糖代谢-part-1

1、目录目录 糖 代 谢 Metabolism of Carbohydrates 第第 4 4 章章 目录目录 几种重要物质的代谢及其调节 糖代谢、脂质代谢、生物氧化、氨基酸代 谢、核苷酸代谢、非营养物质代谢 合成代谢和分解代谢的动态平衡 广泛联系、严密调节的统一整体 目录目录 n糖的化学糖的化学 糖糖(carbohydrates)即碳水化合物，即碳水化合物， 其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍 生物或多聚物。生物或多聚物。 目录目录 OH OHH HOH HOH O OH O OH H H H OH OH HOH H CH2OH 葡萄糖葡萄糖(glucose)

2、（已醛糖）已醛糖） 果糖果糖(fructose) （已酮糖）（已酮糖） OH O HOH OHH HOH HOH l单糖单糖不能再水解的糖。不能再水解的糖。 O OH OH HOH2C H H OH H CH2OH 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） OH HOH HOH OH O H 目录目录 l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)：

3、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。借脱水缩合的糖苷键相连。 目录目录 l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： 淀粉淀粉 (starch) 糖原糖原 (glycogen) 纤维素纤维素 (cellulose) 淀粉淀粉是植物中养分的储存形式。是植物中养分的储存形式。 淀粉淀粉 颗粒颗粒 糖原糖原是动物体内葡萄糖的储存形式。是动物体内葡

4、萄糖的储存形式。 纤维素纤维素作为植物的骨架。作为植物的骨架。 -1,4-糖苷键糖苷键 目录目录 l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： 目录目录 第一节第一节 概述概述 目录目录 糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源 （人体所需的（人体所需的50-70%的能量）。的能量）。 如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、如糖可提供合成某些氨基酸

5、、脂肪、 胆固醇、核苷等物质的原料。胆固醇、核苷等物质的原料。 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。 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。 如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的 组成成分。组成成分。 目录目录 n糖的消化糖的消化 人类食物中的糖主要有植物淀粉、动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、葡萄糖物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖 等，其中以等，其中以淀粉淀粉为主。为主。 消化部位：消化部位： 主要在小肠，少量在口腔。主要在小肠，少量在口腔。 目录目录 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三

6、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 唾液中的唾液中的- -淀粉酶淀粉酶 - -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 - -临界糊精酶临界糊精酶 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 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的- -淀粉酶淀粉酶 目录目录 食物中含有的大量纤维素，因人体食物中含有的大量纤维素，因人体 内无内无 - -糖苷酶而不能对其分解利用，但却糖苷酶而不能对其分解利用，但却 具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康 所必需。所必需。 目录目录 n糖的吸收糖的吸收 吸收部位：吸收

7、部位：小肠上段小肠上段 吸收形式：吸收形式：单糖单糖 目录目录 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 吸收机制：吸收机制： Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT) 刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 目录目录 n葡萄糖转运进入细胞葡萄糖转运进入细胞 这一过程依赖于葡萄糖转运蛋白这一过程依赖于葡萄糖转运蛋白(glucose transporter，GLUT)。 三、葡萄糖体内转运三、葡萄糖体内转运 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

8、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 目录目录 葡萄糖转运蛋白（GLUT) 人体内已发现有12种 GLUT. 1. GLUT1、GLUT3: 基本转运体（分布： 全身各组织） 2. GLUT2: 肝细胞、胰腺细胞（Km 高） 3. GLUT4: 脂肪和肌组织 ，依赖胰岛素 4. GLUT5: 分布于小肠 （主要转运果糖进 入细胞） 目录目录 葡萄糖葡萄糖 酵解酵解 途径途径 丙丙 酮酮 酸酸 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 磷酸戊磷

9、酸戊 糖途径糖途径 核糖核糖 + + NADPH+H+ 淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 三个来源四个去路三个来源四个去路 目录目录 第二节第二节 糖的无氧分解糖的无氧分解 Glycolysis 目录目录 一分子葡萄糖在胞质中可裂解为一分子葡萄糖在胞质中可裂解为2分子丙酮酸，是葡分子丙酮酸，是葡 萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途径，称为萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途径，称为糖酵糖酵 解解(glycolysis)，在机体缺氧或氧供应不足时，丙酮酸还，在机体缺氧或氧供应不足时，丙酮酸还 原生成乳酸，称为乳酸发酵，某些植物或微生物将丙原生成乳酸，称为乳酸发酵，某些植物或微生物将丙 酮酸转

