生物化学第九章糖代谢

1、 糖的生理功能糖的生理功能 糖的吸收糖的吸收 血糖血糖 糖的氧化分解糖的氧化分解 糖原代谢和糖异生糖原代谢和糖异生 其他单糖代谢其他单糖代谢 糖的主要生物学作用糖的主要生物学作用 v 糖是人和动物的主要能源物质糖是人和动物的主要能源物质 通过氧化而放出大量的能量，以满足生命活动的通过氧化而放出大量的能量，以满足生命活动的 需要，如淀粉、糖原需要，如淀粉、糖原 v 糖类还具有结构功能糖类还具有结构功能 植物秸杆中的纤维素；细胞间质中的粘多糖植物秸杆中的纤维素；细胞间质中的粘多糖 v 糖类具有复杂的多方面的生物活性与功能糖类具有复杂的多方面的生物活性与功能 糖具有复杂的多方面的生物活性与功能，如糖

2、具有复杂的多方面的生物活性与功能，如1， 6-二磷酸多糖可治疗急性心肌缺血性休克。二磷酸多糖可治疗急性心肌缺血性休克。 第一节 糖的生理功能 第二节 糖的消化和吸收 一、糖的消化一、糖的消化 淀粉淀粉(starch)(starch) 口腔，口腔， -amylase-amylase，少量作用，少量作用 胃，几乎不作用胃，几乎不作用 小肠，胰小肠，胰 -amylase-amylase，主要的消化场所，主要的消化场所 麦芽糖、糊精、蔗糖、乳糖等（食物中所混入）麦芽糖、糊精、蔗糖、乳糖等（食物中所混入） 麦芽糖酶，糊精酶，蔗糖酶，乳糖酶等麦芽糖酶，糊精酶，蔗糖酶，乳糖酶等 葡萄糖葡萄糖( (为主）为主

3、） 二、糖的吸收二、糖的吸收 葡萄糖葡萄糖 肠黏膜细胞肠黏膜细胞肠壁毛细血管肠壁毛细血管门静脉门静脉 血液血液组织、细胞组织、细胞 小肠黏膜摄入葡萄糖需要小肠黏膜摄入葡萄糖需要NaNa+依赖型葡萄糖依赖型葡萄糖 转运体（转运体（SGLTSGLT） 三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况 葡萄糖在体内的一系列复杂的化学反应。葡萄糖在体内的一系列复杂的化学反应。 糖代谢糖代谢 分解代谢分解代谢 合成代谢合成代谢 无氧分解无氧分解 有氧氧化有氧氧化 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 糖醛酸途径糖醛酸途径 糖原合成糖原合成 糖异生糖异生 第三节第三节 血糖血糖 一、一、 血糖的来源和去路血糖的来源和去路 二、二、

4、血糖水平的调节血糖水平的调节 三、三、 血糖水平异常血糖水平异常 血糖的来源血糖的来源 1.1. 食物糖的消化食物糖的消化 2.2. 肝糖原的分解肝糖原的分解 （在肝脏中）（在肝脏中） 3.3. 肝中糖异生（甘油、乳酸、氨基肝中糖异生（甘油、乳酸、氨基 酸等）酸等） （在肝脏中）（在肝脏中） 1.1.各组织、细胞内氧化各组织、细胞内氧化 2.2.转变为肝糖元、肌糖元储备转变为肝糖元、肌糖元储备 3.3.转变为非糖物质或其他糖转变为非糖物质或其他糖 4.4.过高时，糖尿排出过高时，糖尿排出 血糖去路血糖去路 血糖血糖: :指血液中的葡萄糖指血液中的葡萄糖 血糖的来源与去路血糖的来源与去路 血糖

5、（3.896.11mmol/L） 食物中糖 消化吸收 小肠 肝糖原 肝糖原分解 肝脏 非糖物质 糖异生 肝、肾 转变为 非糖物质 转变成其它 糖及衍生物 氧化供能 尿 糖 血糖血糖 8.9mmol/L 8.9mmol/L 合成糖原 肝、肌肉 血糖水平的调节 正常情况，来路正常情况，来路 去路，维持动态平衡去路，维持动态平衡 1 1肝脏调节肝脏调节 血糖血糖 正常水平，肝糖元正常水平，肝糖元GlcGlc，GlcGlc 糖异生作用加强糖异生作用加强 血糖血糖 正常水平，正常水平，GlcGlc肝糖元，肝糖元，GlcGlc 糖异生作用减弱糖异生作用减弱 2 2肾脏调节肾脏调节 肾糖阈：肾脏所能保持的最

