精简4-4糖代谢-4-戊糖磷酸途径和糖异生.ppt

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1、Pentose Phosphate Pathway of Glucose Oxidation Pentose Phosphate Pathway of Glucose Oxidation and and GluconeogenesisGluconeogenesis 掌握戊糖磷酸途径及其生物学意义掌握戊糖磷酸途径及其生物学意义 掌握（葡）糖异生途径及其生物学意义，掌握（葡）糖异生途径及其生物学意义，要记住乙酰要记住乙酰CoA不能净合成糖（植物不能净合成糖（植物,微生微生物除外）物除外）学习目标学习目标第五节第五节 戊糖磷酸途径和糖异生作用戊糖磷酸途径和糖异生作用一一戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径二二（

2、葡）糖异生作用（葡）糖异生作用主要内容主要内容第五节第五节 戊糖磷酸途径和糖异生作用戊糖磷酸途径和糖异生作用一一 戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径(一一)戊糖磷酸途径的反应历程戊糖磷酸途径的反应历程(二二)戊糖磷酸途径的调控戊糖磷酸途径的调控(三三)戊糖磷酸途径的生物学意义戊糖磷酸途径的生物学意义 戊糖磷酸（戊糖磷酸（HMP或或HMS）途径：）途径：（pentose phosphate pathway,pentose phosphate pathway,PPPPPP）磷酸葡糖酸氧化途径磷酸葡糖酸氧化途径磷酸葡糖酸氧化途径磷酸葡糖酸氧化途径（phosphogluconate oxidative path

3、way phosphogluconate oxidative pathway）己糖单磷酸己糖单磷酸己糖单磷酸己糖单磷酸途径途径途径途径（支路）（支路）（支路）（支路）（hexose monophosphate pathway,hexose monophosphate pathway,HMPHMP）（hexose monophosphate shunt,hexose monophosphate shunt,HMSHMS）磷酸己糖旁路（磷酸己糖旁路（磷酸己糖旁路（磷酸己糖旁路（hexose phosphate shunthexose phosphate shunt）戊糖磷酸循环戊糖磷酸循环戊糖磷酸

4、循环戊糖磷酸循环(pentose phosphate cycle)(pentose phosphate cycle)Warburg-Dickens Warburg-Dickens戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径 在在在在细胞溶胶细胞溶胶细胞溶胶细胞溶胶中进行。中进行。中进行。中进行。戊糖磷酸（戊糖磷酸（HMP或或HMS）途径：）途径：戊戊糖糖磷磷酸酸途途径径总总览览戊糖磷酸途径的两个阶段戊糖磷酸途径的两个阶段 2 2、非氧化分子重排阶段非氧化分子重排阶段非氧化分子重排阶段非氧化分子重排阶段 6 6 核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖-5-P -5-P 5 5 果糖果糖果糖果糖-6-P -

5、6-P 5 5 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-P-6-P1 1、氧化脱羧阶段：氧化脱羧阶段：氧化脱羧阶段：氧化脱羧阶段：G-6-PG-6-P2NADPH2NADPH+2H+2H+Ru-5-PRu-5-P+COCO2 2 6 6 G-6-P G-6-P 6 6 葡萄糖酸葡萄糖酸葡萄糖酸葡萄糖酸-6-P -6-P 6 6 核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖-5-P-5-P 6 NADP 6 NADP+6 6 NADPH+6HNADPH+6H+6 NADP 6 NADP+6 6 NADPH+6HNADPH+6H+6CO26H2O(一一)戊糖磷酸途径的反应历程戊糖磷酸途径的反应历程戊糖磷酸途径的反应历程戊糖磷酸

6、途径的反应历程戊糖磷酸途径的反应历程戊糖磷酸途径的反应历程不可逆不可逆不可逆不可逆G-6-P2NADPH+H+Ru-5-P+CO21 1氧化阶段：氧化阶段：氧化阶段：氧化阶段：脱氢脱氢脱氢脱氢,水解水解水解水解,脱氢脱羧脱氢脱羧脱氢脱羧脱氢脱羧,产生产生产生产生2 2分子分子分子分子NADPHNADPH/G-6-P/G-6-P Mg2+Mg2+2.2.非氧化阶段非氧化阶段非氧化阶段非氧化阶段：反应都是可逆的。：反应都是可逆的。：反应都是可逆的。：反应都是可逆的。醛酮异构化反应醛酮异构化反应醛酮异构化反应醛酮异构化反应:Ru-5-PRu-5-P R-5-PR-5-P5-磷酸核酮糖差向异构酶磷酸核

7、酮糖差向异构酶 差向异构化差向异构化:Ru-5-PXu-5-PC5+C5C3+C7转酮酶只识别糖转酮酶只识别糖转酮酶只识别糖转酮酶只识别糖C C3 3上特定位置的羟基，转移上特定位置的羟基，转移上特定位置的羟基，转移上特定位置的羟基，转移2C2C酮基酮基酮基酮基 TPP C7 +C3 C4 +C6 C5 +C4 C3 +C6G-6-PG-6-P糖异生作用糖异生作用糖异生作用糖异生作用TPP非氧化阶段非氧化阶段分子重排分子重排H2OPi6 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤藓糖

