生化-糖代谢(1)教程文件.ppt

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1、生化生化-糖代糖代谢(1)(1)第第 一一 节节 概概 述述2 一、糖的生理功能一、糖的生理功能1.1.氧化供能氧化供能提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。物质的原料。3.3.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糖的主要功能，人体糖的主要功能，人体50507070能量供应能量供应2.2.提供合成体内其他物质的原料提供合成体内其他物质的原料是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。构成是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。构成细胞膜，基质细胞膜，基质3 血糖：指血液中存在的还原性糖。血糖：指血液中存在的还原性糖。临床上所称血糖指

2、血中的葡萄糖。临床上所称血糖指血中的葡萄糖。血糖水平：即血糖浓度。血糖水平：即血糖浓度。正常血糖浓度正常血糖浓度 ：3.893.896.11mmol/L 6.11mmol/L 血糖血糖4食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2+H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 三、三、血糖的来源与去路血糖的来源与去路其他己糖其他己糖5二、糖的消化与吸收二、糖的消化与吸收（一）糖的消化（一）糖的消化人人类

3、类食食物物中中的的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，其中以淀粉为主。其中以淀粉为主。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61 1、口腔消化、口腔消化 次要次要 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖 +麦芽三糖麦芽三糖 +少量含有少量含有4-94-9个葡萄糖基的寡糖个葡萄糖基的寡糖 葡萄糖葡萄糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶72 2、小肠内消化、小肠内消化 主要主要淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽寡糖麦芽寡糖(65%)(65%)+异麦芽糖异麦芽糖+-极限糊精极限糊精(35%)(35%)胰淀粉酶胰淀粉酶 小肠粘膜刷状小肠粘

4、膜刷状缘各种水解酶缘各种水解酶各种单糖各种单糖葡萄糖，果糖，半乳糖葡萄糖，果糖，半乳糖8乳糖不耐受：乳糖不耐受：奶中乳糖奶中乳糖乳糖酶乳糖酶半乳糖半乳糖小肠吸收小肠吸收乳糖酶乳糖酶乳糖发酵，产生水和气体乳糖发酵，产生水和气体腹胀，腹泻腹胀，腹泻中国儿童中国儿童8383，在，在6 68 8岁出现乳糖酶缺乏岁出现乳糖酶缺乏汉族成人汉族成人75759595乳糖酶缺乏，北欧人乳糖酶缺乏，北欧人2 21515乳糖不耐症乳糖不耐症9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激肠肠蠕蠕动动等作用，也是维持健康所

5、必需。等作用，也是维持健康所必需。多食纤维素食品多食纤维素食品麦麸：麦麸：31%31%笋干的纤维素含量达到笋干的纤维素含量达到30-40%30-40%，辣椒，辣椒40%,40%,松蘑松蘑50%50%坚果：坚果：3-14%3-14%谷物：谷物：4-10%4-10%大麦、玉米、荞麦面、薏米面、高粱米、黑米大麦、玉米、荞麦面、薏米面、高粱米、黑米10（二）糖的吸收（二）糖的吸收1.1.吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 2.2.吸收形式吸收形式 单单 糖糖 （葡萄糖，半乳糖，果（葡萄糖，半乳糖，果糖，甘露糖，木酮糖糖，甘露糖，木酮糖 ）11肠粘膜细胞主动吸收单糖肠粘膜细胞主动吸收单糖NaNa+依赖型

6、葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体根皮苷抑制糖的主动吸收，治疗糖尿病；抗肿瘤；根皮苷抑制糖的主动吸收，治疗糖尿病；抗肿瘤；抗氧化；增强记忆力抗氧化；增强记忆力苹果、多穗柯甜茶苹果、多穗柯甜茶1213食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2+H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 其他己糖其他己糖第第 二二 节节糖的分解代谢糖的分解代谢 14体内糖分解代谢途径体内糖分解代谢途径4 4条条1 1 有氧

