糖代谢2学习教程.pptx

《糖代谢2学习教程.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《糖代谢2学习教程.pptx（66页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、糖的主要生理作用糖的主要生理作用1 1、氧化供能、氧化供能;2 2、是生物体内重要的结构物质；、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；、作为合成其他物质的原料；4 4、是体内重要的信息物质。、是体内重要的信息物质。第1页/共66页多糖的酶解作用多糖的酶解作用1 1、淀粉的酶解、淀粉的酶解第2页/共66页 2 2、淀粉的消化吸收、淀粉的消化吸收淀粉唾液淀粉酶糊精少量麦芽糖胃酸水解部分淀粉胰淀粉酶糊精酶葡萄糖、麦芽糖细胞第3页/共66页 、血血 糖糖食物中糖食物中糖食物中糖食物中糖氧化供能氧化供能氧化供能氧化供能肝糖原分解肝糖原分解肝糖原分解肝糖原分解糖原合成糖原合成糖原合成糖

2、原合成糖异生糖异生糖异生糖异生 非糖物质非糖物质非糖物质非糖物质（脂肪、非必需（脂肪、非必需（脂肪、非必需（脂肪、非必需AAAAAAAA）糖尿糖尿糖尿糖尿其它糖，复合糖其它糖，复合糖其它糖，复合糖其它糖，复合糖血血血血 糖糖糖糖 第4页/共66页糖氧化分解的主要途径：糖氧化分解的主要途径：一、在无氧条件下进行的无氧分解一、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三、通过磷酸戊糖途径进行的分解代谢糖的分解代谢概况糖的分解代谢概况 第5页/共66页第6页/共66页糖的无氧分解糖的无氧分解1.酵解 酵解是酶将葡萄糖降解成

3、丙酮酸并伴随着生成ATP的过程，此反应在细胞液（胞浆）细胞液（胞浆）进行。它是动物、植物、微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。这一过程与酵母菌使糖发这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似，又称为糖酵解，简称酵的过程相似，又称为糖酵解，简称EMPEMP途径。途径。第7页/共66页糖的无氧分解糖的无氧分解 在好氧有机体中，酵解生成的丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环被彻底氧化成CO2和H2O，酵解生成的NADH经呼吸链氧化而产生ATP和水。所以，酵解是氧化磷酸化和三羧酸循环的前奏。若供氧不足，NADH把丙酮酸还原成乳酸。第8页/共66页发酵发酵 2.发酵：厌氧有机体(如酵母或其他微生物)把酵解生

4、成的NADH中的氢交给丙酮酸脱羧生成乙醛，使之形成乙醇。这个过程称为酒精发酵。若将氢交给丙酮酸生成乳酸，则是乳酸发酵。第9页/共66页第10页/共66页糖酵解过程糖酵解过程ab1234第11页/共66页a a细胞细胞内糖内糖原在原在磷酸磷酸化酶化酶和脱和脱枝酶枝酶催化催化下形下形成成1-1-磷酸磷酸葡萄葡萄糖糖第12页/共66页b b该反应由磷酸葡萄糖异构酶催化第13页/共66页（1 1）第一阶段：葡萄糖）第一阶段：葡萄糖 1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 第14页/共66页（1 1）第一阶段：）第一阶段：葡萄糖的磷酸化葡萄糖的磷酸化 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖ATPATPATPADPADPP

5、 P己糖激酶己糖激酶(HK)(HK)是糖酵解途径的第一个限速酶是糖酵解途径的第一个限速酶第15页/共66页葡萄糖磷酸化反应的意义葡萄糖磷酸化反应的意义将葡萄糖磷酸化转变为容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酸化贮备了磷酸基团。第16页/共66页磷酸己糖异构化磷酸己糖异构化第17页/共66页P1,6-1,6-二磷酸果糖的生成二磷酸果糖的生成磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(PFK)是糖酵解途径的最重要的限速酶是糖酵解途径的最重要的限速酶ATPATPADPADPP第18页/共66页磷酸果糖激酶己糖激酶磷酸己糖异 构 酶葡葡萄萄糖糖6 6磷磷酸酸果果糖