8、磷酸赤藓糖2 6-磷酸果糖磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖转醛酶转醛酶磷酸戊糖异构酶磷酸戊糖异构酶转酮酶转酮酶转酮酶转酮酶醛缩酶醛缩酶阶阶段段之之一一阶阶段段之之二二阶阶段段之之三三5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖差向异构酶差向异构酶磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径果糖果糖-1，6-二磷酸酶二磷酸酶葡糖异生作用葡糖异生作用课后阅读课后阅读课后阅读课后阅读3 Ru-5-P 1 R-5-P 2 Xu-5-P 2 F-6-P 1 甘油甘油醛-3-P6 Ru-5-P 5 F-6-P 5 G

9、-6-P 戊戊糖糖磷磷酸酸途途径径总总览览2CO2CO2CO2戊糖磷酸（戊糖磷酸（HMSHMS）途径的总反应式）途径的总反应式6 G-6-P+12NADP+7 H2O 5 G-6-P+6CO2 +12NADPH+12H+Pi 净结果是净结果是1分子分子G-6-P彻底氧化放出彻底氧化放出6CO2，生成生成12分子分子NADPH。(二二二二)戊糖磷酸途径的调控戊糖磷酸途径的调控戊糖磷酸途径的调控戊糖磷酸途径的调控 限速酶限速酶限速酶限速酶:葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶，催化不可逆反应。催化不可逆反应。催化不可逆反应。催化不可逆反应。最重要的调控因子最重

10、要的调控因子最重要的调控因子最重要的调控因子:NADPNADP+/NADPH/NADPH的比值的比值的比值的比值。NADPHNADPH竞争竞争竞争竞争抑制葡萄糖抑制葡萄糖抑制葡萄糖抑制葡萄糖-6-6-磷酸脱氢酶。磷酸脱氢酶。磷酸脱氢酶。磷酸脱氢酶。NADPH/NADP+的比值大于的比值大于10时，其抑制作用可达时，其抑制作用可达90%。非氧化阶段的转酮或转醛反应都非氧化阶段的转酮或转醛反应都非氧化阶段的转酮或转醛反应都非氧化阶段的转酮或转醛反应都是是是是可逆的可逆的可逆的可逆的,使使使使HMSHMS与与与与EMPEMP和糖异和糖异和糖异和糖异生作用等密切联系，满足机体在生作用等密切联系，满足机

11、体在生作用等密切联系，满足机体在生作用等密切联系，满足机体在不同情况下对不同情况下对不同情况下对不同情况下对NADPHNADPH、磷酸戊、磷酸戊、磷酸戊、磷酸戊糖和糖和糖和糖和ATPATP的需要。的需要。的需要。的需要。HMSHMS中中中中G6P(G-6-P)G6P(G-6-P)的的的的4 4种去路种去路种去路种去路:受机体对受机体对受机体对受机体对NADPH,NADPH,核糖核糖核糖核糖-5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸,ATP,ATP需要的调节需要的调节需要的调节需要的调节1.1.对核糖对核糖对核糖对核糖-5-5-磷酸的需要磷酸的需要磷酸的需要磷酸的需要 对对对对NADPHNADPH的需要的需要的

12、需要的需要5G6P+ATP65G6P+ATP6核糖核糖核糖核糖-5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸+ADP+H+ADP+H+2.2.对对对对R-5-PR-5-P的需要和对的需要和对的需要和对的需要和对NADPHNADPH的需要处于平衡状态的需要处于平衡状态的需要处于平衡状态的需要处于平衡状态G6P+2NADPG6P+2NADP+H+H2 2OO核糖核糖核糖核糖-5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸+2NADPH+2H2NADPH+2H+CO+CO2 23.3.对对对对NADPHNADPH的需要对核糖的需要对核糖的需要对核糖的需要对核糖-5-5-磷酸的需要磷酸的需要磷酸的需要磷酸的需要 G6P+12NADPG6P+1

13、2NADP+7H+7H2 2O6COO6CO2 2+12NADPH+12NADPH+12H12H+Pi+Pi 6 G-6-P+12NADP+7 H2O 5 G-6-P+6CO2 +12NADPH+12H+PiEMP+HMSEMP+HMS非氧非氧非氧非氧化阶段逆反应化阶段逆反应化阶段逆反应化阶段逆反应HMSHMS氧化阶段氧化阶段氧化阶段氧化阶段HMS+HMS+糖异生糖异生糖异生糖异生4.4.需要需要需要需要NADPHNADPH和和和和ATPATP时时时时,核糖核糖核糖核糖-5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸3G6P3G6P+6NADP+6NADP+5NAD+5NAD+5Pi+8AD