7、氧化：供能的主要途径有氧氧化：供能的主要途径(重点）重点）2 2 糖酵解：有氧氧化的第一步，红细胞供能，糖酵解：有氧氧化的第一步，红细胞供能，紧急供能（重点）紧急供能（重点）3 3 磷酸戊糖通路：磷酸核糖磷酸戊糖通路：磷酸核糖RNARNA和和DNADNA；NADPHNADPH（掌握生理意义）（掌握生理意义）4 4 糖醛酸途径：糖醛酸途径：UDPUDP葡萄糖醛酸（生物转化）葡萄糖醛酸（生物转化）（不讲）（不讲）15需要掌握的知识点：需要掌握的知识点：1 1 反应的关键酶：限速酶反应的关键酶：限速酶2 2 生成多少生成多少ATPATP3 3 不要求化学式不要求化学式4 4 生理意义生理意义5 5

8、画出途径大致流程画出途径大致流程16一、一、糖酵解糖酵解糖酵解糖酵解(glycolysis)(glycolysis)的定义的定义在在缺缺氧氧情情况况下下，葡葡萄萄糖糖或或糖糖原原生生成成乳乳酸酸和和ATPATP的过程的过程,称之为糖酵解。称之为糖酵解。17第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段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：胞浆糖酵解的反应部位：胞浆由葡萄糖分解为丙酮酸由葡萄糖分解为丙酮酸由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。(一一)、糖酵解的反应过程、糖酵解的反应过程(11(11步步)18 葡萄糖磷酸化为葡萄糖磷酸化为6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATP ADPADP

9、MgMg2+2+己糖激酶己糖激酶葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (关键酶关键酶1 1）：催化不可逆反应的酶）：催化不可逆反应的酶19 6-6-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 20 6-6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ATP ATP ADP ADP MgMg2+2+磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-16-6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-1,6-二磷酸二磷酸果糖果糖(关键酶关键酶2 2）(限速酶）限速酶）：催化反应速度最慢，：催化反应速度最慢，它的速

10、度决定整它的速度决定整个代谢途径的总速度个代谢途径的总速度211,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 磷酸己糖裂解成磷酸己糖裂解成2 2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)(aldolase)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +22（5 5）磷酸丙糖的同分异构化）磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 23（6 6）3-3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 PiPi、NADNAD+NADH+HNADH+H+3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3

11、-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 高能磷酸高能磷酸键键24（7 7）1,3-1,3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 1 1分子分子ATPATP高能磷酸高能磷酸键键25底物分子内部原子重新排列，能量重新分布，生成底物分子内部原子重新排列，能量重新分布，生成高能键，使高能键，使ADPADP磷酸化生成磷酸化生成ATPATP的过程，称为的过程，称为底物水底物水平磷酸化平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化

12、26（8 8）3-3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-2-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3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 27（9 9）2-2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 +H+H2 2O O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸COOCHOCH2OHP烯醇化酶烯醇化酶COOCOCH2P2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+H2O高能磷酸高能磷酸键键28ADP ADP ATPATP K K+Mg Mg2+2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶（1010）磷酸

13、烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并并通过底物水平磷酸化生成通过底物水平磷酸化生成ATPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 关键酶关键酶3 3ATP 2ATP 2：底物水平的磷酸化：底物水平的磷酸化29丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 反应中的反应中的NADH+HNADH+H+来自于上述第来自于上述第6 6步反应中步反应中的的 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)(LDH)NADH+HNADH+H+NADNAD+（1111）丙酮酸还原为乳酸）丙酮酸还原为乳酸30E1:己糖激酶己糖激酶 E2:磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1

14、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+1 1 反应部位：胞液反应部位：胞液2 2 关键酶：关键酶：己糖激酶己糖激酶,磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1,丙酮酸激酶丙酮酸激酶3 3 能量的净生成：能量的净生成：2ATP2AT

15、P糖酵解过程总结糖酵解过程总结32糖酵解途径的简式糖酵解途径的简式葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶6 6磷酸葡磷酸葡萄糖萄糖ATPATPADPADP1,61,6二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 1磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶2ATP2ATPATPATPADPADP2ATP2ATPADPADP乳酸乳酸33（二）糖酵解的调节（二）糖酵解的调节关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶调节方式调节方式别构调节别构调节共价修饰调节共价修饰调节限速酶限速酶34磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖磷酸果糖1，6-

