生物化学第五章糖代谢

生物化学第五章糖代谢第一页，共一百三十三页，2022年，8月28日第一节新陈代谢概述第二节生物体内的主要糖类及生物功能第三节双糖和多糖的酶促降解第四节糖酵解第五节三羧酸循环第六节磷酸戊糖途径第二页，共一百三十三页，2022年，8月28日

第一节新陈代谢的概念和特点

新陈代谢的研究方法示踪法（化合物示踪、同位素示踪）抗代谢物和酶抑制剂的利用体内试验（invivo）和体外试验（novivo）

新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作用（assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一系列的生化反应，分解为简单成分重新利用或排出体外，即所谓异化作用（dissimilation），通过上述过程不断地进行自我更新。特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行第三页，共一百三十三页，2022年，8月28日新陈代谢的概念及内涵

小分子大分子合成代谢（同化作用）需要能量

释放能量分解代谢（异化作用）大分子小分子物质代谢能量代谢新陈代谢第四页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。第二节生物体内的糖类一糖的概念第五页，共一百三十三页，2022年，8月28日（二）糖的分类及其结构根据其组分，糖主要可分为以下四大类。单糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)结合糖(glycoconjugate)第六页，共一百三十三页，2022年，8月28日1单糖是最简单的糖，不再被水解成更小的糖单位。根据其所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖。根据其结构特点又分为醛糖和酮糖。第七页，共一百三十三页，2022年，8月28日(galactose)

D系醛糖的立体结构D(+)-阿洛糖D(+)-阿桌糖D(+)-葡萄糖D(+)-甘露糖D(+)-古洛糖D(-)-艾杜糖D(+)-半乳糖D(+)-塔罗糖(allose)(altrose)(glucose)(mannose)(gulose)(idose)(talose)D(-)-赤鲜糖(erythrose)D(-)-苏糖(threose)D(+)-甘油醛(allose)D(-)-核糖(ribose)D(-)-阿拉伯糖(arabinose)D(+)-木糖(xylose)D(-)-米苏糖(lysose)第八页，共一百三十三页，2022年，8月28日(tagalose)

D系酮糖的立体结构

D(-)-赤藓酮糖(erythrulose)D(-)-核酮糖(ribulose)D(+)-核酮糖(xylulose)D(+)-阿洛酮糖(psicose,allulose)D(-)-果糖(fructose)D(+)-山梨糖(sorbose)D(-)-洛格酮糖二羟丙酮(dihytroasetone)第九页，共一百三十三页，2022年，8月28日

吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖（Haworth式）

吡喃呋喃-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃果糖-D-呋喃葡萄糖-D-呋喃果糖第十页，共一百三十三页，2022年，8月28日

D-葡萄糖由Fischer式改写为Haworth式的步骤

转折旋转成环成环-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖第十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日

重要的单糖—戊糖-D-吡喃木糖-D-呋喃核糖2-脱氧-D-呋喃核糖-D-芹菜糖

-L-呋喃阿拉伯糖-D-呋喃阿拉伯糖D-核酮糖D-木酮糖第十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日

重要的单糖—己糖-D-吡喃葡萄糖-L-吡喃山梨糖-D-吡喃甘露糖

-L-吡喃半乳糖-D-吡喃半乳糖

-D-呋喃果糖第十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日

重要的单糖—庚糖和辛糖L-甘油-D-甘露庚糖D-景天庚酮糖D-甘露庚酮糖甘油部分甘露糖部分第十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日

单糖磷酸酯D-甘油醛-3-磷酸-D-葡萄糖-1-磷酸-D-葡萄糖-6-磷酸-D-果糖-6-磷酸-D-果糖-1，6-二磷酸第十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日2.

寡糖常见的几种二糖有麦芽糖(maltose)

葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)

葡萄糖—果糖乳糖(lactose)

葡萄糖—半乳糖能水解生成几（2-10）个分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。第十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日

重要的二糖蔗糖D-麦芽糖（

-型）乳糖（-型）纤维二糖（

-型）第十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日3.多糖

能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有淀粉(starch)【糖原(glycogen)】纤维素(cellulose)果胶（pectin）第十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日

环糊精结构

-环糊精分子结构

环糊精分子的空间填充模型第十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日

淀粉和糖原结构NRERE直链淀粉支链淀粉或糖原分支点的结构RENRE(16)分支点支链淀粉或糖原分子示意图直链淀粉的螺旋结构0.8nm1.4nm6个残基第二十页，共一百三十三页，2022年，8月28日纤维素片层结构

纤维素一级结构植物细胞壁与纤维素的结构微纤维纤维素链植物细胞中的纤维素微纤维细胞壁第二十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日4.结合糖

