糖代谢医学学习.pptx

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1、目的与要求目的与要求学时：学时：5 5掌握：掌握：糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸无糖途径的部位、原料、糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸无糖途径的部位、原料、限速酶、能量生成与消耗、终产物、生理意义及主要调节方式限速酶、能量生成与消耗、终产物、生理意义及主要调节方式理解：理解：糖原的分类及合成与分解糖原的分类及合成与分解掌握：掌握：糖异生的概念、部位、原料、限速酶及生理意义糖异生的概念、部位、原料、限速酶及生理意义掌握：掌握：血糖的来源与去路及主要调节方式血糖的来源与去路及主要调节方式第1页/共120页物质代谢途径中的要点部位初始反应物（原料）终产物重要的中间产物限速酶（关键酶）、限速步骤能量的生成、

2、消耗代谢途径的生理意义第2页/共120页代谢途径中的重要步骤限速步骤加氢、脱氢步骤能量的生成和消耗步骤生成COCO2 2的步骤第3页/共120页 概述一、糖的生理功能1.氧化供能氧化供能为肿瘤，爱滋病，及其他疾病的治疗开辟为肿瘤，爱滋病，及其他疾病的治疗开辟了新的方向了新的方向.2.糖类具有结构功能糖类具有结构功能作为机体组织细作为机体组织细胞的组成成分胞的组成成分这是糖的主要功能。这是糖的主要功能。3.糖具有复杂的多方面的生物活性与功能糖具有复杂的多方面的生物活性与功能如糖是糖蛋白、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4页/共120页二、糖的分类及其结构根

3、据其水解产物的情况，糖主要可分为根据其水解产物的情况，糖主要可分为根据其水解产物的情况，糖主要可分为根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。以下四大类。以下四大类。以下四大类。单糖单糖单糖单糖 (monosacchride)(monosacchride)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5页/共120页葡萄糖葡萄糖(glucose)已醛糖已醛糖果糖果糖(fructose)已

4、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6页/共120页半乳糖半乳糖(galactose)已醛糖已醛糖 核糖核糖(ribose)戊醛糖戊醛糖 第7页/共120页2.寡糖寡糖常见的几种二糖有常见的几种二糖有麦芽糖麦芽糖 (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 半乳糖半乳糖各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连而成的各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连而成的短链结构，能水解生成几分子单糖的糖。短链结构，能水解生成几分子单糖的糖。第8页/共120页3.多糖多糖 由许多单糖分子缩合而成的长链结构，

5、能水能水解生成多个分子单糖的糖。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9页/共120页淀粉直链淀粉 由a-1,4a-1,4糖苷键相连而成的直链结构。支链淀粉 由多个较短的a-1a-1，4 4糖苷键直链结合而成。每两个短直链之间的连接为a-1,6a-1,6糖苷键。第10页/共120页淀粉淀粉 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11页/共120页 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12页/共120页 纤维素纤维素 作为植物的骨架作为植物的

6、骨架-1,4-糖苷键糖苷键第13页/共120页糖代谢的概况 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14页/共120页ATP(adenosine triphosphate，腺嘌呤核苷三磷酸)腺苷三磷酸腺苷三磷酸第15页/共120页AMPATPADP+Pi energyATPAMP+PPi energy Pi Pi+第16页/共120页第第

7、 二二 节节糖的无氧氧化糖的无氧氧化-糖酵解糖酵解（Glycolysis）第17页/共120页 一、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：胞浆糖酵解的反应部位：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)的的过程称之为过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，称之为为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。丙酮酸在无氧条件下加氢还原为乳酸。丙酮酸在无氧条件下加氢还原为乳酸。第18页

8、/共120页1、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（一）（一）葡萄糖经糖酵解途径分解为两分子丙酮酸 特点：消耗1分子ATP，反应不可逆。葡萄糖激酶（肝）葡萄糖Mg2+A AT TP P 已糖激酶已糖激酶A AD DP P糖酵解过程的第一个限速酶第19页/共120页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)。它它的的特点是：特点是：对葡萄糖的亲和力很低对葡萄糖的亲和力很低受激素调控受激素调控 第20页/共120页糖 原 (G