6、高肾糖阈：肾脏所能保持的最高GlcGlc在在160-160- 180mg/dl180mg/dl， 3 3 神经系统的调节神经系统的调节 4 4 激素调节激素调节 1 1） 胰岛素胰岛素 2 2） 胰高血糖素胰高血糖素 3 3） 糖皮质激素糖皮质激素 4 4） 肾上腺素肾上腺素 胰岛素和胰高血糖素对血糖浓度 的调节示意图 糖代谢紊乱糖代谢紊乱 只有血糖水平持续异常或耐糖曲线异常才可以确定只有血糖水平持续异常或耐糖曲线异常才可以确定 为糖代谢紊乱为糖代谢紊乱 （一）低血糖与低血糖昏迷（一）低血糖与低血糖昏迷 低血糖低血糖: :空腹血糖浓度低于空腹血糖浓度低于3.92mmol/L 3.92mmol/

7、L 原因原因: (1): (1)糖摄入不足或吸收不良糖摄入不足或吸收不良 (2)(2)严重肝脏疾病严重肝脏疾病 (3)(3)胰岛素对抗激素分泌不足胰岛素对抗激素分泌不足 (4)(4)胰岛胰岛-细胞增生或癌变细胞增生或癌变 低血糖昏迷低血糖昏迷：血糖浓度低于血糖浓度低于2.52mmol/L 2.52mmol/L （二）高血糖和糖尿（二）高血糖和糖尿 定义定义: :空腹血糖浓度超过空腹血糖浓度超过7.28mmol/L7.28mmol/L称为高称为高 血糖血糖. .血糖超过肾糖阈时出现糖尿血糖超过肾糖阈时出现糖尿 生理性高血糖生理性高血糖: :饮食性糖尿饮食性糖尿. .情感性糖尿情感性糖尿. .肾肾

8、 性糖尿性糖尿 病理性高血糖病理性高血糖: :常见于内分泌机能失调，如常见于内分泌机能失调，如 糖尿病糖尿病, ,胰岛胰岛-细胞功能低下、肾上腺皮细胞功能低下、肾上腺皮 质功能抗进等。质功能抗进等。 ( (三三) ) 糖尿病糖尿病 定义定义: :持续高血糖和糖尿持续高血糖和糖尿 病因病因: :胰岛胰岛细胞功能减退细胞功能减退, ,胰岛素分泌量不胰岛素分泌量不 足足, ,或其靶细胞膜上胰岛素受体数量不足或其靶细胞膜上胰岛素受体数量不足, , 亲和力减弱亲和力减弱, ,或胰高血糖素分泌过量等或胰高血糖素分泌过量等. . 分类分类: :型型( (胰岛素依赖型胰岛素依赖型), ), 型型( (胰岛素非

9、胰岛素非 依赖型依赖型) ) 症状症状: :三多一少三多一少( (多食多食, ,多饮多饮, ,多尿多尿, ,体重减轻体重减轻) ) ( (四四) ) 糖耐量试验糖耐量试验 葡萄糖耐量葡萄糖耐量: :人体处理所给予葡萄糖的能力人体处理所给予葡萄糖的能力, , 又称为耐糖现象又称为耐糖现象. . 耐糖曲线耐糖曲线: :先测定受试者清晨空腹血糖浓度先测定受试者清晨空腹血糖浓度, , 然后一次性进食大量葡萄糖然后一次性进食大量葡萄糖, ,在其后一段时在其后一段时 间取血间取血, ,测定血糖浓度测定血糖浓度, ,以时间为横坐标以时间为横坐标, ,血血 糖浓度为纵坐标绘制的曲线称为耐糖曲线糖浓度为纵坐标绘

10、制的曲线称为耐糖曲线 第四节第四节 糖的氧化代谢糖的氧化代谢 一、一、糖的无氧分解糖的无氧分解 二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径 四四、糖醛酸途径、糖醛酸途径 一、糖的无氧分解一、糖的无氧分解 （一）糖酵解途径（一）糖酵解途径 （二）糖酵解的调节（二）糖酵解的调节 （三）糖酵解的生理意义（三）糖酵解的生理意义 （一）糖酵解途径（一）糖酵解途径 糖酵解的代谢过程分为两个阶段：糖酵解的代谢过程分为两个阶段： 1.1.酵解途径酵解途径 由由葡萄糖分解为丙酮酸葡萄糖分解为丙酮酸的过程，的过程， 有有1010步反应步反应 2.2.丙酮酸变为乳酸的过程丙酮酸变为乳酸的过程