10、化为乙醇或二氧化碳，称为酮酸转化为乙醇或二氧化碳，称为乙醇发酵乙醇发酵。 氧气充氧气充 足时，丙酮酸进入线粒体中彻底氧化为水和二氧化碳足时，丙酮酸进入线粒体中彻底氧化为水和二氧化碳 （糖的有氧氧化）。（糖的有氧氧化）。 糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：胞浆。胞浆。 目录目录 一、糖无氧氧化反应过程分为酵解一、糖无氧氧化反应过程分为酵解 途径和乳酸生成两个阶段途径和乳酸生成两个阶段 第一阶段：第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)， 称之为称之为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。 第二阶段：第二阶段：由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变

11、成乳酸。 某些微生物中的乙醇发酵。某些微生物中的乙醇发酵。 n糖酵解分为两个阶段：糖酵解分为两个阶段： 目录目录 1. 葡萄糖磷酸化为葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP Mg2+ 己糖激酶 (hexokinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H

12、HO OH H OH H OH H H 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P) P P O CH2O H HO OH H OH H OH H H 目录目录 哺乳类动物体内已发现有哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工种己糖激酶同工 酶，分别称为酶，分别称为至至型。肝细胞中存在的型。肝细胞中存在的 是是型，称为型，称为葡萄糖激酶葡萄糖激酶(glucokinase)。 它的特点是：它的特点是：对葡萄糖的亲和力很低；对葡萄糖的亲和力很低； 受激素调控。受激素调控。 这些特性使葡萄糖激酶在维持血糖水平和这些特性使葡萄糖激酶在维持血糖水平和 糖代谢中起着重要的

13、生理作用。糖代谢中起着重要的生理作用。 目录目录 2. 6-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 P P O CH2O H HO OH H OH H OH H H 6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-ph

14、osphate, F-6-P) 目录目录 3. 6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-磷酸果糖激酶-1 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 l6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1) 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6

15、-双磷酸果糖双磷酸果糖(1, 6- fructose-biphosphate, F-1,6-2P) 目录目录 CH2O HO C C C C CH2O O H OH OH H H P P P P 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 4. 磷酸己糖裂解成磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶 (aldolase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP AT

16、P ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 + CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO CH2OH CO CH2POCH2P PO 目录目录 5. 磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖的同分异构化 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷

17、酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase) 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 CH2OH CO CH2POCH2P PO 目录目录 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 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脱氢酶 (glyceraldehyde-3- phosphate dehydrogenase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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

18、 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO 目录目录 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘

19、油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 在以上反应中，底物分子内部能量重新分布，在以上反应中，底物分子内部能量重新分布， 生成高能键，使生成高能键，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的过程，的过程， 称为称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 目录目录

20、 底物水平磷酸化底物水平磷酸化定义定义 底物水平磷酸化： -ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用 与底物的脱氢作用直接相偶联的反应过程 称为底物水平磷酸化。 目录目录 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 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸甘油酸变位酶 (phosphog

21、lycerate mutase) 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH 目录目录 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 烯醇化酶 (enolase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷

22、酸烯醇式丙酮酸 2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH + H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP) COOH C CH2 P PO 目录目录 ADP ATP K+ Mg2+ 丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP AD

23、P ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 10.磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成并通过底物水平磷酸化生成ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 COOH C CH2 P PO 丙酮酸丙酮酸 COOH C=O CH 3 目录目录 （二）丙酮酸转变成乳酸（二）丙酮酸转变成乳酸 反应中的反应中的NADH+H+ 来自于上述第来自于上述第6步反步反 应中的应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 (Lactate dehydrogenase, LDH) NADH + H+ NAD+ COO

24、H CHOH CH3 COOH C=O CH3 目录目录 E1:己糖激酶己糖激酶 E2: 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+ 乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径糖酵解的代谢途径 GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2P ATP ADP ATPADP 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 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2 E1 E3 NADH+H+ 目录目录 n糖酵解小结糖酵解小结 反应部

25、位：胞浆；反应部位：胞浆； 糖酵解是一个不需氧的产能过程；糖酵解是一个不需氧的产能过程； 反应全过程中有三步不可逆的反应：反应全过程中有三步不可逆的反应： G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 目录目录 产能的方式和数量产能的方式和数量 方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化 净生成净生成ATP数量：数量：从从G开始开始 22-2= 2ATP 从从Gn（糖原）开始（糖原）开始 22-1= 3ATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路 释放入血，进入

