乙酸转运出线粒体

出线粒体苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸出线粒体天冬氨酸草酰乙酸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磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2线粒体胞液糖异生途径所需NADH+H+的来源糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛时，需要NADH+H+。由乳酸为原料异生糖时，

NADH+H+由下述反应提供。乳酸丙酮酸LHNAD+NADH+H+由氨基酸为原料进行糖异生时，

NADH+H+则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的β-氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。苹果酸线粒体苹果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞浆

1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖二磷酸酶-1

6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶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2H糖异生的调节由不同酶催化两个单向反应，使两种底物互变的循环称之为底物循环(substratecycle)。6-磷酸葡萄糖

葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶

己糖激酶

ATP

ADP

Pi

PEP

丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADPATPCO2+ATPADP+Pi

GTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi+CO26-磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖

6-磷酸果糖激酶-1

果糖二磷酸酶-1

ADP

ATP

Pi当两种酶活性相等时，则不能将代谢向前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因而称之为无效循环(futilecycle)。糖酵解途径和糖异生途径如何调控的呢？6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖二磷酸酶-1

2,6-二磷酸果糖AMP

6-磷酸果糖与1,6-二磷酸果糖之间

磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶

1,6-二磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA

草酰乙酸PEP羧激酶

丙酮酸羧化酶

丙酮酸脱氢酶

糖异生的生理意义维持血糖浓度恒定补充糖原三碳途径：指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。调节酸碱平衡糖异生活跃有葡萄糖-6磷酸酶【】肝肌肉

乳酸循环(lactosecycle)

循环过程葡萄糖

葡萄糖

葡萄糖

酵解途径

丙酮酸

乳酸

NADHNAD+乳酸

乳酸

NAD+NADH丙酮酸

糖异生途径

血液糖异生低下【】———（Cori循环）生理意义

①乳酸再利用，避免了乳酸的损失。②防止乳酸的堆积引起酸中毒。乳酸循环是一个耗能的过程2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP。

第6节糖原的合成与分解GlycogenesisandGlycogenolysis是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收缩所需

肝脏：肝糖原，70~100g，维持血糖水平

糖原(glycogen)

糖原储存的主要器官及其生理意义1.葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键形成长链。2.约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以α-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。3.每条链都终止于一个非还原端.非还原端增多，以利于其被酶分解。糖原的结构特点及其意义

糖原的合成代谢合成部位

定义糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPADP己糖激酶(肌肉）;葡萄糖激酶（肝）糖原合成途径1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖2.6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖

*

UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。+UTP尿苷PPPPPi

UDPG焦磷酸化酶3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖

2Pi+能量1-磷酸葡萄糖

尿苷二磷酸葡萄糖

(uridinediphosphateglucose,UDPG)糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)4.α-1,4-糖苷键式结合*糖原n为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)，作为UDPG上葡萄糖基的接受体。*每增加一个葡萄糖分子，消耗两个高能磷酸键。糖原分枝的形成

分支酶

(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷键糖原的分解代谢

*定义*亚细胞定位：胞浆

*肝糖原的分解

糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖磷酸化酶糖原的磷酸解：从糖原的非还原端开始糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。脱枝酶

(debranchingenzyme)脱枝酶的作用磷酸化酶转移酶活性α-1,6糖苷酶活性

1-磷酸葡萄糖转变成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

6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖

6-磷酸葡萄糖

H3PO4H2O肌肉中缺乏此酶

G-6-P的代谢去路G（补充血糖）G-6-P

F-6-P（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

6-磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）

葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛酸途径）小结

反应部位：胞浆糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶

G-1-PUTPUDPGPPi

糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶

磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶

糖原nPi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n糖异生途径糖原合成与分解的调节关键酶

①糖原合成：糖原合酶

②糖原分解：糖原磷酸化酶

这两种关键酶的重要特点：*它们的快速调节有共价修饰和变构调节二种方式。*它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。③调节有级联放大作用，效率高；①两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；②调节速度快；④受激素调节。共价修饰调节

1.磷酸化的磷酸化酶称为磷酸化酶a（有活性）非磷酸化的磷酸化酶称为磷酸化酶b（无活性）2.磷酸化的糖原合酶称为糖原合酶b（无活性）非磷酸化的糖原合酶称为糖原合酶a（有活性）两种酶形式腺苷环化酶（无活性）腺苷环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体

ATPcAMP

PKA(无活性)磷酸化酶b激酶

糖原合酶糖原合酶-P

PKA(有活性)磷酸化酶b

磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1

磷蛋白磷酸酶-1

–––磷蛋白磷酸酶抑制剂-P磷蛋白磷酸酶抑制剂PKA（有活性）腺苷酸环化酶ATPcAMP（第二信使）无活性PKA有活性PKAATPMg2+无活性的磷酸化酶b激酶有活性的磷酸化酶b激酶-P无活性的磷酸化酶b

有活性的磷酸化酶a-PATPMg2+胰高血糖素受体×102×104×106

糖原

葡萄糖×108胰高血糖素促进肝糖原分解级联放大效应别构调节磷酸化酶二种构像——紧密型(T)和疏松型(R)

。*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]G-6-P*糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖++别构调节调节小结双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。双重调节：别构调节和共价修饰调节。

肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如：分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。关键酶调节上存在级联效应。

关键酶都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。糖原累积症糖原累积症(glycogenstoragediseases)是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。

型别缺陷的酶受害器官糖原结构Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、肾正常Ⅱ溶酶体α1→4和1→6葡萄糖苷酶所有组织正常Ⅲ脱支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖链短Ⅳ分支酶缺失所有组织分支少，外周糖链特别长Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌肉正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝正常Ⅶ肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、红细胞正常Ⅷ肝脏磷酸化酶激酶缺陷脑、肝