生化糖代谢 ppt学习课件.ppt

物质代谢及其调节,生物化学与分子生物学教研室,1,.,新陈代谢生命的最基本特征,ATP最主要的能量载体,概念及生理意义器官和亚细胞定位代谢途径的基本反应过程关键酶及其主要调节伴随着的能量代谢代谢之间的联系及其与疾病的关系,学习时应注意的几个方面,糖原,脂肪,蛋白质,葡萄糖,甘油、脂肪酸,氨基酸,丙酮酸,乙酰辅酶A,三羧酸循环,CO2、H2O、ATP,糖代谢,MetabolismofCarbohydrates,第四章,5,.,第一节概述,Introduction,糖(carbohydrates)由碳、氢、氧三种元素组成，是一类多羟醛或多羟酮及其衍生物或多聚物。,一、糖的化学,（一）糖的概念,（二）糖的分类及其结构,单糖、寡糖(29)、多糖(10)、结合糖,1.单糖不能再水解的糖,核糖（戊醛糖）,半乳糖（已醛糖）,葡萄糖（已醛糖）,果糖（已酮糖）,2.寡糖,常见的几种二糖有,麦芽糖（葡萄糖-葡萄糖）,蔗糖（葡萄糖-果糖）,乳糖（葡萄糖-半乳糖）,能水解生成几分子单糖的糖,3.多糖能水解生成多个单糖的糖。常见的多糖有淀粉、糖原、纤维素等。,4.结合糖糖与非糖物质的结合物如：糖脂、脂多糖、蛋白多糖、肽聚糖。,糖苷键,-1,4糖苷键,-1,6糖苷键,淀粉,糖原,-1,4-糖苷键,-1,6-糖苷键,-1,4-糖苷键,纤维素,二、糖的生理功能,1.氧化供能,糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。,3.作为机体组织细胞的结构成分,人所需能量的5070来自糖；葡萄糖和糖原是体内重要的能源物质；优先利于糖供能；,2.提供合成体内其他物质的原料,糖脂是细胞膜的成分；糖蛋白、蛋白聚糖参与结缔组织及骨基质组成；核糖构成核酸；其他功能如信息传递、激素、免疫球蛋白、血型物质等。,二、糖的消化与吸收,（一）糖的消化,人类食物中的糖主要有植物淀粉、纤维素、动物糖原、麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、乳糖等，其中以淀粉为主。,消化部位主要在小肠，少量在口腔,糖的来源,淀粉,麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）,-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）,葡萄糖,唾液中的-淀粉酶,-糖苷酶,-临界糊精酶异麦芽糖酶,胰液中的-淀粉酶,肠粘膜刷状缘,消化过程,蔗糖酶乳糖酶,（二）糖的吸收,吸收部位小肠上段吸收形式单糖（葡萄糖、半乳糖、果糖）吸收途径,三、糖代谢的概况,第二节糖的分解代谢,葡萄糖的分解主要有4条途径糖的无氧氧化（糖酵解）糖的有氧氧化磷酸戊糖途径糖醛酸途径,糖的无氧氧化（Glycolysis）,在缺氧条件下，葡萄糖或糖原分解为乳酸的过程称为糖的无氧氧化，也称为糖酵解。,概念,反应部位,器官定位：各种组织细胞定位：胞液,一、糖无氧氧化的反应过程,糖酵解分为两个阶段,葡萄糖,葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,（一）葡萄糖分解成丙酮酸（第一阶段）,不可逆反应,6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,6-磷酸果糖再磷酸化为1,6-双磷酸果糖,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,不可逆反应,1,6-双磷酸果糖,磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,醛缩酶,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮转变成3-磷酸甘油醛,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸甘油酸,1,3-二磷酸甘油酸是高能化合物G=61kJ/mol,H,糖酵解过程唯一的脱氢反应,1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸,1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,底物分子内的高能键直接使ADP磷酸化生成ATP，这种产生ATP的方式称为底物水平磷酸化。(substratelevelphosphorylation),H,可逆反应,3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,H,H,2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸,H,磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,糖酵解的第一阶段，由1分子葡萄糖转变为2分子丙酮酸（糖酵解途径）。