第06章糖代谢PPT课件

1、物质代谢途径中的要点 部位 初始反应物（原料） 终产物 重要的中间产物 限速酶（关键酶）、限速步骤 能量的生成、消耗 代谢途径的生理意义第1页/共116页目的与要求目的与要求学时：学时：5 5掌握：掌握：糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸无糖途径的部位、原料、糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸无糖途径的部位、原料、限速酶、能量生成与消耗、终产物、生理意义及主要调节方式限速酶、能量生成与消耗、终产物、生理意义及主要调节方式理解：理解：糖原的分类及合成与分解及其调节糖原的分类及合成与分解及其调节掌握：掌握：糖异生的概念、部位、原料、限速酶、生理意义及调节糖异生的概念、部位、原料、限速酶、生理意义及调节掌握：掌

2、握：血糖的来源与去路及主要调节方式血糖的来源与去路及主要调节方式第2页/共116页糖糖即碳水化合物，其化学本质为即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。物。第3页/共116页二、糖的分类及其结构二、糖的分类及其结构第4页/共116页OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OH葡萄糖葡萄糖(glucose) 已醛糖已醛糖果糖果糖(fructose) 已酮糖已酮糖 OHOHOHOHHHOHHOH1. 单糖单糖 不能再水解的糖。不能再水解的糖。OOHOHHOH2CHHOHHCH2OH第5页/共116页OOHHHOHHOHHO

3、HHCH2OHOHHHHOHOHOHHOH2COHOHOHOHHOHHHOH半乳糖半乳糖(galactose) 已醛糖已醛糖 核糖核糖(ribose) 戊醛糖戊醛糖 OHHOHHOHOHOH第6页/共116页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 半乳糖半乳糖各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连而成的各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连而成的短链结构，能水解生成几分子单糖的糖。短链结构，能水解生成几分子单糖的糖。第7页/共116页3. 多

4、糖多糖 由许多单糖分子缩合而成的长链结构，由许多单糖分子缩合而成的长链结构，能水能水解生成多个分子单糖的糖。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)糖糖 原原 (glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)第8页/共116页淀粉直链淀粉直链淀粉 由由a-1,4a-1,4糖苷键相连而成的直链结构。糖苷键相连而成的直链结构。支链淀粉支链淀粉 由多个较短的由多个较短的a-1a-1，4 4糖苷键直链结合而成。糖苷键直链结合而成。每两个短直链之间的连接为每两个短直链之间的连接为a-1,6a-1,6糖苷键。糖苷键。第9页/共116页淀粉淀粉 是植物中养分的储存

5、形式是植物中养分的储存形式淀粉颗粒淀粉颗粒第10页/共116页 糖原糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式是动物体内葡萄糖的储存形式第11页/共116页 纤维素纤维素 作为植物的骨架作为植物的骨架-1,4-糖苷键糖苷键第12页/共116页 二、糖的功能二、糖的功能 第13页/共116页三、糖的消化吸收三、糖的消化吸收第14页/共116页 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

6、粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 第15页/共116页第二节 糖的分解代谢 葡萄糖在体内的分解代谢主要有三条途径： 1：糖的无氧氧化 2：糖的有氧氧化 3：磷酸戊糖途径第16页/共116页 在在不需氧不需氧情况下，葡萄糖生成情况下，葡萄糖生成乳酸乳酸(lactate)的过程称之为糖的无氧氧化，又的过程称之为糖的无氧氧化，又称为称为糖酵解糖酵解。亚细胞定位：亚细胞定位：胞浆胞浆第17页/共116页糖的无氧氧化可分为三个阶段：第一阶段第一阶段: :由葡萄糖分解成磷酸丙糖由葡萄糖分解成磷酸丙糖第二阶段第二阶段: :由磷酸丙糖分解成丙酮酸由磷酸丙糖分解成丙酮酸第三阶段第三阶段: :由丙酮酸转变成乳

7、酸由丙酮酸转变成乳酸糖酵糖酵解途解途径径第18页/共116页1.葡萄糖葡萄糖磷酸化为磷酸化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP ADPMg2+ 己糖激酶己糖激酶(hexokinase)葡萄糖葡萄糖 CH2HO H HOOHH OH H OH H H 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-6-phos

8、phate, G-6-P)O CH2O H HOOHH OH H OH H HP O 己糖激酶有己糖激酶有至至型同工酶，肝中为型同工酶，肝中为型，称型，称葡萄糖激酶葡萄糖激酶(glucokinase)。第19页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2. 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖己糖异构酶己糖异

9、构酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 O CH 2O H HOOHH OH H OH H HP 6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P)O CH2O HOH OH H OH H P CH2OH第20页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3. 6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖

10、二磷酸果糖6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)糖酵解途径中最重要的限速酶糖酵解途径中最重要的限速酶1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1O CH2O HOH OH H OH H P CH2OHO CH2O HOH OH H OH H P CH2O P 第21页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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

11、酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖4. 磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +PCH2OCH2OOHCOCCCHOO HHHHCH2OCOCH2OHCH2OOHCHOCHPPP第22页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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

12、甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸5. 磷酸丙糖磷酸丙糖的同分异构化的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 PCH2OCOCH2OH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 PCH2OOHCHOCHPP第23页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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

13、+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6. 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化为氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 PCH2OOHCHOCH1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 PCH2OOHCCHPOOPPP第24页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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

