第6章糖代谢PPT课件

1、（1）蔗糖合成酶途径（一）双糖的降解二 双糖与多糖的降解 蔗糖HOOHCH2OHOHOOHOOHCH2OHO UDPOHOOHO-P-O- P- O-CH2U=OO-=OO-蔗糖合成酶果糖 OHOOHCH2OHHOUDPGHOOHCH2OHOHOOHOOHO-P-O-CH2U=OO-1 蔗糖意义：UDPG为多糖合成提供糖基。第1页/共47页（2）蔗糖酶途径葡萄糖果糖OHOOHCH2OHHOHOOHOHCH2OHOHO蔗糖酶HOH蔗糖HOOHCH2OHOHOOHOOHCH2OHO第2页/共47页2 麦芽糖水解麦芽糖HOOOHCH2OHOHOOHOHCH2OHOHO2葡萄糖HOOHOHCH2OHO

2、HOHOOHOHCH2OHOHO-葡萄糖苷酶HOH第3页/共47页1 淀粉的降解（二）淀粉、糖原的降解（1）水解支链淀粉-淀粉酶作用点 -淀粉酶 麦芽糖 极限糊精-淀粉酶糊精葡萄糖麦芽糖麦芽三糖由淀粉酶催化，有-淀粉酶和 -淀粉酶第4页/共47页 极限糊精糊精R-酶脱支酶第5页/共47页酶类耐高温性pH敏感性作用机理14苷键水解直链产物 水解支链产物-淀粉酶70保持15min3.3失活随机作用葡萄糖麦芽糖少量麦芽三糖葡萄糖麦芽糖少量麦芽三糖和糊精-淀粉酶70快速失活3.3保持活性非还原端每次1麦芽糖麦芽糖麦芽糖极限糊精R-酶仅仅水解16苷键去除分支否继-淀粉酶与-淀粉酶之后去分支淀粉酶的性质比

3、较表第6页/共47页（2）淀粉的磷酸化酶淀粉磷酸化酶催化淀粉的非还原端的糖苷键与磷酸作用裂解释放出1-磷酸葡萄糖。(amylophosphorylase)淀粉(Gn)淀粉磷酸化酶淀粉(Gn-1)+ G-1-P2 糖原的磷酸解（1）糖原磷酸化酶糖原(n) + Pi 糖原（n-1）G-1-P糖原磷酸化酶第7页/共47页（2）转移酶转移酶又称1，41，4葡聚糖转移酶，能将分支点上4个葡萄糖基的葡聚三糖转移至同一个分支点的另一个葡聚四糖链的末端，使分支点留下一个(16)糖苷键链接的葡萄糖残基。糖原磷酸化酶PiG-1-P转移酶脱支酶第8页/共47页三 糖类物质的转运1 主动输送 通过协同和基团运送方式进

4、行2 被动输送四 体内糖类物质最终氧化分解的过程1 无氧的酵解2 有氧的氧化第9页/共47页一、 糖酵解(glycolysis)第二节 糖分解代谢 (一)定义 葡萄糖(1分子)细胞质中转变为丙酮酸(2分子)，并能产生少量ATP的过程。 ，O.Meyerhof 和 糖酵解过程常被称为Embden-Meyerhof途径，或称EMP途径。第10页/共47页己糖激酶(组织)(肝：葡萄糖激酶)ATP ADPMg2+葡萄糖OHOHOHCH2OHOHO(二)糖酵解的化学历程1. 耗能阶段：磷酸丙糖生成阶段（5步）HOOHOHCH2O-OHPG-6-PO第11页/共47页HOOHOHCH2O-OHPG-6-P

5、O磷酸葡萄糖异构酶HOOHCH2O-OHHOCH2OHPF-6-POATPADPMg2+HOOOHCH2O-OHHOCH2O-PF-1,6-2PP磷酸果糖激酶磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛CH2-OHCH2-O-C=OP_HC=OCH2-O-P_CH-OH+醛缩酶第12页/共47页磷酸二羟丙酮CH2-OHCH2-O-C=OP_3-磷酸甘油醛HC=OCH2-O-P_CH-OH磷酸丙糖异构酶1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脱氢酶NAD+ +PiNADH+H+2. 产能阶段：丙酮酸的生成阶段（6步）HCOOHCH2-O- P_CH-OH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶HC-O PCH2-O- P_CH-O

6、HADPATPMg2+第13页/共47页HCOOHCH2-O- P_CH-OH3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶HCOOHCH2-OH_CH-O- PADPATPMg2+磷酸烯醇式丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸HCOOHCH2_C-OH_HCOOHCH2_C-O P_磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶Mg2+ 或 Mn2+H2O丙酮酸HCOOHCH2_C=O自发转变第14页/共47页-ATP葡萄糖G-6-P-ATP三羧酸循环F-1,6-2PF-6-P3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2NADH21,3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸2ATP22-磷酸甘油酸2PEP2烯醇式丙酮酸 2ATP乳酸乙醛乙醇2丙酮酸第1

