第2章糖代谢学习.pptx

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1、本章内容：本章内容：第一节第一节 概述概述第二节第二节 糖的分解代谢糖的分解代谢第三节第三节 糖原糖原第四节第四节 糖异生糖异生第五节第五节 血糖血糖第1页/共84页第一节 概述一、糖类的生理功能1 1、氧化供能2 2、是生物体内重要的结构物质3 3、作为合成其他物质的原料4 4、是体内重要的信息物质第2页/共84页二、多糖的酶解作用1 1、淀粉的酶解第3页/共84页(1)(1)水解淀粉的酶-淀粉酶：从淀粉分子的内部水解-1,4-1,4糖苷键,不能水解-1,6-1,6糖苷键。异淀粉酶：又叫-1,6-1,6糖苷键酶，专一水解支链淀粉的-1,6-1,6糖苷键。-淀粉酶：存在于高等植物和微生物中，从

2、淀粉分子链的非还原端依次水解麦芽糖单位。第4页/共84页（2 2）淀粉的消化吸收淀粉淀粉唾液淀粉酶唾液淀粉酶糊精糊精少量麦芽糖少量麦芽糖胃酸胃酸水解部分水解部分淀粉淀粉胰胰淀淀粉粉酶酶-糊糊精精酶酶葡萄糖、麦芽糖葡萄糖、麦芽糖细胞细胞第5页/共84页2、纤维素的酶解、纤维素的酶解第6页/共84页纤维素的酶解过程：纤维素的酶解过程：纤维素纤维素消化道内大量的消化道内大量的微生物发酵微生物发酵低级脂肪酸低级脂肪酸（乙酸、丙酸等）（乙酸、丙酸等）细胞细胞葡萄糖葡萄糖第7页/共84页糖氧化分解的主要途径：一、在无氧条件下进行的无氧分解二、在有氧条件下进行的有氧氧化三、通过磷酸戊糖途径进行的分解代谢第三

3、节第三节 糖的分解代谢糖的分解代谢 第8页/共84页一、糖的无氧分解（一）定义：在无氧的条件下，葡萄糖或糖原分解成丙酮酸，进而还原为乳酸并释放少量能量的过程称为糖的无氧分解。这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似，又称为糖酵解，简称EMP途径。（二）反应部位：细胞液（胞浆）（二）反应部位：细胞液（胞浆）第9页/共84页1、葡萄糖的磷酸化第一阶段：葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPATPADPADPP P己糖激酶是糖酵解途径的第一个限速酶第10页/共84页葡萄糖磷酸化反应的意义将葡萄糖磷酸化易参加代谢反应的活化形式；磷酸化的葡萄糖有防止胞内葡萄糖外渗的作用；为后续进行的底物水平磷化贮

4、备了磷酸基团。第11页/共84页2、磷酸己糖异构化第12页/共84页P3、1,6-二磷酸果糖的生成磷酸果糖激酶是糖酵解途径的最重要的限速酶ATPATPADPADPP第13页/共84页磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶己糖激酶磷酸己糖异 构 酶葡葡萄萄糖糖6磷磷酸酸果果糖糖6磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖1，6二二磷磷酸酸果果糖糖ATP ADPATP磷酸化酶糖 原1磷酸葡萄糖磷酸果糖磷酸果糖变变 位位 酶酶ADP己糖激酶磷酸果糖激酶ATPATP第14页/共84页4、1,6-二磷酸果糖的裂解第二阶段：CHOCH2OPCCHCH2OCOHOPHOHH1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛第15页/共84页5、磷酸

5、丙糖的同分异构化相当于相当于1,6-二磷酸果糖裂解二磷酸果糖裂解为两分子的为两分子的3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。第16页/共84页6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸第三阶段：CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOOPP+NAD+Pi+NADH+H+H H3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸这是糖酵解过程中唯一一步脱氢反应这是糖酵解过程中唯一一步脱氢反应第17页/共84页7、高能磷酸基团的转移糖酵解中第一次底物水平磷酸化，1分子葡萄糖产生2分子ATP+ADP+ATPATP第18页/共84页8、3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸第19页/共84页9、磷酸烯醇式丙

