【生物化学与分子生物学】糖代谢-课件

生物化学与分子生物学1PPT课件生物化学与分子生物学1PPT课件1糖代谢MetabolismofCarbohydrates第六章2PPT课件糖代谢MetabolismofCarbohydrat2精品资料精品资料3你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”【生物化学与分子生物学】糖代谢--ppt课件4糖的化学糖(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。糖的概念5PPT课件糖的化学糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学5ThemostimportantfunctionsofcarbohydratesGenerationofmetabolicenergybythecatabolismofglucoseMaintenanceofanormalbloodglucoselevelSupplyofspecializedmonosaccharidesasbiosyntheticprecursorssomesugarderivatesareimportantbioactivecompounds,suchasNAD+,FAD,andATP6PPT课件Themostimportantfunctionso6第一节

糖的消化吸收与转运

Digestion,absorptionandtransportationofCarbohydrates

7PPT课件第一节

糖的消化吸收与转运

Digestion,absor7一、糖消化后以单体形式吸收

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。8PPT课件一、糖消化后以单体形式吸收糖的消化人类食物中的糖主要有植物8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口腔肠腔胰液中的α-淀粉酶乳糖蔗糖葡萄糖果糖半乳糖乳糖酶蔗糖酶9PPT课件淀粉麦芽糖+麦芽三糖α-临界糊精+异麦芽糖葡萄糖唾液中的α-9糖的吸收吸收部位：小肠上段

吸收形式：单糖(monosaccharide)

10PPT课件糖的吸收吸收部位：小肠上段吸收形式：单糖(monosa10ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小肠粘膜细胞肠腔门静脉吸收机制：Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷状缘细胞内膜11PPT课件ADP+PiATPGNa+K+Na11葡萄糖被小肠黏膜细胞吸收后经门静脉进入血循环，供身体各组织利用。肝对于维持血糖稳定发挥关键作用。当血糖较高时，肝通过糖原合成和分解葡萄糖来降低血糖；当血糖较低时，肝通过糖原分解和糖异生来升高血糖。12PPT课件葡萄糖被小肠黏膜细胞吸收后经门静脉进入血循环，供身体各组织利12葡萄糖转运进入细胞这一过程依赖于葡萄糖转运体(glucosetransporter，GLUT)。二、细胞摄取葡萄糖需要转运体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GLUT13PPT课件葡萄糖转运进入细胞这一过程依赖于葡萄糖转运体(glucos1314PPT课件14PPT课件14糖代谢的概况——分解、储存、合成

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

15PPT课件糖代谢的概况——分解、储存、合成葡萄糖酵解途径15第二节

糖的无氧氧化

anaerobicoxidation16PPT课件第二节

糖的无氧氧化

anaerobicoxidation16一分子葡萄糖在胞液中可裂解为两分子丙酮酸，是葡萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途径，称为糖酵解（glycolysis）。

在不能利用氧或氧供应不足时，人体将丙酮酸在胞液中还原生成乳酸，称为乳酸发酵（lactic

acidfermentation）。Theprocessfromglucose（葡萄糖）tolactate（乳酸）underanaerobicconditioniscalledanaerobicoxidation（无氧氧化）.17PPT课件一分子葡萄糖在胞液中可裂解为两分子丙酮酸，是葡萄糖无氧氧化和17一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸生成两个阶段Stage1：糖酵解（glycolysis）Stage2：乳酸生成（productionoflactate）糖无氧氧化的反应部位：胞液（cytosol）。Anaerobicoxidationcanbedividedintotwostages18PPT课件一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸生成两个阶段Stage18葡萄糖磷酸化为葡糖-6-磷酸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（glucose）葡糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）Glycolysis：葡萄糖分解为两分子丙酮酸

19PPT课件葡萄糖磷酸化为葡糖-6-磷酸ATP19Thehexokinasereactionisalwaysthefirststepinglucosemetabolism，thereactionisirreversibleandarate-limitingstep(第一个不可逆反应)Thehexokinaseisthekeyenzyme（关键酶）Thephosphorylationreactionconsumes1ATPG-6-PcannotcrossthecellmembraneFourisoenzymesofhexokinasehavebeenfoundinmammals,glucokinase(葡萄糖激酶)istheonefoundinliver.Keypointsaboutthisreaction:20PPT课件Thehexokinasereactionisalw20哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，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，对葡糖-6-磷酸的反馈抑制并不敏感。它这些特性使葡萄糖激酶对于肝维持血糖稳定至关重要，只有当血糖显著升高时，肝才会加快对葡萄糖的利用，起到缓冲血糖水平的调节作用。21PPT课件哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。21果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate,F-6-P)葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸己糖异构酶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磷酸烯醇式丙酮酸葡糖-6-磷酸（G-6-P）22PPT课件果糖-6-磷酸葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸己糖异22果糖-6-磷酸(F-6-P)