16、二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATPAMP柠檬酸柠檬酸2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖+-+（变构激活剂）（变构激活剂）（变构激活剂）（变构激活剂）（变构抑制剂）（变构抑制剂）（正反馈）（正反馈）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1别构调节别构调节胰高血糖素胰高血糖素35磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙氨酸丙氨酸ATP丙酮酸丙酮酸1.6-二磷酸果糖二磷酸果糖+丙酮酸激酶丙酮酸激酶别构调节别构调节胰高血糖素胰高血糖素36己糖激酶己糖激酶葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖长链脂酰长链脂酰CoA别构调节别构调节葡萄糖糖激酶（肝脏）葡萄糖糖激酶（肝脏）糖原、磷酸核糖糖原、磷

17、酸核糖胰岛素胰岛素+37(三三)糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义1.1.迅速提供能量，剧烈运动，心肺疾患迅速提供能量，剧烈运动，心肺疾患等，是机体在缺氧情况下获取能量的有效等，是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。方式。无无氧氧运动运动：100100米跑，米跑，100100米、米、200200米米 游泳、游泳、500 500米速米速滑等。滑等。增增进进肌力、爆肌力、爆发发力和速度力和速度。有氧有氧运动运动：马拉松，慢跑。马拉松，慢跑。增增进进心肺功能、肌耐力及心肺功能、肌耐力及减减重重 382.2.是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。能途径。无线粒体

18、的细胞，如：无线粒体的细胞，如：红细胞红细胞 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 视网膜细胞，肾髓质细胞，皮肤视网膜细胞，肾髓质细胞，皮肤3.3.逆行途径是糖异生途径。逆行途径是糖异生途径。肿瘤细胞：肿瘤细胞：PETCT-PETCT-1818F-FDGF-FDG39二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化概念：概念：糖在有氧的条件下，彻底分解成糖在有氧的条件下，彻底分解成H H2 2O O 和和 COCO2 2，同时释放出能量的过程。，同时释放出能量的过程。有氧氧化是糖分解的主要方式，是机体供有氧氧化是糖分解的主要方式，是机体供能的主要途径能的主要途径40（一）有

19、氧氧化的反应过程（一）有氧氧化的反应过程第一阶段：葡萄糖酵解成丙酮酸第一阶段：葡萄糖酵解成丙酮酸胞液胞液第二阶段：丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧成乙酰第二阶段：丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧成乙酰CoA线粒体线粒体第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环线粒体线粒体反应部位：细胞液，线粒体反应部位：细胞液，线粒体41过过 程程 ：1 1 糖酵解生成丙酮酸（见前）糖酵解生成丙酮酸（见前）糖代谢是进入酵解途径还是进入有氧氧糖代谢是进入酵解途径还是进入有氧氧化途径？化途径？是由是由NADHNADH的去向决定的的去向决定的42胞浆胞浆线粒体线粒体葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸(糖酵解糖酵解)第一阶段：第一阶

20、段：葡萄糖酵解成丙酮酸葡萄糖酵解成丙酮酸 NADH无氧无氧有氧有氧43第二阶段第二阶段 丙酮酸生成乙酰辅酶丙酮酸生成乙酰辅酶A A丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧CH3COCOOH+HS-CoA丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系CH3COSCoANAD+NADH+H+CO2丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系(3(3种酶和种酶和5 5种辅助因子种辅助因子)丙酮酸脱氢酶（丙酮酸脱氢酶（E1,12E1,12）硫辛酸乙酰基转移酶（硫辛酸乙酰基转移酶（E2,60E2,60）二氢硫辛酸脱氢酶（二氢硫辛酸脱氢酶（E3,6E3,6）TPPTPP、硫辛酸、硫辛酸、CoACoA、FADFAD、N