11、 1.1. 糖酵解途径糖酵解途径 （1 1）葡萄糖的磷酸化作用）葡萄糖的磷酸化作用 HO-CH2 2 O H OH H OH H H H OH OH ATPADP P O-CH2 2 O H OH H OH H H H OH OH Mg2+ 己糖激酶己糖激酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 （2 2）6-6-磷酸葡萄糖的异构作用磷酸葡萄糖的异构作用 磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶 P O-CH2 2 O H OH H OH H H H OH OH O OH OH OH P-O-CH2 2 H H H CH2 2OH 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 Mg2+ （3

12、 3）磷酸果糖的磷酸化作用）磷酸果糖的磷酸化作用 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 O OH OH OH P-O-CH2 2 H H H CH2 2O-P O OH OH OH P-O-CH2 2 H H H CH2 2OH ADP Mg2+ ATP 1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 （4 4）1 1，6-6-二磷酸果糖一分为二二磷酸果糖一分为二 1 1，6-6-二磷二磷 酸果糖醛缩酸果糖醛缩 酶酶 H CH2 2O-p CO C C C HO H H OH OH CH2 2O-P OH CH2 2O-P CO CH2 2OH CHO CH CH2 2-O-P 1 1，

13、6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖 磷酸二羟磷酸二羟 丙酮丙酮 3-3-磷酸甘磷酸甘 油醛油醛 （5 5）磷酸二羟丙酮的异构作用）磷酸二羟丙酮的异构作用 磷酸丙糖异磷酸丙糖异 构酶构酶 CH2 2O-P CO CH2 2OH CHO CH OH CH2 2-O-P 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 （6 6）3-3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-磷酸甘油磷酸甘油 醛脱氢酶醛脱氢酶 CHO CH OH CH2 2-O-P 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NADH+H +NAD+ Pi O=C-OP CH OH CH2 2-O-P

14、1 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 （7 7） 1 1，3-3-磷酸甘油酸的磷酸转移磷酸甘油酸的磷酸转移 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 ADP 磷酸甘油酸磷酸甘油酸 激酶激酶 ATP COO- CH OH CH2 2-O-P 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 O=C-OP CH OH CH2 2-O-P （8 8）3-3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸 变位酶变位酶 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COO- CH O- P CH2 2-OH 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COO- CH OH CH2 2-O-P （9 9）2-2-

15、磷酸甘油酸脱水成为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸脱水成为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶 2-2-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 COO- CH O- P CH2 2-OH COO- C O P CH2 2 H2 2O （1010）磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸转移磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸转移 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 COO- CO CH3 3 ADPATPCOO- C O P CH2 2 2.2.丙酮酸转变为乳酸丙酮酸转变为乳酸 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸 COOH CHOH CH3 3 NAD +NADH+H +CO

16、OH CO CH3 3 HO-CH2 2 O H OH H OH H H H OH OH P- O-CH2 2 O H OH H OH H H H OH OH O OH OH OH P-O-CH2 2 H H H CH2 2OH O OH OH OH P-O-CH2 2 H H H CH2 2O-P CHO CH CH2 2-O-P OH O=C-OP CH OH CH2 2-O-P O=C-O- CH OH CH2 2-O-P OPO=C-O- CH CH2 2-O-H CH2 2O-P CO CH2 2OH O=C-O- C OP CH2 2 COOH CO CH3 3 COOH CHOH

17、 CH3 3 1 2 3 4 6 7 8 P 9 10 5 糖酵解代谢途径 （二）糖酵解的调节（二）糖酵解的调节 三个调节点：三个调节点： 1.1. 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 ATPATP和柠檬酸是此酶的变构抑制剂。和柠檬酸是此酶的变构抑制剂。 AMPAMP、ADPADP、1 1，6-6-双磷酸果糖和双磷酸果糖和2 2，6-6-双磷酸果双磷酸果 糖是此酶的变构激活剂。糖是此酶的变构激活剂。 2.2. 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATPATP和丙氨酸具有抑制作用；和丙氨酸具有抑制作用；1 1，6-6-双磷酸果糖双磷酸果糖 是变构激活剂是变构激活剂 3.3. 葡萄糖激酶或己糖激酶葡萄糖激酶或己糖