6、糖6 6磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖1 1，6 6二二磷磷酸酸果果糖糖ATP ADPATP磷酸化酶糖糖 原原1 1磷酸葡萄糖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19页/共66页（2 2）第二阶段：）第二阶段：1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛相当于相当于1,6-1,6-二磷酸果糖裂解为两二磷酸果糖裂解为两分子的分子的3-3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。第20页/共66页（3 3）第三阶段：）第三阶段：3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2-2-磷酸甘油磷酸甘油酸酸第21页/共66页3-3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1,3-1,3

7、-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOOPP+NAD+Pi+NADH+H+H H3-磷酸甘油醛1，3-二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22页/共66页高能磷酸基团的转移高能磷酸基团的转移糖酵解中第一次底物水平磷酸化，糖酵解中第一次底物水平磷酸化，1 1分子葡萄糖产生分子葡萄糖产生2 2分子分子ATPATP+ADP+ATPATP第23页/共66页3-3-磷酸甘油酸异构为磷酸甘油酸异构为2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸第24页/共66页（4 4）第四阶段：）第四阶段：2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮丙酮酸酸第25页/共66

8、页磷酸烯醇式丙酮酸的生成磷酸烯醇式丙酮酸的生成第26页/共66页丙酮酸的生成丙酮酸的生成糖酵解中第二次底物水平磷酸化，糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK)(PK)是第三个限速酶。是第三个限速酶。ADPATPATP第27页/共66页自发反应自发反应第28页/共66页2ATP2ATP3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸烯醇式丙酮酸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NAD+PiNADH+H+2ATP2ADP2ATP第29页/共66页酵解途径酵解途径第30页/共66页第31页/共

9、66页丙酮酸的去路第32页/共66页己糖激酶ADPATP 葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸果糖激酶ADPATP1,6-二磷酸果糖磷酸葡萄糖异构酶6-磷酸果糖变位酶2-磷酸甘油酸2ATP丙酮酸激酶2ADP丙酮酸2ATP2ADP3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶磷酸甘油醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADH+H+醛缩酶3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮乳酸无氧丙酮酸脱羧酶乙醛乙醇无氧CO2糖原1-磷酸葡萄糖己糖激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶ATPATP2ATP2ATP2NADH+H+第33页/共66页糖酵解的反应特点糖酵解的反应特点1 1、整个过程无氧参加；、整个过程无氧参加；2 2、三个限速酶、三个限速酶

10、：HKHK、PFKPFK、PK PK；3 3、从葡萄糖开始净生成、从葡萄糖开始净生成2 2分子分子ATPATP，从糖原开始净生成从糖原开始净生成3 3分子分子ATPATP；4 4、一次脱氢辅酶为、一次脱氢辅酶为NADNAD，生成，生成NADHNADHH H。第34页/共66页糖酵解的意义糖酵解的意义1 1、是生物体对不良环境条件的一种适应能力；、是生物体对不良环境条件的一种适应能力；2 2、是红细胞和某些组织细胞的主要供能方式；、是红细胞和某些组织细胞的主要供能方式；3 3、在工业、农牧业生产中具有重要的实践意、在工业、农牧业生产中具有重要的实践意义；义；4 4 4 4、有氧氧化的前段过程。、

11、有氧氧化的前段过程。、有氧氧化的前段过程。、有氧氧化的前段过程。第35页/共66页糖的有氧氧化糖的有氧氧化（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：细胞液和线粒体第36页/共66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37页/共66页反应分为三个阶段反应分为三个阶段第一阶段第一阶段：丙酮酸的生成（在细胞液中进行）：丙酮酸的生成（在细胞液中进行）第二阶段第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧（在线粒体中）：丙酮酸的氧化脱羧（在线粒体中）葡萄糖葡萄糖2NAD2NAD2ADP2ADP2P2Pi i 2丙酮酸 2ATP2

12、NADH2H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38页/共66页丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。第39页/共66页三羧酸循环的定义三羧酸循环的定义反应从乙酰辅酶反应从乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合成含有三与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸为开始，最终以生成草酰个羧基的柠檬酸为开始，最终以生成草酰乙酸而为循环乙酸而为循环,又称为柠檬酸循环，又称为又称为柠檬酸循环，又称为TCATCA循环。循