26、肝脏再进一步代谢：释放入血，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） 目录目录 二、糖酵解的调控是对二、糖酵解的调控是对3个关键酶个关键酶 活性的调节活性的调节 关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节方式调节方式 别构调节别构调节 共价修饰调节共价修饰调节 目录目录 （一）磷酸果糖激酶（一）磷酸果糖激酶-1对调节酵解途径的速对调节酵解途径的速 率最重要率最重要 n变构调节变构调节 别构激活剂别构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 别构抑制剂别构抑制剂：柠檬酸柠檬酸; ATP

27、（高浓度）（高浓度） 目录目录 ATP对对6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的调节：的调节： ATP结合位点结合位点调节效应调节效应 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 目录目录 l2,6-双磷酸果糖是磷酸果糖激酶双磷酸果糖是磷酸果糖激酶-1最强的变最强的变 构激活剂；构激活剂； l其作用是与其作用是与AMP一起取消一起取消ATP、柠檬酸对、柠檬酸对6- 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1的变构抑制作用。的变构抑制作用。 2,6-双磷酸果糖对磷酸果糖激酶双磷酸果糖对磷酸果糖激酶-1的调节

28、：的调节： F-6-P F-1,6-2P 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-2,6-2P + + + /+ AMP + 柠檬酸柠檬酸 AMP + 柠檬酸柠檬酸 PFK-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 目录目录 （二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的 调节点调节点 n别构调节别构调节 别构抑

29、制剂：别构抑制剂：ATP, 丙氨酸（肝内）丙氨酸（肝内） 别构激活剂：别构激活剂：1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 目录目录 n共价修饰调节共价修饰调节 丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATP ATP ADP ADP Pi Pi 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 P PKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein kinase A) CaM：钙调蛋白钙调蛋白 目录目录 （三）己糖激酶受到反馈抑制调节（三）己糖激酶受到反馈抑制调节 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝葡可反馈抑制己糖激酶，但肝

30、葡 萄糖激酶不受其抑制。萄糖激酶不受其抑制。 长链脂肪酰长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。可别构抑制肝葡萄糖激酶。 胰岛素可诱导葡萄糖激酶基因的转录，促进胰岛素可诱导葡萄糖激酶基因的转录，促进 酶的合成。酶的合成。 目录目录 三、糖无氧氧化的主要生理意义是在三、糖无氧氧化的主要生理意义是在 机体缺氧的情况下快速供能机体缺氧的情况下快速供能 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨

31、髓细胞、代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞、 神经细胞神经细胞 1Mol葡萄糖生成葡萄糖生成4mol ATP 目录目录 四、其他单糖可转变为糖酵解的中间产物 （一）果糖磷酸化为F-6-P后进入糖酵解 肌肉内-肌糖原；肝内：F-1-P、then 磷酸二羟丙酮和甘油醛（可糖酵解，亦可 糖异生） （二）半乳糖转变为葡糖-1-磷酸- （三）甘露糖转变为果糖-6-磷酸- 目录目录 果糖果糖 己糖激酶己糖激酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 丙酮酸丙酮酸 半乳糖半乳糖 1- 1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖 1- 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 半乳糖激酶半乳糖激酶

32、变位酶变位酶 甘露糖甘露糖 6- 6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖 己糖激酶己糖激酶 变位酶变位酶 除葡萄糖外，其它己糖也可转除葡萄糖外，其它己糖也可转 变成变成磷酸己糖磷酸己糖而进入酵解途径。而进入酵解途径。 目录目录 第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 目录目录 糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在 机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O 和和CO2，并释放出，并释放出能量能量的过程。是机体主的过程。是机体主 要供能方式。要供能方式。 目录目录 一、糖有氧氧化的

33、反应过程包括糖酵解一、糖有氧氧化的反应过程包括糖酵解 途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及 氧化磷酸化氧化磷酸化 第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 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：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G（Gn） 第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2 H2O O ATP ADP TAC循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 目录目录 （一）葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸（一）葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HS

34、CoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 n 总反应式总反应式: : （二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰（二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA 目录目录 n 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 的组成的组成 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+ TPP 硫辛酸（硫辛酸（ ) HSCoA FAD, NAD+ S S L 酶酶辅酶辅酶 目录目录 n 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

35、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. 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, 同同 时使硫辛酰胺上的二硫键还原为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