18、激酶 己糖激酶受己糖激酶受6-6-磷酸葡萄糖的反馈抑制磷酸葡萄糖的反馈抑制 （三）糖酵解的生理意义（三）糖酵解的生理意义 1.1. 其主要的生理意义在于迅速提供能量这对其主要的生理意义在于迅速提供能量这对 肌收缩更为重要。肌收缩更为重要。 2.2. 无氧条件下糖的降解过程，糖经一系列的无氧条件下糖的降解过程，糖经一系列的 酶促反应变成丙酮酸，并生成酶促反应变成丙酮酸，并生成ATPATP，是一，是一 切生物细胞中切生物细胞中GlcGlc分解产生能量的共同代分解产生能量的共同代 谢途径。谢途径。1mol1mol葡萄糖酵解净得葡萄糖酵解净得 2mol ATP2mol ATP 3.3. 某些组织在有氧

19、时也通过糖酵解供能某些组织在有氧时也通过糖酵解供能 4.4. 糖酵解的中间产物是其它物质的合成原料糖酵解的中间产物是其它物质的合成原料 二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 （一）有氧氧化的反应过程（一）有氧氧化的反应过程 （二）糖有氧氧化的生理意义（二）糖有氧氧化的生理意义 （三）糖有氧氧化调节（三）糖有氧氧化调节 O2 2O2 2O2 2 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoAKrebs循环循环 H+e H2 2O CO2 2胞液胞液 线粒体线粒体 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖丙酮酸丙酮酸 （一）有氧氧化的反应过程 1.1. 葡萄糖循糖酵解途径分解成丙酮酸葡萄糖循糖酵解途径分解成丙酮酸 2.2

20、. 丙酮酸氧化脱羧成为乙酰丙酮酸氧化脱羧成为乙酰CoACoA （1 1）丙酮酸脱氢复合体）丙酮酸脱氢复合体 （2 2）该复合体可分为五步反应）该复合体可分为五步反应 3. 3. 三羧酸循环及氧化磷酸化三羧酸循环及氧化磷酸化 （1 1）三羧酸循环反应过程）三羧酸循环反应过程 （2 2）三羧酸循环的小结）三羧酸循环的小结 （3 3）三羧酸循环的生理意义）三羧酸循环的生理意义 丙酮酸脱氢酶复合物催化的整个反应 （1）丙酮酸脱氢复合体 v 由由丙酮酸脱氢酶（丙酮酸脱氢酶（E E1 1），二氢硫辛酰胺转，二氢硫辛酰胺转 乙酰酶（乙酰酶（E E2 2）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（E E3

21、 3） 组成。组成。 v 参 与 反 应 的 辅 酶 有参 与 反 应 的 辅 酶 有 硫 胺 素 焦 磷 酸 酯硫 胺 素 焦 磷 酸 酯 （TPPTPP）、）、硫辛酸硫辛酸、FADFAD、NADNAD+ +及及CoACoA。 v 丙酮酸脱氢酶的辅基是丙酮酸脱氢酶的辅基是TPPTPP v 二氢硫辛酰胺脱氢酶的辅酶是二氢硫辛酰胺脱氢酶的辅酶是FADFAD、NADNAD+ + 丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系 NADNAD+ + +H +H+ + 丙酮酸丙酮酸 脱羧酶脱羧酶 FADFAD 硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰 转移酶转移酶 二氢硫辛二氢硫辛 酸脱氢酶酸脱氢酶 COCO2 2 乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸 二

22、氢硫辛酸二氢硫辛酸 NADH+HNADH+H+ +TPPTPP 硫辛酸硫辛酸 CoASHCoASH NADNAD+ + CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoA O O Py dHEPy dHE复合物的调节复合物的调节 PyPyCHCH3 3COScoACOScoA是一个重要的反应步骤，处于代是一个重要的反应步骤，处于代 谢的分支点，受到严密的调节作用：谢的分支点，受到严密的调节作用： 1 1）产物乙酰）产物乙酰CoACoA和和NADHNADH都抑制都抑制Py dHEPy dHE复合物，抑复合物，抑 制作用为相应的反应物制作用为相应的反应物CoACoA及及NADNAD+ +所逆转。所逆转。