13、环。三羧酸循环的反应部位线粒体基质。三羧酸循环的反应部位线粒体基质。第40页/共66页三羧酸循环的反应过程三羧酸循环的反应过程（一）（一）乙酰辅酶乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合生成与草酰乙酸缩合生成柠檬酸柠檬酸（二）（二）柠檬酸异构化生成异柠檬酸柠檬酸异构化生成异柠檬酸 （三）（三）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 （四）（四）-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CoACoA（五）（五）琥珀酰琥珀酰CoACoA水解生成琥珀酸水解生成琥珀酸（六）（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸（七）（七）延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸（八

14、）（八）草酰乙酸草酰乙酸的再生的再生 第41页/共66页CH3 C CSCoASCoA+CH2OOCCOOHCH2COOH柠檬酸合成酶HOCCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2OHHHHHHHHHHCH2COOHO柠檬酸合成酶乙酰乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸HSCoA（一）缩（一）缩 合合 反反 应应柠檬酸合成酶是三羧酸循环的第一个限速酶柠檬酸合成酶是三羧酸循环的第一个限速酶H2O第42页/共66页（二）柠檬酸异构化为异柠檬（二）柠檬酸异构化为异柠檬酸酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCH2COOHCHCOOHCH2COOHCH2C

15、OOHHOH2OH2O顺乌头酸酶顺乌头酸酶HOHH2OHOHH2O柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸第43页/共66页HOH（三）异柠檬酸生成（三）异柠檬酸生成-酮戊二酮戊二酸酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸 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HH第44页/共66页（

16、四）（四）-酮戊二酸氧化脱羧反应酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CHCOOHCH2COOHO-酮戊二酸酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACOSCoA琥珀酰琥珀酰CoACoANAD+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反应，这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应，-酮戊二酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。COOCO2H HHH第45页/共66页（五）琥珀酸的生成（五）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCOSCoA琥珀酰琥珀酰CoACoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酰

17、CoA合成酶这是三羧酸循环的唯一一次底物水平这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。磷酸化。GTP +ADPATPGTP第46页/共66页HH（六）延胡索酸的生成（六）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸琥珀酸+FADCHCOOHCHCOOHHHHH+FADH2H2延胡索酸延胡索酸琥珀酸脱氢酶第47页/共66页HOHH2O（七）苹果酸的生成（七）苹果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶苹果酸苹果酸+第48页/共66页（八）草酰乙酸的再生（八）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH苹果酸苹果酸OCCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙

18、酸NAD+NADH+H+HHOH苹果酸脱氢酶HOHH H第49页/共66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+三羧酸循环三羧酸循环琥珀酸 GDPGTPATPNADH+H+NAD+-酮戊二 酸CO2CO2H HH HH2H HNAD+NAD+NAD+FADATP第50页/共66页反应特点反应特点1 1、需氧、需氧2 2、不可逆：三个限速酶、不可逆：三个限速酶3 3、两两次次脱脱羧羧、四四次次脱脱氢氢（三三次次受受体体是是NADNAD，一次是

19、一次是FADFAD）、一次底物水平磷酸化，）、一次底物水平磷酸化，4 4、共产生、共产生10molATP10molATP第51页/共66页TCA的生物学意义的生物学意义 1.是生物利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。2.是三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）转化的枢纽。3.提供多种化合物的碳骨架。第52页/共66页三大物质代谢之间的关系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 酸葡萄糖草酰乙酸乙酰CoA天冬氨酸血红素谷氨酸组氨酸脯氨酸精氨酸乙酰CoA天冬氨酸苯丙氨酸酪氨酸奇数脂肪酸TCATCA循环循环第53页/共66页1 1 1 1、糖的有氧氧化是在、糖

