糖代谢2016学习教程.pptx

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1、 第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述1第1页/共105页知识回顾知识回顾糖类概念、分类单糖结构（1）葡萄糖开链D/L构型及Fisher投影式表示法（2）葡萄糖环式/构型及Harworth式表示法单糖性质：成苷、成脂、氧化、还原、异构麦芽糖、蔗糖、乳糖淀粉、糖原2第2页/共105页一、糖的生理功能一、糖的生理功能一、糖的生理功能一、糖的生理功能31.氧化供能氧化供能：提供碳源及能源：提供碳源及能源如糖蛋白如糖蛋白抗体、酶、激素、受体抗体、酶、激素、受体糖的磷酸化衍生物糖的磷酸化衍生物ATP、CoA、FAD和和NAD等等3.作为机体组织细胞的重要组成成分作为机体组织细胞的重要组成成分 糖

2、在生命活动中的主要功能。糖在生命活动中的主要功能。2.为体内为体内为体内为体内具有重要生理功能物质的具有重要生理功能物质的合成提供合成提供合成提供合成提供原料原料如糖是蛋白聚糖、糖脂、核糖和脱氧核糖等的组成成分。如糖是蛋白聚糖、糖脂、核糖和脱氧核糖等的组成成分。第3页/共105页二、二、糖的消化与吸收糖的消化与吸收（一）糖的消化（一）糖的消化4人人类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，其中以等，其中以淀粉淀粉为主。为主。第4页/共105页5口腔 胃胃小肠（主要）小肠（主要）消化部位消化部位少量少量第5页/

3、共105页6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 肠粘膜肠粘膜上皮细胞上皮细胞刷状缘刷状缘 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6页/共105页7蔗糖 葡萄糖+果糖乳糖 葡萄糖+半乳糖纤维素：人体缺乏纤维素酶 蔗糖酶蔗糖酶乳糖酶乳糖酶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

4、动、防防止止便便秘等作用，也是维持健康所必需。秘等作用，也是维持健康所必需。第7页/共105页8（二）（二）糖的吸收糖的吸收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 第8页/共105页9果糖、甘露糖、木酮糖、阿拉伯糖单纯扩散D-半乳糖（半乳糖（110）D-葡萄糖（葡萄糖（100）D-果糖果糖（43）D-甘露糖（甘露糖（19）L-木酮糖（木酮糖（15）L-阿拉伯糖阿拉伯糖（9）不同糖吸收机制不同不同糖吸收机制不同各种单糖的吸收率不同各种单糖的吸收率不同半乳糖、葡萄糖主动吸收（耗能过程，逆浓度梯度）第9页/共105页10ADP+Pi ATP G Na+K+N

5、a+泵小肠粘膜细胞 肠腔 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 细胞内膜 第10页/共105页114.葡萄糖吸收途径葡萄糖吸收途径 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11页/共105页12第二节第二节 血糖血糖 指通过各种途径进入血液的单

6、糖指通过各种途径进入血液的单糖（主要是（主要是葡萄糖葡萄糖）.一、血糖一、血糖(blood sugar)正常情况下，血糖水平维持相对正常情况下，血糖水平维持相对稳定稳定.第12页/共105页13二、来源与去路二、来源与去路 血糖血糖 3.9-6.1mmol/L食物糖消化吸收食物糖消化吸收 肝糖原分解肝糖原分解非糖物质糖异生非糖物质糖异生氧化供能氧化供能合成肝糖原、肌糖原合成肝糖原、肌糖原转化成脂肪、核酸、转化成脂肪、核酸、氨基酸氨基酸过高随尿液排出过高随尿液排出第13页/共105页14三、血糖调节机制三、血糖调节机制（一）调节器官（一）调节器官 1、肝脏：、肝脏：*维持血糖浓度最主要的器官维持