23、2 2）核苷酸反馈调节：整个酶体系的活性由细胞的）核苷酸反馈调节：整个酶体系的活性由细胞的 能荷水平所调控，体系受能荷水平所调控，体系受GTP(ATP)GTP(ATP)抑制，为抑制，为AMPAMP所所 活化。活化。 3 3）可逆磷酸化作用的共价调节：）可逆磷酸化作用的共价调节：ATPATP存在时，存在时，PyPy 脱氢酶分子上的脱氢酶分子上的Ser-OHSer-OH被磷酸激酶催化磷酸化而被磷酸激酶催化磷酸化而 没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解 （去磷酸化）可恢复活性。（去磷酸化）可恢复活性。 柠檬酸(三羧酸)循环 (TAC)/Krebscycle

24、 乙酰乙酰CoACoA经一系列（经一系列（8 8步）的氧化、脱羧，最步）的氧化、脱羧，最 终生成终生成COCO2 2和和H H2 2O O，并产生能量的过程，即乙，并产生能量的过程，即乙 酰酰CoACoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，再经一与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，再经一 系列的氧化、脱羧，循环后再生草酰乙酸，系列的氧化、脱羧，循环后再生草酰乙酸， 其中生成其中生成2CO2CO2 2，3 3（NADH+HNADH+H+ +），），1GTP(ATP)1GTP(ATP)， 1FADH1FADH2 2 CHCH3 3COSCoACOSCoA+3NAD+3NAD+ +FAD+GDP+Pi+2H+FAD+G

25、DP+Pi+2H2 2O O 2CO 2CO2 2+CoASH+CoASH+3NADH3NADH+3H+3H+ + + +FADH FADH2 2+ +GTPGTP （1）三羧酸循环反应过程 v 反应反应1 1：柠檬酸形成：柠檬酸形成 v 反应反应2 2：顺乌头酸水合酶作用于柠檬酸：顺乌头酸水合酶作用于柠檬酸 生成异柠檬酸生成异柠檬酸 v 反应反应3 3： - -酮戊二酸的生成酮戊二酸的生成 v 反应反应4 4：琥珀酸辅酶：琥珀酸辅酶A A的生成的生成 v 反应反应5 5：底物水平磷酸化：底物水平磷酸化 v 反应反应6 6：琥珀酸脱氢生成延胡索酸：琥珀酸脱氢生成延胡索酸 v 反应反应7 7：延

26、胡索酸加水生成苹果酸：延胡索酸加水生成苹果酸 v 反应反应8 8：苹果酸氧化生成草酰乙酸：苹果酸氧化生成草酰乙酸 反应1：柠檬酸(Citric acid)形成 草酰乙酸草酰乙酸 反应2：顺乌头酸水合酶作用于柠 檬酸生成异柠檬酸 反应3： -酮戊二酸的生成 反应4：琥珀酰辅酶A的生成 反应5：底物水平磷酸化 v琥珀酰琥珀酰CoACoA转变为琥珀酸转变为琥珀酸，产生，产生1GTP1GTP，由琥珀酰，由琥珀酰 CoACoA合成酶催化。合成酶催化。 v 生成的生成的GTPGTP可在二磷酸核苷激酶催化下，将磷酸可在二磷酸核苷激酶催化下，将磷酸 根转移给根转移给ADPADP而生成而生成ATPATP与与GD

27、PGDP；需要；需要MgMg2+ 2+参与。 参与。 反应6：琥珀酸脱氢生成延胡索酸 v由由琥珀酸琥珀酸dHEdHE催化琥珀酸生成延胡索酸催化琥珀酸生成延胡索酸，H H受体是受体是 FADFAD。琥珀酸。琥珀酸dHEdHE是是TCATCA中唯一一个掺入线粒体内中唯一一个掺入线粒体内 膜的酶（真核生物）（原核生物参入质膜），直膜的酶（真核生物）（原核生物参入质膜），直 接与呼吸链相连。接与呼吸链相连。 v丙二酸（丙二酸（malonatemalonate）是酶的竞争性抑制剂。）是酶的竞争性抑制剂。 反应7：延胡索酸加水生成苹果酸 COO- CH HC COO- H2 2O COO- HOCH CH