糖与非糖物质的结合物。糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。

常见的结合糖有第二十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖复合物糖—肽链糖—核酸糖—脂质肽聚糖(peptidoglycans)脂多糖(lipopolysauhards)糖基酰基甘油(glycosylacylglycerols)糖鞘脂(pglycosphingolipids)糖蛋白(glycproteins)蛋白聚糖(proteoglycans)(ComplexCarbohydrates)第二十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日细胞膜表面的糖链蛋白聚糖糖脂糖蛋白细胞膜第二十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日

（三）、糖代谢的概况

葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧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

第二十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日

(四)糖类的生物学作用

糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，主要的生物学作用如下：作为生物体的结构成分作为生物体内的主要能源物质作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前体作为细胞识别的信息分子第二十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日一、双糖的酶促降解

蔗糖+H2O葡萄糖+果糖蔗糖酶麦芽糖+H2O2葡萄糖麦芽糖酶乳糖+H2O葡萄糖+半乳糖--β-半乳糖苷酶第三节双糖和多糖的酶促降解

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。蔗糖+UDPUDPG+果糖蔗糖合成酶第二十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日二、淀粉（糖原）的酶促水解：1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，水解产物为麦芽糖。α-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖键。β淀粉酶只能从非还原端开始水解。脱支酶是水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶麦芽糖酶是水解淀粉水解产物糊精和麦芽糖的α-1，4糖键，产物为葡萄糖。第二十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键-1，6糖苷键-1，4-糖苷键第二十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日α－淀粉酶β－淀粉酶第三十页，共一百三十三页，2022年，8月28日2淀粉的磷酸解3糖原的磷酸解糖原磷酸化酶a(活化态)糖原磷酸化酶b（失活态)第三十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖原磷酸解的步骤非还原端还原端磷酸化酶（释放8个1-P-G）转移酶脱支酶（释放1个葡萄糖）第三十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日三、细胞壁多糖的酶促降解1纤维素的降解第三十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日2果胶物质的降解原果胶：可能是可溶性果胶与纤维素结合而成的高分子杂合物。果胶果胶：半乳糖醛酸甲酯及少量半乳糖醛酸通过α—1，4糖苷键连接而成的长链高分子化合物。水解后产生半乳糖醛酸甲酯和半乳糖醛酸。果胶酸：主要成分为α—1，4多聚半乳糖醛酸第三十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日

第四节糖酵解一、糖酵解(glycolysis)的定义*糖酵解的反应部位：胞浆糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作Embden-Meyethof-Parnas途径，简称ＥＭＰ途径。

第三十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日EMP的化学历程

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸第一阶段第二阶段第三阶段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATP的生成二、糖酵解化学历程EMP第三十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑴葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)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磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖（一）已糖的磷酸化第三十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑵6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖

磷酸己糖异构酶葡萄糖G-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6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖第三十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑶6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶葡萄糖G-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6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖第三十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日1,6-双磷酸果糖（二）磷酸已糖的裂解⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛缩酶(aldolase)葡萄糖G-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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛+第四十页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑸磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶葡萄糖G-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3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮第四十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日（三）3-磷酸甘油醛生成丙酮酸⑹3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶葡萄糖G-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3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸第四十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑺1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶葡萄糖G-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

底物分子内部能量重新分布，释放高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化。

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸第四十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶葡萄糖G-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3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸Mg2+第四十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑼2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸

烯醇化酶(enolase)葡萄糖G-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2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸H-Mg2+或Mn2+第四十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日ADPATPK+

或Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)葡萄糖G-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⑽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第四十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3: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+第四十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日三、ＥＭＰ途径化学计量和生物学意义总反应式:

C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O生物学意义

★是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径,通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能量；

★形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；

★为糖异生提供基本途径。能量计算：氧化一分子葡萄糖净生成

2ATP2NADH6ATP或4ATP

第四十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖酵解小结⑴反应部位：胞浆⑵糖酵解是一个不需氧的产能过程⑶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丙酮酸丙酮酸激酶第四十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑷

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第五十页，共一百三十三页，2022年，8月28日四、糖酵解的其他底物第五十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日五、丙酮酸的去路（有氧）（无氧）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）第五十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日（一）丙酮酸的无氧降解及葡萄糖的无氧分解

葡萄糖EMP

NADH+H+

NAD+CH2OHCH3乙醇

NADH+H+

NAD+CO2

乳酸COOHCH(OH)CH3乙醛CHOCH3COOHC==OCH3丙酮酸

葡萄糖的无氧分解第五十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日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(LDH)