7、血糖浓度最主要的器官 *糖原合成与分解及糖异生糖原合成与分解及糖异生 第14页/共105页15 进食后进食后肝糖原合成肝糖原合成 不进食不进食肝糖原分解肝糖原分解 （空腹）（空腹）饥饿时饥饿时糖异生作用糖异生作用第15页/共105页2、肾脏调节、肾脏调节16肾糖阈：肾对糖的重吸收能力肾糖阈：肾对糖的重吸收能力(8.910mmol/L)（renal threshold of sugar）血糖肾糖阈：尿中不含葡萄糖血糖肾糖阈：尿中不含葡萄糖血糖肾糖阈：出现糖尿血糖肾糖阈：出现糖尿第16页/共105页17（二）调节方式（二）调节方式 1、神经调节、神经调节 交感神经交感神经代谢增加代谢增加肝糖原分解

8、肝糖原分解 副交感神经副交感神经代谢减慢代谢减慢肝糖原合成肝糖原合成第17页/共105页2、激素的调节、激素的调节18血糖水平胰岛素肾上腺素胰高血糖素糖皮质激素甲状腺素生长激素对血糖的调节是对血糖的调节是通过对糖代谢各主要途径通过对糖代谢各主要途径的影响实的影响实现的现的第18页/共105页糖代谢概况19淀粉淀粉葡萄糖葡萄糖糖原合成糖原合成糖糖 原原肝糖原分解肝糖原分解丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸无氧酵解无氧酵解H2O+CO2有氧氧化有氧氧化磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油糖异生途径糖异生途径消化吸收消化吸收糖醛酸途径糖醛酸途径UDPGA生物转化生物

9、转化第19页/共105页20第三节第三节 糖的分解代谢糖的分解代谢第20页/共105页糖分解代谢的主要途径糖分解代谢的主要途径糖无氧氧化(anaerobic oxidation)糖酵解(glycolysis)糖的有氧氧化(aerobic oxidation)磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway)糖醛酸途径（glucuronate pathway）21第21页/共105页人们早在人们早在18世纪就已经注意到食物在生物体世纪就已经注意到食物在生物体内要经过一个缓慢内要经过一个缓慢“燃烧燃烧”过程过程-氧化，但直氧化，但直到到20世纪世纪30年代年代“生物氧化生物氧化”还

10、是个剪不断、还是个剪不断、理还乱的谜团，经过众多科学家的努力，特理还乱的谜团，经过众多科学家的努力，特别是迈耶霍夫等人的杰出贡献搞清了生物发别是迈耶霍夫等人的杰出贡献搞清了生物发酵酵-无氧氧化的具体步骤无氧氧化的具体步骤-糖酵解途径。糖酵解途径。亦称埃亦称埃姆登姆登-迈耶霍夫迈耶霍夫-帕那斯途径（帕那斯途径（Embden-Meyerhof-Parnas Pathway，EMP）一、一、糖无氧氧化糖无氧氧化 糖酵解糖酵解GlycolysisGlycolysis第22页/共105页 一、一、糖无氧氧化糖无氧氧化 糖酵解糖酵解GlycolysisGlycolysis细胞定位？细胞定位？底物、产物是什

11、么？底物、产物是什么？是否需氧？是否需氧？生理意义？生理意义？23第23页/共105页24（一）概念：缺氧，葡萄糖（糖原）乳酸(lactate)，释放少量能量，称为糖的无氧氧化。又称糖酵解。名称由来：名称由来：酵解 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 生醇发酵 葡萄糖 丙酮酸 乙醛 乙醇+CO2“Glycolysis”糖酵解起源于希腊词汇“glycos(sugar,sweet)和lysis(dissolution)第24页/共105页25 葡萄糖葡萄糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸丙糖磷酸丙糖2丙酮酸丙酮酸22H2乳酸乳酸2（三）过程：分为（三）过程：分为4个阶段，个阶段，11步反应步反应活化、裂解、放能