7、5页/共47页 ( (三 ) ) 糖酵解的生理意义1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。3.为其他代谢途径提供中间产物,为彻底氧 化准备原料。第16页/共47页葡萄糖G-6-PF-1,6-2PF-6-P3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2NADH21,3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸2ATP22-磷酸甘油酸2PEP2烯醇式丙酮酸 2ATP2丙酮酸己糖激酶(组织)葡萄糖激酶(肝脏)组织中,产物反馈抑制，继发血糖升高。在肝脏G-6-P对于葡萄糖激酶无抑制作用，当血糖浓度较高时，肝脏储糖。变构酶，高能状态时受ATP和NADH抑制；低能状态时受ADP和A

8、MP激活。2，6-二磷酸果糖是最有效的激活剂，2，6-二磷酸果糖浓度又受F-6-P诱导。F-6-P的这种作用称前馈激活。激活剂:F-1,6-2P,PEP抑制剂:ATP，柠檬酸，长链脂肪酸(四) 糖酵解途径的调控第17页/共47页（五）丙酮酸去路1、进入三羧酸循环彻底氧化2. 生成乙醇葡萄糖CH3C=OCOOH_NAD+NADH+H+CO2丙酮酸脱羧酶CH3CH=O乙醛 CH2CH2OHNAD+NADH+H+醇脱氢酶乙醇第18页/共47页3. 生成乳酸CH3C=OCOOH_丙酮酸NAD+NADH+H+葡萄糖乳酸NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶CH3C-OHCOOH_第19页/共47页二 糖的有氧

9、氧化E1：丙酮酸脱羧酶(TPP)E2：硫辛酸转乙酰酶(硫辛酸)E3：二氢硫辛酸脱氢酶(FAD、NAD+) 丙酮酸脱氢酶复合体（一） 丙酮酸氧化脱羧(发生于线粒体内部)丙酮酸脱氢酶复合体的总反应：丙酮酸 乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体 第20页/共47页三羧酸循环(Tricarboxylic acid (Tricarboxylic acid Cycle), Cycle), 简称TCATCA循环, ,也称为柠檬酸循环。由于KrebsKrebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为KrebsKrebs循环，它由一连串反应组成。（二）三羧酸

10、循环1. 概念 乙酰CoA在线粒体内彻底氧化分解并释放能量的过程。第21页/共47页CH3CO-CoACOOHC=OCH2COOHHO-C-COOHCH2 COOHCH2 COOH柠檬酸草酰乙酸HSCoA+H2O-H2OC-COOHCH-COOHCH2 COOH顺乌头酸CH-COOHHO-CH-COOHCH2 COOH异柠檬酸NADHNADHCO2HSCoA草酰琥珀酸CH-COOHO=C-COOHCH2-COOHCH2O=C-COOHCH2-COOH-酮戊二酸CO2琥珀酰-CoACH2O=CS-CoACH2-COOHFADH2CH2-COOHCH2-COOH琥珀酸GTPGDP+Pi延胡索酸CH

11、-COOHHOOCCHCOOHC-OHCH2COOH苹果酸+H2ONADHHOH2. 反应历程第22页/共47页CH3CO-CoA丙酮酸NADH+H+CO2柠檬酸草酰乙酸顺乌头酸异柠檬酸草酰琥珀酸NADH+H+-酮戊二酸CO2琥珀酰-CoACO2NADH+H+HS-CoA延胡索酸FADH2NADH+H+苹果酸琥珀酸GTPGTP+Pi三羧酸循环第23页/共47页三羧酸循环是在线粒体内膜进行的。三羧酸循环必须在有氧的条件下才能进行。循环一周四次脱氢，两次脱羧，相当于乙酰基被氧化。3.特点：三羧酸循环是不可逆的，因为第1，第3，第4步反应是不可逆的。第24页/共47页三羧酸循环CH3CO-CoA丙酮

12、酸NADH+H+CO2柠檬酸草酰乙酸顺乌头酸异柠檬酸草酰琥珀酸NADH+H+-酮戊二酸CO2CO2琥珀酰-CoANADH+H+HS-CoA延胡索酸FADH2NADH+H+苹果酸琥珀酸GTPGTP+Pi4、三羧酸循环调控柠檬酸合酶：第一受底物量的控制(乙酰CoA，草酰乙酸)，同时受NADH/NAD+比例影响，也受琥珀酰CoA的竞争性抑制。是变构酶，高能荷时受ATP和NADH抑制；低能荷时受ADP和NAD+激活。是多酶复合体受产物NADH和琥珀酸抑制；高能荷时受NADH抑制。第25页/共47页途径步 骤能量物质底物水平磷酸化氧化磷酸化产生ATP数小计丙酮酸氧化丙酮酸乙酰CoA2NADH236三羧酸