果糖-1,6-二磷酸(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)果糖-6-磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸

ATP

ADP

Mg2+磷酸果糖激酶-1GluG-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果糖激酶-1(phosphofructokinase-1,PFK-1)23PPT课件果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸(1,6-fructos23Thereactionisirreversibleandarate-limitingstep(第二个不可逆反应)Thephosphorylationreactionconsumes1ATPThePFK-1isthekeyenzymeKeypointsaboutthisreaction:24PPT课件Thereactionisirreversiblea24果糖-1,6-二磷酸果糖-1,6-二磷酸裂解成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(Dihydroxyacetonephosphate)

3-磷酸甘油醛(Glyceraldehyde-3-phosphate)

+25PPT课件果糖-1,6-二磷酸果糖-1,6-二磷酸裂解25磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛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26PPT课件磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛GluG-6-PF-6-PF263-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(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)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1,3-二磷酸甘油酸27PPT课件3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+271,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)

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磷酸烯醇式丙酮酸这种ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反应过程，称为底物水平磷酸化(substrate-levelphosphorylation)

。1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸28PPT课件1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸ADP283-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸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29PPT课件3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸GluG-6-PF-6292-磷酸甘油酸脱水生成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)30PPT课件2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶GluG-30ADPATPK+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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP生成ATP和丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸anothersubstrate-levelphosphorylation31PPT课件ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶GluG-6-31Thereactionisirreversibleandarate-limitingstep(第三个不可逆反应)Thisisthe2ndsubstrate-levelphosphorylation

andproduces1ATPThepyruvatekinaseisthekeyenzymeKeypointsaboutthisreaction:32PPT课件Thereactionisirreversiblea32GluG-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

Productsformedduringtheconversionofonemoleculeofglucosetotwomoleculesofpyruvateintheglycolysispathway33PPT课件GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP33（二）丙酮酸被还原为乳酸反应中的NADH+H+

来自于上述第6步反应中的

3-磷酸甘油醛脱氢反应。丙酮酸(pyruvate)

乳酸(lactate)

乳酸脱氢酶(Lactatedehydrogenase,LDH)NADH+H+NAD+34PPT课件（二）丙酮酸被还原为乳酸反应中的NADH+H+来自于上述34E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖的无氧氧化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+35PPT课件E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶35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-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATP

PEP丙酮酸丙酮酸激酶36PPT课件糖酵解小结反应部位：胞浆；GG-6-PATPADP36产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从葡萄糖开始2×2-2=2ATP从糖原开始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）37PPT课件产能的方式和数量37PPT课件37二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节关键酶①

己糖激酶②

果糖-6-磷酸激酶-1③

丙酮酸激酶调节方式①别构调节②共价修饰调节38PPT课件二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节关键酶①己糖激酶38

（一）磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要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）39PPT课件（一）磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要别构调节别构激39ATP对磷酸果糖激酶-1的调节：ATP结合位点调节效应活性中心底物结合部位（低浓度时）激活活性中心外别构调节部位（高浓度时）抑制40PPT课件ATP对磷酸果糖激酶-1的调节：ATP结合位点调节效应活性中40（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点别构调节别构抑制剂：ATP,丙氨酸别构激活剂：1,6-双磷酸果糖41PPT课件（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点别构调节别构抑制41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42PPT课件共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi42三、糖无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速供能糖无氧氧化最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌收缩更为重要。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43PPT课件三、糖无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速供能糖无氧氧化43四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物

除葡萄糖外，其他己糖如果糖、半乳糖和甘露糖也都是重要的能源物质，它们可转变成糖酵解的中间产物磷酸己糖而进入糖酵解提供能量44PPT课件四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物除44第三节

糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate45PPT课件第三节

糖的有氧氧化

AerobicOxidatio45部位：胞液(cytoplasm)及线粒体(mitochondria)概念Underaerobiccondition,glucoseisoxidizedcompletelytoCO2andH2O,linkedtotheformationofATPintheprocessofoxidativephosphorylation,thewholeprocessiscalled

aerobicoxidation.糖的有氧氧化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。46PPT课件部位：胞液(cytoplasm)及线粒体(mitoch46葡萄糖有氧氧化概况47PPT课件葡萄糖有氧氧化概况47PPT课件47一、糖的有氧氧化分为三个阶段第一阶段：糖酵解第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：柠檬酸循环G（Gn）氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTCA循环胞液线粒体48PPT课件一、糖的有氧氧化分为三个阶段第一阶段：糖酵解第二阶段48（一）葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸丙酮酸(pyruvate)

乙酰CoA(acetyl-CoA)NAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脱氢酶复合体(Pyruvatedehydrogenase)

总反应式:（二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoAGlycolysis49PPT课件（一）葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸丙酮酸乙酰CoANAD+,49丙酮酸脱氢酶复合体的组成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+TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL酶辅酶50PPT课件丙酮酸脱氢酶复合体的组成E1：丙酮酸脱氢酶HSCoANAD+50（三）乙酰CoA进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成ATP柠檬酸循环的第一步是乙酰CoA与草酰乙酸缩合成6个碳原子的柠檬酸，然后柠檬酸经过一系列反应重新生成草酰乙酸，完成一轮循环。经过一轮循环，乙酰CoA的2个碳原子被氧化成CO2；在循环中有1次底物水平磷酸化，可生成1分子ATP；有4次脱氢反应，氢的接受体分别为NAD+或FAD，生成3分子NADH+H+和1分子FADH2。51PPT课件（三）乙酰CoA进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成ATP柠檬酸51电子传递链是由一系列氧化还原体系组成，它们的功能是将H+或电子依次传递至氧，生成水。在H+/电子沿电子传递链传递过程中能量逐步释放，同时伴有ADP磷酸化成ATP，即氧化与磷酸化反应是偶联在一起的，称为氧化磷酸化。52PPT课件电子传递链是由一系列氧化还原体系组成，它们的功能是将H+或电52柠檬酸循环(citricacidcycle)也称为三羧酸循环(TricarboxylicacidCycle,TCAcycle)

，是由线粒体内一系列酶促反应构成的循环反应系统。因为该学说由Krebs正式提出，亦称为Krebs循环。二、柠檬酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统概述反应部位：线粒体(mitochondria)53PPT课件柠檬酸循环(citricacidcycle)也称为三53（一）柠檬酸循环由八步反应组成乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应琥珀酸脱氢生成延胡索酸延胡索酸加水生成苹果酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸54PPT课件（一）柠檬酸循环由八步反应组成乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬541.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸

乙酰辅酶A（acetylCoA）与草酰乙酸（oxaloacetate）缩合成柠檬酸（citrate）反应由柠檬酸合酶（citratesynthase）催化Thereactionisirreversible55PPT课件1.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸乙酰辅酶A（ace552.柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸此反应是由顺乌头酸酶催化的异构化反应由两步反应构成，（1）：脱水反应（2）：水合反应56PPT课件2.柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸此反应是由顺乌头酸酶催化563.异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶（Isocitratedehydrogenase）作用下，氧化脱羧而转变成

-酮戊二酸（

-Ketoglutarate）ThereactionisirreversibleItisthefirstoxidativedecarboxylation(第一次氧化脱羧反应）57PPT课件3.异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸异柠檬酸在异柠檬酸脱574.α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA在

-酮戊二酸脱氢酶复合体催化下-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA)；该脱氢酶复合体的组成及催化过程与丙酮酸脱氢酶复合体类似。ThereactionisirreversibleItisthesecondoxidativedecarboxylation(第二次氧化脱羧反应）58PPT课件4.α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA在-酮戊二酸脱585.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应在琥珀酰CoA合成酶催化下，琥珀酰CoA的高能硫酯键水解与GDP磷酸化偶联，生成琥珀酸、GTP和辅酶A。这是三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应。59PPT课件5.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应在琥珀酰CoA596.琥珀酸脱氢生成延胡索酸（fumarate）