12、、还原四个阶段活化、裂解、放能、还原四个阶段.（二）反应部位（二）反应部位：细胞液细胞液(cytoplasm)第25页/共105页26每步反应关注：每步反应关注：1、底物与产物？（特点）、底物与产物？（特点）2、可逆性？（、可逆性？（不可逆不可逆酶酶）3、是否脱氢（接氢的物质）、是否脱氢（接氢的物质）4、能量变化（产能还是耗能）、能量变化（产能还是耗能）第26页/共105页27（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

13、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)1 1、葡萄糖转变成葡萄糖转变成1,6-二磷酸果糖 ATP ADPMg2+己糖激酶(hexokinase)反应不可逆反应不可逆第27页/共105页28（2）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 磷酸己糖异构酶 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

14、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28页/共105页29（3）6-磷酸果糖磷酸果糖转变为转变为1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ATP ADP Mg2+6-磷酸果糖激酶-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-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+N

15、ADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)反应不可逆反应不可逆6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)第29页/共105页301,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 2、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(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羟丙酮羟丙酮

16、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 +（4）1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖裂解成裂解成 2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 第30页/共105页31（5）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(phosphotriose isomerase)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+AD

17、PATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 第31页/共105页3、3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸32（6）3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi、NAD+NADH+HNADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)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NA

18、D+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 糖酵解过程中唯一的脱氢反应糖酵解过程中唯一的脱氢反应第32页/共105页 在以上反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成 ATP的 过 程，称 为 底 物 水 平 磷 酸 化(substrate level phosphorylation)。33（7 7）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 (phospho

19、glycerate 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 第33页/共105页34（8）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 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

20、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 (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34页/共105页35（9）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(enolase)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

21、甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸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35页/共105页36ADP ATP K+Mg2+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（10）磷酸烯醇式

22、丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成并通过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 反应不可逆反应不可逆底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成ATP第36页/共105页 丙酮酸在无氧条件下还原为乳酸，有氧则进入线粒体氧化。37第37页/共105页4 4、乳酸的生成38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步反步反应中的应中的 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+（11）丙酮酸转变成乳酸第38页/共105页39E1:己糖激酶己糖激酶 E2:

23、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39页/共105页40糖酵解小结1、反应部位：胞液2、不需氧的产能过程3、产能方式：底物水平磷酸化 产能数量（少）：G2ATP第40页/共105页

24、414.反应过程总结一：一：一次脱氢一次脱氢二：二：两个两个ATP三：三：三个不可逆反应三个不可逆反应四个反应阶段四：四：5.终产物乳酸：释放入血，进入肝脏代谢 分解利用:乳酸循环（糖异生）第41页/共105页（二）糖酵解生理意义（二）糖酵解生理意义421 1、是机体相对缺氧时补充能量的一种有效方式。、是机体相对缺氧时补充能量的一种有效方式。2 2、某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。、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 3、糖酵解的中间产物是其他物质的

25、合成原料。、糖酵解的中间产物是其他物质的合成原料。例：磷酸二羟丙酮例：磷酸二羟丙酮甘油、甘油、丙酮酸丙酮酸丙氨酸和草酰乙酸丙氨酸和草酰乙酸3-3-磷酸甘油磷酸甘油丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸瓦伯格效应：肿瘤和正常成体组织存在着代谢差异，瓦伯格效应：肿瘤和正常成体组织存在着代谢差异，它们通过糖酵解产能，并产生大量的乳酸；它们通过糖酵解产能，并产生大量的乳酸；第42页/共105页（三）糖酵解的调节（三）糖酵解的调节43关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶-1-1 (最重要最重要)丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节代谢途径中关键酶的活性而影响代谢速度第43页/共105

26、页二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate44糖糖的的有有氧氧氧氧化化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，并并释释放放出出大大量能量量能量的过程。是机体主要供能方式。的过程。是机体主要供能方式。（二）部位（二）部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 （一）概念（一）概念 第44页/共105页（三）有氧氧化的反应过程（三）有氧氧化的反应过程45第一阶段：葡萄糖氧化分解丙酮酸（胞液）第二阶段：丙酮酸氧化脱羧乙酰CoA（线粒体）第三阶段：乙酰CoA CO2+H2O+ATP （三羧酸循环）（线粒体）