28、2 2 COO- 反应8：苹果酸氧化生成草酰乙酸 乙酰-CoA 柠檬酸 顺乌头酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 -酮戊二酸 琥珀酰-CoA 琥珀酸 延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸 柠檬酸合成酶 （缩合） 异柠檬酸脱氢酶 （氧化脱羧） 顺乌头酸酶（脱水） 顺乌头酸酶 （水化） -酮戊二酸脱氢酶系 （氧化脱羧） 琥珀酰-CoA合成酶 （底物水平磷酸化） 琥珀酸脱氢酶 （氧化） 延胡索酸酶 （加水） 苹果酸脱氢酶 （氧化） NADH CO2 NADH CO2 GTP FADH2 NADH H2O H2O H2O H2O TAC循环总图 TACTAC小结小结 1)1)循环从循环从C C4 4物与乙酰物与乙酰CoA

29、CoA缩合生成缩合生成C C6 6物开始物开始 2)2)每一次循环经历两次脱羧，放出每一次循环经历两次脱羧，放出2CO2CO2 2 3)3)每一循环经历四次脱氢，其中每一循环经历四次脱氢，其中3 3次以次以NADNAD+ +为氢受体，为氢受体， 1 1次以次以FADFAD为氢受体；为氢受体； 4)4)每循环一次，底物水平磷酸化一次生成每循环一次，底物水平磷酸化一次生成1GTP(ATP)1GTP(ATP)； 5)5)循环一次结束以循环一次结束以C C4 4物（草酰乙酸）重新生成为标物（草酰乙酸）重新生成为标 志；志； 6)6)总反应：总反应： CHCH3 3COSCoACOSCoA+3NAD+3

30、NAD+ +FAD+GDP+Pi+2H+FAD+GDP+Pi+2H2 2O O 2CO 2CO2 2+CoASH+CoASH+3NADH3NADH+3H+3H+ + + +FADH FADH2 2+ +GTPGTP 7) 7) 三羧酸循环是不可逆的三羧酸循环是不可逆的 8) 8) 三羧酸循环本身不会改变其中间产物的总三羧酸循环本身不会改变其中间产物的总 量量, ,但其它代谢会消耗其中间产物但其它代谢会消耗其中间产物, ,需要及需要及 时补充时补充 （2）三羧酸循环的生理意义 v三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通路。三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通路。 糖、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都糖、

31、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都 将产生乙酰将产生乙酰CoACoA，然后进入三羧酸循环进行，然后进入三羧酸循环进行 降解降解 v 三羧酸循环又是糖、脂肪、氨基酸代谢联三羧酸循环又是糖、脂肪、氨基酸代谢联 系的枢纽。糖可以转变为脂肪；氨基酸的系的枢纽。糖可以转变为脂肪；氨基酸的 碳架可以通过草酰乙酸等可转变为葡萄糖；碳架可以通过草酰乙酸等可转变为葡萄糖； 由葡萄糖提供的丙酮酸等可以用于合成某由葡萄糖提供的丙酮酸等可以用于合成某 些非必需氨基酸。些非必需氨基酸。 v提供生物合成的前体提供生物合成的前体 （二）糖有氧氧化的生理意义 v三羧酸循环一次生成生成三羧酸循环一次生成生成1212个个ATPAT

32、P。1mol1mol 的葡萄糖彻底氧化生成和的葡萄糖彻底氧化生成和COCO2 2和和H H2 2O O，可净，可净 生成生成3636或或38mol ATP38mol ATP。 v 胞质内的胞质内的NADHNADH不能透过线粒体膜，需要不能透过线粒体膜，需要 经过经过-磷酸甘油穿梭和苹果酸磷酸甘油穿梭和苹果酸- -天冬氨天冬氨 酸穿梭作用进入线粒体。酸穿梭作用进入线粒体。 38or 36 -1 -1 6or4 2 1 2 1 2 3 2 3 2 3 2 1 2 2 2 3 NAD+ NAD+ NAD+ NAD+ FAD NAD+ Glu6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1，6-磷酸果糖 23-磷酸甘

33、油醛 2 1，3-磷酸甘油酸 2 1，3-磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸 2磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸 2丙酮酸 2乙酰CoA 2异柠檬酸 2 -酮戊二酸 2 -酮戊二酸 2 琥珀酰CoA 2 琥珀酰CoA 2 琥珀酸 2 琥珀酸 2 延胡索酸 2苹果酸 2 草酰乙酸 第一阶段 第二阶段 第三阶段 ATP 辅酶反应 （三）糖有氧氧化调节 v 糖酵解过程中的三个调节点糖酵解过程中的三个调节点 v 丙酮酸脱氢酶复合体通过变构效应和共丙酮酸脱氢酶复合体通过变构效应和共 价修饰两种方式进行快速调节价修饰两种方式进行快速调节 v 三羧酸循环中有三个不可逆反应：柠檬三羧酸循环中有三个不可逆反应：柠檬 酸合酶