,不可逆反应底物水平磷酸化,丙酮酸的去路,G丙酮酸,进入线粒体继续氧化,乳酸,有氧,缺氧,(二)丙酮酸还原生成乳酸（第二阶段）,丙酮酸,乳酸,乳酸的去路,释放入血，进入肝脏再进一步代谢。分解利用、糖异生,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,二、糖酵解的调节,己糖激酶,6-磷酸果糖激酶-1,丙酮酸激酶,调节方式变构调节共价修饰调节,细胞对糖酵解的调控是为了满足细胞对能量及碳骨架的需求。关键酶所催化的部位是控制代谢反应的有力部位。,关键酶/限速酶,1、催化不可逆反应,2、催化的反应速度最慢,3、受激素或代谢物的调节,5、活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向,特点,4、常是催化初始反应的酶,概念指决定一个代谢途径方向和速度的酶,1、6-磷酸果糖激酶-1的调控,6-磷酸果糖激酶-1,ATP柠檬酸,-,AMP、ADP1,6-双磷酸果糖2,6-双磷酸果糖,P,胰高血糖素,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,ATP丙氨酸(肝),-,1,6-双磷酸果糖,+,2、丙酮酸激酶的调控,胰高血糖素,丙酮酸激酶,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,3、葡萄糖激酶或己糖激酶的调控,三、糖酵解的生理意义,无线粒体的细胞，如：红细胞代谢活跃的细胞，如：神经细胞、白细胞、骨髓、肿瘤细胞,最主要的生理意义是缺氧时迅速提供能量。这对肌肉收缩非常重要。,2.是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。,葡萄糖氧化成乳酸时G-196kJ/mol1mol葡萄糖生成2molATP，储存的能量为30.5261kJ/mol储能效率为31,复习：糖酵解代谢,概念：在缺氧或无氧条件下，葡萄糖或糖原分解为乳酸的过程称为糖酵解。反应部位：胞液调节：三个关键酶催化三步不可逆反应,要求：理解共价修饰调节，掌握变构调节。,产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从G开始22-2=2ATP从Gn开始22-1=3ATP意义缺氧时迅速提供能量；为代谢活跃组织提供部分能量。,1.第一阶段,2.第二阶段(在无氧或缺氧条件下),糖酵解分为两个阶段,由丙酮酸转变成乳酸。,由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解途径(glycolyticpathway)。,那么在氧供充足条件下，丙酮酸、葡萄糖将会如何变化呢？,糖酵解的过程,糖的有氧氧化是指在氧供充足条件下，葡萄糖或糖原彻底氧化成CO2和H2O,并释放出大量能量的过程，是机体主要的供能方式。,器官定位：大多数组织细胞定位：胞液、线粒体,一、概念,二、反应场所,糖的有氧氧化(AerobicOxidation),三、糖有氧氧化的反应过程,第一阶段：酵解途径,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧,第三阶段：三羧酸循环,G（Gn）,第四阶段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TAC循环,胞液,线粒体,（一）酵解途径,酵解途径产物的去路,G丙酮酸+NADH+H+,2NADH+H+苹果酸穿梭,氧化磷酸化(能量相差2ATP),（二）丙酮酸的氧化脱羧（第一次脱羧）,丙酮酸,乙酰CoA,NAD+,HSCoACO2,NADH+H+,丙酮酸脱氢酶复合体,丙酮酸脱氢酶复合体,酶E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶,辅助因子TPPHSCoA、硫辛酸FAD,NAD+,12606,CO2,CoASH,NAD+,NADH+H+,5.NADH+H+的生成,1.羟乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,4.硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含有三个羧基的柠檬酸开始，反复的脱氢、脱羧，又生成草酰乙酸，再反复循环的过程，这一循环反应过程称为三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle,TCA循环)或柠檬酸循环。TCA循环是由H.A.Krebs提出的，故又称为Krebs循环。,多数组织细胞；线粒体,（三）三羧酸循环,1.概念,2.反应部位,3.反应过程,HansAdolfKrebs是英籍德裔生物化学家。1937年，Krebs在研究乳酸如何代谢成CO2和H2O的过程中提出了三羧酸循环。后经F.ALipmann证实和补充。这一发现被认为是代谢研究的里程碑。为此，1953年Krebs和Lipmann共同获得诺贝尔医学生理学奖。