此步反应由琥珀酸脱氢酶催化，其辅酶是FAD，是三羧酸循环中唯一与内膜结合的酶。60PPT课件6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸（fumarate）此步反607.延胡索酸加水生成苹果酸（malate）61PPT课件7.延胡索酸加水生成苹果酸（malate）61PPT课件618.苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶催化此步反应，辅酶是NAD+。62PPT课件8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶催化此步反应，辅酶是62CoASHNADH+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GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶63PPT课件CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+63经过一次柠檬酸循环，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。柠檬酸循环的要点：64PPT课件经过一次柠檬酸循环，整个循环反应为不可逆反应。柠檬酸循环的要64柠檬酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过柠檬酸循环直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或柠檬酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在柠檬酸循环中被氧化为CO2及H2O。柠檬酸循环的中间产物：65PPT课件柠檬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65表面上看来，柠檬酸循环运转必不可少的草酰乙酸在柠檬酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。实际上：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，TCA循环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。66PPT课件表面上看来，柠檬酸循环运转必不可少的草酰乙酸在柠檬酸循环中是66Ⅱ.机体糖供不足时，可能引起TCA循环运转障碍，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TCA循环氧化分解。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。67PPT课件Ⅱ.机体糖供不足时，可能引起TCA循环运转障碍，这时苹果酸、67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-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸的来源如下：68PPT课件草酰乙酸柠檬酸柠檬酸裂解酶乙酰CoA丙酮酸丙酮酸羧化68（三）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路。柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。69PPT课件（三）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义柠檬酸循69H++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]三、糖有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式70PPT课件H++e进入呼吸链彻底氧化生成H2O的同时ADP偶联70反应辅酶最终获得ATP第一阶段（胞浆）葡萄糖→葡糖-6-磷酸-1果糖-6-磷酸→果糖-1,6-二磷酸-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×苹果酸→2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一个葡糖糖总共获得30或32*获得ATP的数量取决于还原当量进入线粒体的穿梭机制71PPT课件反应辅酶最终获得ATP第一阶段（胞浆）葡萄糖71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。72PPT课件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72四、糖有氧氧化的调节关键酶①酵解途径：②丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体③三羧酸循环：己糖激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶-1柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶73PPT课件四、糖有氧氧化的调节关键酶①酵解途径：②丙酮酸的氧化脱羧73（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节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。这两种情况见于饥饿、大量脂酸被动员利用时，这时糖的有氧氧化被抑制，大多数组织器官利用脂酸作为能量来源以确保脑等重要组织对葡萄糖的需要。74PPT课件（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节别构调节别构抑制剂：乙酰CoA74共价修饰调节75PPT课件共价修饰调节75PPT课件75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（二）柠檬酸循环的调节76PPT课件乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮762．柠檬酸循环与上游和下游反应协调在正常情况下，（糖）酵解途径和柠檬酸循环的速度是相协调的。这种协调不仅通过高浓度的ATP、NADH的抑制作用，亦通过柠檬酸对磷酸果糖激酶-1的别构抑制作用而实现。氧化磷酸化的速率对柠檬酸循环的运转也起着非常重要的作用。77PPT课件2．柠檬酸循环与上游和下游反应协调在正常情况下，（糖）酵解途77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柠檬酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。⑷柠檬酸循环与酵解途径互相协调。柠檬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。78PPT课件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782ADPATP+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。有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞内ATP/ADP或ATP/AMP比率的影响，因而能得以协调。79PPT课件2ADPATP+AMP腺苷酸激酶体内ATP浓度是AMP的5079五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化*概念*机制

有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线立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)指有氧氧化抑制生醇发酵（或无氧氧化）的现象。80PPT课件五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化*概念*机制有氧时，N80第四节

磷酸戊糖途径

pentosephosphatepathway

81PPT课件第四节

磷酸戊糖途径

pentosephosph81磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway）是指从糖酵解的中间产物6-磷酸-葡萄糖开始形成旁路，通过氧化、基团转移两个阶段生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵解的代谢途径，亦称为磷酸戊糖旁路（pentosephosphateshunt）。磷酸戊糖途径不能产生ATP，其主要意义是生成NADPH和磷酸核糖。82PPT课件磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathw82Pentosephosphatepathwayisa“minor”pathwayofcarbohydratemetabolismprovidespecializedproducts(ribose-5-phosphateandNADPH)forbiosynthesisofotherimportantmolecules.83PPT课件Pentosephosphatepathwayisa83细胞定位：cytoplasm

第一阶段：氧化反应

（Theoxidativebranch）一、磷酸戊糖途径的分为两个反应阶段反应过程可分为二个阶段:

