第八章糖代谢-1

第八章糖代谢-1第1页/共139页糖代谢MetabolismofCarbohydrates第八章第2页/共139页主要内容第一节糖的概念和分类、功能第二节糖的无氧分解—糖酵解第三节糖的有氧分解（柠檬酸循环）第四节戊糖磷酸途径和其他途径第五节糖原的分解和合成第六节血糖及其调节第3页/共139页掌握糖酵解的过程、部位、关键酶和意义掌握糖有氧氧化的过程、部位、关键酶和意义掌握磷酸戊糖途径的意义掌握糖异生的过程、部位、关键酶和意义掌握糖原合成和分解的过程和关键酶掌握血糖正常值、来源、去路和意义本章要求第4页/共139页1.1原始概念：碳水化合物Cn(H2O)n鼠李糖(C6H12O5)；脱氧核糖(C5H10O4)1.2现代概念：多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。1.糖(carbohydrates)的概念第一节糖的概念和分类、作用第5页/共139页2.糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，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6页/共139页葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖2.1

单糖不能再水解的糖。第7页/共139页半乳糖(galactose)——已醛糖

核糖(ribose)——戊醛糖

第8页/共139页2.2

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分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。第9页/共139页2.3多糖

能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有淀粉(starch)：α-葡萄糖α(1-4)糖苷键葡萄糖多聚物糖原(glycogen)纤维素(cellulose)：β-D-葡萄糖β-(1-4)糖苷键其他常见多糖化合物：半纤维素、菊糖、琼脂、多聚木糖、葡聚糖、壳多糖第10页/共139页①淀粉是植物中养分的储存形式淀粉颗粒第11页/共139页图1直链淀粉的结构

图2支链淀粉的结构

第12页/共139页第13页/共139页②糖原是动物体内葡萄糖的储存形式第14页/共139页③纤维素作为植物的骨架β-1,4-糖苷键第15页/共139页④

其它常见多糖化合物：4.1几丁质：甲壳质、壳多糖几丁质大量存在于昆虫和甲壳类动物的甲壳之中在天然聚合物中几丁质的贮存量占第二位，仅次于纤维素几丁质难得单独存在于自然界，一般都与蛋白质络合或呈现共价的结合第16页/共139页4.2半纤维素大量存在于植物木质化部分包括很多高分子的多糖用稀酸水解则产生己糖和戊糖，所以它是多聚戊糖(如多聚阿拉伯糖、多聚木糖)和多聚己糖(如多聚半乳糖和多聚甘露糖)的混合物4.3琼脂(agar)是某些海藻(如石花菜属)所含的多糖物质主要成分是多聚半乳糖，含硫及钙l-2%的琼脂在室温下便能形成凝胶微生物培养基组分，也是电泳、免疫扩散的支持物之一食品工业中常用来制造果冻、果酱等第17页/共139页4.4透明质酸（不均一多糖）

透明质酸结构单位为细胞间的粘合物，又有润滑作用，对组织起保护作用第18页/共139页4.5硫酸软骨素（不均一多糖）：为软骨的主要成分，结缔组织、肌腱、皮肤软骨素-4-硫酸D-2-N-乙酰半乳糖胺基第19页/共139页4.6硫酸角质素（不均一多糖）为重复二糖单位存在于人的主动脉第20页/共139页4.7硫酸皮肤素（不均一多糖）与硫酸软骨素结构相似存在于猪皮、脐带、肌腱、巩膜、肠黏膜等第21页/共139页4.8肝素（不均一多糖）抗凝血素第22页/共139页第23页/共139页结合糖

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。激素、凝集素、抗体常见的结合糖有第24页/共139页3.糖的生理功能3.1结构物质：