,H.A.Krebs1900-1981,NAD+,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH2,NADH+H+,NAD+,柠檬酸合酶,顺乌头酸酶,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶复合体,琥珀酰CoA合成酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,NADH+H+,不可逆反应一次循环代谢掉一个乙酰基中间产物起了催化剂的作用草酰乙酸需要补充,*草酰乙酸需要不断补充,草酰乙酸,其来源如下：,消耗一分子乙酰基有四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2、3分子NADH+H+、2分子CO2、1分子GTP。关键酶有：柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体,小结：三羧酸循环要点,4.三羧酸循环的生理意义,是糖、脂肪、蛋白质氧化分解的最终代谢通路；是糖、脂肪、蛋白质代谢联系的枢纽；为氧化磷酸化提供NADH+H+和FADH2；为其它物质代谢提供小分子前体。,NADH+H+和FADH2经呼吸链传递给O生成H2O的过程中释放的能量使ADP磷酸化生成ATP。,5.有氧氧化生成的ATP,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,葡萄糖氧化成CO2和H2O时G-2840kJ/mol葡萄糖生成32molATP，储存的能量为30.532976kJ/mol储能效率为34,四、有氧氧化的调节,关键酶,酵解途径：己糖激酶,丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体,三羧酸循环：柠檬酸合酶,丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1,-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶,目的是为了适应机体对能量的需求,调节方式变构调节、共价修饰调节,丙酮酸脱氢酶复合体,异柠檬酸脱氢酶,柠檬酸合酶,柠檬酸,琥珀酰CoA,NADH,Ca2+,Ca2+,ATP、ADP的影响,产物的抑制,后续反应的产物反馈抑制前面反应中的酶,其他，如Ca2+可激活许多酶,1.三羧酸循环的调节,-酮戊二酸脱氢酶复合体,NADH,2.有氧氧化的调节特点,有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，NADH、FADH2堆积，则后者速率也减慢。有氧氧化与酵解相互抑制,五、巴斯德效应,*概念,*机制,巴斯德效应(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的现象。,*意义只消耗少量的糖，即可获得维持生命活动所需的能量。,有氧时，NADH+H+进入线粒体氧化，丙酮酸也进入线粒体氧化而不生成乳酸；有氧时ATP/ADP，可抑制磷酸果糖激酶-1，从而抑制糖酵解。,六、糖有氧氧化的生理意义,糖的有氧氧化是机体获取能量的主要方式。1个分子葡萄糖经无氧酵解仅净生成2个分子ATP，而有氧氧化可净生成30或32个ATP。在一般生理条件下，许多组织细胞均从糖的有氧氧化获得能量。三羧酸循环是三大营养物质氧化分解的共同途径；也是三大营养物质代谢联系的枢纽。,糖有氧氧化小结,糖有氧氧化的概念反应部位三个阶段的关键酶三羧酸循环的要点、意义糖有氧氧化的意义及ATP的计算,1分子3-磷酸甘油醛彻底氧化后生产几分子ATP？,第四节糖的其他代谢途径,一、磷酸戊糖途径,磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步转变生成6-磷酸果糖、3-磷酸甘油醛进入糖酵解途径的反应过程。整个过程在胞液中完成。,第一阶段氧化反应生成磷酸戊糖、NADPH+H+及CO2,第二阶段一系列基团转移反应,（Pentosephosphatepathway）,（一）概念,（二）反应过程,1.生成磷酸戊糖和NADPH,内酯酶,两次脱氢、一次脱羧，脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH+H+。催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。反应生成的磷酸核糖是一个重要的中间产物，为核酸的合成提供核糖。,G-6-P,5-磷酸核糖,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,5-磷酸核酮糖(C5)3,5-磷酸核糖C5,2.基团转移反应,磷酸戊糖途径,第一阶段,第二阶段,总反应式,36-磷酸葡萄糖+6NADP+,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2,限速酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶,其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。