6、酮酸的生成第20页/共84页10、丙酮酸的生成糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶是第三个限速酶1分子葡萄糖产生2分子ATPADPATPATP第21页/共84页自发反应第22页/共84页2ATP2ATP3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛1,3-二二磷磷酸酸甘甘油油酸酸3-磷磷酸酸甘甘油油酸酸2-磷磷酸酸甘甘油油酸酸磷磷酸酸烯烯醇醇式式丙丙酮酮酸酸丙丙酮酮酸酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶2ADP烯醇化酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸 激 酶磷酸甘油酸脱氢 酶2NAD+2Pi2NADH+2H+2ATP2ADP2ATP第23页/共84页第四阶段：丙酮酸还原生成乳酸丙酮酸乳酸第24页/共

7、84页糖酵解分为四个阶段第一阶段：葡萄糖的磷酸化葡萄糖3步1，6二磷酸果糖二磷酸果糖第二阶段第二阶段：糖的裂解阶段：糖的裂解阶段1，6二磷酸果糖二磷酸果糖两分子的磷酸丙糖两分子的磷酸丙糖2步步第三阶段第三阶段：产能阶段：产能阶段两分子的两分子的3磷酸甘油醛磷酸甘油醛两分子丙酮酸两分子丙酮酸5步步第四阶段第四阶段：还原阶段：还原阶段两分子丙酮酸两分子丙酮酸两分子乳酸两分子乳酸1步步第25页/共84页己糖激酶己糖激酶ADPATP 葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶ADPATP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶6-磷酸果糖磷酸果糖变位酶变位酶2-磷

8、酸甘油酸磷酸甘油酸2ATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶2ADP丙酮酸丙酮酸2ATP2ADP3-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烯醇化酶烯醇化酶磷酸甘油磷酸甘油醛脱氢酶醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+NADH+H+醛缩酶醛缩酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮乳酸乳酸无无氧氧丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶乙醛乙醛乙醇乙醇无无氧氧CO2糖原糖原1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖己糖激酶己糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶ATPATP2ATP2ATP2NADH+H+第26页/共84页糖酵解的反应特点1、整个过程无氧参加；2、三个限速酶；3、从葡萄糖开始净生成

9、2分子ATP，从糖原开始净生成3分子ATP；4、一次脱氢辅酶为NAD，生成的NADHH中的2H最后又交给丙酮酸生成了乳酸。第27页/共84页糖酵解的意义1、是生物体对不良环境条件的一种适应能力；2、是红细胞和某些组织细胞的主要供能方式；3、在工业、农牧业生产中具有重要的实践意义。第28页/共84页二、糖的有氧氧化（一）定义：葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化生成CO2、H2O和大量ATP的代谢过程，称为糖的有氧氧化。（二）反应部位：（二）反应部位：细胞液和线粒体细胞液和线粒体第29页/共84页糖的无氧氧化与有氧氧化的关系糖的无氧氧化与有氧氧化的关系第30页/共84页（三）反应分为三个阶段第一阶段：丙

10、酮酸的生成（在细胞液中进行）第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧（在线粒体中）葡萄糖葡萄糖2NAD2ADP2Pi2丙酮酸丙酮酸 2ATP2NADH2H第三阶段第三阶段：三羧酸循环（线粒体中）：三羧酸循环（线粒体中）第31页/共84页一、三羧酸循环的定义 反应从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸为开始，最终以生成草酰乙酸而为循环,又称为柠檬酸循环，又称为柠檬酸循环，又称为又称为Krebs循环，循环，又称为又称为TCA循环。循环。第32页/共84页二、三羧酸循环的反应部位线粒体基质第33页/共84页三、三羧酸循环的反应过程（一）缩合反应（二）柠檬酸异构化生成异柠檬酸（三）异柠檬酸氧化脱羧生成-酮

11、戊二酸（四）-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（五）琥珀酰CoA水解生成琥珀酸（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（七）延胡索酸加水生成苹果酸（八）草酰乙酸的再生（一）缩合反应（二）柠檬酸异构化生成异柠檬酸（三）异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸（四）-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（五）琥珀酰CoA水解生成琥珀酸（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（七）延胡索酸加水生成苹果酸（八）草酰乙酸的再生第34页/共84页CH3 CSCoA+CH2OOCCOOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸合成酶合成酶HOCCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2OHHHHHHHHHHCH2COOHO柠檬酸柠檬酸合成酶合成酶乙酰

12、CoA草酰乙酸柠檬酸HSCoA（一）缩 合 反 应柠檬酸合成酶是三羧酸循环的第一个限速酶H2O第35页/共84页（二）柠檬酸异构化为异柠檬酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O顺乌头酸酶顺乌头酸酶HOHH2OHOHH2O柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸第36页/共84页HOH（三）异柠檬酸生成-酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸-酮戊