分布广，占有机体比重大植物：占干重85%，主要是纤维素动物：占干重2%，主要以糖原形式存在于血液、肝脏中微生物：占干重20-30%，多以糖脂、糖蛋白的形式存在于外壳中第25页/共139页构成组织细胞的基本成分*核糖:构成核酸*糖蛋白:凝血因子、免疫球蛋白等*糖脂:生物膜成分第26页/共139页3.2氧化供能：G是最直接的供能物质3.3合成转化成其它物质：糖代谢是基础，并产生许多重要的中间代谢产物（脂肪、非必需氨基酸）3.4生物识别：可与蛋白质、脂类以共价键结合形成肽聚糖（或糖蛋白）或糖脂，存在生物膜中，担负着大分子及细胞间的相互识别。第27页/共139页4.糖的消化与吸收4.1糖的消化人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉为主。消化部位：

主要在小肠，少量在口腔第28页/共139页淀粉麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）α-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-临界糊精酶消化过程

肠粘膜上皮细胞刷状缘胃口腔肠腔胰液中的α-淀粉酶第29页/共139页食物中含有的大量纤维素，因人体内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。第30页/共139页4.2糖的吸收4.2.1.吸收部位

小肠上段

4.2.2.吸收形式

单糖

第31页/共139页4.2.3吸收途径小肠肠腔肠粘膜上皮细胞门静脉肝脏体循环各种组织细胞第32页/共139页5.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33页/共139页第34页/共139页ATP的性质ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。ATP水解时,可以释放出大量自由能。ATP是生物体内最重要的能量转换中间体。ATP水解释放出来的能量用于推动生物体内各种需能的生化反应。ATP也是一种很好的磷酰化剂。磷酰化反应的底物可以是普通的有机分子，也可以是酶。磷酰化的底物分子具有较高的能量（活化分子），是许多生物化学反应的激活步骤。第35页/共139页NADH烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，还原态。辅酶ⅠNADPH烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，还原态。辅酶Ⅱ第36页/共139页第二节

葡萄糖的分解代谢

Carbohydratcatabolism

第37页/共139页1.定义葡萄糖在无氧条件下,分解成乳酸的过程。一、葡萄糖的无氧分解（糖酵解）第38页/共139页

（二）、糖酵解的反应过程第一阶段

第二阶段*糖酵解分为2个阶段*糖酵解的反应部位：胞浆由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解途径(glycolyticpathway)。由丙酮酸转变成乳酸。第39页/共139页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(glucose-6-phosphate,G-6-P)Ⅰ、葡萄糖分解成丙酮酸第40页/共139页⑵6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖

己糖异构酶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6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)第41页/共139页⑶6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+

磷酸果糖激酶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6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)第42页/共139页1,6-二磷酸果糖⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛缩酶(aldolase)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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛+第43页/共139页⑸磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶(phosphotrioseisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮两个磷酸化步骤由六碳糖裂解为两分子三碳糖，最后转变为3-磷酸甘油醛，消耗了两个ATP分子第44页/共139页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1,3-二磷酸甘油酸第45页/共139页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

※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(phosphoglyceratekinase)

第46页/共139页⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸第47页/共139页⑼2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸

烯醇化酶(enolase)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2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)第48页/共139页ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)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49页/共139页II、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50页/共139页E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶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+第51页/共139页（三）糖酵解小结⑴反应部位：胞浆，产物为乳酸⑵糖酵解是一个不需氧的反应过程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ADPATPPEP丙酮酸丙酮酸激酶--（特点）第52页/共139页⑷

产能的方式和数量两处耗能、两处产能（为底物水平磷酸化）净生成ATP数量：从G开始2×2-2=2ATP第53页/共139页

（四）、糖酵解的生理意义迅速提供能量剧烈运动时：肌肉内ATP含量很低,即使氧不缺乏，葡萄糖进行有氧氧化的过程比糖酵解长得多,来不及满足需要,糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量2.是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。3.