9、n)Gn)H3PO4磷酸化酶 糖 原(Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖糖原分解生成糖原分解生成糖原分解生成糖原分解生成6-6-6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第21页/共120页 磷酸已糖异构酶磷酸已糖异构酶6-磷酸葡萄糖(G-6-P）(F-6-P）6-6-磷酸果糖磷酸果糖2 2 2 2、6-6-6-6-磷酸葡萄糖异构为磷酸葡萄糖异构为磷酸葡萄糖异构为磷酸葡萄糖异构为6-6-6-6-磷酸果糖（磷酸果糖（磷酸果糖（磷酸果糖（F-6-PF-6-PF-6-PF-6-P）123456葡萄糖第22页/共120页1,6-二磷酸果糖 (F-6-P(F-6-P）A AD

10、DP PA AT TP P 磷酸果糖激酶-1-1 （PFK1PFK1）Mg2+2，6-二磷酸果糖ADP,AMP（+）ATP、柠檬酸()3 3 3 3、6-6-6-6-磷酸果糖生成磷酸果糖生成磷酸果糖生成磷酸果糖生成1,6-1,6-1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖二磷酸果糖二磷酸果糖(F-1,6-BP)(F-1,6-BP)(F-1,6-BP)(F-1,6-BP)第二个限速酶，也是最重要的限速酶第23页/共120页3-3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮1 1，6-6-二磷酸果糖醛缩酶4 4 4 4、磷酸己糖裂解成、磷酸己糖裂解成、磷酸己糖裂解成、磷酸己糖裂解成2 2 2 2分子分子分子分子磷酸丙糖磷酸

11、丙糖磷酸丙糖磷酸丙糖第24页/共120页(5)(5)磷酸二羟丙酮转变为磷酸二羟丙酮转变为3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 第25页/共120页1,3-二磷酸甘油酸(1,3-BPG)(1,3-BPG)3-3-磷酸甘油醛脱氢酶3-3-磷酸甘油醛HPOHPO4 4 2 2-糖酵解中唯一的脱氢反应+NADNADH H+H H+NADNAD+OPOOPO3 32-2-6 6、3-3-磷酸甘油醛氧化生成磷酸甘油醛氧化生成1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸第26页/共120页3-3-磷酸甘油酸激酶 3-3-磷酸甘油酸1,3-1

12、,3-二磷酸甘油酸 (1,3-BPG)(1,3-BPG)OPOOPO3 32-2-ADPADPATPATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化7 7、1,3-1,3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸的磷酸转移的磷酸转移第27页/共120页底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)由于脱氢或脱水的作用，底物分子内部能量由于脱氢或脱水的作用，底物分子内部能量重新分布，生成高能键（高能磷脂键或高能硫脂重新分布，生成高能键（高能磷脂键或高能硫脂键），使键），使ADP/GDPADP/GDPADP/GDPADP/GDP磷酸化生成磷酸化生成ATP/GTPATP/GTPATP/

13、GTPATP/GTP的过程。的过程。第28页/共120页3-3-磷酸甘油磷酸甘油酸变位酶 2-磷酸甘油酸8 8 8 8、3-3-3-3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-2-2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸第29页/共120页 磷酸烯醇式 丙酮酸2-2-磷酸甘油酸烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O9 9、2-2-磷酸甘油酸脱水成为磷酸甘油酸脱水成为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸形成一个高能化合物形成一个高能化合物第30页/共120页ADPADPA AT TP P丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PKPK )磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇式丙酮酸糖酵解过

14、程的第三个限速酶糖酵解过程的第三个限速酶也是第二次底物水平磷酸化反应也是第二次底物水平磷酸化反应MgMg2+2+,K,K+10101010、磷酸烯醇式丙酮酸转变为、磷酸烯醇式丙酮酸转变为、磷酸烯醇式丙酮酸转变为、磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸第31页/共120页丙酮酸NADH+H+乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 NAD+（二）丙酮酸还原为（二）丙酮酸还原为乳酸（缺氧）乳酸（缺氧）第32页/共120页2丙酮酸丙酮酸2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮

15、3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2Pi2NADH+2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2O糖原糖原(Gn)6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiGn-1ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖酵酵解解过过程程反应部位：胞液第33页/共120页 反应部位：胞浆反应部位：胞浆 糖酵解是一个糖酵解是一个不需氧不需氧的产能过程的产能过程 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

16、-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 糖酵解小结糖酵解小结第34页/共120页 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：从葡萄糖开始从葡萄糖开始 22-2=2ATP从糖原开始从糖原开始 22-1=3ATP 终产物：乳酸、终产物：乳酸、ATP第35页/共120页二、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（最主要的调节位点最主要的调节位点）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（能量水平、底物产物（能量水平、底物产物 ）共价修饰调节共价修饰调节 （激素，