NADH+H+NAD+第五十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日丙酮酸转变成乙醇第五十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日（二）丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解

（EMP）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循环

NAD+

NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脱氢酶系第五十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日六、糖酵解的调控关键酶①

6-磷酸果糖激酶②③己糖激酶调节方式①别构调节②共价修饰调节丙酮酸激酶第五十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日（一）6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）最重要、H+第五十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日F-2,6-BP的生成PFK-2/FBPase2是一种双功能酶,N端一半为PFK-2,C端一半为FBPase2。FBPase2第五十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日第六十页，共一百三十三页，2022年，8月28日（二）丙酮酸激酶变构调节：F-1,6-BP为变构激活剂；

ATP和肝内Ala为变构抑制剂。共价修饰调节：胰高血糖素通过cAMP使其磷酸化而抑制其活性。

第六十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日（三）葡萄糖激酶及己糖激酶G-6-P可反馈抑制己糖激酶.胰岛素可诱导葡萄糖激酶的合成.第六十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日第五节三羧酸循环

一、糖的有氧氧化糖的有氧氧化(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：胞液及线粒体第六十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日有氧氧化的反应过程第一阶段：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CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循环胞液线粒体第六十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日二、丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA。丙酮酸乙酰CoA

NAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脱氢酶复合体总反应式:第六十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日丙酮酸脱氢酶复合体的组成

酶E1：丙酮酸脱羧酶E2：硫辛酸乙酰转移酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+

辅酶

TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL第六十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日第六十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日三羧酸循环(TricarboxylicacidCycle,TCA)也称为柠檬酸循环，是乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸开始，经加水、脱氢、脱羧等多步反应，又重新生成草酰乙酸，构成一个循环途径。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而命名。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，它由一连串反应组成。所有的反应均在线粒体中进行。三、三羧酸循环*概述*反应部位第六十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP1.三羧酸循环

（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NAD+NAD+FADNAD+第六十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日TCA第一阶段：柠檬酸生成

H2O草酰乙酸

OCH3-C-SCoACoASHH2O柠檬酸合成酶顺乌头酸酶第七十页，共一百三十三页，2022年，8月28日TCA第二阶段：氧化脱羧CO2GDP＋PiGTPNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CoASH异柠檬酸脱氢酶CO2－酮戊二酸脱氢酶系琥珀酸硫激酶第七十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日TCA第三阶段：草酰乙酸再生

FADFADH2H2ONADNADH+H+草酰乙酸琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶第七十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日2.葡萄糖有氧氧化生成的ATP此表按传统方式计算ATP。目前有新的理论，在此不作详述第七十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日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，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。第七十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日有氧氧化的调节特点⑴有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。⑵ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。⑶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。⑷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。第七十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日3.小结①三羧酸循环的概念：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。②TCA过程的反应部位是线粒体。第七十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日③三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④整个循环反应为不可逆反应第七十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑤三羧酸循环的中间产物三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。第七十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日4.三羧酸循环的调控位点及相应调节物abc

调控位点激活剂抑制剂a柠檬酸合成酶

NAD+

ATP

（限速酶）草酰乙酸NADH

乙酰CoA

琥珀酰CoA

脂酰CoAb异柠檬酸

ADP琥珀酰CoA

脱氢酶

NAD+NADHcα-酮戊二酸

ADPNADH

脱氢酶

NAD+

琥珀酰CoA

关键因素：[NADH]/[NAD+]

[ATP]/[ADP]第七十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日5.三羧循环的生物学意义是有机体获得生命活动所需能量的主要途径是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的中心枢纽形成多种重要的中间产物

是发酵产物重新氧化的途径第八十页，共一百三十三页，2022年，8月28日6.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。第八十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日第八十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日1.丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸，需要生物素为辅酶。第八十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日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酰乙酸。在大脑和心脏中存在这个反应。第八十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日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。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。第八十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日第六节磷酸戊糖途径

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

*反应过程可分为二个阶段

第八十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日磷酸戊糖途径的两个阶段

2、非氧化分子重排阶段

6

核酮糖-5-P

5

果糖-6-P5

葡萄糖-6-P1、氧化脱羧阶段

6G-6-P6

葡萄糖酸-6-P6

核酮糖-５-P

6NADP+NADPH6NADP+6NADPH6CO26H2O第八十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段

NADP+

NADPH+H+

H2O

NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖脱氢酶内酯酶6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶第八十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段