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54页/共139页1.在无氧和缺氧条件下，作为糖分解供能的补充途径，生物体获得生命活动所需要的能量。2.在有氧条件下，作为某些组织细胞主要的供能途径。

3.形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；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

（四）、糖酵解作用的生理意义第55页/共139页4.为肌肉收缩迅速提供能量剧烈运动时：肌肉内ATP含量很低,即使氧不缺乏，葡萄糖进行有氧氧化的过程比糖酵解长得多,

来不及满足需要,糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量第56页/共139页（五）、糖酵解的调节关键酶①

己糖激酶②

磷酸果糖激酶③

丙酮酸激酶调节方式①别构调节②共价修饰调节第57页/共139页

二、糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate第58页/共139页糖的有氧氧化(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

（一）概念C6H12O6+6O26CO2+6H2O+30/32ATP第59页/共139页（二）、有氧氧化的反应过程第二阶段：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循环胞液线粒体第一阶段：糖酵解途径

第60页/共139页糖有氧氧化概况葡萄糖→…→丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循环糖的有氧氧化乳酸糖酵解线粒体内胞浆第61页/共139页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）丙酮酸第62页/共139页葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+

）丙酮酸进入线粒体进一步氧化NADH+H+H2O+ATP线粒体内膜上特异载体穿梭系统氧化呼吸链1、葡萄糖---丙酮酸（胞浆）第63页/共139页2、丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰辅酶A

(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:辅酶A第64页/共139页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+

辅酶

TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL第65页/共139页丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程1.丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP。2.由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3.二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。4.二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给FAD。5.在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将FADH2上的H转移给NAD+，形成NADH+H+。第66页/共139页CO2CoASHNAD+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.硫辛酰胺的生成目录第67页/共139页三羧酸循环(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，它由一连串反应组成。所有的反应均在线粒体中进行。3、三羧酸循环*概述*反应部位第68页/共139页⑴乙酰CoA与草酰乙酸

缩合形成柠檬酸TCA循环柠檬酸合酶草酰乙酸CH3CO～SCoA乙酰辅酶A(acetylCoA)柠檬酸(citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸

柠檬酸+CoA-SH关键酶第69页/共139页异柠檬酸(isocitrate)H2O⑵柠檬酸异构化生成异柠檬酸TCA循环柠檬酸(citrate)顺乌头酸乌头酸酶柠檬酸异柠檬酸第70页/共139页CO2NAD+异柠檬酸⑶异柠檬酸氧化脱羧

生成α-酮戊二酸TCA循环α-酮戊二酸草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸+NAD+α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+关键酶第71页/共139页CO2⑷

α-酮戊二酸氧化脱羧

生成琥珀酰辅酶A

α-酮戊二酸脱氢酶系HSCoANAD+NADH+H+TCA循环琥珀酰CoA(succinylCoA)α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

关键酶第72页/共139页⑸琥珀酰CoA转变为琥珀酸琥珀酰CoA合成酶TCA循环琥珀酰CoA(succinylCoA)GDP+PiGTPATPADP琥珀酸(succinate)HSCoA琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH第73页/共139页FAD⑹琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸TCA循环琥珀酸(succinate)琥珀酸脱氢酶延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2第74页/共139页⑺延胡索酸水化生成苹果酸TCA循环延胡索酸(fumarate)延胡索酸酶苹果酸(malate)H2O延胡索酸+H2O苹果酸第75页/共139页⑻苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶TCA循环

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

NAD+草酰乙酸+NADH+H+

第76页/共139页草酰乙酸PCH2CO～SoA(乙酰辅酶A)苹果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸三羧酸循环总图2H2H第77页/共139页①三羧酸循环是在有氧的条件下由乙酰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，循环进行，其反应部位是线粒体；脱氢生成的还原物质NADH进入线粒体产生大量的能量。三羧酸循环的特点（小结）第78页/共139页②

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\ATP。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③