17、（激素，磷酸化位点是丝氨酸残基的羟基）磷酸化位点是丝氨酸残基的羟基）第36页/共120页 1、6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*别构调节别构调节 别构激活剂：别构激活剂：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P别构抑制剂：别构抑制剂：柠檬酸柠檬酸;ATP（高浓度）（高浓度）F-2,6-2P 是该酶最强的变构激活剂是该酶最强的变构激活剂 第37页/共120页F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素 ATP cAMP 活化 F-2,6-2P +/+AMP +柠檬酸 AMP+柠檬酸 PFK-2（有活性

18、）FBP-2（无活性）6-磷酸果糖激酶-2 PFK-2（无活性）FBP-2（有活性）PP果糖双磷酸酶-2 第38页/共120页2、丙酮酸激酶丙酮酸激酶1)别构调节别构调节别构抑制剂：别构抑制剂：ATP,丙氨酸丙氨酸别构激活剂：别构激活剂：1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖第39页/共120页2)共价修饰调节共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶（无活性）（有活性）胰高血糖素 PKA,CaM激酶PPKA：蛋白激酶蛋白激酶A(protein kinase A)CaM：钙调蛋白钙调蛋白第40页/共120页(三）糖酵解的生理意义1.1.迅速供能

19、：是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2.生理供能：生理供能：是某些细胞在氧供应正常情况下是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。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.病理供能：严重贫血、呼吸功能障碍和循环功严重贫血、呼吸功能障碍和循环功 能障碍。能障碍。第41页/共120页第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate第42页/共120页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

20、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，并释放出并释放出能量能量的过程。是的过程。是机体主要供能方式机体主要供能方式。*部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 *概念概念 第43页/共120页一、有氧氧化的反应过程一、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 （线粒体）（线粒体）第三阶段：三羧酸循环及第三阶段：三羧酸循环及 氧化磷酸化（线粒体）G（Gn）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44页/共120页N

21、AD+NADH+H+CH3COSCoA丙酮酸乙酰CoA+CoA-SH辅酶ASCoA+C O2COO丙酮酸脱氢酶复合体ADP(+)ATP、乙酰CoA(-)（一）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰（一）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA CoA 限速酶第45页/共120页丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体3 3 种 酶：E E1 1:丙酮酸脱氢酶(TPP(TPP、MgMg2+2+)E E2 2:二氢硫辛酰酰胺转乙酰酶(硫辛酸、辅酶A)A)E E3 3:二氢硫辛酰酰胺脱氢酶(FAD(FAD、NADNAD+)6 6种辅助因子：TPPTPP、MgMg2+2+、硫辛酸、辅酶A A、FADFAD、NAD

22、NAD+（含B B1 1、硫辛酸、泛酸、B B2 2、PPPP五种维生素）HSCoANAD+第46页/共120页CO2 CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的生成的生成1.-羟乙基-TPP的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4.硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 第47页/共120页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。由由于于Krebs正正式式提提出出了了三三羧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循循环环，它它由由一一连串反应组成。连串

23、反应组成。所有的反应均在线粒体中进行。所有的反应均在线粒体中进行。二、三羧酸循环二、三羧酸循环*概述概述*反应部位反应部位 第48页/共120页1900-19811900-1981，德籍英国生物化学家，德籍英国生物化学家因发现三羧酸循环而获得因发现三羧酸循环而获得19531953年诺年诺贝尔生理和医学奖。贝尔生理和医学奖。19321932年发现尿素循环年发现尿素循环19371937年发现三羧酸循环年发现三羧酸循环第49页/共120页柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸CH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶A柠檬酸柠檬酸CoASH+H2OAMPATP长链脂酰CoA（）（+）1 1 1 1、乙酰、乙酰

24、、乙酰、乙酰CoACoACoACoA与草酰乙酸缩合形成与草酰乙酸缩合形成与草酰乙酸缩合形成与草酰乙酸缩合形成柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸三羧酸循环的第一个限速酶三羧酸循环的第一个限速酶第50页/共120页异柠檬酸H2O柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸乌头酸酶乌头酸酶2 2 2 2、柠檬酸转变成、柠檬酸转变成、柠檬酸转变成、柠檬酸转变成异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸第51页/共120页CO2NAD+异柠檬酸-酮戊二酸草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶AMPADPATP（）（+）3 3 3 3、异柠檬酸氧化脱羧转变为、异柠檬酸氧化脱羧转变为、异柠檬酸氧化脱羧转变为、异柠檬酸氧化脱羧转变