27、第45页/共105页46有氧氧化的概况有氧氧化的概况第46页/共105页1.1.葡萄糖氧化分解为丙酮酸（第一阶段）葡萄糖氧化分解为丙酮酸（第一阶段）47葡萄糖葡萄糖2CH3COCOOH2NADH+2H+呼吸链呼吸链(respiratory chain)H2O +2 2.5ATP（1.5 2ATP）同糖酵解途径，反应在同糖酵解途径，反应在细胞液细胞液进行进行第47页/共105页2、丙酮酸氧化脱羧生成乙丙酮酸氧化脱羧生成乙酰酰CoA(acetyl CoA)48反应不可逆反应不可逆反应部位：反应部位：线粒体线粒体总反应式总反应式:连接糖酵解和三羧酸循环的重要环节连接糖酵解和三羧酸循环的重要环节 （第

28、二阶段）（第二阶段）第48页/共105页丙酮酸脱氢酶系（复丙酮酸脱氢酶系（复合体）的组成合体）的组成49丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶TPP（Vit B1）HSCoA（泛酸）（泛酸）硫辛酸硫辛酸FAD（Vit B2）NAD+（Vit PP）酶酶辅酶（维生素）辅酶（维生素）HSCoANAD+E1E2E3第49页/共105页3.3.三羧酸循环三羧酸循环三三羧羧酸酸循循环环(Tricarboxylic acid Cycle,TAC)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，反反复复进进

29、行行脱脱氢氢脱脱羧羧，又又生生成成草草酰酰乙乙酸酸，再再重重复复循循环环反反应的过程。应的过程。50柠檬酸循环Krebs循环反应部位：所有的反应均在线粒体中进行。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。第50页/共105页三羧酸循环的发现者三羧酸循环的发现者1937年年Krebs（1900-1980）提）提出出1953年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖代谢方面的重要发现：代谢方面的重要发现：三羧酸循环三羧酸循环尿素循环尿素循环Krebs自行车自行车51第51页/共105页（1）反应过程：）反应过程：52反应不可逆反应不可逆 乙酰乙酰CoA与草酰乙酸缩合

30、成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸第52页/共105页53 柠檬酸异构成异柠檬酸第53页/共105页54 异柠檬酸氧化脱羧生成异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸反应不可逆反应不可逆第54页/共105页55 反应不可逆 -酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA第55页/共105页-酮戊二酸脱氢酶系的组成酮戊二酸脱氢酶系的组成56-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶硫辛酸琥珀酰转移酶硫辛酸琥珀酰转移酶 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶TPP（Vit B1）HSCoA（泛酸）（泛酸）硫辛酸硫辛酸FAD（Vit B2）NAD+（Vit PP）酶酶辅酶（维生素）辅酶（维生素）第56页/共1

31、05页57底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成ATP TAC中唯一一次中唯一一次 琥珀酰琥珀酰CoA生成琥珀酸生成琥珀酸第57页/共105页58草酰乙酸的草酰乙酸的再生再生：脱氢、加水、再脱氢：脱氢、加水、再脱氢第58页/共105页59第59页/共105页60（2）小）小 结结 三羧酸循环的概念三羧酸循环的概念：指乙酰：指乙酰CoA和和草酰乙酸草酰乙酸缩合生成含缩合生成含三个羧基的柠檬酸三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱，反复的进行脱氢脱羧，又生成氢脱羧，又生成草酰乙酸草酰乙酸，再重复循环反应的，再重复循环反应的过程。过程。TAC过程的反应部位过程的反应部位是线粒体。是线粒体。第60页/共105页