14、P5+5Pi+8ADP5丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸+3CO+3CO2 2+6NADPH+5NADH+8ATP+2H+6NADPH+5NADH+8ATP+2H2 2O+8HO+8H+EMPEMP途径途径途径途径,戊糖磷酸途径氧化阶段戊糖磷酸途径氧化阶段戊糖磷酸途径氧化阶段戊糖磷酸途径氧化阶段,非氧化阶段非氧化阶段非氧化阶段非氧化阶段,糖异糖异糖异糖异生各途径的偶联方式不同。生各途径的偶联方式不同。生各途径的偶联方式不同。生各途径的偶联方式不同。HMS+EMPHMS+EMPEMPEMPEMPEMP（三）戊糖磷酸途径的生物学意义（三）戊糖磷酸途径的生物学意义（三）戊糖磷酸途径的生物学意义（三）戊糖磷酸

15、途径的生物学意义1.1.是细胞是细胞是细胞是细胞产生还原力产生还原力产生还原力产生还原力(NADPH)(NADPH)的主要途径的主要途径的主要途径的主要途径(1)(1)为生物合成供氢为生物合成供氢为生物合成供氢为生物合成供氢:脂肪酸和固醇类的合成脂肪酸和固醇类的合成脂肪酸和固醇类的合成脂肪酸和固醇类的合成,核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸(2)(2)维持红细胞还原性（维持维持红细胞还原性（维持维持红细胞还原性（维持维持红细胞还原性（维持GSHGSH还原性：维持蛋白还原性：维持蛋白还原性：维持蛋白还原性：维持蛋白结构完整性；防止脂膜过氧化；维持血红素结构完整性；防

16、止脂膜过氧化；维持血红素结构完整性；防止脂膜过氧化；维持血红素结构完整性；防止脂膜过氧化；维持血红素FeFe2+2+的价态）的价态）的价态）的价态）遗传缺陷葡萄糖遗传缺陷葡萄糖遗传缺陷葡萄糖遗传缺陷葡萄糖-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶溶血性贫血症溶血性贫血症溶血性贫血症溶血性贫血症(3)NADPH参与肝脏生物转化反应，肝细胞内质网含有参与肝脏生物转化反应，肝细胞内质网含有以以NADPH为供氢体的单加氧酶体系为供氢体的单加氧酶体系，参与激素、药物、毒物的，参与激素、药物、毒物的生物转化过程。生物转化过程。(4)NADPH参与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞产生参与体内嗜中性粒细胞和

17、巨噬细胞产生离子态氧离子态氧的反的反应，因而有杀菌作用。应，因而有杀菌作用。2 2是细胞内是细胞内是细胞内是细胞内不同结构糖分子不同结构糖分子不同结构糖分子不同结构糖分子的重要来源的重要来源的重要来源的重要来源,并为各种单糖的并为各种单糖的并为各种单糖的并为各种单糖的相互转相互转相互转相互转变变变变提供条件。形成包括提供条件。形成包括提供条件。形成包括提供条件。形成包括C C3 3CC7 7的各种醛糖和酮糖代谢中间产物。的各种醛糖和酮糖代谢中间产物。的各种醛糖和酮糖代谢中间产物。的各种醛糖和酮糖代谢中间产物。是机体内赤藓糖（是机体内赤藓糖（是机体内赤藓糖（是机体内赤藓糖（C C4 4）、戊糖（

18、）、戊糖（）、戊糖（）、戊糖（C C5 5）、）、）、）、景天庚酮糖（景天庚酮糖（景天庚酮糖（景天庚酮糖（C C7 7）等的主要代谢途径。产物等的主要代谢途径。产物等的主要代谢途径。产物等的主要代谢途径。产物 R-5-P 可用于合成可用于合成可用于合成可用于合成核酸（核酸（核酸（核酸（RNARNA、DNADNA）和核糖核苷酸辅酶（）和核糖核苷酸辅酶（）和核糖核苷酸辅酶（）和核糖核苷酸辅酶（CoACoA、NADNAD、FADFAD等）等）等）等）3 333由核酮糖由核酮糖由核酮糖由核酮糖-5-P-5-P转变成甘油醛转变成甘油醛转变成甘油醛转变成甘油醛-3-P-3-P的过程是的过程是的过程是的过程

19、是光合作用三碳循光合作用三碳循光合作用三碳循光合作用三碳循环环环环(CalvinCalvin循环循环循环循环)中相应过程的中相应过程的中相应过程的中相应过程的逆反应逆反应逆反应逆反应。COCO2 2 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖(GlcGlc)4 4是是是是COCO2 2的重要来源之一的重要来源之一的重要来源之一的重要来源之一。思考题思考题:设计实验证明戊糖磷酸途径在某组织中的活力设计实验证明戊糖磷酸途径在某组织中的活力情况情况.（即通过（即通过HMP途径代谢的途径代谢的G6P与通过与通过EMP和和TCA循环途径代谢的循环途径代谢的G6P数量的比值？）数量的比值？）参看参看P153倒数第倒数第17

