糖类化学及糖代谢讲稿.ppt

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1、关于糖类化学及糖代谢第一页，讲稿共一百二十六页哦糖糖(carbohydrates)即即碳碳水水化化合合物物，其其化化学学本本质质为为多多羟羟醛醛或或多多羟羟酮酮类类及及其其衍衍生生物物或或多多聚聚物。物。糖的化学糖的化学(课外了解课外了解)（一）糖的概念（一）糖的概念第二页，讲稿共一百二十六页哦（二）糖的分类及其结构（二）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根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。大类。大类。大类。单糖单糖单糖单糖 (monosacchride)(monosacchride

2、)寡糖寡糖寡糖寡糖 (oligosacchride)(oligosacchride)多糖多糖多糖多糖 (polysacchride)(polysacchride)结合糖结合糖结合糖结合糖 (glycoconjugate)(glycoconjugate)第三页，讲稿共一百二十六页哦葡萄糖葡萄糖(glucose)已醛糖已醛糖果糖果糖(fructose)已酮糖已酮糖 1.单糖单糖 不能再水解的糖。不能再水解的糖。第四页，讲稿共一百二十六页哦半乳糖半乳糖(galactose)已醛糖已醛糖 核糖核糖(ribose)戊醛糖戊醛糖 第五页，讲稿共一百二十六页哦2.寡糖寡糖常见的几种二糖有常见的几种二糖有麦芽

3、糖麦芽糖 (maltose)葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖(sucrose)葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖(lactose)葡萄糖葡萄糖 半乳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。的糖苷键相连。第六页，讲稿共一百二十六页哦3.多糖多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有常见的多糖有淀淀 粉粉(starch)糖糖 原原(glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)第七页，讲稿共一百二十六页哦 淀粉淀粉 是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式淀粉颗粒淀粉颗粒第八页，

4、讲稿共一百二十六页哦 糖原糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式是动物体内葡萄糖的储存形式第九页，讲稿共一百二十六页哦 纤维素纤维素 作为植物的骨架作为植物的骨架-1,4-糖苷键糖苷键第十页，讲稿共一百二十六页哦食食物物中中含含有有的的大大量量纤纤维维素素，因因人人体体内内无无-糖糖苷苷酶酶而而不不能能对对其其分分解解利利用用，但但却却具具有有刺刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。第十一页，讲稿共一百二十六页哦4.结合糖结合糖 糖与非糖物质的结合物。糖与非糖物质的结合物。糖脂糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。是糖与脂类的结合物。糖蛋白糖蛋白(gl

5、ycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。是糖与蛋白质的结合物。常见的结合糖有常见的结合糖有 第十二页，讲稿共一百二十六页哦第第 一一 节节 概概 述述Introduction第十三页，讲稿共一百二十六页哦 一、糖的生理功能一、糖的生理功能1.氧化供能氧化供能 糖的主要功能糖的主要功能 如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料原料-重要的碳源。重要的碳源。4.作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分2.2.贮存能量贮存能量,维持血糖维持血糖-以糖原贮存。以糖原贮存。3.提供合成体内提供合成体内提供合成体内提供合

6、成体内其他物质的原料其他物质的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。第十四页，讲稿共一百二十六页哦 二、糖代谢的概况二、糖代谢的概况 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 第十五页，讲稿共一百二十六页哦三、糖的消化与吸收三、糖的消化与吸收（一）糖的消化（一）糖的消化人人类类食食物物中中的的

7、糖糖主主要要有有植植物物淀淀粉粉、动动物物糖糖原原以以及及麦麦芽芽糖糖、蔗蔗糖糖、乳乳糖糖、葡葡萄萄糖糖等等，其其中中以淀粉为主。以淀粉为主。消化部位：消化部位：主要在小肠，少量在口腔主要在小肠，少量在口腔第十六页，讲稿共一百二十六页哦淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖（40%）（25%）-临界糊精临界糊精+异麦芽糖异麦芽糖 （30%）（5%）葡萄糖葡萄糖 唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -临界糊精酶临界糊精酶 消化过程消化过程 肠粘膜上肠粘膜上皮细胞刷皮细胞刷状缘状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 第十七页，讲稿共一百二十六页哦（二）

8、糖的吸收（二）糖的吸收1.吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 2.吸收形式吸收形式 单单 糖糖 第十八页，讲稿共一百二十六页哦ADP+Pi ATP G Na+K+Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 肠肠腔腔 门静脉门静脉 3.吸收机制吸收机制Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter,SGLT)刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 第十九页，讲稿共一百二十六页哦4.吸收途径吸收途径 小肠肠腔小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环SGLT 各种组织细胞各种组织细胞 GLUT GLUT：葡葡 萄萄