H2OPi65-磷酸核酮糖2

5-磷酸核糖2

5-磷酸木酮糖2

3-磷酸甘油醛27-磷酸景天庚酮糖2

4-磷酸赤藓丁糖2

6-磷酸果糖2

5-磷酸木酮糖2

3-磷酸甘油醛2

6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖1

6-磷酸果糖转醛酶异构酶转酮酶转酮酶醛缩酶阶段之一阶段之二阶段之三第八十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一

（5-磷酸核酮糖异构化）

差向异构酶异构酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖第九十页，共一百三十三页，2022年，8月28日磷酸戊糖途径的非氧化阶段之二

（基团转移）

+24-磷酸赤藓糖+25-磷酸核糖23-磷酸甘油醛转酮酶转醛酶26-磷酸果糖+7-磷酸景天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖第九十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日基团转移（续前）

+24-磷酸赤藓糖+23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖转酮酶25-磷酸木酮糖第九十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日H2OPi1,6-二磷酸果糖23-磷酸甘油醛6-磷酸果糖醛缩酶二磷酸果糖酯酶磷酸戊糖途径的非氧化阶段之三

（3-磷酸甘油醛异构、缩合与水解）

异构酶第九十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日磷酸戊糖途径的总反应式6

G-6-P+12NADP++7H2O5

G-6-P+6CO2

+12NADPH+12H+

磷酸戊糖途径的生理意义产生大量NADPH,主要用于还原（加氢）反应，为细胞提供还原力产生大量的磷酸核糖和其它重要中间产物与光合作用联系，实现某些单糖间的转变第九十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日其它糖进入单糖分解的途径

半乳糖半乳糖-1-PUDP-半乳糖UDP-葡萄糖葡萄糖-1-磷酸糖原或淀粉葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖蔗糖果糖-6-磷酸果糖-1、6-磷酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油甘油3-磷酸甘油醛进入糖酵解甘露糖甘露糖-6-磷酸ATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPNADH+H+NAD+PiUTPPPi第九十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日二、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。第九十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日第七节糖醛酸途径G-6-PG-1-P（UDPG）葡萄糖醛酸L-木酮糖D-木酮糖第九十七页，共一百三十三页，2022年，8月28日第八节

糖异生Gluconeogenesis第九十八页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。*部位*原料*概念主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体

主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸第九十九页，共一百三十三页，2022年，8月28日一、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；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磷酸烯醇式丙酮酸糖异生途径(gluconeogenicpathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。第一百页，共一百三十三页，2022年，8月28日1.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①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（反应在线粒体、胞液）第一百零一页，共一百三十三页，2022年，8月28日第一百零二页，共一百三十三页，2022年，8月28日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线粒体胞液第一百零三页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖异生途径所需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+。①由乳酸为原料异生糖时，NADH+H+由下述反应提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+第一百零四页，共一百三十三页，2022年，8月28日②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+胞浆第一百零五页，共一百三十三页，2022年，8月28日2.1,6-双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖双磷酸酯酶3.6-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-磷酸酯酶第一百零六页，共一百三十三页，2022年，8月28日非糖物质进入糖异生的途径⑴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2H⑵上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原第一百零七页，共一百三十三页，2022年，8月28日第一百零八页，共一百三十三页，2022年，8月28日二、糖异生的调节

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。6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1

果糖双磷酸酯酶-1ADPATPPi6-磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酯酶己糖激酶ATPADPPiPEP

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第一百零九页，共一百三十三页，2022年，8月28日

胰高血糖素促进糖异生，抑制糖分解。胰岛素则作用相反。第一百一十页，共一百三十三页，2022年，8月28日

三、糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度恒定（二）补充肝糖原三碳途径：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。（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）第一百一十一页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖异生活跃有葡萄糖-6磷酸酶【】肝肌肉

四、乳酸循环(lactosecycle)

———（Cori循环）⑴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没有葡萄糖-6磷酸酶【】第一百一十二页，共一百三十三页，2022年，8月28日⑶

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。⑵

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。

第一百一十三页，共一百三十三页，2022年，8月28日第九节

蔗糖和多糖的生物合成

第一百一十四页，共一百三十三页，2022年，8月28日一、双糖的生物合成

1、单糖基的活化——糖核苷酸（UDPG、ADPG、GDPG等）的合成

糖核苷二磷酸在不同聚糖形成时，提供糖基和能量。植物细胞中蔗糖合成时需UDPG，淀粉合成时需ADPG，纤维素合成时需GDPG和UDPG；动物细胞中糖元合成时需UDPG。第一百一十五页，共一百三十三页，2022年，8月28日UDPG的结构GUDP第一百一十六页，共一百三十三页，2022年，8月28日糖核苷酸的生成++PPi1-磷酸葡萄糖UTPUDPG第一百一十七页，共一百三十三页，20