糖类代谢carbonhydrate metabelism课件

,第六章,糖类代谢carbonhydratemetabelism,糖在动物体内的一般概况糖的分解供能磷酸戊糖途径葡萄糖异生途径糖原糖代谢各途径之间的关系,本章主要内容,一、糖的生理功能1、能源2、机体重要的碳源3、细胞或组织的重要组成成分4、糖的磷酸衍生物可以形成许多重要的生物活性物质如NAD+,FAD,ATP等,第一节糖在动物体内的一般概况,二、糖代谢的概况,糖代谢（sugarmetabolism）生物体内糖类的合成、分解和转变过程。它为生物体提供生理活动所需的能量以及组织的结构材料。糖代谢包括分解代谢和合成代谢。,机体中糖的来源和去路：,消化吸收,异生作用,糖原分解,氧化供能,贮存,转变成其他物质,血液中的葡萄糖。正常情况下，血糖浓度比较恒定，维持在一定范围内，主要受激素调控。当来源去路，高血糖糖尿当来源去路，低血糖,血糖（bloodsugar）,第二节糖的分解代谢,葡萄糖是体内主要的供能物质，机体的所有组织都能有效地进行糖的分解以获得能量,糖分解的主要途径,无氧氧化,有氧氧化,磷酸戊糖途径,一、糖酵解（Glycolysis）,葡萄糖在生物体内经无氧降解生成乳酸的过程。糖酵解是生物在无氧或缺氧情况下从葡萄糖获得生理活动所需能量的基本方式。,（一）糖酵解反应过程,反应场所：胞液四个阶段：准备阶段分子断裂丙酮酸氧化乳酸的生成,第一阶段：准备阶段（葡萄糖1,6-二磷酸果糖）,第二阶段：分子断裂（1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛）,第三阶段：丙酮酸氧化（3-磷酸甘油醛丙酮酸）,第四阶段：乳酸的形成,在无氧的条件下，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下，加氢还原生成乳酸,乳酸脱氢酶,糖酵解途径,糖酵解产物的计算,1通过EMP途径，1分子葡萄糖或糖原分子残基生成2分子乳酸,2消耗2ATP，产生4ATP，净生成2ATP,3整个过程无氧参加4整个过程有三步不可逆，为关键步骤,酵解的总反应方程式：从葡萄糖开始C6H12O6+2ADP+2Pi2C3H6O3+2ATP+2H2O,从糖原开始C6H12O6n+3ADP+3Pi2C3H6O3+3ATP+3H2O,小结：,生理意义,1）生物体获能的一种方式2）生物体特殊生理或病理情况下获能的方式3）糖、脂肪、氨基酸联系的途径4）糖异生成糖或糖原的重要途径,二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation),有氧条件下,葡萄糖彻底氧化生成CO2和H2O,并伴有能量释放的过程,葡萄糖降解为丙酮酸,丙酮酸氧化,三羧酸循环,呼吸链氧化,同EMP途径,第二阶段丙酮酸氧化线粒体中进行,丙酮酸脱氢酶系,丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下，脱羧形成乙酰CoA。丙酮酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系,丙酮酸脱氢酶系主要包括：三种酶丙酮酸脱羧酶E1硫辛酸乙酰转移酶E2二氢硫辛酸脱氢酶E36种辅因子（TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA和Mg2+）,第三阶段：三羧酸循环（TricarboxylicAcidCycle,TCA),1937年Crebs提出。又称柠檬酸循环或Crebs循环,以乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸的反应为起始，对乙酰基团进行氧化脱羧再生成草酰乙酸的单向循环反应序列。三羧酸循环是糖、脂和氨基酸分解代谢的共同归宿，也是通过其中间代谢产物互相转变的枢纽。,Krebs发现三羧酸循环获得1953年诺贝尔医学奖(Krebs循环),小结：经过一次三羧酸循环，消耗1分子乙酰COA经四次脱氢，两次脱羧，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关键酶有柠檬酸合成酶-酮戊二酸脱氢酶系异柠檬酸脱氢酶,有氧氧化的能量计算,总反应式：,C6H12O6+6O2+32ADP+32Pi6CO2+6H2O+32ATP,生理意义,1是三大营养物质的最终代谢通路2是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽3是动物体获得能量的最主要方式4糖有氧分解的中间产物，为其他物质的合成提供碳架和碳素,以磷酸戊糖为主要中间产物的己糖氧化途径。因这条途径中磷酸戊糖占主要地位，故名磷酸戊糖途径（pentasephosphatepathway）。又因为是从6-磷酸-葡萄糖开始的，又称为磷酸己糖支路或磷酸葡萄糖酸氧化途径。它也是不同碳原子数单糖代谢的共同通路。,第三节磷酸戊糖途径,一、磷酸戊糖途径的反应过程,场所：肝、骨髓、脂肪组织、乳腺、肾上腺及白细胞,第一阶段：氧化性分枝，不可逆,第二阶段：非氧化阶段（可逆的，分子异构基团转移）,小结,三、磷酸戊糖途径的意义,1)途径中间产物磷酸戊糖是核苷酸生物合成的重要原料。2)是体内产生NADPH2的重要途径脂肪酸甾醇等生物合成所需的氢和电子供体谷胱甘肽还原酶的辅酶，维持GSH的还原性3）供能4）不同碳原子糖代谢的共同途径,第四节葡萄糖异生作用（gluconeogensis）,一、定义非糖物质在肝、肾中转变成葡萄糖和糖原的过程。这类物质主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸和丙酸等。在葡萄糖来源不足时，糖异生作用对于维持动物血糖的恒定有重要生理意义。,二、葡萄糖异生作用的反应途径,基本上是EMP途径的逆过程，通过三个屏障（三个不可逆处）,丙酮酸转化成磷酸烯醇式丙酮酸-丙酮酸羧化支路,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,肝,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,血液,肌肉,三、乳酸异生为葡萄糖-乳酸循环（Cori循环）,（肌肉-肝脏-肌肉），称乳酸循环（laticacidcycle）,第五节糖原（glycogen）,又称动物淀粉.是由许多葡萄糖分子缩合而成的带有分支的多糖。有肝糖原（3%-6%）和肌糖原（0.5%）两种形式.,糖链中的葡萄糖基大部分以-1,4-糖苷键连接,分支点为-1,6-糖苷键.,一、糖原合成,由葡萄糖转变成糖原的过程，称为糖原生成作用（glycogenesis）。包括4个反应步骤1、葡萄糖被ATP磷酸化为6-磷酸葡萄糖2、6-磷酸葡萄糖在葡萄糖变位酶作用下生成1-磷酸葡萄糖3、尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖(UDPG，UDP-葡萄糖)生成4、糖基（n+1）基础上生成糖原,合成过程,二、糖原的分解(glycogenolysis),指由糖原分解成葡萄糖的过程.糖原颗粒存在于细胞浆中,是葡萄糖的贮存形式。在细胞需要耗用能量时,在代谢糖原酶的参与下,分解成磷酸葡萄糖被利用.,细胞内糖原在磷酸化酶催化下形成大量葡萄糖-1-磷酸,糖原的分解过程,磷酸化酶,(一)、糖原合成的调控,关键酶-糖原合成酶共价修饰调控：磷酸化后无活性,三、糖原代谢调节,二）糖原分解的调节,1、变构调节：AT