第六章-3-2糖代谢江大生化课件

丙酮酸葡萄糖“糖酵解 ”不需氧“磷酸戊糖途径 ”需氧有氧情况缺氧情况好氧生物厌氧生物“三羧酸循环 ”“乙醛酸循环 ”CO2 + H2O“乳酸发酵 ” 乳酸“乳酸发酵 ”、 “乙醇发酵 ”乳酸或乙醇CO2 + H2O重点第四节 糖的中间代谢葡萄糖 ATP 己糖激酶 6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶 磷酸葡萄糖异构酶6-磷酸果糖 ATP 磷酸果糖激酶 1,6 二磷酸果糖 醛缩酶 3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 活化 G= -7.5kcal/mol (不可逆 ) 异构 G= -0.6kcal/mol (可逆 ) 二次活化 G= -5.0kcal/mol (不可逆 ) 裂解 G= -0.3kcal/mol (可逆 ) ADP ADP Pi3、回补途径 能为 TCA循环补充中间产物的代谢途径称为回补途径。主要有丙酮酸羧化支路和乙醛酸循环它能为 TCA循环供应草酰乙酸和苹果酸。已经证明有好几种酶催化这一反应，其中，最具普遍意义的有丙酮酸羧化酶和苹果酸酶。a) 丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸 ,需要生物素为辅酶。 (1) 丙酮酸羧化支路 b) 在真核细胞中，苹果酸酶催化丙酮酸还原羧化成苹果酸，反应不需要 ATP， 但需要 NADH+H+。(1) 丙酮酸羧化支路 c)在植物、细菌、人脑和心脏中还存在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶，可催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸。 (1) 丙酮酸羧化支路 许多植物、微生物能够在乙酸或产生乙酰 CoA的化合物中生长。同时种子发芽时可以将脂肪转化成糖。这是因为它们具有 异柠檬酸裂解酶 和 苹果酸合成酶 ，存在着一个类似于 TCA循环的乙醛酸循环缘故。这种循环是 TCA循环的修改形式，但是 不存在于动物中 。(2) 乙醛酸循环 乙醛酸循环的意义 借此附属路线植物和某些微生物可以利用脂肪酸、乙酸作为唯一能源和碳源获得生物能量，合成糖类化合物和氨基酸、蛋白质，维持正常生长。(3) 其他回补途径 天冬氨酸和谷氨酸的转氨作用可以形成草酰乙酸和 -酮戊二酸。异亮氨酸、缬氨酸和苏氨酸、甲硫氨酸也会形成琥珀酸。三、磷酸戊糖途径 （ HMP）生物体中除 TCA循环外，还有其他糖代谢途径，其中磷酸戊糖途径是较为重要的一种。在动物和许多微生物中约有 30%的葡萄糖可能由此途径进行氧化。1、 HMP途径的生化过程 2、 HMP途径的生理意义 1) 产生大量的 NADPH， 为生物合成提供还原力。如脂肪酸、氨基酸、核苷酸等生物合成途径中需要大量的 NADPH， 主要靠 HMP途径提供。2) 产生磷酸戊糖参加核酸代谢。3) NADPH使红细胞中的还原性谷胱苷肽再生，对维持红细胞的还原性有重要作用。4) HMP途径是植物光合作用中从 CO2合成葡萄糖的部分途径。四、糖的异生 (gluconeogenesis)糖的异生是指由非糖物质 (丙酮酸、甘油、乳酸和某些氨基酸等 )合成葡萄糖的过程。人脑对葡萄糖有高度的依赖性。红细胞也需要提供葡萄糖。成人脑每日大约需要 120 g葡萄糖，占人体对葡萄糖的每日总需要量（约为 160 g） 的绝大部分。从糖原可随时提供的葡萄糖大约为 190g。 因此机体在一般情况下，体内的葡萄糖量足够维持一天的需要，但是如果机体处于饥饿状态，则必须由非糖物质转化成葡萄糖提供急需。当机体处于剧烈运动时，也需要由非糖物质及时提供葡萄糖。1、糖异生的途径 草酰 乙酸不能穿越线粒体内膜该酶仅 存在线粒体中糖异生的途径不是简单的酵解途径的逆转，因为从葡萄糖到丙酮酸的代谢过程中有三步是不可逆的，在糖异生中它们由另一些酶来催化。糖异生有其特殊的调控酶，需要 ATP供能，以保证合成途径的进行。2、 糖异生的生理意义 1)糖异生是一个非常重要的生物合成葡萄糖的途径 。糖异生主要在肝脏中进行。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料，因此，血中葡萄糖浓度降低时，首先是脑细胞受损。2) 在饥饿、剧烈运动 造成糖原下降后，糖异生会使酵解产生的乳酸，脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖，这 对维持血糖浓度，满足组织对糖的需求是十分重要的 。 3、葡糖异生作用的调节 葡糖异生作用和糖酵解作用有密切的相互协调关系。如果糖酵解作用活跃。则葡糖异生作用必受一定限制。如果糖酵解的主要酶受到抑制，则葡糖异生作用酶的活性就受到促进。 葡萄糖的浓度对糖酵解起调节作用。 乳酸浓度以及其他葡萄糖前体的浓度对葡糖异生都起调节作用。第五节 糖原的合成与分解糖原（ glycogen） 是葡萄糖的贮存形式，当细胞中能量充足时，进行糖原合成而贮存能量。当能量供应不足时，糖原分解产生 ATP， 以保证供应生命活动所需要的能量。糖原的分解与合成是分别进行的不同途径，它们的反应速度受激素、别构酶的精细调节。一、 糖原的降解（ Glycogen breakdown）糖原的结构类似于支链淀粉，分支短链的平均长度是 12-18个葡萄糖单位，比支链淀粉短 (24-30)；分支度比支链淀粉高，每隔 3个葡萄糖单位即有一个支链，相对分子量在2.710 5-3.510 6。糖原的分解途径 糖原磷酸化酶脱支酶 1.磷酸化酶催化糖原非还原性末端磷酸解 磷酸化酶催化的特点是，从糖原分子的非还原性末端断下一个葡萄糖分子，同时出现一个新的非还原性末端葡萄糖分子。 2.磷酸化酶催化糖原 1 4糖苷键磷酸解二、糖原的合成（ Glycogen biosynthesis）葡萄糖是合成糖原