25、为-酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸三羧酸循环中第二个限速酶第52页/共120页C O2-酮戊二酸脱氢酶系CoASHNAD+NADH+H+琥珀酰CoA-酮戊二酸4、-酮戊二酸氧化脱羧生成氧化脱羧生成琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A三羧酸循环中第三个限速酶第53页/共120页琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酸CoASH底物水平磷酸化5 5 5 5、琥珀酰、琥珀酰、琥珀酰、琥珀酰CoACoACoACoA转变为转变为转变为转变为琥珀酸（琥珀酸（琥珀酸（琥珀酸（底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化）第54页/共120页FAD琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸

26、脱氢酶延胡索酸FADH26 6 6 6、琥珀酸氧化脱氢生成、琥珀酸氧化脱氢生成、琥珀酸氧化脱氢生成、琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸第55页/共120页延胡索酸延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸H2O7 7 7 7、延胡索酸水化生成、延胡索酸水化生成、延胡索酸水化生成、延胡索酸水化生成苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸第56页/共120页8 8、苹果酸脱氢生成、苹果酸脱氢生成草酰乙酸草酰乙酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 草酰乙酸苹果酸NAD+NADH+H+第57页/共120页草酰乙酸CH2COSoA(乙酰辅酶A)苹果酸琥珀酸琥珀酰CoA-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸2

27、H2H三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环（TCA）第58页/共120页第59页/共120页小小 结结 1 1、TACTAC过程的反应部位是线粒体。2 2、三羧酸循环是能量产生的主要环节。经过一次三羧酸循环，经一次底物水平磷酸化、二次脱羧、三个限速酶、四次脱氢。共产生1010个ATPATP3、整个循环反应为整个循环反应为不可逆反应不可逆反应4 4、关键酶有：柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶。第60页/共120页u三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 是糖、脂肪、氨基酸三大营养素的最终代谢通是糖、脂肪、氨基酸三大营养素的最终代谢通路路是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽是糖

28、、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在提供生物合成的前体中起重要作用为呼吸链提供为呼吸链提供H+e。第61页/共120页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 的同的同时时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 三、糖有氧氧化的生理意义三、糖有氧氧化的生理意义 1.1.有氧氧化是机体获得ATPATP的主要方式 第62页/共120页反反 应应辅辅 酶酶最终获得最终获得ATPATP第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆）葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖磷酸果糖1,

29、6-二磷酸果糖二磷酸果糖-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2NADH3或或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22磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）2异柠檬酸异柠檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸2苹果酸苹果酸2草酰乙酸草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2 2NADH55235由一个葡糖糖总共获

30、得由一个葡糖糖总共获得30或或32第63页/共120页 胞浆中NADH的氧化胞浆中胞浆中NADH必须经一定必须经一定转运机制转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。转运机制转运机制主要有：主要有：-磷酸甘油穿梭（磷酸甘油穿梭（脑、骨骼肌，脑、骨骼肌，36分子分子ATP）苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭（天冬氨酸穿梭（肝、心肌，肝、心肌，38分子分子ATP）第64页/共120页关键酶：丙酮酸脱氢酶复合体 柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶、a-酮戊二酸脱氢酶复合体 己糖激酶 6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 四、糖有氧氧化的调节第65页/共120页1.丙酮酸脱氢酶复

31、合体丙酮酸脱氢酶复合体 别构调节别构调节别构抑制剂：乙酰别构抑制剂：乙酰CoA;NADH;ATP 别构激活剂：别构激活剂：AMP;ADP;NAD+第66页/共120页 共价修饰调节共价修饰调节 第67页/共120页2 2、TCATCA的调节主要调节位点：主要调节位点：异柠檬酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、a-a-a-a-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 影响二者活性的因素：影响二者活性的因素：NADH/NAD+NADH/NAD+NADH/NAD+NADH/NAD+、ATP/ADPATP/ADPATP/ADPATP/ADP比值；比值；氧化磷酸化速率；氧化磷酸化速率；Ca2+Ca2+Ca2+Ca