20、行行-倒数第倒数第10行。行。二二 糖异生作用糖异生作用（一）糖异生作用的生理意义（一）糖异生作用的生理意义（二）糖异生途径及关键酶（二）糖异生途径及关键酶（三）糖异生的前体及可立氏循环（三）糖异生的前体及可立氏循环（四）糖异生作用的调节及与（四）糖异生作用的调节及与EMPEMP途径的协调途径的协调二二二二 糖异生糖异生糖异生糖异生(gluconeogenesis)(gluconeogenesis)作用作用作用作用:由非糖物质由非糖物质由非糖物质由非糖物质（乳酸、丙酮酸、氨基酸、甘油等）（乳酸、丙酮酸、氨基酸、甘油等）（乳酸、丙酮酸、氨基酸、甘油等）（乳酸、丙酮酸、氨基酸、甘油等）合成葡萄糖的

21、作用。合成葡萄糖的作用。合成葡萄糖的作用。合成葡萄糖的作用。主要在主要在主要在主要在肝脏肝脏肝脏肝脏中进行中进行中进行中进行,其次是肾脏。其次是肾脏。其次是肾脏。其次是肾脏。脑和肌肉不能进行糖异生脑和肌肉不能进行糖异生脑和肌肉不能进行糖异生脑和肌肉不能进行糖异生.乳酸和丙氨酸乳酸和丙氨酸乳酸和丙氨酸乳酸和丙氨酸肝脏肝脏肝脏肝脏在在在在线粒体基质线粒体基质线粒体基质线粒体基质，细胞溶胶和，细胞溶胶和，细胞溶胶和，细胞溶胶和内质网内质网内质网内质网内中共同完成内中共同完成内中共同完成内中共同完成.丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶结合在光面内质

22、网上磷酸酶结合在光面内质网上磷酸酶结合在光面内质网上磷酸酶结合在光面内质网上（一）糖异生的生理意义（一）糖异生的生理意义（一）糖异生的生理意义（一）糖异生的生理意义:（1 1）补充糖供应的不足，维持血糖稳定补充糖供应的不足，维持血糖稳定补充糖供应的不足，维持血糖稳定补充糖供应的不足，维持血糖稳定（80-120mg/100ml80-120mg/100ml血）。血）。血）。血）。在在在在饥饿或剧烈运动饥饿或剧烈运动饥饿或剧烈运动饥饿或剧烈运动时，糖原储备下降，体内葡萄糖供应不足时，糖原储备下降，体内葡萄糖供应不足时，糖原储备下降，体内葡萄糖供应不足时，糖原储备下降，体内葡萄糖供应不足时，需要糖异生

23、作用以维持血糖水平，满足生理需要。特别时，需要糖异生作用以维持血糖水平，满足生理需要。特别时，需要糖异生作用以维持血糖水平，满足生理需要。特别时，需要糖异生作用以维持血糖水平，满足生理需要。特别对大脑对大脑对大脑对大脑,红细胞红细胞红细胞红细胞,睾丸睾丸睾丸睾丸,肾髓质及眼晶状体等主要利用葡萄糖肾髓质及眼晶状体等主要利用葡萄糖肾髓质及眼晶状体等主要利用葡萄糖肾髓质及眼晶状体等主要利用葡萄糖供能的组织尤为重要。供能的组织尤为重要。供能的组织尤为重要。供能的组织尤为重要。（2 2）清除血液中其他组织的代谢产物清除血液中其他组织的代谢产物清除血液中其他组织的代谢产物清除血液中其他组织的代谢产物。如肌

24、肉中及红细胞中糖。如肌肉中及红细胞中糖。如肌肉中及红细胞中糖。如肌肉中及红细胞中糖酵解产生的乳酸等。酵解产生的乳酸等。酵解产生的乳酸等。酵解产生的乳酸等。（3 3）促进肾小管泌氨，维持酸碱平衡，防止酸中毒促进肾小管泌氨，维持酸碱平衡，防止酸中毒促进肾小管泌氨，维持酸碱平衡，防止酸中毒促进肾小管泌氨，维持酸碱平衡，防止酸中毒。长期禁食长期禁食长期禁食长期禁食后肾脏的糖异生明显增加，肾脏中的后肾脏的糖异生明显增加，肾脏中的后肾脏的糖异生明显增加，肾脏中的后肾脏的糖异生明显增加，肾脏中的-酮戊二酸可转变为草酮戊二酸可转变为草酮戊二酸可转变为草酮戊二酸可转变为草酰乙酸，然后经糖异生途径生成葡萄糖，这一