32、1、宁异戊同，二虎言平宁异戊同，二虎言平。（柠檬酸，异柠檬酸、柠檬酸，异柠檬酸、a-酮戊二酸）酮戊二酸）琥珀酰琥珀酰CoA、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸）2、一同平虎，两虎一能一同平虎，两虎一能。61天龙天龙八八部部异柠檬酸、异柠檬酸、a-酮戊二酸、苹果酸、琥珀酸酮戊二酸、苹果酸、琥珀酸（4脱氢、脱氢、2脱羧），脱羧），琥珀酰琥珀酰CoA、琥珀酸、琥珀酸 1GTP）第61页/共105页62 反应特点 I、循环一周氧化1分子乙酰CoA 4次脱氢(2H)3（NADH+H+）、1（FADH2）2次脱羧（2CO2）1次底物水平磷酸化(1分子GTP)II、关键酶：柠檬酸合酶 异柠檬

33、酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶系第62页/共105页（3）三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义63 是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质分解代谢的共同途径 三三羧酸循环是羧酸循环是三大物质代谢联系的枢纽三大物质代谢联系的枢纽 释放大量能量：氧化供能第63页/共105页 营养物质氧化分解的共同通路营养物质氧化分解的共同通路64糖原糖原 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质葡萄糖葡萄糖 脂肪酸脂肪酸 氨基酸氨基酸 甘油甘油乙酰辅酶乙酰辅酶ATAC2H1/2O2ADPPiATPH2OIII共同最终共同最终代谢通路代谢通路共同中间共同中间产物产物 II第64页/共105页65三三大大代代谢谢联联系系的的枢枢纽纽第65

34、页/共105页66表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。但是，被反复利用。但是，例如：例如：草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 柠檬酸柠檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，TAC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。第66页/共105页三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径 Pentose Phosphate Pathway67*概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是

35、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-磷磷酸甘油醛酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。又称磷的反应过程。又称磷酸戊糖旁路（酸戊糖旁路（Pentose Phosphate shunt）第67页/共105页68*细胞定位：胞 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*反应过程可分为二个阶段 第二阶段则是非氧化反应 包括一系列基团转移。第68页/共105页69磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径第一阶段 第二阶段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷

36、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-磷酸甘磷酸甘油醛油醛 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+3NADPH+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(关键酶关键酶)3NADP+3NADPH+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CO2第69页/共105页(三三)磷酸戊糖途径的生理意义磷酸

37、戊糖途径的生理意义 701、产生5-磷酸核糖，为核酸合成提供磷酸核糖2、产生NADPH作为供氢体参与脂肪酸及胆固醇等合成是谷胱甘肽还原酶的辅酶作为羟化酶系的辅酶，参与生物转化第70页/共105页还原型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽(GSH)的重要作用的重要作用71（1）保护含巯基的蛋白质或酶免受氧化剂、尤其是过氧化物的损害。（2）保护红细胞膜结构的完整性。（3）缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 NADPHGSH红细胞破坏溶血GSSG 2GSHNADPH+H+NADP+谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶维持细胞膜的完整性维持细胞膜的完整性第71页/共105页72四、糖醛酸途径四、糖醛酸途径葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄

38、糖磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 UDP-葡萄糖葡萄糖 UDP-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 2NAD+2NADH+2H+UDPG脱氢酶脱氢酶+UTP第72页/共105页73 目 录意义：意义：UDP-葡萄糖醛酸称为葡萄糖醛酸称为活性葡萄糖醛酸活性葡萄糖醛酸 *参与生物转化；参与生物转化；*为软骨素和透明质酸等多糖的合成提供葡为软骨素和透明质酸等多糖的合成提供葡 萄糖醛酸。萄糖醛酸。尿苷二磷酸葡萄糖醛酸尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)是葡萄糖醛酸基的直接供体是葡萄糖醛酸基的直接供体第73页/共105页第第 五五 节节 糖原合成与分解糖原合成与分解74第74页/共105页糖糖 原原(glycog