第二阶段：非氧化反应（Thenonoxidativebranch）

生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。包括一系列基团转移。84PPT课件细胞定位：cytoplasm第一阶段：氧化反应（The84葡糖-6-磷酸核酮糖-5-磷酸NADPH+H+NADP+⑴H2ONADP+

CO2

NADPH+H+⑵葡糖-6-磷酸脱氢酶葡糖-6-磷酸脱氢酶

HCOHCH2OHCO葡糖-6-磷酸葡糖-6-磷酸内酯（一）氧化反应（Theoxidativebranch）5-磷酸核糖85PPT课件葡糖-6-磷酸核酮糖-5-磷酸NADPH+H+NA85催化第一步脱氢反应的葡糖-6-磷酸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+CO286PPT课件催化第一步脱氢反应的葡糖-6-磷酸脱氢酶是此代谢途径的关键酶86经过第二阶段的一系列基团转移反应，5-磷酸核糖最终转变为果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛。这一阶段非常重要，因为细胞对NADPH的消耗量远大于磷酸戊糖，多余的戊糖需要通过此反应返回糖酵解的代谢途径再次利用。（二）基团转移反应（Thenonoxidativebranch）87PPT课件经过第二阶段的一系列基团转移反应，5-磷酸核糖最终转变为果糖87核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖C5木酮糖-5-磷酸C5木酮糖-5-磷酸C5景天糖-7-磷酸C73-磷酸甘油醛C3赤藓糖-4-磷酸C4果糖-6-磷酸C6果糖-6-磷酸C63-磷酸甘油醛C388PPT课件核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖木酮糖-5-磷酸88磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段木酮糖-5-磷酸C5木酮糖-5-磷酸C5景天糖-7-磷酸C73-磷酸甘油醛C3赤藓糖-4-磷酸C4果糖-6-磷酸C6果糖-6-磷酸C63-磷酸甘油醛C3葡糖-6-磷酸(C6)×3葡糖-6-磷酸内酯(C6)×3葡糖-6-磷酸(C6)×3核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+

3NADP+3H+

葡糖-6-磷酸脱氢酶3NADP+

3NADP+3H+葡糖-6-磷酸脱氢酶CO289PPT课件磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段木酮糖-5-磷酸C5木酮糖景天糖89总反应式:3×葡糖-6-磷酸+6NADP+2×果糖-6-磷酸+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO290PPT课件总反应式:3×葡糖-6-磷酸+6NADP+2×果糖-690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+。91PPT课件磷酸戊糖途径的特点:脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NAD91二、磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节葡糖-6-磷酸脱氢酶此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定葡糖-6-磷酸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。因此，磷酸戊糖途径的流量取决于NADPH的需求。

92PPT课件二、磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节葡糖-92三、磷酸戊糖途径的生理意义是生成NADPH和磷酸戊糖（二）提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应（一）为核酸的生物合成提供核糖1.NADPH是许多合成代谢的供氢体；2.NADPH参与体内羟化反应；3.NADPH可维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态。93PPT课件三、磷酸戊糖途径的生理意义是生成NADPH和磷酸戊糖（二93氧化型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽

还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可以保护一些含-SH基的蛋白质或酶免受氧化剂尤其是过氧化物的损害。在红细胞中还原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。94PPT课件氧化型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽94葡糖-6-磷酸脱氢酶缺陷者，其红细胞不能经磷酸戊糖途径获得充足的NADPH，难以使谷胱甘肽保持还原状态，因而表现出红细胞（尤其是较老的红细胞）易于破裂，发生溶血性黄疸。这种溶血现象常在食用蚕豆（是强氧化剂）后出现，故称为蚕豆病。95PPT课件葡糖-6-磷酸脱氢酶缺陷者，其红细胞不能经磷酸戊糖途径获得充95第五节

糖原的合成与分解GlycogenesisandGlycogenolysis96PPT课件第五节

糖原的合成与分解Glycogenesisa96糖原(glycogen)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，肌组织的1%，180~300g，主要供肌肉收缩所需肝脏：肝糖原，肝组织的8%，70~100g，维持血糖水平糖原的定义：糖原储存的主要器官及其生理意义：97PPT课件糖原(glycogen)是动物体内糖的储存形式之一，是机971.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：98PPT课件1.葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键形成长链。糖原的结构特点98一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体合成部位：糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的过程。糖原合成时，葡萄糖先活化，再连接形成直链和支链。组织定位：liverandskelitalmuscle细胞定位：cytoplasm99PPT课件一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体合成部位：糖原的合成(gl991.葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）糖原合成途径：（一）葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖100PPT课件1.葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸ATP100葡糖-1-磷酸磷酸葡萄糖变位酶葡糖-6-磷酸2.葡糖-6-磷酸转变成葡萄糖-1-磷酸