25、过程可促进肾酰乙酸，然后经糖异生途径生成葡萄糖，这一过程可促进肾酰乙酸，然后经糖异生途径生成葡萄糖，这一过程可促进肾酰乙酸，然后经糖异生途径生成葡萄糖，这一过程可促进肾脏中的谷氨酰胺及谷氨酸脱氨基，生成脏中的谷氨酰胺及谷氨酸脱氨基，生成脏中的谷氨酰胺及谷氨酸脱氨基，生成脏中的谷氨酰胺及谷氨酸脱氨基，生成NHNH3 3，后者可用于中，后者可用于中，后者可用于中，后者可用于中和和和和H H+，故有利于维持酸碱平衡。，故有利于维持酸碱平衡。，故有利于维持酸碱平衡。，故有利于维持酸碱平衡。丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶PEPPEP羧激酶羧激酶前面二个反应的逆反应可由相应的酯酶催化前面二个反应的逆反应可由相应

26、的酯酶催化 G-6-P+H2O 由由PyPEP需二个酶的催化需二个酶的催化 F-1,6-dip+H2O 糖异生的途径基本上是糖酵解的逆转，糖酵解中有三步糖异生的途径基本上是糖酵解的逆转，糖酵解中有三步反应是不可逆的，在糖异生中需要由其他酶催化。反应是不可逆的，在糖异生中需要由其他酶催化。（二）糖异生途径及关键酶（二）糖异生途径及关键酶PEPPEP羧激酶羧激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶糖异生途径反应历程：糖异生途径反应历程：糖异生途径反应历程：糖异生途径反应历程：（1 1）丙酮酸形成）丙酮酸形成）丙酮酸形成）丙酮酸形成PEPPEP：第一个不可逆步骤。：第一个不可逆步骤。：第一个不可逆步骤。：第一个

27、不可逆步骤。ATPATPADP+PiADP+Pia.a.丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸+CO+CO22+H+H2 2OO丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸+2H+2H+乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA，Mg2Mg2+丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶：以以以以生物素生物素生物素生物素为辅基。为辅基。为辅基。为辅基。乙酰乙酰乙酰乙酰-CoA-CoA是酶的是酶的是酶的是酶的别构激活剂别构激活剂别构激活剂别构激活剂只存在于只存在于只存在于只存在于线粒体线粒体线粒体线粒体中中中中b.b.草酰乙酸还原为草酰乙酸还原为草酰乙酸还原为草酰乙酸还原为苹果酸苹果

28、酸苹果酸苹果酸后后后后(NADH(NADH为氢供体为氢供体为氢供体为氢供体)，通，通，通，通过过过过二羧酸转运系统二羧酸转运系统二羧酸转运系统二羧酸转运系统穿越线粒体膜进入细胞质，再穿越线粒体膜进入细胞质，再穿越线粒体膜进入细胞质，再穿越线粒体膜进入细胞质，再脱氢成为草酰乙酸。脱氢成为草酰乙酸。脱氢成为草酰乙酸。脱氢成为草酰乙酸。c.c.草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶PEPPEP+CO+CO2 2GTPGTPGDPGDP GTPGTP GTPGTP ATP,ATP,H H2 2OO ATP,ATP,H H2 2OO（2 2）细胞质中的）细胞质中的）

29、细胞质中的）细胞质中的PEPPEP依照依照依照依照EMPEMP逆反应生成逆反应生成逆反应生成逆反应生成F1,62PF1,62P：PEPPEP2-P-2-P-甘油酸甘油酸甘油酸甘油酸 3-P-3-P-甘油酸甘油酸甘油酸甘油酸ATPATP1,3-2P-1,3-2P-甘油酸甘油酸甘油酸甘油酸NADHNADH3-P-3-P-甘油醛甘油醛甘油醛甘油醛 F-1,6-2PDHAPDHAP（3 3）F1,62PF1,62PF6PF6P：第二个不可逆步骤第二个不可逆步骤第二个不可逆步骤第二个不可逆步骤：F1,62PF1,62P+H+H2 2OO 果糖果糖-1,6-二磷酸酶二磷酸酶F6P+PiF6P+Pi（4 4

30、）F6PF6P依照逆反应生成依照逆反应生成依照逆反应生成依照逆反应生成G6PG6P，进而生成葡萄，进而生成葡萄，进而生成葡萄，进而生成葡萄糖。后一步反应是糖。后一步反应是糖。后一步反应是糖。后一步反应是第三个不可逆步骤第三个不可逆步骤第三个不可逆步骤第三个不可逆步骤。G6P+HG6P+H2 2OO葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖+Pi+Pi葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶磷酸酶磷酸酶：结合于：结合于：结合于：结合于光面内质网膜光面内质网膜光面内质网膜光面内质网膜上，存在于上，存在于上，存在于上，存在于肝、肝、肝、肝、肠、肾肠、肾肠、肾肠、肾细胞。肌肉和脑中不

31、存在。细胞。肌肉和脑中不存在。细胞。肌肉和脑中不存在。细胞。肌肉和脑中不存在。钙结合稳定蛋白钙结合稳定蛋白肝细胞肝细胞P182PitransporterT2GlctransporterT3糖糖酵酵解解和和葡葡萄萄糖糖异异生生的的关关系系ABC1C2A 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶B 果糖果糖-1.6-二磷酸酶二磷酸酶C1 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶C2 PEP羧激酶羧激酶（胞液）（胞液）（线粒体）（线粒体）葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-P-甘油醛甘油醛NAD+乳酸乳酸NADH+H+丙氨酸丙氨酸TCA循环循环乙酰乙酰CoAPEPG-6-PF-6-

