四课件生化8糖代谢

第八章糖代谢糖第一章糖的化学第八章糖代谢糖的消化与吸收糖的分解代谢糖原的合成与分解糖的化学—介绍

多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。一、糖的概念二、糖的分布生物界中含糖的比例80%2%10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%植物人和动物微生物三、糖的主要生物学作用

（一）是人和动物的主要能源物质（二）具有结构功能（三）具有复杂的多方面的生物活性与功能单糖寡糖多糖四、糖的分类

不能被水解成更小分子的糖称为单糖。

1.丙糖

甘油醛二羟丙酮（一）单糖丁糖

D-赤藓糖D-赤藓酮糖戊糖D-核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖己糖D-葡萄糖D-果糖5.庚糖D-景天庚酮糖(二)寡糖单糖缩合而成的短链结构

1.二糖乳糖麦芽糖蔗糖（三）多糖1.多糖的分类许多单糖分子缩合而成的长链结构。

（1）按照来源分植物多糖动物多糖微生物多糖海洋生物多糖（2）按生理功能分

储存多糖结构多糖(3)按照其组成成分的分类多糖同聚多糖（均一多糖）杂聚多糖（不均一多糖）粘多糖结合糖糖蛋白O连N连蛋白聚糖糖脂鞘糖脂甘油糖脂磷酸多萜醇衍生类固醇衍生脂多糖同聚多糖与杂聚多糖HomosaccharidesunbrachedbrachedHeterosaccharidesTwomonomersunbrachedMultiplemonomersunbrached2、重要多糖的化学结构与生理功能（1）淀粉淀粉是高等植物的贮存多糖。直链淀粉α-1,4糖苷键支链淀粉α-1,4糖苷键α-1,6糖苷键（2）糖原动物体内的贮存多糖，主要存在肝及肌肉中。（3）葡聚糖酵母菌及某些细菌中的贮存多糖。α-1,6糖苷键（4）纤维素构成植物细胞壁和支撑组织的重要成分即为植物的结构多糖.β-1,4糖苷键（5）琼胶（琼脂）一些海藻所含的多糖。半乳糖

凝胶形成过程糖代谢

第一节糖的消化和吸收（一）场所：小肠（二）消化酶：α-淀粉酶、α-糊精酶、蔗糖酶、乳糖酶（三）吸收形式：需载体，耗能，伴有Na+转运淀粉的消化淀粉麦芽三糖麦芽糖α-糊精-葡萄糖苷酶-糊精酶G葡萄糖淀粉酶（唾液腺、胰腺）部位：

口腔*小肠糖代谢的概况血中葡萄糖缺氧糖酵解（乳酸）供氧充足有氧氧化（CO2、H2O、ATP）磷酸戊糖途径（5-磷酸核糖、NADPH）糖原合成分解糖异生

食物主第二节糖的分解代谢一、糖的无氧分解二、糖的有氧分解三、磷酸戊糖途径一、糖的无氧分解全部反应在胞质中进行。

概念

在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程.

发生部位

代谢反应过程

糖酵解的代谢反应过程可分为两个阶段：第一阶段是由葡萄糖分解成丙酮酸的过程，称之为酵解途径；第二阶段为丙酮酸转变成乳酸的过程。（一）酵解途径耗能阶段：5步产能阶段：5步1、葡萄糖的磷酸化

在细胞内是不可逆的由己糖激酶催化葡萄糖6-磷酸葡萄糖2、磷酸葡萄糖的异构作用6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖3、磷酸果糖的磷酸化作用

此反应在细胞内是不可逆的6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖4、1,6二磷酸果糖一分为二1234561,6-二磷酸果糖3磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮5、磷酸二羟丙酮的异构作用3磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮6、3磷酸甘油醛氧化3磷酸甘油醛1,3二磷酸甘油酸7、1,3二磷酸甘油酸的磷酸转移1,3二磷酸甘油酸3磷酸甘油酸8、3磷酸甘油酸转变为

2磷酸甘油酸3磷酸甘油酸2磷酸甘油酸9、2磷酸甘油酸脱水

成为磷酸烯醇式丙酮酸2磷酸甘油酸磷酸稀醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸10、磷酸烯醇式丙酮酸