13、循环25、三羧酸循环的化学计量异柠檬酸草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸2NADH2NADH2GTP2FADH22NADH2323222324第26页/共47页有氧氧化中CO2和H2O生成量计算：丙酮酸 2CO2异柠檬酸 2CO2-酮戊二酸 2CO2氧化脱羧CO2供体 产生数量总反应：C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2O第27页/共47页分解过程供氢物质H2O产生消耗方式数量EMP3-磷酸甘油醛2NADH+H+呼吸链2H2O丙酮酸 丙酮酸 2NADH+H+呼吸链 2H2O脱氢酶系 (二氢硫辛酸)TCA 草酰琥珀酸 NADH+H+呼吸链

14、2H2O -酮戊二酸 NADH+H+呼吸链 2H2O 苹果酸 NADH+H+呼吸链 2H2O 琥珀酸 FADH2 呼吸链 2H2OTCA 柠檬酸合成 -2H2O 琥珀酰CoA生成琥珀酸 -2H2O 延胡索酸水化 -2H2O第28页/共47页6、TCA生物学意义(1).TCA是机体获取能量的主要方式(2).TCA是三大物质代谢的枢纽,是三大物质氧化分解的共同途径. TCA产生的能量物质ATP是生物细胞能量利用最有效和直接的方式。第29页/共47页-ATP葡萄糖G-6-P-ATP三羧酸循环F-1,6-2PF-6-P3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2NADH21,3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸2ATP2

15、2-磷酸甘油酸2PEP2烯醇式丙酮酸 2ATP乳酸乙醛乙醇2丙酮酸6-磷酸葡糖酸5-磷酸核糖F-6-P6-磷酸葡萄糖CO2磷酸戊糖途径三 磷酸戊糖途径第30页/共47页HOOHOHCH2O-OHPG-6-POG-6-P脱氢酶(1).氧化阶段G-6-P生成5-磷酸戊糖包括5步反应6-磷酸葡萄糖酸内酯HO=OOHCH2O-OHPOCOOHHC-OHHC-OHCH2O-PHC-OHHO-CH5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖酸HC-OHHC-OHCH2O-PHC-OHCHOHC-OHHC-OHCH2O-PCH2OHC=O脱氢酶NADP+NADPH+H+6-磷酸葡萄糖酸内酯酶+H2ONADP+NADPH+H

16、+HO-CHHC-OHCH2O-PCH2OHC=O5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖磷酸戊糖异构酶差向异构酶CO21、反应历程第31页/共47页(2).非氧化阶段 基团转移与磷酸己糖再生HC-OHHC-OHCH2O-PHC-OHCHO5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖C=OCH2OHHCH2O-PO-CHHC-OH+转酮醇酶TPP,Mg2+HC-OHHC-OHCH2O-PHC-OHHO-CHC=OCH2OHCH2O-PCHOHC-OHCH2O-PCHOHC-OH7-磷酸庚酮糖3-磷酸甘油醛+7-磷酸庚酮糖3-磷酸甘油醛转醛醇酶TPP,Mg2+HC-OHHC-OHCH2O-PHC-OHHO-CHC=OCH2OH

17、HCH2OHHC-OHHC-OHCH2O-PC=OHO-CH+6-磷酸果糖4-磷酸赤鲜糖HC-OHCH2O-PCHOHC-OH第32页/共47页+4-磷酸赤鲜糖HC-OHCH2O-PCHOHC-OHHO-CHHC-OHCH2O-PCH2OHC=O5-磷酸木酮糖转酮醇酶TPP,Mg2+CH2OHHC-OHHC-OHCH2O-PC=OHO-CH6-磷酸果糖CH2O-PCHOHC-OH3-磷酸甘油醛+第33页/共47页6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯+H2O6-磷酸葡糖酸5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖7-磷酸庚酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤鲜糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛磷酸二

18、羟丙酮1,6-磷酸果糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO26666656666+H2O6-磷酸葡萄糖+12NADP+7H2O6CO2+12NADPH+12H+H2PO4第34页/共47页2、磷酸戊糖途径的调节 * 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 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。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。第35页/共47页 3 3、磷酸戊糖途径的生理意义（1）为核苷酸的生成提供）为核苷酸的生成提供核糖核糖 （2）提供）提供NADPH作为供氢体参与多种代作为供氢体参与多种代谢反应谢反应 (3). NADPH可维持GSH的还原性

19、第36页/共47页线粒体内细胞质2CO22乙酰CoA2ATPTCA4CO22丙酮酸葡萄糖2ATP糖酵解12ATPH2OO23NADHFADH22NADH2NADH线粒体内膜电子传递链G-6-P葡糖酸-6-p核糖-5-p2NADPH第37页/共47页第三节 糖异生糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。一 概念糖异生途径(gluconeogenic pathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。二 糖异生途径第38页/共47页1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸 草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙

20、酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）第39页/共47页丙酮酸 丙酮酸 草酰乙酸 丙酮酸羧化酶 ATP + CO2ADP + Pi 苹果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸 谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸 苹果酸 草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2 线粒体胞液第40页/共47页1,6-双磷酸果糖 转变为 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 Pi 葡萄糖-6-磷酸酶 2 由己糖激酶和磷酸果糖激酶催化的2个反应的逆行过程第41页/共47页糖异生活跃有葡萄糖-6