36、的的H转移给转移给NAD+，形成，形成NADH+H+。 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 目录目录 （三）乙酰CoA进入柠檬酸循环以 及氧化磷酸化生产ATP 柠檬酸循环 一分子乙酰CoA彻底氧化生成： 2个CO2；1分子ATP; 4次脱氢（3分子NADH+H+,1分子FADH2） 电子传递链是由一系列氧化还原体系组成， 他的功能是将H+或电子依次传递至氧，生 成水。传递过程伴有能量释放和ATP

37、生成。 目录目录 三羧酸循环三羧酸循环(Tricarboxylic Acid Cycle, TAC) 也称为也称为柠檬酸循环柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一，这是因为循环反应中的第一 个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于 Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又 称为称为Krebs循环循环，它由一连串反应组成。，它由一连串反应组成。 二、三羧酸循环是以形成柠檬酸为二、三羧酸循环是以形成柠檬酸为 起始物的循环反应系统起始物的循环反应系统 n概述概述 n反应部位：反应部位：线粒体线粒体 目录目录 （一）（

38、一）TAC循环由循环由8步代谢反应组成步代谢反应组成 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 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 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 4.-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA 5.琥珀酰琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应合成酶催化底物水平磷酸化反应 6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸 7.延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸 8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸 CoASH NADH+H+ NAD+ NAD+ NA

39、DH+H+ FAD FADH2 NADH+H+ NAD+ H2O H2O H2O CoASHCoASH H2O 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 顺乌头酸梅顺乌头酸梅 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶 琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶 延胡索酸酶延胡索酸酶 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 GTPGDP ATPADP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶 目录目录 n TAC TAC 小结：小结： 三羧酸循环的概念：三羧酸循环的概念：指乙酰指乙酰CoA和和草酰乙酸草酰乙酸 缩合生成缩合生成含三个羧基的柠檬酸含三个羧基的柠檬酸，反复的进行，反复的进行 脱氢脱羧

40、，又生成脱氢脱羧，又生成草酰乙酸草酰乙酸，再重复循环反，再重复循环反 应的过程。应的过程。 TAC过程的反应部位过程的反应部位是线粒体。是线粒体。 目录目录 经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环， l消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA； l经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化；经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化； l生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子CO2， 1分子分子GTP； l关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶，柠檬酸合酶，-酮戊二酸脱氢酶复合酮戊二酸脱氢酶复合 体，体， 异柠檬酸脱氢酶。异柠檬酸脱氢酶。 整个循环反应为不可逆反应。整个循环反应为不可

41、逆反应。 三羧酸循环的要点：三羧酸循环的要点： 目录目录 三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，三羧酸循环中间产物起催化剂的作用， 本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环 直接从乙酰直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环合成草酰乙酸或三羧酸循环 中其他产物，同样中间产物也不能直接在中其他产物，同样中间产物也不能直接在 三羧酸循环中被氧化为三羧酸循环中被氧化为CO2及及H2O。 三羧酸循环的中间产物：三羧酸循环的中间产物： 目录目录 表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰 乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利乙酸在

42、三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利 用。实际上：用。实际上： 例如：例如： 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 柠檬酸柠檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 .机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合 的，的，TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他中的某些中间代谢物能够转变合成其他 物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。 目录目录 .机体糖供不足时，可能引起机体糖供不足时，可能引起TAC运转障碍，这运转障碍，这 时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进时

43、苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进 一步生成乙酰一步生成乙酰CoA进入进入TAC氧化分解。氧化分解。 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸脱羧酶草酰乙酸脱羧酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 苹果酸苹果酸 苹果酸酶苹果酸酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ 所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。 目录目录 草酰乙酸草酰乙酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ NAD+ -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸的来源如下：草酰乙酸的来源如下： 目录目录 （二）（二）TCA循环在循环在3大营养物质代谢中具有大营养物质代谢中具有 重要生理意义重要生理意义 1.

44、TCA循环是循环是3大营养素的最终代谢通路大营养素的最终代谢通路,其其 作用在于通过作用在于通过4次脱氢，为氧化磷酸化反次脱氢，为氧化磷酸化反 应生成应生成ATP提供还原当量。提供还原当量。 2. TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的 枢纽枢纽。 目录目录 H+ + e 进入进入呼吸链呼吸链彻底氧化生成彻底氧化生成H2O 的同的同 时时ADP偶联磷酸化生成偶联磷酸化生成ATP。 NADH+H+ H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O 目录目录 反反 应应辅辅 酶酶最终获得最终获得ATPATP 第一阶段（胞浆）第一阶段（胞浆） 葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NADH3或或5* 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2 第二阶段（线粒