的磷酸转移

此反应在细胞内是不可逆的丙酮酸乳酸丙酮酸转变成乳酸总反应方程式1分子葡萄糖→2分子乳酸+2分子ATP丙酮酸的可能代谢途径

提供能量糖酵解时每分子磷酸丙糖有2次底物水平磷酸化，可生成2分子ATP。（二）糖酵解的

生理意义(三)糖酵解

的调节己糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶(二)糖酵解的激活剂和抑制剂激活剂抑制剂己糖激酶6-磷酸葡萄糖（别构抑制）磷酸果糖激酶12，6-双磷酸果糖AMP，ADPATP柠檬酸丙酮酸激酶1，6-双磷酸果糖ATP磷酸果糖激酶-1二、糖的有氧氧化

概念葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反应过程称为有氧氧化。

发生部位胞浆及线粒体（一）有氧氧化的反应过程第一阶段：1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA。第三阶段：乙酰CoA氧化分解为CO2和H2O（三羧酸循环）；脱下的氢经呼吸链传递给氧生成水，释放能量（氧化磷酸化）糖代谢总览第一阶段：1分子葡萄糖分解成

2分子丙酮酸场所：细胞质过程：葡萄糖→2丙酮酸+2ATP+2(NADH+H+)第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成

乙酰CoA场所：线粒体过程：3.丙酮酸脱氢酶复合体：酶：丙酮酸脱氢酶（E1）二氢硫辛酰转乙酰酶（E2）二氢硫辛酰脱氢酶（E3）辅因子：硫胺素焦磷酸酯（TPP）硫辛酸、FAD、NAD+及CoA。丙酮酸脱氢酶复合体作用机制第三阶段：乙酰CoA氧化分解为CO2

和H2O（三羧酸循环，Krebs循环）场所：线粒体过程：

CH3CO~SCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NAD+H++FADH2+HSCoA+GTPTCAcycle柠檬酸草酰乙酸柠檬酸合酶（1）柠檬酸的形成H2O异柠檬酸柠檬酸乌头酸酶（乌头酸）柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸乌头酸酶（2）异柠檬酸

的形成α酮戊二酸（NADH+H+）异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸（3）第一次

氧化脱羧琥珀酰CoA（NADH+H+）α酮戊二酸α酮戊二酸脱氢酶（4）第二次氧化脱羧（5）底物水平磷酸化琥珀酸琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶延胡索酸（FADH2）琥珀酸琥珀酸脱氢酶（6）

琥珀酸脱氢

生成延胡索酸（7）延胡索酸加水

生成苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸酶（NADH+H+）草酰乙酸苹果酸苹果酸脱氢酶（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸Note1）三羧酸循环的底物：乙酰CoA

2）能量计算底物水平磷酸化：GTPATP氧化磷酸化：3(NADH+H+）

FAD2H3×3ATP2ATP12ATP4.三羧酸循环的生理意义（1）是三大营养素的最终代谢通路；（2）是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽；在提供生物合成的前体中起重要作用。三大营养素的最终代谢通路三大营养素代谢联系的枢纽

提供能量（二）糖有氧氧化的生理意义问题：胞浆中的氢如何进入线粒体？能量产生的方式底物水平磷酸化氧化磷酸化α-磷酸甘油穿梭苹果酸-天冬氨酸穿梭图8-6α-磷酸甘油穿梭在线粒体中由FAD携带氢图8-7苹果酸-天冬氨酸穿梭

在线粒体中由NAD携带氢呼吸链表8-1葡萄糖有氧氧化生成的ATP数反应辅酶ATP第一阶段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖→1，6二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1，3-二磷酸甘油酸NAD+2×3或2×2⋆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CoANAD+2×3第三阶段2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸NAD+2×32×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoANAD+2×32×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×22×苹果酸→2×草酰乙酸NAD+2×3净生成38（或36）（三）糖有氧氧化的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节

三羧酸循环

的调控

糖有氧氧化调节总表激活剂抑制剂丙酮酸激酶1，6-双磷酸果糖ATP己糖激酶6-磷酸葡萄糖磷酸果糖激酶-1AMP、ADP、1，6-双磷酸果糖、2，6-双磷酸果糖ATP、柠檬酸丙酮酸脱氢酶复合体AMP、CoA、

NAD+、Ca2+ATP、乙酰CoA、NADH、脂肪酸柠檬酸合成酶ADPATP、琥珀酰CoA、NADH、柠檬酸异柠檬酸脱氢酶ADP、Ca2+ATPα酮戊二酸脱氢酶复合体Ca2+