13、二酸 这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。应，异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶HH第37页/共84页（四）-酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CHCOOHCH2COOHO-酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACOSCoA琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸脱氢酶复合体-酮戊二酸脱氢酶复合体 这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧 反应，反应，-酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。COOCO2H HHH第38页/共

14、84页（五）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCOSCoA琥珀酰CoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酰CoA合成酶这是三羧酸循环的唯一一次底物这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。水平磷酸化。GTP +ADPATPGTP第40页/共84页HH（六）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸+FADCHCOOHCHCOOHHHHH+FADH2H2延胡索酸琥珀酸脱氢酶第41页/共84页HOHH2O（七）苹果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶苹果酸+第42页/共84页（八）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH

15、苹果酸OCCOOHCH2COOH草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH苹果酸脱氢酶HOHH H第43页/共84页柠檬 酸草酰乙酸 乙酰CoACoAH2O顺乌头酸 琥珀酰CoA 异柠檬酸 H2OH2ONAD+NADH+H+CO2延胡索酸 苹果酸 FADFADH2H2O草酰琥珀酸 CO2NAD+NADH+H+三羧酸循环琥珀酸 GDPGTPATPNADH+H+NAD+-酮戊二 酸CO2CO2H HH HH2H HNAD+NAD+NAD+FADATP第44页/共84页四、反应特点1 1、需氧2 2、不可逆：三个限速酶3 3、两次脱羧、四次脱氢（三次受体是NADNAD，一次是FADFAD）、一次底物水平

16、磷酸化，4 4、共产生12molATP12molATP第45页/共84页五、生理意义 是生物体内能源物质氧化分解的 共同途径 是生物体内释放能量最多的氧化 分解阶段 是物质相互转化的基础第46页/共84页淀粉、糖原 葡萄糖三脂酰甘油 甘油脂肪酸 乙酰CoA 蛋 白 质 氨基酸 TCA循环CoASH2HADPPiATP1/2O2H2OCO2第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段三大物质氧化分解的三阶段第47页/共84页三大物质代谢之间的关系草酰乙酸苹果酸延胡索酸琥珀酰CoA-酮戊 二 酸柠檬 酸葡萄糖葡萄糖草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA天冬氨酸天冬氨酸血红素血红素谷氨酸谷氨酸组氨酸组氨

17、酸脯氨酸脯氨酸精氨酸精氨酸乙酰CoA天天冬冬氨氨酸酸苯苯丙丙氨氨酸酸酪酪氨氨酸酸奇数脂肪酸奇数脂肪酸TCA循环第48页/共84页 三羧酸循环不仅是各种有机物质氧化分解的共同途径、释放能量最多的氧化分解阶段，而且架起了三大类物质相互转化、相互联系的桥梁。写出三羧酸循环的反应过程，标出脱羧、脱氢、产能部位，指出限速酶。小结：返回第49页/共84页定义：从6磷酸葡萄糖开始，不经糖酵解和柠檬酸循环，直接将其脱氢脱羧分解为磷酸戊糖，磷酸戊糖分子再经重排最终又生成6磷酸葡萄糖的过程，或称为磷酸己糖旁路，简称HMP途径。三、三、磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第50页/共84页反应可分为两个阶段：第一阶段 氧化阶段

18、 由6磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成磷酸戊糖;第二阶段 非氧化阶段磷酸戊糖分子再经重排最终又生成6磷酸葡萄糖第51页/共84页第一阶段：氧化阶段 1、.脱氢反应脱氢反应 6-磷酸葡萄糖脱氢酶以磷酸葡萄糖脱氢酶以NADP+为辅酶为辅酶,催化催化6-磷酸葡萄糖脱氢生磷酸葡萄糖脱氢生成成6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸内酯。内酯。第52页/共84页2.水解反应 在6-磷酸葡萄糖酸内酯酶催化下,6-磷酸葡萄糖酸内酯水解为6-磷酸葡萄糖酸,反应可逆。第53页/共84页3.脱氢脱羧反应 由6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶催化氧化脱羧生成5-磷酸核酮糖,NADP+再次作为氢的受体。第54页/共84页第二阶段:非氧化的分子重组