101PPT课件葡糖-1-磷酸磷酸葡萄糖变位酶葡糖-6-磷酸2.葡糖-6-磷101UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。3.葡糖-1-磷酸转变成尿苷二磷酸葡萄糖+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量1-磷酸葡萄糖

尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)102PPT课件UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。3.葡糖102糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷键式结合（二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链103PPT课件糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖103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。糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)Keyenzyme104PPT课件糖原n为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(prim104５.糖原分枝酶的作用及分枝的形成

分支酶(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷键α-1,4-糖苷键105PPT课件５.糖原分枝酶的作用及分枝的形成分支酶(branching105二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解亚细胞定位：胞浆肝糖原的分解过程:

糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。106PPT课件二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解亚细胞定位：胞浆肝糖原106（一）糖原磷酸化酶分解α-1,4-糖苷键1.糖原的磷酸解糖原磷酸化酶(Glycogenphosphorylase)糖原n+1糖原n+葡糖-1-磷酸Keyenzyme107PPT课件（一）糖原磷酸化酶分解α-1,4-糖苷键1.糖原的磷酸解糖1072.脱枝酶的作用①转移葡萄糖残基②水解

-1,6-糖苷键脱枝酶(debranchingenzyme)磷酸化酶转移酶活性α-1,6糖苷酶活性在几个酶的共同作用下，最终产物中约85%为葡糖-1-磷酸，15%为游离葡萄糖。108PPT课件2.脱枝酶的作用①转移葡萄糖残基脱枝酶(debranch108葡糖-1-磷酸葡糖-6-磷酸磷酸葡萄糖变位酶3.葡糖-1-磷酸转变成葡糖-6-磷酸4.葡糖-6-磷酸水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖葡糖-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，而不存在于肌中。所以只有肝和肾可补充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。109PPT课件葡糖-1-磷酸葡糖-6-磷酸磷酸葡萄糖变位酶3.葡糖-1-109糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1

UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n

Pi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n

110PPT课件糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶G-1-P110肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成葡糖-6-磷酸之后，由于肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的葡糖-6-磷酸不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。111PPT课件肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是111G-6-P的代谢去路：G（补充血糖）G-6-PF-6-P（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

葡糖-6-磷酸内酯（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

112PPT课件G-6-P的代谢去路：G（补充血糖）G-6-PF-6-PG-112糖原的合成与分解是分别通过两条不同途径进行的。这种合成与分解循两条不同途径进行的现象，是生物体内的普遍规律。这样才能进行精细的调节。当糖原合成途径活跃时，分解途径则被抑制，才能有效地合成糖原；反之亦然。三、糖原合成与分解受到严格调控113PPT课件糖原的合成与分解是分别通过两条不同途径进行的。这种合成与分解113关键酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它们的快速调节有共价修饰和别构调节二种方式。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。这两种关键酶的重要特点：114PPT课件关键酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它们的114（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节糖原磷酸化酶的共价修饰调节磷酸化酶b激酶磷酸化酶b（活性低）磷酸化酶b激酶-磷酸化酶a-（活性高）ＰＰ1.磷酸化的糖原磷酸化酶是活性形式

115PPT课件（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节糖原磷酸化酶的共价修饰115（二）糖原合酶受化学修饰和别构调节糖原合酶（活性高）糖原合酶-（活性低）Ｐ糖原合酶的共价修饰调节1.去磷酸化的糖原合酶是活性形式116PPT课件（二）糖原合酶受化学修饰和别构调节糖原合酶糖原合酶-Ｐ糖原合116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ATPcAMPPKA(无活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-PPKA(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）117PPT课件腺苷环化酶腺苷环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）117两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；此调节为酶促反应，调节速度快；调节有级联放大作用，效率高；受激素调节。糖原磷酸化酶合糖原合酶的共价修饰调节特点：118PPT课件两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；糖原磷酸化酶合糖原合酶118Insulin(胰岛素)stimulatesglycogensynthesisbothinliverandskeletalmuscle.Glucagon(胰高血糖素)stimulatesglycogendegradationintheliverwhenthebloodglucoselevelislow.Norepinephrine(去甲肾上腺素)andepinephrine(肾上腺素)arepowerfulactivatorsofglycogendegradationThephosporylationstateoftheenzymesisregulatedbyhormonesandtheirsecondmessengers119PPT课件Insulin(胰岛素)stimulatesglyco119