NADPH对该酶有强烈抑制作用。,（三）磷酸戊糖途径的生理意义,1、为核酸的生物合成提供核糖葡萄糖(主要)；3-磷酸甘油醛、6-磷酸果糖(肌肉),合成代谢：脂肪酸、胆固醇、皮质激素、性激素等；,作为羟化反应的供氢体，参与生物转化和生物合成；,维持谷胱甘肽（GSH）的还原性。,2G-SHG-S-S-G,NADP+NADPH+H+,AAH2,蚕豆病,谷胱甘肽还原酶,2、提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应,二、糖醛酸途径,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,UDP-葡萄糖,UDP-葡萄糖醛酸,1-磷酸葡萄糖醛酸,葡萄糖醛酸,L-古洛糖酸,L-木酮糖,木酮醇,D-木酮糖,5-磷酸木酮糖,磷酸戊糖途径,CO2,UTP,（glucuronatepathway）,NADH+H+,VitC,糖醛酸途径的意义,生成活化的葡萄糖醛酸（UDPGA）参与体内多种反应。1、参与生物合成：UDP-糖醛酸可用于合成糖胺聚糖，如肝素、透明质酸、硫酸软骨素等，参与蛋白聚糖的合成。2、参与生物转化：很多结合反应，如UDP-糖醛酸可与含羟基、巯基、羧基、氨基等基团的异物或药物结合，使其水溶性增加，易溶于水而排出体外。,三、多元醇途径,葡萄糖代谢过程中可生成一些多元醇，如山梨醇、木糖醇等，称为多元醇途径。,该途径局限于某些组织，对整个葡萄糖代谢所占比重极少。,糖尿病状态下，细胞内多元醇产生增多，且不易通过细胞膜，使渗透压升高引起一系列并发症，如白内障、视网膜病变、肾脏病变等。,第五节糖原的合成与分解,糖原（glycogen）是动物体内糖的储存形式，是机体能迅速动用的能源储备。糖原的分类及功能（肝脏和肌肉）糖原的结构特点,概述,1.葡萄糖单元以-1,4-糖苷键形成长链。2.约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。3.每条链都终止于一个非还原端。非还原端增多，利于被酶分解。,糖原的结构特点,目录,C1,C4,C4,C4,C4,C4,一、糖原的合成代谢,（二）合成部位,（一）定义,糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的过程,组织定位：肝脏、肌肉、肾等细胞定位：胞液,（三）合成过程,糖原引物的形成；,葡萄糖的活化；,糖原链的延长；,4,1,2,3,糖原分支的形成。,1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖（捕获）,1.葡萄糖的活化（捕获、异构、转形）,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,2）6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖（异构）,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,磷酸葡萄糖变位酶,活性葡萄糖,+,3）1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖（转形）,1-磷酸葡萄糖,尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG),1）生糖原蛋白或糖原引物蛋白：人们在对糖原分子的核心进行研究时发现的一种名为glycogenin的蛋白质，称为生糖原蛋白或糖原引物蛋白。2）特点：具有自动糖基化功能，可催化8个UDPG以-1,4糖苷键成链，其中第一个葡萄糖以共价键连接到蛋白质的特定酪氨酸残基上。3）糖原引物：是指原有的细胞内较小的糖原分子,本质上是结合有一个寡糖链的多肽。,2.糖原引物的形成,3.糖原链的延长（缩合）,限速酶,4.糖原分支的形成,分支酶,-1,4-糖苷键,目录,糖原合成小结：1、糖原是动物细胞中糖的主要储存形式。2、肝、肌肉是合成糖原的主要组织（脑很少）。3、UDPG-糖的活性形式4、糖原引物是一个结合有寡糖链的多肽，其中第一个葡萄糖以共价键连接到蛋白质的特定酪氨酸残基上。5、糖原合酶-限速酶6、-1，4糖苷键-直链糖原合酶催化-1，6糖苷键-分支处分支酶催化7、合成在非还原端，耗能过程（2ATP/Gn+1）。,二、糖原的分解代谢,（一）定义,（二）分解部位,糖原分解习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。,胞液,肝脏,（三）反应过程：,四步反应,1、直链的磷酸解,2、残余支链的水解,3、异构,4、脱磷酸,糖原磷酸化酶,糖原,Gn,H3PO4,1-磷酸葡萄糖,1、直链的磷酸解,糖原,Gn-1,糖原分解的限速酶,非还原端,2.残余支链水解（脱支酶）,转移酶：转移葡萄糖残基水解酶：水解-1,6-糖苷键,目录,3.异构,1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate),4.