39、en)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。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。75肌肉：肌糖原，180300g，主要供肌肉收缩所需。肝脏：肝糖原，70100g，维持血糖水平。糖原储存的主要器官及其生理意义第75页/共105页糖原结构糖原结构76非还原端非还原端第76页/共105页糖原结构糖原结构77分支多，水溶性大分支多，水溶性大非还原端非还原端多，分解快多，分解快糖原的合成与分解从糖原的合成与分解从非还非还原端原端开始开始第77页/共105页一、糖原合成一、糖原合成 Glycogenesis78*合成部位：合成部位：组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：

40、主要在肝脏、肌肉 细胞定位：胞液细胞定位：胞液*定义：由葡萄糖合成糖原的过程第78页/共105页（一）（一）反应过程反应过程79 UTP Gn G G-6-P G-1-P UDPG Gn+1 关键酶：糖原合酶（-1,4-糖苷键形成）葡萄糖的供体：UDPG，需小分子糖原作引物(Gn 为细胞内原 有的较小糖原分子，称为糖原引物)消耗的能量：2分子ATP 糖原合酶糖原合酶第79页/共105页805、糖原分支的形成、糖原分支的形成 分 支 酶 (branching enzyme)-1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-糖苷键糖苷键 增加水溶性，增加还原端数目，利于分解第80页/共105页(二二)糖原合成特点

41、糖原合成特点811、糖原合成全过程是在胞液中进行2、UDPG是葡萄糖的供体（葡萄糖的活性形式）3、糖原合酶是关键酶4、糖原合成酶催化的反应需要引物5、分枝酶形成分枝6、每增加一个葡萄糖，消耗 2 ATP第81页/共105页 二、糖原分解二、糖原分解(glycogenolysis)82定义：定义：指肝糖原分解成为葡萄糖的过程指肝糖原分解成为葡萄糖的过程细胞定位：细胞定位：胞胞 液液 第82页/共105页（一）肝糖原分解过程（一）肝糖原分解过程83糖原糖原n+1 n+1 糖原糖原n+n+1-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1.1.糖原糖原分解分解为为1-1-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖关键酶只水解

42、只水解-1,4-糖苷键糖苷键 第83页/共105页841-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 2、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3、6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖生成葡萄糖生成葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 （肝，肾）葡萄糖 6-磷酸葡萄糖肌肉中无葡萄糖-6-磷酸酶第84页/共105页*肌糖原的分解肌糖原的分解肌糖原肌糖原分解的前两步反应与分解的前两步反应与肝糖原肝糖原分解过程相分解过程相同，但是生成同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中织中不存在葡萄糖不存在葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶，所以生成的，所以生成的6-磷酸葡萄

43、糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入血糖，而只能进入酵解途径酵解途径进一步代谢。进一步代谢。肌糖原的分解与合成与肌糖原的分解与合成与乳酸循环乳酸循环有关。有关。85第85页/共105页86脱支酶 (debranching enzyme)4.4.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 磷酸化酶磷酸化酶 转移酶活性转移酶活性 -1,6糖苷糖苷酶活性酶活性 第86页/共105页（二）糖原分解的特点（二）糖原分解的特点871、糖原分解全过程在胞液中进行2、磷酸化酶是关键酶，磷酸化酶只作用于-1，4 糖苷键

44、，磷酸化酶催化至距-1,6糖苷键 4个葡萄糖单位时作用停止3、脱支酶转移3个葡萄糖基至邻近糖链末端，并水解-1,6糖苷键生成游离葡萄糖第87页/共105页88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88页/共105页第第 六六 节节 糖糖 异异 生生Gluconeogenesis 89第89页/共105页90*部

45、位部位*原料原料*概念概念 主要在主要在肝肝、肾细胞、肾细胞主要有生糖氨基酸、甘油、有机酸（乳主要有生糖氨基酸、甘油、有机酸（乳酸、丙酮酸和三羧酸循环中间物）等酸、丙酮酸和三羧酸循环中间物）等从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程第90页/共105页(一一)糖异生途径糖异生途径(gluconeogenic pathway)91l 酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。又叫能障。需要另外的酶催化绕过这三个能障。l 在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。基本上是糖酵解途径的逆过程。亚细胞定位：胞液和线粒体。第91页/共105页921.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