9、糖糖 转转 运运 体体(glucose transporter)，已已发发现现有有5种种葡葡萄萄糖糖转转运运体体(GLUT 15)。第二十页，讲稿共一百二十六页哦第第 二二 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenolysis第二十一页，讲稿共一百二十六页哦是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅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。速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，小于肌肉：肌糖原，小于400g，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，小于肝脏：肝糖原，小于 100g，维持血糖水平维持血糖水平 糖糖 原原(glyco

10、gen)糖原储存的主要器官及其生理意义糖原储存的主要器官及其生理意义 第二十二页，讲稿共一百二十六页哦一、糖原的合成代谢一、糖原的合成代谢 合成部位合成部位（一）定义（一）定义糖原的合成糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖指由葡萄糖合成糖原的过程。原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆第二十三页，讲稿共一百二十六页哦糖原的合成与分解总图糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖己糖(葡

11、萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝）糖原糖原n 第二十四页，讲稿共一百二十六页哦*糖原合成的总结糖原合成的总结1.糖原合成需要引物糖原合成需要引物2.糖原合酶是关键酶糖原合酶是关键酶3.糖原合成是耗能的过程糖原合成是耗能的过程 三、糖原合成与分解的生理意义三、糖原合成与分解的生理意义 关键酶关键酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 第二十五页，讲稿共一百二十六页哦肌糖原和肌糖原有何不同的代谢去处？为什么？肌糖原和肌糖原有何不同的代谢去处？为什么？由于肌肉组织中由于肌肉组织中不存在葡

12、萄糖不存在葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶，所以生成，所以生成的的6-6-磷酸葡萄糖不能直接转变成葡萄糖释放入血，提供血磷酸葡萄糖不能直接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。糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，维持血糖水平维持血糖水平 第二十六页，讲稿共一百二十六页哦1.葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-1,4-糖苷糖苷 键键形形成长链。成长链。2.约约1010个葡萄糖单元处形成分个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以枝，分枝处葡萄糖以-1,6-1,6-糖糖苷键苷键连接，连接，分支

13、增加，溶解度分支增加，溶解度增加。增加。3.每条链都终止于一个非还原每条链都终止于一个非还原端端.非还原端增多，以利于其非还原端增多，以利于其被酶分解。被酶分解。糖原的结构特点及其意义糖原的结构特点及其意义 第二十七页，讲稿共一百二十六页哦1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）（二）（二）糖原合成途径糖原合成途径 1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2.6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄

14、糖 第二十八页，讲稿共一百二十六页哦*UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。，在体内充作葡萄糖供体。+UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 2Pi+能量能量 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)第二十九页，讲稿共一百二十六页哦糖原糖原n+UDPG 糖原糖原n+1+UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase)UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸

15、激酶4.-1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合 第三十页，讲稿共一百二十六页哦*糖原糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原糖原引物引物(primer)，作为作为UDPG 上葡萄糖基的接受体。上葡萄糖基的接受体。糖原糖原n+UDPG 糖原糖原n+1+UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase)第三十一页，讲稿共一百二十六页哦（四）糖原分枝的形成（四）糖原分枝的形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme)-1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-糖苷键糖苷键 第三十二页，讲稿共一百二十六页哦 二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢 *定

16、义定义*亚细胞定位：亚细胞定位：胞胞 浆浆 *肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n+1-n+1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1.1.糖原的磷酸解糖原的磷酸解糖原分解糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。解成为葡萄糖的过程。第三十三页，讲稿共一百二十六页哦脱枝酶脱枝酶 (debranching enzyme)2.脱枝酶的作用脱枝酶的作用 转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基水解水解-1,6-糖苷键糖苷键 磷磷 酸酸 化化 酶酶 转移酶活性转移酶活性 -1,6糖苷糖苷酶活性酶活性 第三十四页，讲稿共一百二十六页哦

17、1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 3.1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 4.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 第三十五页，讲稿共一百二十六页哦 G-6-P的代谢去路的代谢去路G（补充血糖）（补充血糖）G-6-P F-6-P（进入酵解途径）（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖内酯磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）（进入磷酸戊糖途径）葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛

18、酸途径）（进入葡萄糖醛酸途径）小小 结结 反应部位：胞浆反应部位：胞浆 第三十六页，讲稿共一百二十六页哦 四、糖原合成与分解的调节四、糖原合成与分解的调节 关键酶关键酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 这两种关键酶的重要特点：这两种关键酶的重要特点：*它们的快速调节有它们的快速调节有共价修饰共价修饰和和变构调节变构调节二种方二种方式。式。*它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二它们都以活性、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种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。变。第三十七页，讲稿共一百二十六页哦调

19、节有调节有级联放大级联放大作用，效率高；作用，效率高；两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；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；此调节为酶促反应，调节速度快；受激素调节。受激素调节。1 1.共价修饰调节共价修饰调节 第三十八页，讲稿共一百二十六页哦腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体受体 ATP cAMP PKA(无活性无活性)磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶 糖原合酶糖原合酶-P PKA(有活性有活性)磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶

20、a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂 PKA（有活性）（有活性）第三十九页，讲稿共一百二十六页哦2.别构调节别构调节磷磷酸酸化化酶酶二二种种构构像像紧紧密密型型(T)和和疏疏松松型型(R)，其其中中T型型的的14位位Ser暴暴露露，便便于于接接受受前前述述的的共共价价修饰调节。修饰调节。*葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。磷酸化酶磷酸化酶 a(R)疏松型疏松型磷酸化酶磷酸化酶 a

21、(T)紧密型紧密型葡萄糖葡萄糖 第四十页，讲稿共一百二十六页哦肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同 *在在糖原分解代谢时肝主要受糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素胰高血糖素的调节，而的调节，而肌肉主要受肌肉主要受肾上腺素肾上腺素调节。调节。*肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为为AMP、ATP及及6-磷酸葡萄糖。磷酸葡萄糖。糖原合酶糖原合酶磷酸化酶磷酸化酶a-P磷酸化酶磷酸化酶bAMPATP及及6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第四十一页，讲稿共一百二十六页哦调节小结调节小结 双向调控双向调控：对合成酶系与分

22、解酶系分别进行调：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。节，如加强合成则减弱分解，或反之。双重调节双重调节：别构调节和共价修饰调节。：别构调节和共价修饰调节。肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如：分解肝糖原的激素主要为如：分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要为分解肌糖原的激素主要为肾上腺素肾上腺素。关键酶调节上存在关键酶调节上存在级联效应级联效应。关键酶都以关键酶都以活性、无（低）活性二种形式活性、无（低）活性二种形式存在，二存在，二种形式之间可通过种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化磷酸化和去磷酸化而相互转变。而

23、相互转变。第四十二页，讲稿共一百二十六页哦第第 二二 节节糖的分解代谢糖的分解代谢 第四十三页，讲稿共一百二十六页哦 一、糖的无氧氧化一、糖的无氧氧化(糖酵解糖酵解)第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段*糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义*糖酵解分为两个阶段糖酵解分为两个阶段*糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：胞浆胞浆在在缺缺氧氧情情况况下下，葡葡萄萄糖糖生生成成乳乳酸酸(lactate)的的过过程称之为程称之为糖酵解糖酵解。由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为，称之为糖酵糖酵解途径解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸

24、。由丙酮酸转变成乳酸。第四十四页，讲稿共一百二十六页哦 葡萄糖葡萄糖磷酸化为磷酸化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADPMg2+己糖激酶己糖激酶(hexokinase)Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖分解成丙酮酸（一）葡萄糖分解

25、成丙酮酸第四十五页，讲稿共一百二十六页哦哺哺乳乳类类动动物物体体内内已已发发现现有有4种种己己糖糖激激酶酶同同工工酶酶，分分别别称称为为至至型型。肝肝细细胞胞中中存存在在的的是是型型，称称为为葡葡萄萄糖糖激激酶酶(glucokinase)。生化意义生化意义:型利于高浓度降糖型利于高浓度降糖合成糖原合成糖原 其他利于低浓度供能其他利于低浓度供能第四十六页，讲稿共一百二十六页哦 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸

26、甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate,F-6-P)第四十七页，讲稿共一百二十六页哦 6-磷酸果糖磷酸果糖转变为转变为1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛

27、甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)第四十八页，讲稿共一百二十六页哦1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二

28、羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +第四十九页，讲稿共一百二十六页哦 磷酸丙糖磷酸丙糖的同分异构化的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (phosph

29、otriose isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 第五十页，讲稿共一百二十六页哦 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化为氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi、NAD+NADH+H+3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶(glyceralde

30、hyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 第五十一页，讲稿共一百二十六页哦 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变成转变成转变成转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇

31、式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 在在以以上上反反应应中中，底底物物分分子子内内部部能能量量重重新新分分布布，生生成成高高能能键键，使使ADP磷磷酸酸化化生生成成ATP的的过过程程，称称 为为底底 物物 水水 平平 磷磷 酸酸 化化(substrate level phosphorylation)。1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)第五十二页，讲稿共一百二十六页哦 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P

32、ATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 第五十三页，讲稿共一百二十六页哦 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸

33、二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 +H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate,PEP)第五十四页，讲稿共一百二十六页哦ADP ATP K+Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷

34、酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸，并通并通过底物水平磷酸化生成过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 第五十五页，讲稿共一百二十六页哦 (二二)丙酮酸转变成乳酸丙酮酸转变成乳酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 反应中的反应中的NADH+H+来自于上述第来自于上述第6 6步反应步反应中的中的 3-3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH)NADH+H+NAD+第五十六页，讲稿共一百二十六页哦E1:己

35、糖激酶己糖激酶 E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖糖酵酵解解的的代代谢谢途途径径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+第五十七页，讲稿共一百二十六页哦(三三)糖酵解小结糖酵解小结 反应部位：胞浆反应部位：胞浆 糖酵解是一个不需氧的产能过程糖酵解

36、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反应全过程中有三步不可逆的反应G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 第五十八页，讲稿共一百二十六页哦 产能的方式和数量产能的方式和数量方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化净生成净生成ATP数量：数量：从从G开始开始 22-2=2ATP从从Gn开始开始 22-1=3ATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。释放入血，进入肝脏再进一步代谢。分解利用分解利用 乳酸循环

37、（糖异生）乳酸循环（糖异生）第五十九页，讲稿共一百二十六页哦 四、糖酵解的生理意义四、糖酵解的生理意义1.是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2.是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞3.2,3-2,3-二磷酸甘油酸支路对红细胞的释氧作用二磷酸甘油酸支路对红细胞的释氧作用.第六十页，讲稿共一百二十六页哦 严重缺氧情况下可导致酸中毒。因为缺严重缺氧情况下可导致酸中毒。因为缺氧时糖的有

38、氧氧化不能顺利进行而糖酵解代氧时糖的有氧氧化不能顺利进行而糖酵解代谢增强，致使乳酸生成量大大增加，堆积于谢增强，致使乳酸生成量大大增加，堆积于血液中，发生酸中毒。血液中，发生酸中毒。严重缺氧情况下可否导致酸中毒？严重缺氧情况下可否导致酸中毒？第六十一页，讲稿共一百二十六页哦糖糖的的有有氧氧氧氧化化(aerobic oxidation)指指在在机机体体氧氧供供充充足足时时，葡葡萄萄糖糖彻彻底底氧氧化化成成H2O和和CO2，并并释放出释放出能量能量的过程。是机体主要供能方式。的过程。是机体主要供能方式。*部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 （一）概念：（一）概念：二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化第

39、六十二页，讲稿共一百二十六页哦二、有氧氧化的反应过程二、有氧氧化的反应过程 第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G（Gn）第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TAC循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 第六十三页，讲稿共一百二十六页哦（一）丙酮酸的氧化脱羧（一）丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸进入线粒体，丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰氧化脱羧为乙酰CoA(acetyl CoA)。丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NA

40、D+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 总反应式总反应式:第六十四页，讲稿共一百二十六页哦丙酮酸脱氢酶复合体的组成丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶酶E1：丙酮酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酸乙酰转移酶：二氢硫辛酸乙酰转移酶E3：二氢硫辛酸脱氢酶：二氢硫辛酸脱氢酶HSCoANAD+辅辅 酶酶 TPP 硫辛酸（硫辛酸（)HSCoA FAD,NAD+SSL第六十五页，讲稿共一百二十六页哦维生素维生素B B缺乏对糖代谢有何影响？缺乏对糖代谢有何影响？维生素维生素B B是丙酮酸氧化脱氢酶系的重要辅是丙酮酸氧化脱氢酶系的重要辅酶酶TPPTPP的组成成分。丙酮酸氧化脱