32、2+浓度；浓度；第68页/共120页第四节 磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway第69页/共120页*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磷酸戊糖糖及及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。的反应过程。部位：部位：胞液胞液关键酶：关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶第70页/共120页 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*反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段

33、 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71页/共120页NADP+NADPH+H+6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)(G6PD)限速酶限速酶，对，对NADP+有高有高度特异性度特异性（1 1 1 1）6-6-6-6-磷酸葡萄糖酸内酯的生成磷酸葡萄糖酸内酯的生成磷酸葡萄糖酸内酯的生成磷酸葡萄糖酸内酯的生成1 1、磷酸戊糖和、磷酸戊糖和NADPHNADPH的生成的生成第72页/共120页 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H

34、 H2 2O O内酯酶内酯酶（2 2 2 2）6-6-6-6-磷酸葡萄糖酸的生成磷酸葡萄糖酸的生成磷酸葡萄糖酸的生成磷酸葡萄糖酸的生成第73页/共120页COCO2 26-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸脱氢酶酸脱氢酶（3 3 3 3）6-6-6-6-磷酸葡萄糖酸转变为磷酸葡萄糖酸转变为磷酸葡萄糖酸转变为磷酸葡萄糖酸转变为5-5-5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖磷酸核酮糖磷酸核酮糖第74页/共120页5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-5-磷酸核糖磷酸核糖 异构酶异构酶2 2、磷酸戊糖的相互转变、磷酸戊糖的相互转变第75页

35、/共120页糖酵解途径糖酵解途径36-36-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-6-磷酸磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖36-36-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯3NADPH3NADPH36-36-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3H3H2 2O O35-35-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3NADPH3NADPH3CO3CO2 23 3、基团移换基团移换第76页/共120页磷酸戊糖途径第一阶段第一阶段 第第二二阶阶段段 5-磷

36、酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5)3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CO2第77页/共120页 （二）磷酸戊糖途径的

37、生理意义（二）磷酸戊糖途径的生理意义1.为核酸的生成提供核糖 2.提供提供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 第78页/共120页(1)NADPH是体内许多合成代谢的供氢体是体内许多合成代谢的供氢体 (2)NADPH参与体内的羟化反应，与参与体内的羟化反应，与生物生物合成合成或或生物转化生物转化有关有关(3)NADPH可维持可维持GSH的还原状态的还原状态 2G-SH G-S-S-GNADP+NADPH+H+A AH2 第79页/共120页hemolysis溶血溶血hemolytic anemia溶血性贫血溶血性贫血 谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽还原

38、酶谷胱甘肽还原酶Favism(蚕豆病蚕豆病)Oxidative damage to lipids,protein,enzymes,intact of RBC membrane,Hb,DNAdefect第80页/共120页海因茨小体（Heinz Body），是红细胞内变性珠蛋白的包涵体，由德国物理学家Robert Heinz(1865-1924)于1890年发现并命名。第81页/共120页第第 五五 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenesis and GlycogenolysisGlycogenolysis第82页/共120页是动物体内糖的

39、储存形式之一，是机体能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。迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，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，70 100g，维持血糖水平维持血糖水平 糖 原 (glycogen)(glycogen)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83页/共120页还原端非还原端1.1.葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-1,4-糖苷糖苷 键键形成长链。形成长链。2.-1,6-1,6-糖苷键连接为分支结糖苷键连接为分支结构构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.

40、非还原端增多，以利于非还原端增多，以利于其被酶分解。其被酶分解。l糖原的结构特点及其意义糖原的结构特点及其意义 第84页/共120页一、糖原的合成作用 合成部位合成部位定义定义糖原的合成糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合指由葡萄糖合成糖原的过程。成糖原的过程。组织定位：组织定位：主要在肝脏、肌肉主要在肝脏、肌肉细胞定位：细胞定位：胞浆胞浆第85页/共120页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）第86页/共120页1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸

41、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糖 第87页/共120页1-磷酸葡萄糖UTPUTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiPPiUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶H2O2Pi3、尿苷二磷酸葡萄糖（、尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的生成）的生成 *UDPG是是葡萄糖葡萄糖的活化形式的活化形式，在体内充作葡萄，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。第88页/共120页尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)糖原引物(Gn)糖原合酶糖原合酶糖原(Gn+1n+1)UDP4.4.-1,4-1,4-糖苷糖苷 键的形成键的形成第89页/共120页5.5.糖原分枝的形成糖原分枝的形成 分分 支支 酶