34、、异柠檬酸脱氢酶和酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸酮戊二酸 脱氢酶催化的反应。目前认为异柠檬酸脱氢酶催化的反应。目前认为异柠檬酸 脱氢酶和脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶才是三羧酸酮戊二酸脱氢酶才是三羧酸 循环的调节点。循环的调节点。 vRacker(1954)Racker(1954)、Gunsalus(1955)Gunsalus(1955)发现，组织中添发现，组织中添 加酵解抑制剂，加酵解抑制剂，GlcGlc仍可被消耗，即仍可被消耗，即GlcGlc还有其他还有其他 的代谢支路。整个途径分为两个阶段的代谢支路。整个途径分为两个阶段: : （1 1）氧化阶段：）氧化阶段：GlcGlc经脱氢、脱羧变为磷

35、酸戊糖经脱氢、脱羧变为磷酸戊糖 （2 2）非氧化阶段：戊糖经几种不同碳数的糖的转）非氧化阶段：戊糖经几种不同碳数的糖的转 化，最终重新合成己糖。化，最终重新合成己糖。 三、磷酸戊糖途径三、磷酸戊糖途径 氧化反应氧化反应 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 NADPH+H+ NADP+ 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADP+ NADPH+H+ 6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 内酯酶内酯酶 6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CO2 5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 磷酸戊糖途径的两个阶段磷酸戊糖途径的两个阶段

36、 2、非氧化分子重排阶段非氧化分子重排阶段 6 核酮糖核酮糖-5-P 5 果糖果糖-6-P 5 葡萄糖葡萄糖-6-P 1、氧化脱羧阶段氧化脱羧阶段 6 G-6-P 6 葡萄糖酸葡萄糖酸-6-P 6 核酮糖核酮糖-P 6 NADP+ 6 NADPH+6H+ 6 NADP+ 6 NADPH+6H+ 6CO2 6H2O （二）磷酸戊糖途径的生理意义 1.1.为核酸的生物合成为核酸的生物合成提供核糖提供核糖 2.2.提供提供NADPH+HNADPH+H+ +作为供氢体参与多种代谢反应作为供氢体参与多种代谢反应 （1 1）NADPH+HNADPH+H+ +是体内许多合成代谢的供氢体：是体内许多合成代谢的

37、供氢体： 如乙酰如乙酰CoACoA合成脂酸、胆固醇合成脂酸、胆固醇 （2 2）NADPH+HNADPH+H+ +参与体内羟化反应参与体内羟化反应 （3 3）NADPH+HNADPH+H+ +还用于维持谷胱甘肽的还原状态还用于维持谷胱甘肽的还原状态 蚕豆病的蚕豆病的症状症状是：是： 吃蚕豆几小时或12天后，突然感到精神疲倦 、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振， 并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭， 甚至死亡。 血像检查血像检查: 红细胞明显减少，黄疸指数明显升高。 机理机理: 蚕豆中有3种物质：裂解素、锁未尔和多巴胺。 前两种使谷胱甘肽氧化，后一种能激发红细胞的自 身破坏，遗传性

38、D6PD缺乏者，使红细胞大量溶解而 发生蚕豆病。 蚕豆病蚕豆病 磷酸戊糖途径与溶血性贫血 NADPH+HNADPH+H+ +NADPNADP+ + 2GSH2GSHGSSHGSSH 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 G6PDG6PD缺乏缺乏 GSSHGSSH 溶血溶血 一些具有氧化作用的外源性物质一些具有氧化作用的外源性物质 如蚕豆、抗疟药、磺胺药等如蚕豆、抗疟药、磺胺药等 NADPH+HNADPH+H+ + 四四 糖醛酸途径糖醛酸途径 过程过程: : 葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 UDP-UDP-葡萄糖葡萄糖 UDP-UDP-葡糖醛酸葡糖醛酸 生理意义生理