21、AD+NAD+关键酶关键酶44反应过程反应过程草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA柠檬酸柠檬酸（1）柠檬酸的形成）柠檬酸的形成H2O+HSCoA+H+柠檬酸合酶柠檬酸合酶（关键酶（关键酶1）（4C）（2C）（6C）第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环-Krebs循环循环45异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶NADNAD+NADH+H NADH+H+顺乌头酸梅顺乌头酸梅关键酶关键酶2 2a-a-酮戊二酸酮戊二酸+CO2+CO2（3 3）异柠檬酸）异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸（2 2）柠檬酸）柠檬酸限速酶限速酶46琥珀酰琥珀酰CoA+CO2CoA+CO2 NAD NAD+NADH+H NADH+H+a-a-酮

22、戊二酸脱酮戊二酸脱氢酶复合体氢酶复合体关键酶关键酶3 3(4)a-(4)a-酮戊酮戊二酸二酸+HSCoA+HSCoA琥珀酸琥珀酸+HSCoA+HSCoA（5 5）琥珀酰）琥珀酰CoACoAGDP+Pi GTPGDP+Pi GTP琥珀酸硫激酶琥珀酸硫激酶底物水平磷酸化底物水平磷酸化 GTP+ADP GDP+ATPGTP+ADP GDP+ATP47草酰乙酸草酰乙酸 FAD FADH FAD FADH2 2NADNAD+NADH+H NADH+H+琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸水合酶延胡索酸水合酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶延胡索酸延胡索酸（6 6）琥珀酸）琥珀酸苹果酸苹果酸（7 7）延胡索酸）延胡索

23、酸+H2O+H2O（8 8）苹果酸）苹果酸48三羧酸循环三羧酸循环草酰乙酸草酰乙酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸a-a-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A A琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系49O2H2O 葡萄糖有氧氧化概况葡萄糖有氧氧化概况O2G6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖丙酮酸丙酮酸三羧酸循环三羧酸循环4H+eO2CO2胞液胞液丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA线粒体线粒体HH50三羧酸循环特点：三羧酸循环特点：（1）反应部位：）反应部位：线粒体线粒体（2）关键酶关键酶：异柠檬酸脱氢

24、酶，柠檬酸合酶，：异柠檬酸脱氢酶，柠檬酸合酶，-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系（3）三羧酸循环：）三羧酸循环：4次脱氢次脱氢（其中（其中3次以次以NAD+为受氢体为受氢体,1次以次以FAD为受氢体）为受氢体）2次脱羧次脱羧一分子乙酰辅酶一分子乙酰辅酶A，循环一周产生，循环一周产生10个个ATP（4）三羧酸循环的中间产物不会因参与循环而被消耗，）三羧酸循环的中间产物不会因参与循环而被消耗，但可以参加其它代谢而被消耗。但可以参加其它代谢而被消耗。51反反应应ATP第一阶段第一阶段两次耗能反应两次耗能反应-2两次生成两次生成ATP的反应的反应22一次脱氢一次脱氢(NADH+H+)1.52或或2.5

25、2第二阶段第二阶段一次脱氢一次脱氢(NADH+H+)2.52第三阶段第三阶段三次脱氢三次脱氢(NADH+H+)22.53一次脱氢一次脱氢(FADH2)21.5一次生成一次生成ATP的反应的反应21净生成净生成30或或32糖有氧氧化过程中糖有氧氧化过程中ATPATP的生成的生成52（二）糖有氧氧化的调节（二）糖有氧氧化的调节酵解途径：酵解途径：磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1*丙酮酸激酶丙酮酸激酶己糖激酶己糖激酶丙酮酸脱氢酶系：丙酮酸脱氢酶系：变构调节、化学修饰变构调节、化学修饰三羧酸循环：三羧酸循环：异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶*-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系 柠檬酸合酶柠檬酸合酶53乙酰乙酰C

26、oA 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸 苹果酸苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+Ca2+产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制 循循环环中中后后续续反反应应中中间间产产物物别别位位反反馈馈抑抑制前面反应中的酶制前面反应中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激活许多酶三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节长链脂酰辅酶长链