整个循环反应为不可逆反应第79页/共139页④

三羧酸循环必须不断补充中间产物TAC的中间产物常移出参与其它代谢途径，例如：草酰已酸----天冬氨酸琥珀酰辅酶A----血红素柠檬酸---合成脂肪第80页/共139页表面上看来，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。第81页/共139页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+第82页/共139页*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：第83页/共139页（四）、有氧氧化的生理意义1、是一般状况下机体获得能量的主要方式（1分子G-32ATP）；2、是三大营养物质（糖、脂肪和氨基酸）在体内氧化功能的共同途径，也是它们代谢联系的互变枢纽；3、与体内其他代谢途径有着密切的联系，为其它物质代谢提供小分子前体；第84页/共139页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、3ATP

[O]H2O、2ATP

FADH2[O]*有氧氧化生成的ATP第85页/共139页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86页/共139页*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”第87页/共139页（五）、糖的有氧氧化的调节

1.对丙酮酸脱氢酶系(复合体)的调节2.对三羧酸循环的调节调节方式:变构调节共价修饰调节NADH/NAD+;ATP/ADP;柠檬酸第88页/共139页*.

丙酮酸脱氢酶(系)复合体⑴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。第89页/共139页⑵共价修饰调节目录第90页/共139页乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-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CoANADH–琥珀酰CoANADH

+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*对三羧酸循环的调节第91页/共139页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。⑵

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。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。第92页/共139页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。*另外第93页/共139页&.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94页/共139页

三、磷酸戊糖途径

PentosePhosphatePathway第95页/共139页*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。底物:6磷酸葡萄糖重要中间产物:NADPH和磷酸核糖终产物:3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖第96页/共139页*细胞定位：胞液

第一阶段：氧化反应生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2（一）、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：基团转移反应

第97页/共139页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1.

氧化反应阶段--生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖第98页/共139页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第99页/共139页每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)。2.

基团转移反应第100页/共139页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第101页/共139页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第102页/共139页总反应式3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2

第103页/共139页

（二）、磷酸戊糖途径的生理意义1、为核苷酸的生成提供核糖2、提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应第104页/共139页（1）.NADPH是体内许多合成代谢的供氢体（2）.NADPH参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关（3）.NADPH可维持GSH的还原性2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+AAH2第105页/共139页（三）、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106页/共139页果糖己糖激酶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

四、其它单糖的分解代谢第107页/共139页第四节

糖异生Gluconeogenesis第108页/共139页糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。*部位*原料主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体

主要有乳酸、甘油、氨基酸、丙酮酸、丙酸一、糖异生的概念第109页/共139页二、糖异生的途径

*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110页/共139页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（反应在胞液）第111页/共139页目录第112页/共139页※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第113页/共139页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磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2线粒体胞液第114页/共139页2.1,6-二磷酸果糖转变为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-磷酸酶第115页/共139页糖异生的关键反应

糖原（或淀粉）1-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2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶③②①第116页/共139页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Ala,Cys,Gly,Ser,Thr,Trp丙酮酸-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Pro，His，Gln，Arg，Glu

α-酮戊二酸-NH2第117页/共139页

三、糖异生的生理意义（一）在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定保证某些主要依赖葡萄糖供能的组织的功能具有重要意义（二）有利于乳酸的再利用

葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸，可经血循环转运至肝脏，再经糖的异生作用生成葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用，这一循环过程就称为乳酸循环（Cori循环）。

第118页/共139页（三）协助氨基酸代谢（四）维持酸碱平衡第119页/共139页葡萄糖丙酮酸乳酸葡萄糖丙酮酸乳酸葡萄糖NADHNAD+NADHNAD+糖酵解途径糖异生途径乳酸肝血液肌肉第120页/共139页四、糖异生的调节6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1

果糖双磷酸酶-1ADPATPPi6-磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶己糖激酶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121页/共139页1、ATP/AMP、ADP的调节作用2、乙酰辅酶A的调节作用（一）代谢物的调节作用第122页/共139页6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖双磷酸酶-12,6-双磷