42、酶 (branching enzyme)-1,6-糖苷键 -1,4-糖苷键 第90页/共120页糖原引物糖原引物糖原合酶糖原合酶分枝酶分枝酶糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶第91页/共120页 二、糖原的分解代谢 *定义定义*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)习惯上指肝糖原习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。分解成为葡萄糖的过程。第92页/共120页G GG-1-PG-1-PPiPi脱枝酶脱枝酶脱

43、枝酶脱枝酶2 2、脱枝酶的作用、脱枝酶的作用第93页/共120页1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖3 3、1-1-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第94页/共120页葡萄糖H H3 3POPO4 4H H2 2O O葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶（肝、肾）（肝、肾）4 4、6-6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖6-磷酸葡萄糖肌肉组织细胞缺乏此酶，因此肌糖原无法补充血糖第95页/共120页G（补充血糖）（补充血糖）G-6-P F-6-P（进入酵解和有氧氧（进入酵解和有氧氧化途径）化途径）G-1-PGn（合成糖原）（合成糖原）UDPG 6-磷

44、酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯（进入磷酸戊糖途径）（进入磷酸戊糖途径）小 结第96页/共120页 三、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二二种方式。种方式。*它们都以活性、无（低）活性二种形式存它们都以活性、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在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。化而相互转变。第97页/共120页腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性（无活性）腺苷环

45、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(a)糖原合酶糖原合酶-P(b)PKA(有活性有活性)磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶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 第98页/共120页第六节第六节 糖糖 异异 生生Gluconeogenesis第99页/共120页糖异生糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖是指从非糖化合物

46、转变为葡萄糖或糖原的过程。化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。*部位部位*原料原料*概念概念 主要在主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体肝、肾细胞的胞浆及线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸第100页/共120页糖异生作用的部位糖异生作用的部位生理条件下生理条件下饥饿期间饥饿期间空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空空 腹腹 100300 90%10%速率速率(g/day)肝肝 肾肾饥饿饥饿5-6天后天后 约约 100 55%45%第101页/共120页一、糖异生途径 D 基本上是糖酵解的逆过程基本上是糖酵解的逆过程D 跨越三个能障跨越三个能障D

47、一个膜障（以一个膜障（以丙酮酸丙酮酸为代表的物质）为代表的物质）第102页/共120页葡萄糖 6-磷酸葡萄糖ATP ADP糖的分解代谢已糖激酶(肝)H3PO4 H2O糖的异生作用葡萄糖-6-磷酸酶肝6-6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖第103页/共120页6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖ATP ADP糖的分解代谢磷酸果糖激酶-1H3PO4 H2O糖的异生作用果糖二磷酸酶-11,6-1,6-二磷酸果糖转变为二磷酸果糖转变为6-6-磷酸果糖磷酸果糖第104页/共120页丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰

48、乙酸ATPATPADPADPCOCO2 2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素COCO2 2GTPGTPGDPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶丙酮酸丙酮酸转变成转变成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸-丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路第105页/共120页 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 果糖果糖-1-1，6-6-二磷酸酶二磷酸酶 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胞浆胞浆胞浆胞浆线粒体线粒体胞浆、线粒体胞浆、线粒体糖异生作用的酶糖异生作用的酶存在部位存在部位 线粒体内膜不允许草酰乙酸自由透过线粒体内膜不允许草酰乙酸自由透过，故此草酰乙酸，故

49、此草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成“膜障膜障”。糖异生作用与膜障糖异生作用与膜障第106页/共120页丙酮酸丙酮酸 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+CO2ADP+Pi 苹果酸苹果酸 NADH+H+NAD+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 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP+CO2 线线粒粒体体胞胞液液第107页/共120页二、糖异生的生理意义1.1.维持血糖浓度恒定 2.2.补充肝糖原 3.3.调节酸碱平衡（乳酸

50、异生为糖）第108页/共120页第第 八八 节节 血糖及其调节血糖及其调节第109页/共120页*血糖，血糖，指血液中的葡萄糖。指血液中的葡萄糖。*血糖水平，血糖水平，即血糖浓度。即血糖浓度。正常血糖浓度正常血糖浓度：3.896.11mmol/L 血糖及血糖水平的概念 第110页/共120页血血糖糖食食 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 一、血糖来源和