27、脂酰辅酶A A三羧酸循环与酵解途径互相协调。有氧氧化抑三羧酸循环与酵解途径互相协调。有氧氧化抑制酵解，酵解也可以抑制有氧氧化。制酵解，酵解也可以抑制有氧氧化。巴斯德巴斯德效应效应反巴斯德效应反巴斯德效应/Crabtree/Crabtree效应效应55 有氧氧化的生理意义有氧氧化的生理意义1 1 氧化供能氧化供能体内主要的供能方式。体内主要的供能方式。2 2 三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质最终氧化的共同途径。最终氧化的共同途径。56葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪Leu、Lys草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延

28、胡索酸TyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisProAlaTrpSerGlyThrCys甘油甘油脂酸脂酸573 3 三羧酸循环是糖、脂、某些氨基酸代谢三羧酸循环是糖、脂、某些氨基酸代谢联系和互变的枢纽。联系和互变的枢纽。4 4 三羧酸循环可提供生物合成的前体三羧酸循环可提供生物合成的前体58葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪Leu、Lys草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA延胡索酸延胡索酸TyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro胆固醇、酮体胆固醇、酮体AlaTrpSerGlyThrCys甘油甘油脂

29、酸脂酸血红素血红素59食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2+H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径等等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 其他己糖其他己糖60三三 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径反应部位：胞液反应部位：胞液6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖5 5磷酸核糖磷酸核糖+NADPHNADPH葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸脱氢酶脱氢酶限速酶限速酶61反应过程反应过程第一阶段：氧化反应过程第一阶段：氧化反应过程第二阶段：基团转移反应第二阶段

30、：基团转移反应(胞液中进行胞液中进行)生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖，NADPHNADPH+H+H+及及COCO2 2包括一系列基团转移：生成包括一系列基团转移：生成3 3磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6 6磷酸果糖磷酸果糖626 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡糖酸葡糖酸-6-6磷酸内酯磷酸内酯葡糖葡糖-6-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶NADPNADP+NADPHNADPH+H+H+NADPNADP+NADPHNADPH+H+H+5 5磷酸核酮糖磷酸核酮糖5 5磷酸木酮糖磷酸木酮糖5 5磷酸核糖磷酸核糖限速酶限速酶635-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖3 3 5-5-磷酸核糖磷酸核糖 5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 5-磷

31、酸木酮糖磷酸木酮糖 7-磷酸景天糖磷酸景天糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛糖酵解途径糖酵解途径64磷酸戊糖途径小结磷酸戊糖途径小结 反应部位：反应部位：胞浆胞浆 反应底物：反应底物：6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 重要反应产物：重要反应产物：NADPH NADPH、5-5-磷酸核糖磷酸核糖 限速酶：限速酶：葡糖葡糖-6-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶65磷酸戊糖途径是机体内核糖产生的唯一场所磷酸戊糖途径是机体内核糖产生的唯一场所磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义（一）为核酸的生物合成提供核糖（一

32、）为核酸的生物合成提供核糖66（二）提供（二）提供NADPH作为供氢体，参与多种代谢反应作为供氢体，参与多种代谢反应1 1、体内许多合成代谢的供氢体（脂肪酸、胆固醇）、体内许多合成代谢的供氢体（脂肪酸、胆固醇）；2 2、参与肝脏内的生物转化作用；、参与肝脏内的生物转化作用；3 3、维持谷胱甘肽的还原状态（抗氧化剂）。、维持谷胱甘肽的还原状态（抗氧化剂）。67葡糖葡糖-6-6-磷酸脱氢酶缺乏磷酸脱氢酶缺乏蚕豆病蚕豆病磷酸戊糖通路受阻磷酸戊糖通路受阻NADPHNADPH生成减少生成减少还原型谷胱甘肽减少还原型谷胱甘肽减少红细胞膜易破裂红细胞膜易破裂溶血性贫血溶血性贫血Hb-SHHb-SHHbHb变

33、性沉淀变性沉淀变性珠蛋白小体变性珠蛋白小体膜蛋白膜蛋白/酶蛋白酶蛋白-SH-SH膜脂质改变膜脂质改变6869食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2+H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径等等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 其他己糖其他己糖69第三节第三节糖原的合成与分解糖原的合成与分解糖的贮存糖的贮存甘油三酯：能量储备甘油三酯：能量储备糖原：迅速动用糖原：迅速动用肝糖原肝糖原肌糖原肌糖原血糖血糖肌肉收缩肌肉收缩糖原的结构糖原