琥珀酰CoA、NADH、三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径

（一）场所：细胞质（二）反应过程：

1、磷酸戊糖的生成

2、基团转移反应3X6-磷酸葡萄糖+6NADP+→2X6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+(NADPH+H+)+3CO21、6磷酸葡萄糖酸内酯的生成2、6磷酸葡萄糖酸的生成3、5磷酸核酮糖的生成6-phosphategluconatedehydrogenase4、磷酸戊糖的转化（三）磷酸戊糖途径的生理意义1、为核酸的生物合成提供核糖2、提供NADPH+H+作为供氢体参与多种代谢反应（1）NADPH+H+是体内许多合成代谢的供氢体（2）NADPH+H+参与体内羟化反应（3）NADPH+H+还用于维持谷胱甘肽的还原状态第三节糖原的合成与分解一、糖原的合成作用二、糖原的分解作用三、糖异生糖原一、糖原的合成作用（一）概念：体内由葡萄糖合成糖原的过程称为糖原合成作用。（二）场所：细胞质（三）反应过程反应1：葡萄糖磷酸化反应2：6-磷酸葡萄糖转变为

1磷酸葡萄糖反应3：尿苷二磷酸葡萄糖的生成UDPG反应4：UDP-GLc与糖原结合糖原合成酶反应5：分支链的形成糖原分支酶二、糖原的分解作用

（一）概念：

糖原分解是指肝糖原分解为

葡萄糖的过程。（二）场所：细胞质（三）反应过程反应1：糖原磷酸解为

1-磷酸葡萄糖糖原磷酸

化酶反应2：脱支酶催化的反应反应3：1磷酸葡萄糖转变为

6磷酸葡萄糖反应4：6磷酸葡萄糖

转变为葡萄糖该反应只在肝脏中存在糖原合成与降解

调节机制

共价修饰和变构调节（四）糖原代谢的调节

关键酶

糖原合酶和磷酸化酶协同调控共价修饰调节

糖原合酶a（有活性）+Pi→糖原合酶b（无活性）磷酸化酶b

（低活性）+Pi→磷酸化酶a

（高活性）磷酸化酶b激酶（有活性）磷酸化酶b激酶（无活性）+PicAMP依赖性蛋白激酶cAMP依赖性蛋白激酶去磷酸化：由磷蛋白磷酸酶-1催化激素（胰高血糖素、肾上腺素）腺苷酸环化酶ATPcAMPA激酶（无活性）A激酶（有活性）磷酸化酶b激酶磷酸化酶b激酶-PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷酸化酶b活低磷酸化酶a活Pi糖原合酶a活糖原合酶b失活Pi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶抑制剂-Pi磷蛋白磷酸酶抑制剂A激酶（活性）⊕⊕⊕⊕⊕ΘΘΘ

激素对糖代谢的调控

-胰高血糖素激素受体+

G-GTPG-GDP腺苷酸环化酶无活性有活性ATPcAMP蛋白激酶A无活性有活性磷酸化酶激酶的磷酸化无活性有活性磷酸化酶的磷酸化无活性有活性促进糖原的分解糖原合成酶的磷酸化无活性有活性抑制糖原的合成变构调节变构调节剂：葡萄糖葡萄糖↑磷酸化酶a变构由磷蛋白磷酸酶-1

催化去磷酸基失活，降低肝糖原分解。

变构调节四、糖原累积症

（glycogenstoragedisease）由于遗传缺陷所致的糖原在组织中大量沉积的疾病。与糖原代谢有关的酶缺乏。三、糖异生

非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。

概念

发生部位机体内进行糖异生补充血糖的主要器官是肝。（一）糖异生

途径酵解中3个不可逆反应1.丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸2．１，6双磷酸果糖→6-磷酸果糖3．6-磷酸葡萄糖→葡萄糖反应1：丙酮酸转变为

磷酸烯醇式丙酮酸反应式1)丙酮酸→草酰乙酸（线粒体内）2)草酰乙酸→磷酸稀醇式丙酮酸（胞液或线粒体）丙酮酸羧化酶

磷酸稀醇式丙酮酸羧激酶在线粒体

中进行胞浆中进行

-草酰乙酸

的运输机制苹果酸天冬氨酸反应2：1，6双磷酸果糖

转变为6-磷酸果糖果糖二磷酸酶反应3：6-磷酸葡萄糖

水解为葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶Gl