糖代谢教学课件

1、2021/4/26 精品精品PPT 1 第二篇第二篇 物质代谢及其调节物质代谢及其调节 metabolism and regulation P111 2021/4/26 精品精品PPT 2 二、新陈代谢的过程二、新陈代谢的过程 一、新陈代谢一、新陈代谢（Metabolism）： 生物体在生命活动过程中不断与外生物体在生命活动过程中不断与外 环境进行的物质交换过程。环境进行的物质交换过程。 三个阶段三个阶段 2、中间代谢、中间代谢 （细胞内）（细胞内） 1、消化吸收、消化吸收 分解代谢分解代谢 释放能量释放能量 合成代谢合成代谢 消耗能量消耗能量 3、排、排 泄泄 新陈代谢是生命活动的基本特征之

2、一新陈代谢是生命活动的基本特征之一 2021/4/26 精品精品PPT 3 三、代谢讨论内容三、代谢讨论内容 糖代谢糖代谢 （6学时）学时） 脂类代谢脂类代谢 （5学时）学时） 生物氧化生物氧化 （3学时）学时） 氨基酸代谢氨基酸代谢 （4学时）学时） 核苷酸代谢核苷酸代谢 （3学时）学时） 四、参考书目四、参考书目 生物化学生物化学王镜岩等主编王镜岩等主编 （第三版）（第三版） 生物化学应试指南生物化学应试指南（周爱儒主编）（周爱儒主编） 其他高等医学院校的生物化学教材及习题集其他高等医学院校的生物化学教材及习题集 2021/4/26 精品精品PPT 4 五、学习本篇需要注意的问题五、学习本

3、篇需要注意的问题 掌握各类物质代谢的基本反应途径、掌握各类物质代谢的基本反应途径、 关键酶关键酶与调节环节、重要生理意义与调节环节、重要生理意义 掌握各种物质代谢的相互联系与调节掌握各种物质代谢的相互联系与调节 规律规律 代谢异常与疾病的关系代谢异常与疾病的关系 2021/4/26 精品精品PPT 5 糖糖 代代 谢谢 metabolism of carbohydrates 第第 六六 章章 2021/4/26 精品精品PPT 6 Major Object 教学时数教学时数 6学时学时 掌握掌握 ：糖分解代谢的主要途径。糖酵解的概念。糖无氧氧化、糖分解代谢的主要途径。糖酵解的概念。糖无氧氧化、

4、 糖有氧氧化、磷酸戊糖途径（概念，反应部位，反应过程，关糖有氧氧化、磷酸戊糖途径（概念，反应部位，反应过程，关 键酶及限速酶，主要反应步骤，键酶及限速酶，主要反应步骤，ATP的生成，生理意义）。底的生成，生理意义）。底 物水平磷酸化的概念及有关反应。丙酮酸脱氢酶复合体的组成物水平磷酸化的概念及有关反应。丙酮酸脱氢酶复合体的组成 及作用。柠檬酸循环（概念、反应过程、关键酶及限速酶、生及作用。柠檬酸循环（概念、反应过程、关键酶及限速酶、生 理意义）。糖原合成与分解、糖异生（概念、原料、组织和细理意义）。糖原合成与分解、糖异生（概念、原料、组织和细 胞定位，反应过程，关键酶，生理意义）。胞定位，反应

5、过程，关键酶，生理意义）。 熟悉熟悉 ：糖的生理功能。巴斯德效应。肌糖原与肝糖原分解的糖的生理功能。巴斯德效应。肌糖原与肝糖原分解的 不同点。乳酸循环的概念及生理意义。不同点。乳酸循环的概念及生理意义。2,3-BPG旁路的概念和旁路的概念和 生理意义。血糖及其调节（血糖的概念，正常人空腹血糖的水生理意义。血糖及其调节（血糖的概念，正常人空腹血糖的水 平，血糖的来源和去路，激素对血糖水平的调节）。平，血糖的来源和去路，激素对血糖水平的调节）。 了解了解 ：糖的消化吸收。糖酵解的调节。磷酸戊糖途径、有氧糖的消化吸收。糖酵解的调节。磷酸戊糖途径、有氧 氧化、糖原合成与分解以及糖异生的调节。底物循环的

6、概念。氧化、糖原合成与分解以及糖异生的调节。底物循环的概念。 血糖水平异常及高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应。血糖水平异常及高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应。 2021/4/26 精品精品PPT 7 糖是多羟醛或多羟酮及其衍生物。根糖是多羟醛或多羟酮及其衍生物。根 据其水解产物的情况。据其水解产物的情况。 糖主要可分为以下四大类：糖主要可分为以下四大类： 单糖单糖 （monosaccharide） 寡糖寡糖 （oligosaccharide） 多糖多糖 （polysaccharide） 结合糖结合糖 （glycoconjugate） 2021/4/26 精品精品PPT 8 1.1.单糖单糖 不

7、能再水解的糖不能再水解的糖 OH OHH HOH HOH O OH O OH H H H OH OH HOH H CH2OH 葡萄糖葡萄糖（glucose） 已醛糖已醛糖 果糖（果糖（fructose） 已酮糖已酮糖 OH O HOH OHH HOH HOH O OH OH HOH2C H H OH H CH2OH 2021/4/26 精品精品PPT 9 O OH H H OH H OH H OH H CH2OH O H HH H OHOH OH HOH2C OH O HOH OHH OHH HOH 半乳糖（半乳糖（galactose） 已醛糖已醛糖 核糖（核糖（ribose） 戊醛糖戊醛糖

8、OH HOH HOH OH O H 2021/4/26 精品精品PPT 10 2.寡糖寡糖 常见的几种二糖有：常见的几种二糖有： 麦芽糖麦芽糖 （maltose） 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 蔗蔗 糖糖 （sucrose） 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 乳乳 糖糖 （lactose） 葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖 能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借 脱水缩合的糖苷键相连。脱水缩合的糖苷键相连。 2021/4/26 精品精品PPT 11 3. 多糖多糖 能水解生成多个分子单糖的糖能水解生成多个分子单糖的糖 常见的多糖有：常见的多糖有： 淀淀 粉粉 （starch

9、） 糖糖 原原 （glycogen） 纤维素纤维素 （cellulose） 2021/4/26 精品精品PPT 12 OH H H HO OH OH O H H OH HOCH2 H H HO OH O H H HOCH2 葡萄糖葡萄糖 (glucoes) OH OH OH O O H H HO OH O H H HOCH2 H H HO OH O H H HOCH2 H H HO OH O H H HOCH2 -1,4糖苷键糖苷键 -1,6糖苷键糖苷键 H H HO OH OH O H H OH HOCH2 淀粉和糖原中葡萄糖的连接键淀粉和糖原中葡萄糖的连接键 1 2 3 4 5 6 4 1

10、 OHO 6 1 1 44 11 44 2021/4/26 精品精品PPT 13 4. 结合糖结合糖 糖与非糖物质的结合物糖与非糖物质的结合物 糖脂糖脂 （glycolipid）：是糖与脂类的结合物）：是糖与脂类的结合物 糖蛋白糖蛋白 （glycoprotein）：是糖与蛋白质的结合物）：是糖与蛋白质的结合物 常见的结合糖有常见的结合糖有: 2021/4/26 精品精品PPT 14 糖的生理功能糖的生理功能 1. 糖在生命活动中的糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源主要作用是提供碳源和能源。 2. 提供合成体内其他物质的原料提供合成体内其他物质的原料 糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、

11、糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、 核苷等物质的原料。核苷等物质的原料。 3. 作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分 糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。 P111 2021/4/26 精品精品PPT 15 糖代谢的概况糖代谢的概况分解、储存、合成分解、储存、合成 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 + NADPH+H+ 淀粉淀粉

12、 消化与吸收消化与吸收 ATP 2021/4/26 精品精品PPT 16 第一节第一节 糖的消化吸收与转运糖的消化吸收与转运 Digestion, , absorption and transportation of Carbohydrates P112 2021/4/26 精品精品PPT 17 人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物 糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其 中以中以淀粉淀粉为主。为主。 消化部位：消化部位： 主要在小肠主要在小肠，少量在口腔，少量在口腔 一、糖消化后以单糖形式吸收一、糖消化后以单糖形式吸收

13、 u 糖的消化糖的消化 P112 2021/4/26 精品精品PPT 18 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖 （40%） （25%） -临界糊精临界糊精+异麦芽糖异麦芽糖 （30%） （5%） 葡萄糖葡萄糖 (Glucose G) 唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 （包括（包括麦芽糖酶）麦芽糖酶） -临界糊精酶临界糊精酶 （包括异（包括异麦芽糖酶）麦芽糖酶） 消化过程消化过程: : 肠粘膜肠粘膜 上皮细胞上皮细胞 刷状缘刷状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 水解水解 -1,4-糖苷键糖苷键 和和 -1,6-糖苷键糖苷键 水解水解 -1、

14、4-糖苷键糖苷键 P112 2021/4/26 精品精品PPT 19 吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 吸收形式吸收形式 单单 糖糖 u 糖的吸收糖的吸收 P112 乳糖乳糖蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖半乳糖半乳糖 乳糖酶乳糖酶 蔗糖酶蔗糖酶 其他糖的水解其他糖的水解 2021/4/26 精品精品PPT 20 结论结论: : 葡萄糖的吸收是葡萄糖的吸收是 耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程 ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵 小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 肠腔肠腔 门静脉门静脉 Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体 （Na+-dependent glucose tra

15、nsporter, SGLT） 刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 葡萄糖（葡萄糖（G）在肠粘膜的吸收机制）在肠粘膜的吸收机制 P112 2021/4/26 精品精品PPT 21 小肠肠腔小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环 SGLT 各种组织细胞各种组织细胞 GLUT GLUT：葡糖转运蛋白：葡糖转运蛋白 (glucose transporter)，已，已 发现有发现有12种葡萄糖转运种葡萄糖转运 蛋白。蛋白。 二、细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白二、细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白 P112 2021/4/26 精品精品PPT 22 糖的无氧氧化糖的无氧氧化 ana

16、erobic oxidation 第二节第二节 P112 2021/4/26 精品精品PPT 23 酶促反应动力学酶促反应动力学 1. 抑制剂对酶促反应速度的影响抑制剂对酶促反应速度的影响 竞争性抑制（概念、机制、特点及在医学上的应用）竞争性抑制（概念、机制、特点及在医学上的应用） 非竞争性抑制（概念、机制、特点）非竞争性抑制（概念、机制、特点） 反竞争性抑制（概念、机制、特点）反竞争性抑制（概念、机制、特点） 2. 激活剂对酶促反应速度的影响激活剂对酶促反应速度的影响 酶的调节酶的调节 1. 酶的变构调节酶的变构调节（概念和特点）（概念和特点） 2. 酶的化学修饰酶的化学修饰（概念和特点）（

17、概念和特点） 3. 酶原及酶原的激活酶原及酶原的激活（概念、机理及意义）（概念、机理及意义） 2021/4/26 精品精品PPT 24 u糖代谢糖代谢 糖的消化吸收糖的消化吸收 糖分解代谢的糖分解代谢的主要途径主要途径 3. 糖酵解糖酵解 4. 糖无氧氧化糖无氧氧化 2021/4/26 精品精品PPT 25 u糖酵解的概念糖酵解的概念：葡萄糖在细胞液中分解为丙酮酸的葡萄糖在细胞液中分解为丙酮酸的 过程，是葡萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途过程，是葡萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途 径。径。 u糖无氧氧化的概念糖无氧氧化的概念：在无氧或缺氧情况下，葡萄糖在无氧或缺氧情况下，葡萄糖 或糖原中的

18、葡萄糖单位在细胞液中经一系列酶促反或糖原中的葡萄糖单位在细胞液中经一系列酶促反 应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程。应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程。 该过程与酵母菌利用葡萄糖生醇发酵过程相似该过程与酵母菌利用葡萄糖生醇发酵过程相似 植物与酵母植物与酵母 乳酸乳酸 ( (乳酸发酵乳酸发酵) ) 丙酮酸丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 乙醇乙醇( (生醇发酵）生醇发酵） 糖酵解糖酵解 人与动物人与动物 P113 2021/4/26 精品精品PPT 26 以葡萄糖为起始物包括以葡萄糖为起始物包括1111个酶催化的反应个酶催化的反应 反应部位：胞质反应部位：胞质 第一阶段：第一阶段： 葡萄糖分解成丙酮酸葡萄糖

19、分解成丙酮酸 两两 个个 阶阶 段 段 第二阶段：第二阶段： 丙酮酸还原为乳酸丙酮酸还原为乳酸 一、一、糖的无氧氧化过程糖的无氧氧化过程 （糖酵解）（糖酵解） glycolysis P113 2021/4/26 精品精品PPT 27 （一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸（一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 (glucose-6-phosphate ) (G-6-P) 己糖激酶（己糖激酶（HK） ( (肝：葡糖激酶肝：葡糖激酶 GK) ) 1. 葡萄糖磷酸化生成葡糖葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸磷酸 为磷酸基为磷酸基P ADP Mg2+ ATP 耗能反应耗能反应 第一

20、个关键酶第一个关键酶 OH HO H O H H OH -OCH2 H OH P H H HO OH OH O H H OH HOCH2 葡萄糖葡萄糖 ( (glucoes) ) 1 23 4 5 6 P113 2021/4/26 精品精品PPT 28 已糖激酶已糖激酶 ( (hexokinase) ) 已糖激酶有已糖激酶有4 4种同工酶，即种同工酶，即型型 已糖激酶的分型已糖激酶的分型 型型 型型 中文名称中文名称 已糖激酶已糖激酶( (HK) ) 葡糖激酶葡糖激酶( (GK) ) 英英 文文 hexokinase glucokinase 存在范围存在范围 在组织细胞在组织细胞 仅在仅在肝脏

21、肝脏和胰和胰 中广泛存在中广泛存在 腺腺细胞存在细胞存在 与葡萄糖亲和力与葡萄糖亲和力 高高 低低 Km: 0.1mmol/L Km: 10mmol/L 产物反馈抑制产物反馈抑制 有有 无无 激素调控激素调控 受激素调控受激素调控 P113 2021/4/26 精品精品PPT 29 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 (glucose-6-phosphate ) (G-6-P) OH HO H P H H OH -OCH2 H OH O 果糖果糖-6-磷酸磷酸 (fructose-6- phosphate) (F-6-P) | | | | | CH2-OH C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH

22、 CH2O-P 磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶 Mg2+ 2.葡糖葡糖-6-磷酸转变为果糖磷酸转变为果糖-6-磷酸磷酸 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 P113 2021/4/26 精品精品PPT 30 6 | | CH2-O- C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2O- P P | | | 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ( (PFK-1) ) 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 ( (F-1,6-BP) ) 3.果糖果糖-6-磷酸转变为果糖磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸二磷酸 | | | | | CH2-OH C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH

23、2O- 果糖果糖-6-磷酸磷酸 ( (F-6-P) ) 第二个关键酶第二个关键酶( (限速酶限速酶) ) 耗能反应耗能反应 Mg2+ ATPADP P 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 P113 2021/4/26 精品精品PPT 31 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 醛缩酶醛缩酶 4. 磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成 5. 磷酸丙糖的异构化磷酸丙糖的异构化 CH2-O- C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2O-P P 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 醛缩酶：催化可逆反应醛缩酶：催化可逆反应,反应倾向于己糖的合成反应倾向于己糖的合成,3-磷酸甘油醛不磷酸甘油醛不 断移去断

24、移去,故反应向丙糖生成的方向进行。故反应向丙糖生成的方向进行。 磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (96%) (4%) 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 H PCH2-O- C=O CH2OH 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 CHO H-C-OH CH2 O-P 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 P113 2021/4/26 精品精品PPT 32 以上以上5步反应为糖酵解的耗能阶段，步反应为糖酵解的耗能阶段，1 分子葡萄糖经分子葡萄糖经两次磷酸化消耗了两次磷酸化消耗了2分子分子 ATP，产生了，产生了2分子分子3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。 2021/4/26 精品

25、精品PPT 33 3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶 糖酵解糖酵解 中唯一的中唯一的 脱氢脱氢反应反应 CHO H-C-OH CH2O-P O C O H-C-OH CH2OP P 6. 3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 NAD+H3PO4NADH+H+ 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 ( (glyceraldehyde- 3-phosphate) ) 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 ( (1,3biphosphoglycerate) ) 高能化合物高能化合物 ( (1,3-BPG) ) P113 2021/4/26 精品精品PPT 34 磷酸甘油酸激酶磷酸甘

26、油酸激酶 7. 1,3-二磷酸甘油酸转变为二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ( (3-phosphoglycerate) ) O C OH H-C-OH CH2O-P 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 ( (1,3-BPG) ) ADPATP Mg2+ O C O H-C-OH CH2OP P 第一次底物水平磷酸化第一次底物水平磷酸化 第一个产生第一个产生ATP的反应的反应 P113 2021/4/26 精品精品PPT 35 底物水平磷酸化的定义底物水平磷酸化的定义 ( (substrate level phosphorylation) ) 代谢物进行脱氢或

27、脱水反应时，分子内代谢物进行脱氢或脱水反应时，分子内 部能量重新分布形成高能键。将此高能键转部能量重新分布形成高能键。将此高能键转 移给移给ADP或或GDP生成生成ATP或或GTP的过程，称为的过程，称为 底物水平磷酸化。底物水平磷酸化。 P113 2021/4/26 精品精品PPT 36 磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 8. 3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ( (3-phosphoglycerate) ) COOH H-C-OH CH2O-P 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ( (2-phosphoglycerate) ) COOH H-C

28、-O- CH2O-H P Mg2+ P113 2021/4/26 精品精品PPT 37 烯醇化酶烯醇化酶 -H2O 9. 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 +H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 ( (phosphoenolpyruvate) ) ( (PEP) ) P COOH C-O CH2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ( (2-phosphoglycerate) ) COOH H-C-O- CH2O-H P 高能化合物高能化合物 P114 2021/4/26 精品精品PPT 38 10. 磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸 丙酮

29、酸丙酮酸 ( (pyruvate) ) COOH C O CH3 ADPATP Mg2+,K+ 第三个关键酶第三个关键酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶( (PK) ) 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 ( (phosphoenolpyruvate) ) ( (PEP) ) P CH2 COOH C-O 第二次底物水平磷酸化第二次底物水平磷酸化 第二个产生第二个产生ATP的反应的反应 P114 2021/4/26 精品精品PPT 39 在糖酵解产能阶段的在糖酵解产能阶段的5步反应中，步反应中，2分分 子磷酸丙糖经子磷酸丙糖经两次底物水平磷酸化两次底物水平磷酸化转变成转变成 2分子丙酮酸，总共分子丙酮酸，

30、总共生成生成4分子分子ATP。 2021/4/26 精品精品PPT 40 乳酸乳酸 ( (lactate) ) COOH CHOH CH3NAD+NADH+H+ 糖无氧氧化中唯一的加氢反应糖无氧氧化中唯一的加氢反应 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶( (LDH) ) COOH 丙酮酸丙酮酸 ( (pyruvate) ) C O CH3 NADH+H+ 的来源？的来源？ （二）丙酮酸被还原为乳酸（二）丙酮酸被还原为乳酸 P114 2021/4/26 精品精品PPT 41 葡萄糖葡萄糖( (糖原糖原) )转变为乳酸转变为乳酸 糖无氧氧化过程糖无氧氧化过程 2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2 3-磷酸甘油酸磷酸甘

31、油酸 2ADP 2ATP 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2H2O 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2ADP 2ATP 2丙酮酸丙酮酸 果糖果糖-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 ADPATP 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 ADPATP 糖原糖原(Gn) Gn-1 Pi 葡糖葡糖-1-磷酸磷酸 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 2Pi 2NADH+ 2H+ 2NAD+ 2乳酸乳酸 HK (GK) PFK-1 PK P114 2021/4/26 精品精品PPT 42 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 糖糖 原原 (Gn-1) 糖糖 原原 (Gn) 糖原分

32、解生成葡糖糖原分解生成葡糖-6-6-磷酸磷酸 H3PO4 磷酸化酶磷酸化酶 葡糖葡糖-1-磷酸磷酸 ( (glucose-1-phosphate) ) 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 ( (glucose-6-phosphate) ) OC 2 H OH O O H HO H OP 2 H O O O C H OH OH OH P 6 1 2021/4/26 精品精品PPT 43 图图6-1 6-1 糖的无氧氧化糖的无氧氧化 2021/4/26 精品精品PPT 44 糖无氧氧化总反应式：糖无氧氧化总反应式： 葡萄糖葡萄糖+ 2 ADP+ 2 Pi 2 乳酸乳酸 + 2 ATP+ 2H2O 无氧或缺氧无

33、氧或缺氧 以葡萄糖为起始物以葡萄糖为起始物 2021/4/26 精品精品PPT 45 糖无氧氧化小结糖无氧氧化小结 1.1.反应的条件反应的条件： 无氧或缺无氧或缺氧氧 2.2.反应的部位反应的部位：细胞细胞液液 3.3.反应的底物反应的底物： 葡萄糖葡萄糖/ /糖原糖原 4.4.反应的产物反应的产物：乳酸、乳酸、ATP 5 5. .主要反应及主要反应及 重要中间物重要中间物： 一次脱氢反应，一个加氢反应一次脱氢反应，一个加氢反应 二次耗能反应，二次耗能反应，( (以以G为底物为底物) ) 两次产能反应两次产能反应 ( (产生产生ATP的方式是底物水平磷酸化的方式是底物水平磷酸化) ) 两个高

34、能化合物两个高能化合物 6 6. .三个关键酶三个关键酶 己糖激酶己糖激酶 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1（限速酶）（限速酶） 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 2021/4/26 精品精品PPT 46 1mol1mol葡萄糖经无氧氧化生成葡萄糖经无氧氧化生成 2 mol2 mol乳酸，净生成乳酸，净生成2mol2molATPATP 7 7. .糖酵解过程中糖酵解过程中ATPATP的生成：的生成： 2 葡葡 萄萄 糖糖 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸

35、 -1 1 反反 应应 ATP -1 2 1 GnGn中的中的1molG1molG单位经无氧氧化生成单位经无氧氧化生成2mol2mol乳酸，净生成乳酸，净生成3mol3molATPATP 8 8. .终产物乳酸的去路：终产物乳酸的去路：释放入血释放入血, ,进入肝脏再进一步代谢进入肝脏再进一步代谢 分解利用分解利用 乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生） 2021/4/26 精品精品PPT 47 调节点调节点 葡萄糖葡萄糖 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 HK/GK 三步不可逆反应三步不可逆反应 果糖果糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 PFK-1 PK 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸

36、丙酮酸丙酮酸 ATP/AMP比值的调节比值的调节 3个关键酶的调节个关键酶的调节 调节方式调节方式 别构调节别构调节 化学修饰调节化学修饰调节 二、糖酵解的调节二、糖酵解的调节 P115 2021/4/26 精品精品PPT 48 ( (一一) )磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 PFK-1是调节糖酵解流量最重要的一个酶是调节糖酵解流量最重要的一个酶 PFK-1PFK-1：四聚体，别构酶：四聚体，别构酶 AMP ADP F-1,6-BP（正反馈调节正反馈调节） F-2,6-BP（最强的别构（最强的别构 激活剂）激活剂） ATP (高浓度高浓度) 柠檬酸柠檬酸 PFK-1 别构别构 抑制抑制 别构

37、别构 激活激活 1. PFK-1的别构调节的别构调节 此酶有两个结合此酶有两个结合ATP的部位：的部位： 活性中心底物结合部位（低浓度时）活性中心底物结合部位（低浓度时） 激活激活 活性中心外别构调节部位（高浓度时）活性中心外别构调节部位（高浓度时） 抑制抑制 P115 2021/4/26 精品精品PPT 49 2021/4/26 精品精品PPT 50 PiPi H H2 2O O ATPATP ADPADP 果糖果糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-2,6-二磷酸二磷酸 ( (F-2,6-BP) ) 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2-2果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-2-2 果糖果糖-2,6-2,6-二磷酸的

38、合成和分解二磷酸的合成和分解 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2： phosphofructokinase-2 phosphofructokinase-2 (PFK-2)(PFK-2) 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-2： fructose biphosphatase-2fructose biphosphatase-2 (FBP-2)(FBP-2) AMP - + 柠檬酸柠檬酸 2021/4/26 精品精品PPT 51 （有活性）（有活性） 胰高血糖素胰高血糖素 cAMP 研究表明：研究表明：PFK-2和和FBP-2是一种双功能酶是一种双功能酶 2. PFK-2 /FBP-2的化学修饰调节的化学修饰调节

39、FBP-2 / PFK-2 + FBP-2 / PFK-2 ATPADP蛋白蛋白 激酶激酶 + P Pi H2O 磷酸酶磷酸酶 + （无活性）（无活性） 通过调节通过调节PFK-2 /FBP-2 的活性，可以调节的活性，可以调节 F-2,6-BP浓度，进而调节糖酵解。浓度，进而调节糖酵解。 2021/4/26 精品精品PPT 52 F-6-P F-1,6-BP ATP ADP PFK-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素胰高血糖素 ATP cAMP 活化活化 F-2,6-BP + + + /+ AMP + 柠檬酸柠檬酸 AMP + 柠檬酸柠檬酸 PFK-

40、2 （有活性）（有活性） FBP-2 （无活性）（无活性） 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2 （无活性）（无活性） FBP-2 （有活性）（有活性） PP 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-2 P115 图图62 2021/4/26 精品精品PPT 53 ( (二二) ) 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 PK的两种调节方式的两种调节方式 别构调节别构调节 化学修饰化学修饰 别构调节别构调节 激活剂：激活剂：F-1,6-BP、AMP 抑制剂：抑制剂：ATP、Ala( (肝肝) ) 化学修饰化学修饰 磷酸化：无活性磷酸化：无活性 脱磷酸：脱磷酸：有活性有活性 P115 2021/4/26 精品精品PPT 5

41、4 Pi 化学修饰调节化学修饰调节: : 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATP ADP 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 （无活性）（无活性） （有活性）（有活性） 胰高血糖素胰高血糖素 PKA, CaM激酶激酶 P PKA：蛋白激酶蛋白激酶A ( (protein kinase A) ) CaM：钙调蛋白钙调蛋白 + 2021/4/26 精品精品PPT 55 1. HK： 别构酶别构酶 ( (三三) ) 葡萄糖激酶或己糖激酶葡萄糖激酶或己糖激酶 2. GK：Insulin诱导诱导 长链脂酰长链脂酰CoA 别构激活剂别构激活剂 AMP G-6-P 别构抑制剂别构抑制剂 ATP - P11

42、6 2021/4/26 精品精品PPT 56 综合调节：一个供能的途径受能量调节综合调节：一个供能的途径受能量调节 能荷：能荷：ATP/AMP 能荷能荷 PFK-1，PK，HK， G分解分解 ,供能供能 能荷能荷 PFK-1，PK，HK， G分解分解 以调节以调节ATP的生成来适应肌肉对的生成来适应肌肉对ATP的需求的需求 + ( (四四) ATP/AMP) ATP/AMP比值的调节比值的调节 2021/4/26 精品精品PPT 57 糖酵解过程关键酶调节的总结糖酵解过程关键酶调节的总结 GK( (肝肝) ) 激活剂激活剂 别别 构构 调调 节节 AMP,ADP F-1,6-BP F-2,6-

43、BP AMP, F-1,6-BP AMP AMP 抑制剂抑制剂 ATP 柠檬酸柠檬酸 3-磷酸甘油磷酸甘油 柠檬酸，柠檬酸，PEP ATP,Ala(肝肝) G-6-P,ATP 化化 学学 修修 饰饰 激素的激素的 影响影响 PFK-1 PFK-2 PK HK 酶酶 磷酸化磷酸化脱磷酸脱磷酸 无活性无活性 无活性无活性 有活性有活性 有活性有活性 胰高血糖素胰高血糖素 （） 胰高血糖素胰高血糖素 （） 胰岛素胰岛素(+) 长链脂酰长链脂酰CoA 2021/4/26 精品精品PPT 58 三、三、糖无氧氧化的生理意义糖无氧氧化的生理意义 1.在无氧条件下迅速提供能量在无氧条件下迅速提供能量,供机体

44、需要。供机体需要。 如如:肌肉收缩、人到高原肌肉收缩、人到高原 2.是某些细胞在氧供应正常情况下的供能途径。是某些细胞在氧供应正常情况下的供能途径。 3.是某些病理情况下机体获得能量的方式。是某些病理情况下机体获得能量的方式。 4.是糖的有氧氧化的准备阶段，亦是糖异生作是糖的有氧氧化的准备阶段，亦是糖异生作 用大部分逆过程。用大部分逆过程。 如如:无线粒体的红细胞、代谢活跃的细胞无线粒体的红细胞、代谢活跃的细胞 P116 2021/4/26 精品精品PPT 59 糖分解代谢的主要途径糖分解代谢的主要途径 糖无氧氧化：糖无氧氧化：概念、部位、概念、部位、反应过程、反应过程、关键关键 酶及限速酶、

45、酶及限速酶、ATP的生成的生成 底物水平磷酸化的概念底物水平磷酸化的概念 糖酵解的糖酵解的主要调节点主要调节点 糖无氧氧化的生理意义糖无氧氧化的生理意义 小结小结 2021/4/26 精品精品PPT 60 Class is over ！ 2021/4/26 精品精品PPT 61 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 第三节第三节 P118 2021/4/26 精品精品PPT 62 u糖的有氧氧化的概念糖的有氧氧化的概念 在机体氧供应充足时在机体氧供应充足时,葡萄糖彻底氧化成葡萄糖彻底氧化成 H2O和和CO2,并释放出能量的过程。并释放出能

46、量的过程。 有氧氧化是糖分解供能的有氧氧化是糖分解供能的主要方式主要方式，绝大多数，绝大多数 组织细胞都通过有氧氧化获得能量。组织细胞都通过有氧氧化获得能量。 C6 6H12 12O6 6 + 6O2 2 6 CO2 2+ 6 H2 2O + 30/32 ATP 细胞定位细胞定位: : 胞液及线粒体胞液及线粒体 P118 2021/4/26 精品精品PPT 63 柠檬酸柠檬酸 循环循环 第一阶段：丙酮酸的生成第一阶段：丙酮酸的生成 ( (糖酵解糖酵解) ) 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：乙酰第三阶段：乙酰CoA的彻底氧化的彻底氧化 ( (柠檬酸循环及氧化磷酸化

47、柠檬酸循环及氧化磷酸化) ) G（Gn） 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2 H2O O ATP ADP 胞液胞液 线粒体线粒体 一、一、糖有氧氧化的反应过程糖有氧氧化的反应过程 P118 2021/4/26 精品精品PPT 64 ( (二二) )丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸脱氢丙酮酸脱氢 酶复合体酶复合体 NAD+NADH+H+ 丙酮酸进入线粒体丙酮酸进入线粒体, ,氧化脱羧为乙酰氧化脱羧为乙酰CoA （acetyl CoA）。）。 + CoASH 辅酶辅酶A COOH C O CH3 丙酮酸丙酮酸 ( (pyruvate) ) CO2+ + O C

48、SCoA CH3 乙酰乙酰CoA ( (acetyl-CoA) )关键酶关键酶( (系系) ) ( (一一) )丙酮酸的生成（胞液）丙酮酸的生成（胞液） P118 2021/4/26 精品精品PPT 65 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 复合体的组成复合体的组成 酶酶 E1：丙酮酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶 E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶 E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶 HSCoA NAD+ 辅辅 酶酶 TPP 硫辛酸硫辛酸（ ),HSCoA FAD, NAD+ S S L (存在于线粒体存在于线粒体) （含（含B1, ,硫辛酸硫辛酸, , 泛酸泛酸, , B2 , ,PP

49、五种维生素）五种维生素） 2021/4/26 精品精品PPT 66 CO2 CoASH NAD+ NADH+H+ 5. NADH+H+ 的生成的生成 1. -羟乙基羟乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰 胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA 的生成的生成 4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 丙酮酸脱氢酶复丙酮酸脱氢酶复 合体作用机制合体作用机制 P119图图6-6 2021/4/26 精品精品PPT 67 丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程 1. 丙酮酸脱羧形成羟乙基丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP，由，由丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 催化催化(E1)。 2

50、. 由由二氢硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛催化形成乙酰硫辛 酰胺酰胺-E2。 3. 二氢硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰催化生成乙酰CoA, 同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。个巯基。 4. 二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺使还原的二氢硫辛酰胺 脱氢，同时将氢传递给脱氢，同时将氢传递给FAD。 5. 在二氢硫辛酰胺脱氢酶在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将催化下，将FADH2上上 的的H转移给转移给NAD+，形成，形成NADH+H+。 2021/4/26 精品精品PPT

51、68 三羧酸循环三羧酸循环( (tricarboxylic acid cycle，TCA 循环，或循环，或TAC) )又称又称柠檬酸循环柠檬酸循环( (citric acid cycle) )/ Krebs循环循环( (Krebs cycle) ) 德国科学家德国科学家Hans Krebs 1937年提年提 出，出，1953年获得诺年获得诺 贝尔奖，并被称为贝尔奖，并被称为 ATP循环（柠檬酸循环（柠檬酸 循环）之父。循环）之父。 （三）（三）乙酰乙酰CoA进入柠檬酸循环及氧化磷酸化进入柠檬酸循环及氧化磷酸化 P119 2021/4/26 精品精品PPT 69 线粒体内，从乙酰辅酶线粒体内，从

52、乙酰辅酶A与草酰乙酸缩与草酰乙酸缩 合成含三个羧基的柠檬酸开始，经过四次脱合成含三个羧基的柠檬酸开始，经过四次脱 氢、两次脱羧，使一分子乙酰基彻底氧化，氢、两次脱羧，使一分子乙酰基彻底氧化， 同时草酰乙酸再生的循环反应过程称为柠檬同时草酰乙酸再生的循环反应过程称为柠檬 酸循环。酸循环。 u柠檬酸循环的定义柠檬酸循环的定义 P120 二、柠檬酸循环二、柠檬酸循环 2021/4/26 精品精品PPT 70 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 关键酶关键酶 柠檬酸合酶：对草酰乙酸的柠檬酸合酶：对草酰乙酸的Km低，反应快速进行低，反应快速进行 能量由硫酯键提供，不可逆能量由硫酯键提供，不可逆 HSCoA 柠檬酸柠檬

53、酸 ( (citrate) ) HO C COOH H2C COOH H2C COOH O C COOH H2C COOH 草酰乙酸草酰乙酸 ( (oxaloacetate) ) CH3COSCoA 乙酰辅酶乙酰辅酶A ( (acetyl CoA) ) +H2O u柠檬酸循环的反应过程柠檬酸循环的反应过程 P120 1. 乙酰乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸 2021/4/26 精品精品PPT 71 H2O 2. 柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸 H2C COOH HO C COOH H2C COOH 异柠檬酸异柠檬酸 ( (isocitrat

54、e) ) 柠檬酸柠檬酸 ( (citrate) ) 顺乌头酸顺乌头酸 C 2 COOH COOHCH COOHCH 顺乌头酸酶顺乌头酸酶 C H 2 COOHCH HO HCOOH COOHC 2021/4/26 精品精品PPT 72 3. 异柠檬酸氧化脱羧转变为异柠檬酸氧化脱羧转变为 -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 异柠檬酸异柠檬酸 ( (isocitrate) ) 2 C COOHCH HO HCOOH COOHCH - -酮戊二酸酮戊二酸 ( ( -ketoglutarate) ) COOH 2 2 HC C CH OCOOH CO2+ 关键酶关键酶 ( (限速酶限速酶

55、) ) NAD+NADH+H+ 2021/4/26 精品精品PPT 73 C -酮戊二酸酮戊二酸 ( ( -ketoglutarate) ) 2 2 CH O COOHCH COOH CO2+ C H SCoA 2 C 2 O COOHH C 琥珀酰琥珀酰CoACoA ( (succinyl CoA) ) - -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 关键酶关键酶 HSCoA NAD+NADH+H+ 三种酶三种酶 五种辅因子五种辅因子 -酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶 TPP 二氢硫辛酰胺转琥珀酰酶二氢硫辛酰胺转琥珀酰酶 硫辛酸、硫辛酸、CoASH二二 氢硫辛酰胺脱氢酶氢硫辛酰胺脱氢酶 NAD

56、+、FAD 4. -酮戊二酸氧化脱羧转变为琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧转变为琥珀酰CoA 高能化合物高能化合物 2021/4/26 精品精品PPT 74 5. 琥珀酰琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化合成酶催化底物水平磷酸化 ATPADP 琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶 琥珀酰琥珀酰CoA ( (succinyl CoA) ) 2 2 H SCoA C O COOHCH C GDP+Pi GTP 琥珀酸琥珀酸 ( (succinate) ) 2 2 COOHCH CHCOOH HSCoA + 柠檬酸循环中唯一的一次柠檬酸循环中唯一的一次底物水平磷酸化底物水平磷酸化反应，反应， 也是直接生成高能磷酸

57、键的反应。也是直接生成高能磷酸键的反应。 2021/4/26 精品精品PPT 75 6. 琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸 H HCOOHCH CH COOH 琥珀酸琥珀酸 ( (succinate) ) 琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶 HOOCCH CHCOOH 延胡索酸延胡索酸 ( (fumarate) ) FAD FADH2 这是柠檬酸循环中第三次脱氢反应这是柠檬酸循环中第三次脱氢反应 位于线粒体内膜上位于线粒体内膜上 具有立体异构专一性具有立体异构专一性 2021/4/26 精品精品PPT 76 7. 延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸 延胡索酸延胡索酸 ( (fuma

58、rate) ) HOOCCH CHCOOH 延胡索酸酶延胡索酸酶 苹果酸苹果酸 ( (malate) ) H2O 2 OH COOHCH CH COOH 2021/4/26 精品精品PPT 77 8. 苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸 H 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 草酰乙酸草酰乙酸 (oxaloacetate) 2 O COOHCH CCOOH NAD+NADH+H+ 苹果酸苹果酸 (malate) 2 H O COOHCH CCOOH 这是柠檬酸循环中第四次脱氢反应这是柠檬酸循环中第四次脱氢反应 2021/4/26 精品精品PPT 78 CoASH NADH+H+ NAD+ CO

59、2 NAD+ NADH+H+ CO2 GTP GDP+Pi FAD FADH2 NADH+H+ NAD+ H2O H2O H2O CoASHCoASH H2O ADPATP GDPGTP P122图图6-7 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶（限速酶）异柠檬酸脱氢酶（限速酶） -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 异柠檬酸异柠檬酸 -酮戊二酸酮戊二酸 琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 延胡索酸延胡索酸 苹果酸苹果酸 2021/4/26 精品精品PPT 79 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 2.关键酶关键酶 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶( (限速酶限速酶) ) -

60、-酮戊二酮戊二酸脱氢酶复合体酸脱氢酶复合体 1.反应部位及条件：反应部位及条件：线粒体线粒体 需氧参与需氧参与 一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化 二次脱羧二次脱羧 三个不可逆反应三个不可逆反应 四次脱氢四次脱氢( (3次以次以NAD+为受氢体为受氢体 1次以次以FAD为受氢体为受氢体) ) 3.主要反应主要反应 u柠檬酸循环的小结柠檬酸循环的小结 2021/4/26 精品精品PPT 80 CO2中中的的C来源于来源于4C的草酰乙酸，而不是来自的草酰乙酸，而不是来自 CH3CO SCoA 。 柠檬酸循环柠檬酸循环运转一周的净结果是运转一周的净结果是氧化氧化1分子乙酰分子乙酰 CoA，草酰乙酸