脱磷酸,葡萄糖(glucose),6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate),H3PO4,H2O,葡萄糖-6-磷酸酶（肝、肾）,肌肉中缺乏此酶,磷酸解异构脱磷酸,肌糖原的分解,肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖去补充血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。,肝糖原分解的意义是补充血糖；肌糖原分解的意义是为肌肉收缩提供能量。,1、糖原分解从非还原端开始。2、磷酸化酶-糖原分解的限速酶3、脱支酶的作用：属于多功能酶，具有转移酶,-1，6糖苷酶活性。4、整个过程不耗能。5、G6P酶主要存在于肝、肾，故肝和肌肉中糖原分解不完全一样。,糖原分解小结：,102,葡萄糖-6-磷酸酶（肝）,UDPG焦磷酸化酶,G-1-P,UTP,UDPG,PPi,Gn+1,UDP,G-6-P,G,糖原合酶,磷酸葡萄糖变位酶,己糖激酶,Gn,Pi,磷酸化酶,Gn,糖原的合成与分解总图,ATP,ADP,Pi,三、糖原合成与分解的调节,调节方式,共价修饰变构调节,调节激素,胰岛素胰高血糖素、肾上腺素,无活性,有活性,双向调控,糖原磷酸化酶的调节,磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷酸化酶b激酶-P,磷酸化酶b激酶,Pi,Pi,磷蛋白磷酸酶-1,PKA(有活性),磷蛋白磷酸酶-1,腺苷环化酶（无活性）,腺苷环化酶（有活性）,激素(胰高血糖素、肾上腺素等)+受体,ATP,cAMP,PKA(无活性),胰岛素,AMP,腺苷环化酶（无活性）,腺苷环化酶（有活性）,激素(胰高血糖素、肾上腺素等)+受体,PKA(无活性),糖原合酶a,糖原合酶b-P,PKA(有活性),Pi,磷蛋白磷酸酶-1,磷蛋白磷酸酶抑制剂-P,磷蛋白磷酸酶抑制剂,糖原合酶的调节,ATP6-P-G,+,胰岛素,AMP,磷酸化酶b激酶,糖原合酶a,糖原合酶b-P,磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷蛋白磷酸酶抑制剂,胰岛素,AMP,激素对糖原合成与分解的调节,调节小结,双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。,有两种调节方式：共价修饰调节和别构调节。,肝糖原和肌糖原代谢分别受胰高血糖素和肾上腺素的调节。,调节过程存在级联效应效应。,关键酶都有有活性、无(低)活性二种形式，二者可通过磷酸化和去磷酸化互变。,糖原合成与分解的调节是通过对其关键酶（糖原合酶、磷酸化酶）的调节实现。,四、糖原累积症,以组织中糖原异常大量堆积为特征的一类遗传代谢病。,机制：先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。,治疗：尚无良策，主为对症治疗。,109,糖原贮积症分型,G-6-P可参与哪些代谢途径？,小结,1、重点掌握：糖原合成与分解的基本过程和限速酶2、掌握：糖原合成与分解调节要点3、理解：糖原的结构特点与意义4、了解：糖原累积症,我好饿啊！,血糖正常！,第六节糖异生Gluconeogenesis,概念,糖异生是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。,一、概述,所有物质进入糖异生的途径,二、糖异生途径,1.定义,2.过程,酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。,糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；,糖异生途径指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。,1）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,草酰乙酸,GTP,GDP,CO2,ATP,ADP+Pi,CO2,丙酮酸羧化酶(线粒体),磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(线粒体、胞液),磷酸烯醇式丙酮酸,（丙酮酸羧化支路）,丙酮酸,线粒体,胞液,NADH+H+,NAD+,丙酮酸,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）,PEP,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,天冬氨酸,天冬氨酸,草酰乙酸,(胞液),(线粒体),羧化酶,羧激酶,羧激酶,羧激酶,NAD+,NADH+H+,NADH+H+,NAD+,糖异生途径所需NADH+H+的来源,由乳酸进行糖异生时，NADH+H+由下述反应提供。,乳酸,丙酮酸,LDH,NAD+,NADH+H+,由氨基酸进行糖异生时，NADH+H+则由线粒体内提供。,以丙酮酸或能转化成丙酮酸的生糖氨基酸为原料进行糖异生时，草酰乙酸通过苹果酸方式进入胞液。以乳酸为原料进行异生糖时，草酰乙酸通过天冬氨酸方式进入胞液。,实验证实：,2）1,6-双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖,3）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖,4.非糖物质进入糖异生的途径,糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物,上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，生成葡萄糖或糖原,NADHH,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,酵解途径,1-磷酸葡萄糖,糖原,PEP,丙酮酸,胞液,糖异生途径,ATP,ATP,NADH+H,+,124,5.底物循环：(substratecycle),定义：指作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，称为底物循环。,酶活性相等时，又称无效循环。,125,二、糖异生的调节,作用物之间的互变是分别由不同酶催化的单向反应，这种互变循环称之为底物循环。,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-1,Pi,果糖二磷酸酶-1,1.6-磷酸果糖与1,6-双磷酸果糖之间,2.磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与丙酮酸之间,PEP,丙酮酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,乙酰CoA,草酰乙酸,丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇丙酮酸羧激酶,三、糖异生的生理意义,（一）饥饿时维持血糖水平稳定(最主要),（二）乳酸再利用；补充肝糖原,（三）肾糖异生利于维持酸碱平衡,饥饿时血糖的来源全部依赖糖异生。原料：氨基酸、甘油、乳酸,饥饿时，代谢性酸中毒；肾糖异生加强；泌NH3带走H,乳酸循环,三碳途径：摄入的葡萄糖先在肝外分解为乳酸、丙酮酸等三碳化合物，再进入肝经糖异生，合成为糖原。,乳酸循环（Cori循环）,循环过程,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,乳酸,丙酮酸,血液,生理意义,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。,乳酸循环是一个耗能的过程,2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP。,第五节糖代谢紊乱,*血糖指血液中的葡萄糖。,*血糖水平，即血糖浓度。正常血糖浓度：3.896.11mmol/L,血糖及血糖水平的概念,正常人体内糖代谢的中心问题之一是维持血糖浓度的相对恒定。临床上重要的糖代谢紊乱也主要是血糖浓度过高（高血糖症）和过低（低血糖症）。,血糖水平恒定的生理意义,保证重要组织器官的能量供应，特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官。,脑组织不能利用脂酸，通常情况下主要依赖葡萄糖供能；红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获能；骨髓及神经组织代谢活跃，常利用糖酵解供能。,血糖,一、血糖来源和去路,二、血糖水平的调节,主要依靠激素的调节,血糖水平保持稳定是体内多种组织（肝、肌肉、脂肪等）内糖、脂肪、氨基酸代谢协调的结果。,血糖调节有四个层次：神经、激素、器官、代谢物,（一）胰岛素,促进肌肉、脂肪细胞摄取葡萄糖,增强磷酸二酯酶活性，降低cAMP，加速糖原合成，抑制糖原分解,激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶，进而激活丙酮酸脱氢酶复合体加快糖的有氧氧化。,抑制肝内糖异生（促进Aa入肌肉；减少磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶）,减少脂肪动员（抑制甘油三酯脂肪酶）,体内唯一降低血糖水平的激素,作用机制:,（二）胰高血糖素,促进肝糖原分解，抑制糖原合成(cAMP-PKA),抑制酵解途径，促进糖异生(减少F-2,6-P),增强糖异生（促进磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成、抑制丙酮酸激酶、促进肝摄取氨基酸）,体内升高血糖水平的主要激素,作用机制：,促进脂肪动员（激活甘油三酯脂肪酶）,（三）糖皮质激素,引起血糖升高，肝糖原增加,糖皮质激素的作用机制可能有两方面：促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移到肝进行糖异生。抑制肝外组织(