沈阳药科大学生物化学课件-糖代谢

第八章糖代谢第八章糖代谢1代谢总览代谢总览2第一节糖的消化和吸收一、糖的消化主要在小肠中进行二、糖的吸收单糖在小肠中吸收，经门静脉入肝。需载体，耗能，伴有Na+转运第一节糖的消化和吸收一、糖的消化3第二节糖的分解代谢一、糖的无氧分解二、糖的有氧分解三、磷酸戊糖途径第二节糖的分解代谢一、糖的无氧分解4一、糖的无氧分解

在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖酵解。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。糖酵解的全部反应在胞质中进行。一、糖的无氧分解在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖5（一）酵解途径（一）酵解途径61、葡萄糖的磷酸化此反应在细胞内是不可逆的，由己糖激酶催化1、葡萄糖的磷酸化此反应在细胞内是不可逆的，72、磷酸葡萄糖的异构作用2、磷酸葡萄糖的异构作用83、磷酸果糖的磷酸化作用此反应在细胞内是不可逆的3、磷酸果糖的磷酸化作用此反应在细胞内是不可逆的94、1,6二磷酸果糖一分为二4、1,6二磷酸果糖一分为二105、磷酸二羟丙酮的异构作用5、磷酸二羟丙酮的异构作用116、3磷酸甘油醛氧化6、3磷酸甘油醛氧化127、1,3二磷酸甘油酸的磷酸转移7、1,3二磷酸甘油酸的磷酸转移138、3磷酸甘油酸转变为2磷酸甘油酸8、3磷酸甘油酸转变为2磷酸甘油酸149、2磷酸甘油酸脱水

成为磷酸烯醇式丙酮酸9、2磷酸甘油酸脱水

成为磷酸烯醇式丙酮酸1510、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16丙酮酸转变成乳酸丙酮酸转变成乳酸17(二)糖酵解的调节己糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶(二)糖酵解的调节己糖激酶18(二)糖酵解的调节己糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶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（别构抑制）(二)糖酵解的调节己糖激酶激活剂抑制剂丙酮酸激酶1，6-双磷19磷酸果糖激酶-1激活剂AMP、ADP、1，6-双磷酸果糖2，6-双磷酸果糖抑制剂ATP柠檬酸磷酸果糖激酶-1激活剂AMP、抑制剂ATP20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。（三）糖酵解的生理意义提供能量（三）糖酵解的生理意义21二、糖的有氧氧化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。有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数细胞都通过它获得能量。二、糖的有氧氧化葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反22（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）（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23糖代谢总览糖代谢总览24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+)第一阶段：1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸场所：细胞质25第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA场所：线粒体过程：第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA场所：线粒体26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：酶：27丙酮酸脱氢酶复合体作用机制丙酮酸脱氢酶复合体作用机制28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+GTP第三阶段：乙酰CoA氧化分解为CO2和H2O（三羧酸循环，K29TCAcycleTCAcycle30（1）柠檬酸的形成（1）柠檬酸的形成31（2）异柠檬酸的形成（2）异柠檬酸的形成32（3）第一次氧化脱羧（3）第一次氧化脱羧33（4）第二次氧化脱羧（4）第二次氧化脱羧34（5）底物水平磷酸化（5）底物水平磷酸化35（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸36（7）延胡索酸加水生成苹果酸（7）延胡索酸加水生成苹果酸37（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸38三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。三羧酸循环的生理意义：（1）是三大营养素的最终代谢通路；39三大营养素的最终代谢通路三大营养素的最终代谢通路40三大营养素代谢联系的枢纽三大营养素代谢联系的枢纽41提供能量（二）糖有氧氧化的生理意义提供能量（二）糖有氧氧化的生理意义42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）表8-1葡萄糖有氧氧化生成的ATP数反应辅酶AT43图8-6α-磷酸甘油穿梭图8-6α-磷酸甘油穿梭44图8-7苹果酸-天冬氨酸穿梭图8-7苹果酸-天冬氨酸穿梭45图8-8丙酮酸脱氢酶复合体的调节图8-8丙酮酸脱氢酶复合体的调节46图8-9三羧酸循环的调控图8-9三羧酸循环的调控47（三）糖有氧氧化调节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）糖有氧氧化调节激活剂抑制剂丙酮酸激酶1，6-双磷酸果糖48三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径49三、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+6(NADPH+H+)+3CO2三、磷酸戊糖途径（一）场所：细胞质50三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径511、磷酸戊糖的生成1、磷酸戊糖的生成521、磷酸戊糖的生成1、磷酸戊糖的生成531、磷酸戊糖的生成1、磷酸戊糖的生成541、磷酸戊糖的生成1、磷酸戊糖的生成55（二）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

（二）磷酸戊糖途径的生理意义1、为核酸的生物合成提供核糖56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、糖异生第三节糖原的合成与分解一、糖原的合成作用57糖原糖原58一、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）反应过程一、糖原的合成作用（一）概念：59反应1：葡萄糖磷酸化反应1：葡萄糖磷酸化60反应2：6-磷酸葡萄糖转变为1磷酸葡萄糖反应2：6-磷酸葡萄糖转变为1磷酸葡萄糖61反应3：尿苷二磷酸葡萄糖的生成反应3：尿苷二磷酸葡萄糖的生成62反应4：UDP-GLc与糖原结合反应4：UDP-GLc与糖原结合63反应5：分支链的形成反应5：分支链的形成64糖原合成与降解糖原合成与降解65二、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。（二）场所：细胞质（三）反应过程二、糖原的分解作用（一）概念：66反应1：糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖反应1：糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖67糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶68反应2：脱支酶催化的反应反应2：脱支酶催化的反应69反应3：1磷酸葡萄糖转变为6磷酸葡萄糖反应3：1磷酸葡萄糖转变为6磷酸葡萄糖70反应4：6磷酸葡萄糖转变为葡萄糖反应4：6磷酸葡萄糖转变为葡萄糖71三、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。机体内进行糖异生补充血糖的主要器官是肝。三、糖异生非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄72（一）糖异生途径从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程称为糖异生途径。（一）糖异生途径从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程称为糖异生途73酵解中3个不可逆反应反应1：丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸反应2：1，6双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖反应3：6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖酵解中3个不可逆反应反应1：丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸74反应1：丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸反应1：丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸75反应式反应式76苹果酸苹果酸77PEPPEP78天冬氨酸天冬氨酸79反应2：1，6双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖反应2：1，6双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖80反应3：6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖反应3：6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖81底物循环作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向进行，这种互变循环称为底物循环。无效循环底物循环作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向进行，这种互82（二）乳酸循环（二）乳酸循环83（二）乳酸循环乳酸通过细胞膜弥散进入血液，再入肝，在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖释入血液后又可被肌肉摄取，这就构成了一个循环，此循环称为乳酸循环，也叫做Cori循环。乳酸循环的生理意义在于避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。乳酸循环是耗能的过程，2分子乳酸异生成葡萄糖需消耗6分子ATP。（二）乳酸循环乳酸通过细胞膜弥散进入血液，再入肝，在肝内异生84（三）糖异生的生理意义1．维持血糖浓度恒定2．补充肝糖原3．调节酸碱平衡（三）糖异生的生理意义1．维持血糖浓度恒定85糖原合酶和磷酸化酶共价修饰和变构调节四、糖原代谢的调节糖原合酶和磷酸化酶四、糖原代谢的调节86共价修饰调节共价修饰调节87糖原磷酸化酶