19、合阶段4.异构化反应 5-磷酸核酮糖异构化成5-磷酸核糖;5-磷酸核酮糖差向异构化(或称表异构化)成5-磷酸木酮糖。第55页/共84页5.转酮醇反应 转酮醇酶催化磷酸酮糖上的二碳单位羟乙酰基转移到磷酸醛糖的第1碳原子上,形成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。转酮醇酶转移一个二碳单位。第56页/共84页6.转醛醇反应 转醛醇酶催化7-磷酸景天庚酮糖上的二羟丙酮基团转移给3-磷酸甘油醛生成4-磷酸赤藓糖和6-磷酸果糖。第57页/共84页7.转酮醇反应 四碳糖和五碳糖经转酮醇酶作用转移二碳单位,形成三碳糖和六碳糖。第58页/共84页8、异构化反应 6-磷酸果糖经异构化形成6-磷酸葡萄糖。第59页/

20、共84页第60页/共84页磷酸戊糖途径的主要特点：1、是6-磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧,不必经过EMP,也不必经过TCA；2、在整个反应中,脱氢酶的辅酶为NADP+而不是NAD+；3、磷酸戊糖经复杂的转化重新生成磷酸己糖第61页/共84页磷酸戊糖的生理意义：1、生成的5磷酸核糖是合成核酸及核苷酸辅酶的必要原料；2、NADPHH作为供氢体，参与体内许多重要的还原性代谢反应。第62页/共84页第四节 糖原糖原结构示意图糖原结构示意图糖原部分结构式糖原部分结构式第63页/共84页n一、糖原的合成n（一）定义：葡萄糖、半乳糖和果糖等在体内相应酶的作用下合成糖原的过程。n（二）合成部位：细胞的胞液中第64页

21、/共84页（三）反应过程：（三）反应过程：1、6磷酸葡萄糖的生成磷酸葡萄糖的生成第65页/共84页2、1葡萄糖的生成第66页/共84页3、尿苷二磷酸葡萄糖的生成第67页/共84页4、1，4糖苷键葡萄糖聚合物的生成糖原合成酶第68页/共84页5、糖原的生成第69页/共84页糖原的合成过程第70页/共84页糖原合成的特点：1、反应部位2、糖原合成酶是关键酶3、需要糖原引物4、每加上一个葡萄糖残基消耗2分子ATP第71页/共84页糖原合成的意义：1、有效地调节血糖浓度，2、合理地贮存能源第72页/共84页二、糖原的分解（一）定义：糖原分解是指肝糖原分解为葡萄糖的过程。肌肉中因没有肌肉中因没有6磷酸葡

22、萄糖酶，故肌糖原磷酸葡萄糖酶，故肌糖原不能分解为葡萄糖，主要进入糖酵解途径不能分解为葡萄糖，主要进入糖酵解途径和有氧氧化途径和有氧氧化途径第73页/共84页糖原分解过程：1、1磷酸葡萄糖的生成糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶第74页/共84页2、6磷酸葡萄糖的生成第75页/共84页3、葡萄糖的生成6磷酸葡萄糖酶磷酸葡萄糖酶（肝、肾）（肝、肾）第76页/共84页糖原分解反应的特点：1、糖原磷酸化酶是关键酶2、分解过程不消耗ATP3、肌糖原不能直接分解为游离的葡萄糖第77页/共84页反应意义：肝糖原分解不仅可以氧化供能，而且可以分解为游离的葡萄糖维持血糖恒定；肌糖原是肌肉收缩时的主要供能物质，可经糖酵解途

23、径转化为乳酸，经血液循环到肝脏，转变为肝糖原或葡萄糖，对血糖的调节起间接作用。第78页/共84页 第五节 糖异生一、定义：由非糖物质转变为葡 萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。二、糖异生的部位：主要在肝脏，二、糖异生的部位：主要在肝脏，其次是肾脏其次是肾脏三、糖异生过程：三、糖异生过程：基本上是糖酵解的逆过程基本上是糖酵解的逆过程第79页/共84页1、丙酮酸羧化支路：绕过丙酮酸激酶催化反应“能障”的逆过程。第80页/共84页2.1,6-二磷酸果糖逆转成6-磷酸果糖3、6磷酸葡萄糖逆转成葡萄糖磷酸葡萄糖逆转成葡萄糖第81页/共84页第82页/共84页糖异生的意义：糖异生的意义：1、有利于机体内糖来源不足时、有利于机体内糖来源不足时维持血糖浓度相对恒定维持血糖浓度相对恒定2、有利于乳酸的利用、有利于乳酸的利用3、协助氨基酸代谢、协助氨基酸代谢返回第83页/共84页感谢您的观看！第84页/共84页