41、羧反应是糖的有的组成成分。丙酮酸氧化脱羧反应是糖的有氧氧化的重要环节；维生素氧氧化的重要环节；维生素B B缺乏可使丙酮酸氧缺乏可使丙酮酸氧化脱羧反应受阻，影响糖的有氧氧化，终致丙酮化脱羧反应受阻，影响糖的有氧氧化，终致丙酮酸积聚酸积聚,能量生成障碍和乳酸生成过多。能量生成障碍和乳酸生成过多。第六十六页，讲稿共一百二十六页哦三三羧羧酸酸循循环环(Tricarboxylic acid Cycle,TAC)也也称称为为柠柠檬檬酸酸循循环环，这这是是因因为为循循环环反反应应中中的的第第一一个个中中间间产产物物是是一一个个含含三三个个羧羧基基的的柠柠檬檬酸酸。由由于于Krebs正正式式提提出出了了三三羧

42、羧酸酸循循环环的的学学说说，故故此此循循环环又又称称为为Krebs循环，它由一连串反应组成。循环，它由一连串反应组成。所有的反应均在所有的反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。（二）乙酰（二）乙酰CoACoA的彻底氧化的彻底氧化（三羧酸循环）（三羧酸循环）*概述概述*反应部位反应部位 第六十七页，讲稿共一百二十六页哦CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸梅异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮酮戊二酸脱戊二酸脱氢氢

43、酶酶复合体复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶第六十八页，讲稿共一百二十六页哦小小 结结 三三羧羧酸酸循循环环的的概概念念：指指乙乙酰酰CoA和和草草酰酰乙乙酸酸缩缩合合生生成成含含三三个个羧羧基基的的柠柠檬檬酸酸，反反复复的的进进行行脱脱氢氢脱脱羧羧，又又生生成成草草酰酰乙乙酸酸的的过过程程。，再再重重复循环反应复循环反应 TAC过程的反应部位过程的反应部位是线粒体。是线粒体。第六十九页，讲稿共一百二十六页哦巴斯德效应巴斯德效应*概念概念*机制机制 有氧时，有氧时，NADH+H+;进入线粒体内氧化，进入线粒体内氧化，丙

44、酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸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，缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵指有氧氧化抑制糖酵解的现象。解的现象。第七十页，讲稿共一百二十六页哦 三羧酸循环的要点三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，1 消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA，2 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。3 生成生成1分子分子FADH2，3分

45、子分子NADH+H+，2分分CO2，1分分子子GTP。整个循环反应为整个循环反应为不可逆反应不可逆反应关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶三羧酸循环不断补充中间产物三羧酸循环不断补充中间产物第七十一页，讲稿共一百二十六页哦（四）有氧氧化的生理意义（四）有氧氧化的生理意义 1.糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径产能最主要的途径。它不仅。它不仅产能产能效率高效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成一部分形成ATP，所以能量的利用率也高所以能量的利用率也

46、高。简言之，即“供能”2.TAC是三大营养物质氧化分解的共同途径。是三大营养物质氧化分解的共同途径。3.TAC是三大营养物质代谢联系的枢纽。是三大营养物质代谢联系的枢纽。第七十二页，讲稿共一百二十六页哦H+e 进入进入呼吸链呼吸链彻底氧化生成彻底氧化生成H2O 的同时的同时ADP偶联磷酸化生成偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 有氧氧化生成的有氧氧化生成的ATP 第七十三页，讲稿共一百二十六页哦葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷

47、酸果糖磷酸果糖1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+22.5或或2 1.5*21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸2 乙酰乙酰CoA2 2.5 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸2 -酮戊二酸酮戊二酸2 2.5 2-酮戊二酸酮戊二酸2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸苹果酸2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+2 2

48、.5 净生成净生成32(或或30)ATP NAD+NAD+NAD+第七十四页，讲稿共一百二十六页哦（五）有氧氧化的调节（五）有氧氧化的调节关关键键酶酶 酵解途径：酵解途径：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：柠檬酸合酶柠檬酸合酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶第七十五页，讲稿共一百二十六页哦*概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊糖磷酸戊糖及及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再

49、进一步转变成3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。的反应过程。三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径第七十六页，讲稿共一百二十六页哦*细胞定位：细胞定位：胞胞 液液 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2（一）磷酸戊糖途径的反应过程（一）磷酸戊糖途径的反应过程*反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段 第二阶段则是非氧化反应第二阶段则是非氧化反应 包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。第七十七页，讲稿共一百二十六页哦6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+NADP+H2O NADP+CO2

50、 NADPH+H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 H HCOCOH HCH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 1.磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖 第七十八页，讲稿共一百二十六页哦催化第一步脱氢反应的催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。是此代谢途径的关键酶。两次脱氢脱下的氢均由两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成接受生成NADPH+H+。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。产物。G-6-P 5-磷酸核