20、的有氧氧化是在、糖的有氧氧化是在、糖的有氧氧化是在胞浆胞浆胞浆胞浆与与与与线粒体线粒体线粒体线粒体中进行中进行中进行中进行2 2 2 2、反应分为三个阶段、反应分为三个阶段、反应分为三个阶段、反应分为三个阶段3 3 3 3、有氧氧化的关键酶、有氧氧化的关键酶、有氧氧化的关键酶、有氧氧化的关键酶:(1)(1)(1)(1)己糖激酶己糖激酶己糖激酶己糖激酶、6-6-6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 (2)(2)(2)(2)丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系(3)(3)(3)(3)柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬

21、酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系 糖有氧氧化总结糖有氧氧化总结第54页/共66页糖的有氧氧化总结糖的有氧氧化总结糖的有氧氧化总结糖的有氧氧化总结4 4、每进行一次三羧酸循环、每进行一次三羧酸循环:消耗消耗1mol1mol乙酰基，产生乙酰基，产生COCO2 2，H H2 2O O和和10molATP 10molATP 5 5、糖的有氧氧化能量的计算、糖的有氧氧化能量的计算:1mol 1mol葡萄糖彻底氧化产生葡萄糖彻底氧化产生3030或或32molATP32molATP。第55

22、页/共66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。反应场所：反应场所：细胞浆。细胞浆。磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第56页/共66页反应可分为两个阶段：反应可分为两个阶段：第一阶段第一阶段 氧化阶段氧化阶段 由由6 6磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成磷酸磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成磷酸戊糖戊糖;第二阶段第二阶段 非氧化阶段非氧化阶段磷酸戊糖分子再经重排最终又生成磷酸戊糖分子再经重排最终又生成 6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第57页/共66页磷酸戊糖途径（磷酸己糖支路）磷酸戊糖途径（

23、磷酸己糖支路）第58页/共66页磷酸戊糖途径的主要特点：磷酸戊糖途径的主要特点：1 1、是、是6-6-磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧,不必经过不必经过EMP,EMP,也不必经过也不必经过TCATCA；2 2、在整个反应中、在整个反应中,脱氢酶的辅酶为脱氢酶的辅酶为NADP+NADP+而不是而不是NAD+NAD+；3 3、磷酸戊糖经复杂的转化重新生成磷酸己糖、磷酸戊糖经复杂的转化重新生成磷酸己糖第59页/共66页磷酸戊糖途径（磷酸己糖支路）总结磷酸戊糖途径（磷酸己糖支路）总结（1）.6磷酸葡萄糖脱氢脱羧转化成5磷酸核酮糖。（2）.磷酸戊糖可同分异构化生成5磷酸核糖及5磷酸木酮糖。（

24、3）.磷酸戊糖通过转酮反应及转醛反应生成酵解途径的中间产物6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛，再进入糖酵解途径。第60页/共66页磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径具有以下功能：1.产生NADPH，为生物合成提供还原力，例如脂肪酸、固醇类物质的合成；2.产生磷酸戊糖参加核酸代谢；3.NADPH使红细胞中还原谷胱甘肽再生，对维持红细胞还原性有重要作用。第61页/共66页糖异生（糖异生（glucogluconeoneogenesisgenesis）一、概念一、概念 非非糖糖物物质质如如氨氨基基酸酸、乳乳酸酸、丙丙酮酮酸酸及及甘甘油油转转变为糖或糖元的过程变为糖或糖元的过程.二、糖异

25、生的主要器官：肝、肾二、糖异生的主要器官：肝、肾 三、反应场所：三、反应场所：胞浆、线粒体胞浆、线粒体 四、反应过程：？四、反应过程：？第62页/共66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维持血糖浓度相对恒定；2、有利于乳酸的利用；3、协助氨基酸代谢。第63页/共66页补充作业补充作业1、名词解释：（）糖酵解；（）糖的有氧氧化；（）TCA循环；（）糖异生2、试从以下方面比较糖酵解和有氧氧化的异同:（）代谢部位；（）反应条件；（）生成ATP的方式；（）产生ATP的数量；（）终产物；（）生理意义第64页/共66页补充作业补充作业3、1mol葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O，将净生成多少ATP？写出生成或消耗ATP各步骤的反应。4、说明三羧酸循环的生理意义。5、什么叫HMP途径？该途径的代谢特点和生理意义如何？第65页/共66页感谢您的观看！第66页/共66页