四、糖原积累症是由先天性酶缺陷所致糖原累积症(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。

120PPT课件四、糖原积累症是由先天性酶缺陷所致糖原累积症(glycog120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、肝正常糖原积累症分型121PPT课件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121第六节

糖异生Gluconeogenesis122PPT课件第六节122PPT课件122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。123PPT课件糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变123一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应酵解途径中有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124PPT课件一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应酵解途径中有3个由关键酶催化124（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸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）125PPT课件（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰125126PPT课件126PPT课件126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127PPT课件丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2AD127（二）果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸Pi果糖双磷酸酶（三）葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖葡糖-6-磷酸葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶128PPT课件（二）果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸果糖-1,6-128129PPT课件129PPT课件129果糖-6-磷酸

1,6-双磷酸果糖磷酸果糖激酶-1

果糖双磷酸酶-1ADP

ATP

Pi

葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸酶己糖激酶

ATP

ADP

PiPEP

丙酮酸草酰乙酸

丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADP

ATPCO2+ATPADP+PiGTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi

+CO2底物循环130PPT课件果糖-6-磷酸1,6-双磷酸果糖磷酸130在以上反应过程中，作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环被称为底物循环(substratecycle)。当两种酶活性相等时，就不能将代谢向前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因而又称为无效循环(futilecycle)。而在细胞内两酶活性不完全相等，使代谢反应仅向一个方向进行。131PPT课件在以上反应过程中，作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反131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LDHNAD+NADH+H+132PPT课件糖异生途径所需NADH+H+的来源：糖异生途径中，1,3-二132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133PPT课件由氨基酸为原料进行糖异生时，NADH+H+则由线粒体内NA133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134PPT课件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134二、糖异生的调控主要是对2个底物循环的调节酵解途径与糖异生途径是方向相反的两条代谢途径。如从丙酮酸进行有效的糖异生，就必须抑制酵解途径，以防止葡萄糖又重新分解成丙酮酸；反之亦然。这种协调主要依赖于对这两条途径中的两个底物循环进行调节。

135PPT课件二、糖异生的调控主要是对2个底物循环的调节酵解途径与糖异生途135（一）第一个底物循环在果糖-6-磷酸与果糖-1,6-二磷酸之间进行果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸ATPADP磷酸果糖激酶-1Pi果糖双磷酸酶-1果糖-2,6-二磷酸AMP136PPT课件（一）第一个底物循环在果糖-6-磷酸与果糖-1,6-二磷酸之136（二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶果糖-1,6-二磷酸丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸137PPT课件（二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行PEP137三、糖异生的主要生理意义是维持血糖恒定（一）维持血糖恒定是糖异生最重要的生理作用空腹或饥饿时，依赖氨基酸、甘油等异生成葡萄糖，以维持血糖水平恒定。脑组织、红细胞、骨髓、神经等组织138PPT课件三、糖异生的主要生理意义是维持血糖恒定（一）维持血糖恒定是糖138糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。乳酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与运动强度有关。而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和甘油。139PPT课件糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。乳酸来自肌糖原分解。这139（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径Intheliver,thematerialsforglycogensynthesisarenormallynotfromglucosetakenupdirectlyfromblood,butfromglycerol,lactate,alanine,andpyruvateviagluconeogenesis.Thispathwayiscalledthree-carbonpathway(三碳途径).140PPT课件（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径Inthel140长期饥饿或禁食时，肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。发生这一变化的原因可能是饥饿造成的代谢性酸中毒造成的。此时体液pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，从而使糖异生作用增强。另外，当肾中α-酮戊二酸因异生成糖而减少时，可促进谷氨酰胺脱氨生成谷氨酸以及谷氨酸的脱氨反应，肾小管细胞将NH3分泌入管腔中，与原尿中H+结合，降低原尿H+的浓度，有利于排氢保钠作用的进行，对于防止酸中毒有重要作用。（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡141PPT课件长期饥饿或禁食时，肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。（三