32、PF-1.6-BP丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸NADH+H+苹果酸苹果酸3-P-甘油甘油甘油甘油NAD+天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸PEPH2OH2O课后阅读课后阅读课后阅读课后阅读糖异生途径及关键酶糖异生途径及关键酶糖异生途径及关键酶糖异生途径及关键酶葡糖异生作用的总反应式为：葡糖异生作用的总反应式为：2 2丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸+4ATP4ATP+2GTP2GTP+2NADH2NADH+2H2H+6H6H2 2OO 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖+4ADP+2GDP+6Pi+2NAD+4ADP+2GDP+6Pi+2NAD+G=-37.66KJ/mol=-9kcal/mol(三三)糖异生的前

33、体及可立氏循环：糖异生的前体及可立氏循环：糖异生的前体糖异生的前体糖异生的前体糖异生的前体:草酰乙酸、苹果酸草酰乙酸、苹果酸草酰乙酸、苹果酸草酰乙酸、苹果酸等等等等TCATCA循环中间物循环中间物循环中间物循环中间物 生糖氨基酸生糖氨基酸生糖氨基酸生糖氨基酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸乳酸乳酸再利用：再利用：再利用：再利用：CoriCori循环（克立氏循环）循环（克立氏循环）循环（克立氏循环）循环（克立氏循环）乳酸（乳酸（乳酸（乳酸（肌肉）肌肉）肌肉）肌肉）血液血液血液血液 肝脏肝脏肝脏肝脏 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸 糖异生糖异生糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 血液血液血液血液 肌

34、肉肌肉肌肉肌肉 甘油甘油甘油甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 糖异生糖异生糖异生糖异生uu 动物体中乙酰动物体中乙酰动物体中乙酰动物体中乙酰CoACoA不能作为糖异生的前体！不能作为糖异生的前体！不能作为糖异生的前体！不能作为糖异生的前体！肝肝肌肉肌肉乳酸循环乳酸循环乳酸循环乳酸循环(lactosecycle)(lactosecycle)（CoriCori循环循环循环循环）葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵酵解解途途径径丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸NADHNAD+乳酸乳酸乳酸乳酸NAD+NADH丙酮酸丙酮酸糖糖异异生生途途径径血液血液无效（用）循环（无效（用）循环（无效（用）循

35、环（无效（用）循环（futilecyclefutilecycle）：）：）：）：也称为也称为也称为也称为底物循环底物循环底物循环底物循环，没有物质形，没有物质形，没有物质形，没有物质形式的实质性转变，只有能量净变化式的实质性转变，只有能量净变化式的实质性转变，只有能量净变化式的实质性转变，只有能量净变化.糖酵解和葡糖异生作用如果同时等速进行糖酵解和葡糖异生作用如果同时等速进行糖酵解和葡糖异生作用如果同时等速进行糖酵解和葡糖异生作用如果同时等速进行,即一方面葡萄糖即一方面葡萄糖即一方面葡萄糖即一方面葡萄糖转变成丙酮酸转变成丙酮酸转变成丙酮酸转变成丙酮酸,另一方面丙酮酸又重新合成葡萄糖另一方面丙酮

36、酸又重新合成葡萄糖另一方面丙酮酸又重新合成葡萄糖另一方面丙酮酸又重新合成葡萄糖.在这种往在这种往在这种往在这种往复转变的过程中复转变的过程中复转变的过程中复转变的过程中,对机体来说对机体来说对机体来说对机体来说,一个循环只是净消耗了一个循环只是净消耗了一个循环只是净消耗了一个循环只是净消耗了2 2个个个个ATPATP分子和分子和分子和分子和2 2个个个个GTPGTP分子分子分子分子,释放热量释放热量释放热量释放热量,因此因此因此因此,这种循环又称这种循环又称这种循环又称这种循环又称无效循环无效循环无效循环无效循环.两种途径相互制约和相互协调的两种途径相互制约和相互协调的两种途径相互制约和相互协

37、调的两种途径相互制约和相互协调的:关键酶的活性和浓度的调节关键酶的活性和浓度的调节关键酶的活性和浓度的调节关键酶的活性和浓度的调节底物浓度的调节底物浓度的调节底物浓度的调节底物浓度的调节 思考题：无效循环是否真的没有意义？思考题：无效循环是否真的没有意义？（三）糖异生途径的调节及与（三）糖异生途径的调节及与EMP的协同调控：的协同调控：二、糖异生的调节二、糖异生的调节6-6-磷酸果糖磷酸果糖磷酸果糖磷酸果糖F-1,6-BPF-1,6-BP磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶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果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1-1ADPADP ATPATP PiPi6-6-