39、意义: : UDP- UDP-葡糖醛酸称为活性葡糖醛酸葡糖醛酸称为活性葡糖醛酸, ,参与生物参与生物 转化转化, ,并为合成软骨素和透明质酸等多糖提并为合成软骨素和透明质酸等多糖提 供葡糖醛酸供葡糖醛酸 第五节第五节 糖原代谢和糖异生糖原代谢和糖异生 一、一、 糖原合成糖原合成 二、二、 糖原分解糖原分解 三、三、 糖异生糖异生 糖原糖原 糖原的分布糖原的分布 肝糖原：肝糖原： 含量可达肝重的含量可达肝重的 5%(5%(总量为总量为90-100g)90-100g) 肌糖原：肌糖原： 含量为肌肉重量的含量为肌肉重量的1 1 2%(2%(总量为总量为120-400g)120-400g) 一、糖原合

40、成 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATPADP UDP-glc 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 （葡萄糖）（葡萄糖）n+1 糖原糖原 分支酶分支酶 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖酶酶 糖原合酶糖原合酶 二、糖原分解 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原糖原 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 (肝脏）肝脏）葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 三、糖异生三、糖异生 （一）糖异生的概念（一）糖异生的概念 （二）糖异生途径（二）糖异生途径 （三）糖异生的意义（三）糖异生的意义 （一）糖异生的概念（一）糖异生的概

41、念 v糖异生糖异生: :从非糖化合物（乳酸、甘油、从非糖化合物（乳酸、甘油、 生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原 的过程称为糖异生的过程称为糖异生 （二）糖异生途径（二）糖异生途径 v中心点是能转变为丙酮酸的物质如何中心点是能转变为丙酮酸的物质如何 逆着酵解途径回到葡萄糖的问题，即逆着酵解途径回到葡萄糖的问题，即如如 何解决酵解途径中的三步不可逆反应何解决酵解途径中的三步不可逆反应 糖酵解和糖异生是相反的过程 丙酮酸乳酸氨基酸 草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸 2-磷酸-甘油酸 3-磷酸-甘油酸 1，3-二磷酸-甘油酸 3-磷酸-甘油醛磷酸二羟丙酮 甘油 1，6-二磷酸

42、-果糖 6-磷酸-果糖 6-磷酸-葡萄糖 葡萄糖 丙酮酸 羧化酶 果糖-1，6 二磷酸酶 葡萄糖-6 -磷酸酶 磷酸烯醇式 丙酮酸羧激酶 丙丙 酮酮 酸酸 羧羧 化化 支支 路路 1 1） 丙酮酸进入线丙酮酸进入线 粒体，在羧化酶粒体，在羧化酶 的作用下生成草的作用下生成草 酰乙酸；酰乙酸； 2 2） 草酰乙酸不能草酰乙酸不能 过线粒体内膜，过线粒体内膜， 在苹果酸脱氢酶在苹果酸脱氢酶 作用下生成苹果作用下生成苹果 酸；酸； 3 3） 苹果酸进入胞苹果酸进入胞 质，在苹果酸脱质，在苹果酸脱 氢酶作用下转变氢酶作用下转变 回草酰乙酸；回草酰乙酸； 4 4）草酰乙酸在）草酰乙酸在PEPPEP 羧激

43、酶作用下生羧激酶作用下生 成成PEPPEP。 5)5)消耗两个高能化消耗两个高能化 合物合物 1 1，6-6-二磷酸果糖转变为二磷酸果糖转变为6-6-磷酸果糖磷酸果糖 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1-1 O OH OH OH P-O-CH2 2 H H H CH2 2O-P O OH OH OH P-O-CH2 2 H H H CH2 2OH 1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖6-6-磷酸果糖磷酸果糖 6-6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 HO-CH2 2 O H OH H OH H H H OH OH P O-CH2 2 O H OH H OH H H H OH OH 葡萄糖

44、葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 乳酸循环乳酸循环(Cori cycle)(Cori cycle) 葡萄糖无氧氧化为乳酸，进入血液葡萄糖无氧氧化为乳酸，进入血液 （血乳酸）回到肝脏经糖异生为葡（血乳酸）回到肝脏经糖异生为葡 萄糖，再由血液在肌肉中转变为乳萄糖，再由血液在肌肉中转变为乳 酸的循环过程。酸的循环过程。 乳酸循环乳酸循环 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 NAD+ NADH+H+ 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸乳酸 肌肌 肉肉 酵酵 解解 途途 径径 糖糖 异异 生生 途途 径径 肝肝 NADH+H+ NAD+ （三）糖异生的意义（三）糖异生的意义 1. 维持血糖恒定维持血糖恒定 2. 参