46、)丙酮酸羧化酶仅存在于线粒体中丙酮酸羧化酶仅存在于线粒体中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶存在于胞液和线粒体中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶存在于胞液和线粒体中以以丙酮酸丙酮酸为例说明糖异生为例说明糖异生第92页/共105页2.1,6-二磷酸果糖转变为二磷酸果糖转变为6-磷酸果磷酸果糖糖936-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶-1第93页/共105页3.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖946-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第94页/共105页95葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 糖原糖原果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1，6-二磷酸二磷酸甘油醛

47、甘油醛-3-磷酸磷酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油甘油-3-磷酸磷酸甘油甘油甘油酸甘油酸-1，3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸-3-磷酸磷酸甘油酸甘油酸-2-磷酸磷酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰草酰乙酸乙酸苹果酸苹果酸丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸线粒体线粒体甘油和乳酸的糖异生途径第95页/共105页三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义961、饥饿时维持血糖浓度相对恒定、饥饿时维持血糖浓度相对恒定大多数氨基酸通过脱氨基等分解代谢生成大多数氨基酸通过脱氨基等分解代谢生成-酮酸，可以进入肝细胞异生为葡萄糖及糖酮酸，可以进入肝细胞异

48、生为葡萄糖及糖原的过程。原的过程。3、参与乳酸的回收利用,调节酸碱平衡2、参与氨基酸的转化与储存第96页/共105页乳酸循环乳酸循环(lactose cycle)（Cori 循环）循环）97肝 肌肉 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 肌糖原肌糖原酵酵解解乳酸乳酸 乳酸乳酸 乳酸乳酸 糖糖异异生生血液血液 糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】糖异生低下糖异生低下葡萄糖葡萄糖-6磷酸酶缺乏磷酸酶缺乏【】第97页/共105页肌糖原分解产生的肌糖原分解产生的6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可以通过糖酵可以通过糖酵解释放出能量用于肌肉收缩，生成的乳酸则通解释放出能量用于肌肉收缩，生成的乳酸则通过血

49、液循环转运到肝脏，通过糖异生途径合成过血液循环转运到肝脏，通过糖异生途径合成葡萄糖，葡萄糖可以释放入血，并被肌肉组织葡萄糖，葡萄糖可以释放入血，并被肌肉组织吸收，重新合成肌糖原，形成吸收，重新合成肌糖原，形成肌糖原肌糖原 乳酸乳酸 葡萄糖葡萄糖 糖原糖原循环，该循环称为乳酸循环或循环，该循环称为乳酸循环或Cori循环循环。当肌肉活剧烈时，肌糖原可以间接当肌肉活剧烈时，肌糖原可以间接补充血糖。补充血糖。98乳酸循环(lactose cycle)（Cori 循环）乳酸再利用，避免了乳酸的损失。乳酸再利用，避免了乳酸的损失。防止乳酸的堆积引起酸中毒。乳酸循环乳酸循环生理意义生理意义 第98页/共10

50、5页99第七节第七节 糖代谢紊乱糖代谢紊乱低血糖低血糖低血糖低血糖(hypoglycemia)(hypoglycemia)空腹血糖浓度空腹血糖浓度空腹血糖浓度空腹血糖浓度 3.3 mmol/L3.3 mmol/L高血糖高血糖高血糖高血糖(hyperglycemia)(hyperglycemia)空腹血糖浓度空腹血糖浓度空腹血糖浓度空腹血糖浓度 7.0 mmol/L7.0 mmol/L糖尿糖尿糖尿糖尿(glucosuria)(glucosuria)空腹血糖浓度空腹血糖浓度空腹血糖浓度空腹血糖浓度8.9 mmol/L8.9 mmol/L肾糖阈肾糖阈第99页/共105页100低血糖：空腹血糖3.3