38、磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶磷酸酶磷酸酶己糖激酶己糖激酶己糖激酶己糖激酶 ATPATP ADPADPPiPiPEPPEP丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ADPADPATPATP COCO2 2+ATPATP ADP+PiADP+PiGTPGTP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶羧激酶羧激酶羧激酶GDP+PiGDP+Pi+CO+CO22底物循环底物循环底物循环底

39、物循环(substratecycle)(substratecycle)一对酶催化两个途径的中间代谢一对酶催化两个途径的中间代谢物之间循环的方向相反、代谢上物之间循环的方向相反、代谢上不可逆的反应。有时该循环通过不可逆的反应。有时该循环通过ATP的水解导致热能的释放。的水解导致热能的释放。糖异生途径的调节及与糖异生途径的调节及与糖异生途径的调节及与糖异生途径的调节及与EMPEMPEMPEMP的协调的协调的协调的协调参与催化的关键酶是关键调控点：参与催化的关键酶是关键调控点：EMPEMP糖异生糖异生糖异生糖异生1.1.己糖激酶己糖激酶己糖激酶己糖激酶葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶磷

40、酸酶磷酸酶2.2.磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(PFK)(PFK)果糖果糖果糖果糖-1,6-1,6-二磷酸酶二磷酸酶二磷酸酶二磷酸酶3.3.丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶+磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶羧激酶羧激酶羧激酶产生产生产生产生ATPATP消耗消耗消耗消耗ATPATP（1 1）关键控制点一：关键控制点一：关键控制点一：关键控制点一：是是是是F6-PF6-P和和和和F1,62PF1,62P的转化。的转化。的转化。的转化。调控的关键酶：调控的关键酶：调控的关键酶：调控的关键

41、酶：(EMP)(EMP)（糖异生）：（糖异生）：（糖异生）：（糖异生）：磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(PFK)(PFK)F-1,6-F-1,6-二磷酸酶二磷酸酶二磷酸酶二磷酸酶（-）（+）（+）（-）ATPATP、柠檬酸、柠檬酸、柠檬酸、柠檬酸AMPAMP、2,6-2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖二磷酸果糖二磷酸果糖（2 2）控制点二控制点二控制点二控制点二：丙酮酸和丙酮酸和丙酮酸和丙酮酸和PEPPEP的相互转化。的相互转化。的相互转化。的相互转化。调控的关键酶：调控的关键酶：调控的关键酶：调控的关键酶：(EMP)(EMP)：(糖异生糖异生糖异生糖异生)：丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙

42、酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（-）（+）（-）ATPATP、NADHNADH乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA、ATPATP、AlaAla（+）（-）F-1,6-2PF-1,6-2P（+）ADPADP前馈激活前馈激活前馈激活前馈激活（3）激素的协调作用：）激素的协调作用：饥饿或剧烈运动时饥饿或剧烈运动时饥饿或剧烈运动时饥饿或剧烈运动时:肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素：增加增加增加增加PEP羧激酶羧激酶和和和和葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶的合成，促进葡糖异生。的合成

43、，促进葡糖异生。的合成，促进葡糖异生。的合成，促进葡糖异生。通过通过通过通过cAMPcAMP级联放大作用，激活蛋白激酶，促进：级联放大作用，激活蛋白激酶，促进：级联放大作用，激活蛋白激酶，促进：级联放大作用，激活蛋白激酶，促进：磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 磷酸化磷酸化活力下降活力下降EMP（-）F1,6二磷酸酶二磷酸酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化活力提高，葡糖异生（活力提高，葡糖异生（活力提高，葡糖异生（活力提高，葡糖异生（+）胰岛素胰岛素胰岛素胰岛素：作用与上述激素相反。：作用与上述激素相反。：作用与上述激素相反。：作用与上述激素相反。要点提示要点提示戊糖磷酸途径提供了葡萄糖戊

44、糖磷酸途径提供了葡萄糖-6-磷酸的另外一条磷酸的另外一条代谢途径。戊糖磷酸途径分为两个阶段：代谢途径。戊糖磷酸途径分为两个阶段：氧化阶段和氧化阶段和非氧化阶段非氧化阶段。在氧化阶段，每一分子的。在氧化阶段，每一分子的葡萄糖葡萄糖-6-磷磷酸酸在转化为在转化为核酮糖核酮糖-5-磷酸和磷酸和CO2的同时的同时生成两分子的生成两分子的NADPH。非氧化阶段包括核酮糖。非氧化阶段包括核酮糖-5-磷酸转化为核苷磷酸转化为核苷酸和核酸生物合成所需要的酸和核酸生物合成所需要的核糖核糖-5-磷酸磷酸以及转化为以及转化为糖酵解和糖异生的中间产物丙糖磷酸和己糖磷酸糖酵解和糖异生的中间产物丙糖磷酸和己糖磷酸。要点提