34、的结构180-300g70-100g-1,4-1,4-糖苷键糖苷键70一、糖原的合成代谢一、糖原的合成代谢由葡萄糖合成糖原的过程称。由葡萄糖合成糖原的过程称。合成部位合成部位组织定位：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711.1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖（磷酸化）磷酸葡萄糖（磷酸化）ATPADP 葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）Mg2+葡萄糖葡萄糖6P-葡萄糖葡萄糖72磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 2.1-2.1-磷酸葡萄糖的生成（异构）磷酸葡萄糖的生成（异构）1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖3.3.尿苷

35、二磷酸葡萄糖的生成尿苷二磷酸葡萄糖的生成1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+UTP尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(葡萄糖供体）葡萄糖供体）(UDPG)UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶73糖原糖原n+UDPG 糖原糖原n+1+UDP 糖原合酶糖原合酶UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4 4 缩合缩合 限速酶限速酶74糖原引物糖原引物糖原合酶糖原合酶分支酶分支酶 1,4糖苷键糖苷键 1,6糖苷键糖苷键糖原分枝的形成糖原分枝的形成 753、糖原合成特点：糖原合成特点：（1 1）耗能过程）耗能过程 2 2个个ATPATP（2 2）关键酶：糖原合酶）关键酶：糖原合酶（3 3）U

36、DPGUDPG是葡萄糖的活性形式是葡萄糖的活性形式（4 4）合成部位）合成部位:胞浆胞浆76 二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢 （一）定义（一）定义（二）亚细胞定位：（二）亚细胞定位：胞胞 浆浆 (三）肝糖元的分解三）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 糖原分解糖原分解 习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。的过程。限速酶限速酶77磷酸化酶磷酸化酶葡萄糖葡萄糖1，4糖苷键糖苷键葡萄糖葡萄糖1，6糖苷键糖苷键糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心1 1磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖脱支酶脱支酶葡萄糖葡萄糖78产物产

37、物1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 85%85%游离葡萄糖游离葡萄糖 15%15%G-1-P G-6-P G-1-P G-6-P 葡萄糖葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶葡糖葡糖-6-6-磷酸酶磷酸酶（肝）（肝）糖酵解或有氧氧化糖酵解或有氧氧化（肌肉）（肌肉）肌肉缺乏葡萄糖肌肉缺乏葡萄糖-6-6-磷酸酶活性，生成磷酸酶活性，生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖后只能进入酵解途径，肌糖原不能补充血糖后只能进入酵解途径，肌糖原不能补充血糖79G-6-P 葡萄糖葡萄糖 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 G-1-P UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 UTP UDPG PPi

38、糖原合酶糖原合酶 Gn+1 UDP Gn 葡糖葡糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝）糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 Pi Gn 糖原糖原糖糖原原合合成成糖糖原原分分解解80三、三、糖原合成与分解的调节糖原合成与分解的调节糖原分解的关键酶：磷酸化酶糖原分解的关键酶：磷酸化酶糖原合成的关键酶：糖原合酶糖原合成的关键酶：糖原合酶糖原的合成和分解不是简单的可逆反应，而糖原的合成和分解不是简单的可逆反应，而是通过两条途径进行的是通过两条途径进行的化学修饰化学修饰别构调节别构调节81磷酸化酶磷酸化酶:磷酸化酶磷酸化酶a a（磷酸型）：（磷酸型）：有活性有活性有活性有活性 磷酸化酶磷酸化酶b b（去磷酸）：无活性（去

39、磷酸）：无活性糖原合酶：糖原合酶：糖原合酶糖原合酶a a：去磷酸，有活性：去磷酸，有活性 糖原合酶糖原合酶b b：磷酸化，：磷酸化，无活性无活性无活性无活性。82受体受体胰高血糖素胰高血糖素腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶蛋白激酶蛋白激酶cAMP糖原合酶糖原合酶P磷酸化酶磷酸化酶P有活性有活性无活性无活性血糖增高血糖增高838484食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2+H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径等等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂

40、肪、氨基酸 其他己糖其他己糖84第四节第四节糖异生作用糖异生作用糖异生糖异生(Gluconeogenesis)非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程变为葡萄糖或糖原的过程主要器官：肝、肾主要器官：肝、肾85一、糖异生途径一、糖异生途径（从丙酮酸生成葡萄糖的具体过程）（从丙酮酸生成葡萄糖的具体过程）糖酵解与糖异生途径的多数反应是共有的，糖酵解与糖异生途径的多数反应是共有的，可逆的，但酵解途径中有可逆的，但酵解途径中有3个不可逆反应，个不可逆反应，在糖异生途径中须有另外的反应代替。在糖异生途径中须有另外的反应代替。基本是糖酵解的逆反应过程

41、基本是糖酵解的逆反应过程861.1.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)(PEP)丙酮酸羧化酶仅存在于线粒体内丙酮酸羧化酶仅存在于线粒体内 草酰乙酸不能直接出线粒体草酰乙酸不能直接出线粒体丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP PEP ATP ATP ADP+Pi ADP+Pi COCO2 2 GTP GTP GDPGDPCOCO2 2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶87丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP+COATP+CO2 2ADP+Pi ADP+Pi 苹果酸苹果酸 NADH+H

42、NADH+H+NADNAD+天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GTP GDP+COGDP+CO2 2 线线粒粒体体胞胞液液丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路882.1,6-2.1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 转变为转变为 6-6-磷酸果糖磷酸果糖磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1-11,61,6二磷酸果糖二磷酸果糖6 6磷酸果糖磷酸果糖893.6-3.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 葡糖葡糖-6-6-磷酸酶磷酸酶己糖激酶己

43、糖激酶6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖90非糖物质进入糖异生的途径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糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 生糖氨基酸生糖氨基酸 -酮酸酮酸 -NH-NH2 2 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 2H 2H 9192糖异生的调节糖异生的调节：糖异生的关键酶糖异生的关键酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1葡糖葡糖-6-磷酸酶磷酸酶对糖异生和糖酵解两个糖代谢途径调节是互为相反的对糖异生和糖酵解两个糖代谢途径调节是互为相反的93（1 1

44、）ATPATP和柠檬酸促进糖异生和柠檬酸促进糖异生（2 2）乙酰）乙酰CoACoA促进糖异生促进糖异生（3 3）激素调节）激素调节 肾上腺素肾上腺素 胰高血糖素胰高血糖素 糖皮质激素糖皮质激素 生长激素生长激素 胰岛素胰岛素 抑制糖异生抑制糖异生94肾上腺素肾上腺素胰高血糖素胰高血糖素糖皮质激素糖皮质激素诱导肝脏合成糖异生的四种关键酶，特别是磷酸烯醇式诱导肝脏合成糖异生的四种关键酶，特别是磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。丙酮酸羧激酶。促进肝外组织蛋促进肝外组织蛋白分解，促进脂库白分解，促进脂库动员动员 糖异生原料糖异生原料 促进肝细胞中磷酸烯醇式羧激酶的活性。促进肝细胞中磷酸烯醇式羧激酶的活性。促进脂

45、肪促进脂肪动员动员 脂肪酸脂肪酸分解分解乙酰乙酰CoACoA激活丙酮酸羧化酶激活丙酮酸羧化酶甘油：糖异生原料。甘油：糖异生原料。95胰岛素胰岛素抑制糖异生四种关键酶的合成。抑制糖异生四种关键酶的合成。对抗肾上腺素和胰高血糖素的作用。对抗肾上腺素和胰高血糖素的作用。抑制糖异生抑制糖异生四、四、生理意义生理意义（1 1）维持血糖浓度的恒定。）维持血糖浓度的恒定。饥饿饥饿1212小时后，糖异生为主要供能途径。小时后，糖异生为主要供能途径。（2 2）利用乳酸）利用乳酸,更新肝糖原更新肝糖原（3 3）调节酸碱平衡。）调节酸碱平衡。96乳酸循环（乳酸循环（CoriCori循环）循环）葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮

46、酸乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖NADHNADHNADHNADH肝肝血液血液肌肉肌肉糖糖异异生生糖糖酵酵解解第五节第五节 糖代谢紊乱糖代谢紊乱 血糖：指血液中存在的还原性糖。血糖：指血液中存在的还原性糖。临床上所称血糖指血中的葡萄糖。临床上所称血糖指血中的葡萄糖。血糖水平：即血糖浓度。血糖水平：即血糖浓度。正常血糖浓度正常血糖浓度 ：3.893.896.11mmol/L 6.11mmol/L 98葡萄糖耐量葡萄糖耐量(glucose tolerence)(glucose tolerence)指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现

47、象。受能力的现象。99糖耐量试验糖耐量试验 (GTT)(GTT)目的：临床上用来诊断病人有无糖代谢异常。目的：临床上用来诊断病人有无糖代谢异常。口服糖耐量试验的方法：口服糖耐量试验的方法：被被试试者者清清晨晨空空腹腹静静脉脉采采血血测测定定血血糖糖浓浓度度，然然后后一一次次服服用用100g100g葡葡萄萄糖糖，服服糖糖后后的的1/21/2、1 1、2h2h（必必要要时时可可在在3h3h）各各测测血血糖糖一一次次。以以测测定定血血糖糖的的时时间间为为横横坐坐标标（空空腹腹时时为为0h0h），血血糖糖浓浓度度为为纵纵坐坐标标，绘绘制制糖糖耐量曲线。耐量曲线。100糖糖耐耐量量曲曲线线 正常人：服糖

48、后正常人：服糖后1/2-1h1/2-1h达到高峰，然后逐渐降低，达到高峰，然后逐渐降低，一般一般2h2h左右恢复正常值。左右恢复正常值。糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓度急剧升糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓度急剧升 高，高，2h2h后仍可高于正常。后仍可高于正常。101低血糖低血糖1.1.低血糖低血糖(hypoglycemia)(hypoglycemia)2.2.低血糖休克低血糖休克空腹血糖浓度低于空腹血糖浓度低于3.30mmol/L3.30mmol/L时称为时称为低血糖低血糖。血血糖糖水水平平过过低低，会会影影响响脑脑细细胞胞的的功功能能，从从而而出出现现 头头晕晕

49、、倦倦怠怠无无力力、心心悸悸等等症症状状，严严重重时时出出现现昏迷，称为低血糖休克。昏迷，称为低血糖休克。102高血糖及糖尿症高血糖及糖尿症1.1.高血糖高血糖(hyperglycemia)(hyperglycemia)2.2.糖尿及肾糖阈糖尿及肾糖阈临床上将空腹血糖浓度高于临床上将空腹血糖浓度高于7.22mmol/L7.22mmol/L称为称为高血高血糖糖。当血糖浓度高于当血糖浓度高于8.888.8810.00mmol/L10.00mmol/L时，超过时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿。这一血糖了肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿。这一血糖水平称为水平称为肾糖阈肾糖阈。103本章重点内

50、容本章重点内容1.1.血糖的来源和去路血糖的来源和去路2.2.概念：糖酵解，有氧氧化，底物水平磷酸化，概念：糖酵解，有氧氧化，底物水平磷酸化，糖原合成，糖原分解，糖异生，乳酸循环糖原合成，糖原分解，糖异生，乳酸循环3.3.代谢通路：糖酵解，糖有氧氧化，磷酸戊糖代谢通路：糖酵解，糖有氧氧化，磷酸戊糖通路，糖原合成和分解，糖异生通路，糖原合成和分解，糖异生关键酶、细胞内部位、生成关键酶、细胞内部位、生成ATPATP数目、生理意数目、生理意义义1041 1、糖酵解途径最主要的调节酶是、糖酵解途径最主要的调节酶是 A.A.己糖激酶己糖激酶 B.B.丙酮酸激酶丙酮酸激酶 C.C.磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