45、示要点提示糖异生是一个由非糖物质，例如乳酸和氨基酸，糖异生是一个由非糖物质，例如乳酸和氨基酸，合成葡萄糖的途径。糖异生中的许多反应都是糖酵解合成葡萄糖的途径。糖异生中的许多反应都是糖酵解反应的逆反应，而糖异生中一些特异的酶是用来催化反应的逆反应，而糖异生中一些特异的酶是用来催化丙酮酸向磷酸烯醇式丙酮酸的不可逆转化（丙酮酸羧丙酮酸向磷酸烯醇式丙酮酸的不可逆转化（丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶），果糖化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶），果糖-1,6-二磷二磷酸向果糖酸向果糖-6-磷酸转化（果糖磷酸转化（果糖-1,6-二磷酸酶）和葡萄二磷酸酶）和葡萄糖糖-6-磷酸向葡萄糖的转化（葡萄糖磷酸向葡

46、萄糖的转化（葡萄糖-6-磷酸酶）。磷酸酶）。6复习题复习题1作业题：作业题：P174，5，6，设计一实验测定戊糖磷酸途径进行，设计一实验测定戊糖磷酸途径进行的速率。的速率。2P174，1，2，3，4，83许多组织中，对细胞损伤的最早期反应之一是快速地增加参许多组织中，对细胞损伤的最早期反应之一是快速地增加参与磷酸戊糖途径的酶的水平。损伤后与磷酸戊糖途径的酶的水平。损伤后10天，心脏组织的葡天，心脏组织的葡萄糖萄糖-6-磷酸脱氢酶和磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的水平是正常磷酸葡萄糖酸脱氢酶的水平是正常水平的水平的20至至30倍，而糖酵解酶只有正常水平的倍，而糖酵解酶只有正常水平的10%至至

47、20%。解释此现象。解释此现象。4如果柠檬酸循环与氧化磷酸化整个都被抑制，那么是否能从如果柠檬酸循环与氧化磷酸化整个都被抑制，那么是否能从丙酮酸净合成葡萄糖？丙酮酸净合成葡萄糖？5鸡蛋清中的抗生物素蛋白对生物素的亲和力极高，如果将该鸡蛋清中的抗生物素蛋白对生物素的亲和力极高，如果将该蛋白加到肝脏提取液中，对丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖有蛋白加到肝脏提取液中，对丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖有什么影响？什么影响？6.名词解释名词解释:戊糖磷酸途径糖异生作用戊糖磷酸途径糖异生作用无效循环无效循环可立氏循环可立氏循环(Coricycle)戊糖磷酸途径（戊糖磷酸途径（pentosephosphatepath

48、way）：）：也称之磷酸己糖支路（也称之磷酸己糖支路（hexosemonophosphateshunt）。是一个葡萄糖）。是一个葡萄糖-6-磷酸经代谢产生磷酸经代谢产生NADPH和核糖和核糖-5-磷酸的途径。该途径包括氧化和非氧化两个阶段，在氧磷酸的途径。该途径包括氧化和非氧化两个阶段，在氧化阶段，葡萄糖化阶段，葡萄糖-6-磷酸转化为核酮糖磷酸转化为核酮糖-5-磷酸和磷酸和CO2,并生并生成两分子的成两分子的NADPH；在非氧化阶段，核酮糖；在非氧化阶段，核酮糖-5-磷酸异构化磷酸异构化生成核糖生成核糖-5-磷酸或转化为酵解中的两个中间代谢物果糖磷酸或转化为酵解中的两个中间代谢物果糖-6-磷酸

49、和甘油醛磷酸和甘油醛-3-磷酸。磷酸。无效循环（无效循环（futilecycle）：也称之底物循环（：也称之底物循环（substratecycle）。一对酶催化两个途径的中间代谢物之间循环的方）。一对酶催化两个途径的中间代谢物之间循环的方向相反、代谢上不可逆的反应。有时该循环通过向相反、代谢上不可逆的反应。有时该循环通过ATP的水解的水解导致热能的释放。例如，葡萄糖导致热能的释放。例如，葡萄糖ATP葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸ADP与葡萄糖与葡萄糖-6-磷酸磷酸H2O葡萄糖葡萄糖Pi反应组成的循环反应组成的循环反应，其净反应实际上是反应，其净反应实际上是ATPH2OADPPi。“无效循环无效循环

50、”反应看似只是在消耗反应看似只是在消耗ATP，没有收获，但实际，没有收获，但实际上，提供了一个灵敏的调节部位。通过酶活性和浓度的调节，上，提供了一个灵敏的调节部位。通过酶活性和浓度的调节，可以可以确定底物的流向和水平确定底物的流向和水平，以便在可进行糖异生的组织中，以便在可进行糖异生的组织中，选择进行糖酵解，或糖异生。选择进行糖酵解，或糖异生。糖异生作用糖异生作用(gluconeogenesis)：由简单的非糖前体转变为糖的过程。糖异生不是糖酵解由简单的非糖前体转变为糖的过程。糖异生不是糖酵解的简单逆转。虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的的简单逆转。虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中