14、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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase) ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 Mg2+ 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 PCH2OOHCCHPOOPCH2OOHCOOHCH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 PPP第25页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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

15、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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸8. 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase)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Mg2+ 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 PCH2OOHCOOHCHPCH2OHCOOHCHOPP第26页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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

16、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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸9. 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶(enolase) 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 PCH2OHCOOHCHOPCH2COOHCHOPP+ H2O第27页/共116页Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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

17、-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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase)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这是糖酵解途径中的第二次这是糖酵解途径中的第二次底物水平磷酸化底物水平磷酸化。PCH2COOHCHO磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸 COOHC=OCH3第28页/共116页11.乳酸生成丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 反应中的反

18、应中的NADH+H+ 来自于上述第来自于上述第6 6步反步反应中的应中的 3-3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ COOHCHOHCH3COOHC=OCH3第29页/共116页GluG-6-PF-6-PF-1, 6-BPATP ADP ATPADP1,3-二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 丙丙 酮酮 酸酸 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 E1: 己糖激酶己糖激酶 E2: 6

19、-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E2E1E3NADH+H+ H2O第30页/共116页(二)糖酵解反应特点及意义1. 反应部位反应部位 胞浆。胞浆。2. 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。3. 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-BP 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 第31页/共116页(2)净生成净生成ATP数

20、量：数量：从从G开始开始 22-2= 2ATP 从从Gn开始开始 22-1= 3ATP第32页/共116页( (三）糖酵解的生理意义1. 1. 迅速供能：是机体在缺氧情况下获取能量的有效迅速供能：是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。方式。2. 生理供能：生理供能：是某些细胞在氧供应正常情况下是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。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、骨髓细胞代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞3. 病理供能：病理供能：严重贫血、呼吸功能障碍和循环功严重贫血、呼吸功能障碍和循环功 能障碍。能障碍。第33页/共1

21、16页(三)糖酵解的调节 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关键酶关键酶变构调节变构调节共价修饰共价修饰快速调节快速调节第34页/共116页(1)变构激活剂：变构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-BP; F-2,6-BP。(2)变构抑制剂：变构抑制剂： 柠檬酸柠檬酸; ; ATP(高浓度高浓度) 长链脂肪长链脂肪酸酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A。 第35页/共116页第36页/共116页l果糖果糖-2,6-二磷酸二磷酸是磷酸果糖激酶是磷酸果糖激酶-1最强的最强的别构激活剂；别构激活剂；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、柠檬酸对磷酸

22、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。果糖果糖-2,6-二磷酸对磷酸果糖激酶二磷酸对磷酸果糖激酶-1的调节的调节：第37页/共116页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）6-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果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-2 第38页/共116页

23、二、二、 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate第39页/共116页糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在机体指在机体氧供充足时，氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成葡萄糖彻底氧化成H2O和和CO2，并释放出并释放出能量能量的过程。是的过程。是机体主要供能方式机体主要供能方式。* * 部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 第40页/共116页一、有氧氧化的反应过程一、有氧氧化的反应过程 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 （线粒体）（线粒体） 第三阶段：三羧酸循环及第

24、三阶段：三羧酸循环及 氧化磷酸化（线粒体）氧化磷酸化（线粒体）G（Gn） 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 第41页/共116页NAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+ CoA-SH辅酶辅酶ASCoA+ C O2COO丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶复复合合体体ADP(+)ATP、乙酰、乙酰CoA (-)（一）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰（一）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA CoA 限速酶限速酶第42页/共116页丙酮酸脱氢酶复合丙酮酸脱氢酶复

25、合体体3 3 种种 酶酶： E E1 1: : 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶(TPP(TPP、MgMg2+2+) ) E E2 2: : 二氢硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺转乙酰酶( (硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A)A) E E3 3: : 二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶(FAD(FAD、NADNAD+ +) )6 6种辅助因子种辅助因子： TPPTPP、 MgMg2+2+、硫辛酸、辅酶、硫辛酸、辅酶A A、FADFAD、NADNAD+ + （含（含B B1 1、硫辛酸、泛酸、硫辛酸、泛酸、B B2 2 、PPPP五种维生素）五种维生素） HSCoANAD+第43页/共116页CO2 CoASH

26、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 第44页/共116页柠檬酸循环，亦称三羧酸循环三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC) 。由于由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环循环，它由，它由一连串反应组成。一连串反应组成。所有的反应均在所有的反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。 * * 概述概述* * 反应部位反应部位 第45页/

27、共116页1900-19811900-1981，德籍英国生物化学家，德籍英国生物化学家因发现三羧酸循环而获得因发现三羧酸循环而获得19531953年诺年诺贝尔生理和医学奖。贝尔生理和医学奖。19321932年发现尿素循环年发现尿素循环19371937年发现三羧酸循环年发现三羧酸循环第46页/共116页柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH柠檬酸柠檬酸CoASH+ H2OAMPATP长链脂酰长链脂酰CoA（）（+）三羧酸循环的第一个限速酶三羧酸循环的第一个限速酶第47页/共116页异柠檬酸异柠檬

28、酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O柠檬酸柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH顺乌头酸顺乌头酸COOHCOOHCH2CCOOHCH乌头酸酶乌头酸酶第48页/共116页CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC异柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶AMPADPATP（）（+）三羧酸循环中第二个限速酶三羧酸循环中第二个限速酶第49页/共116页C O2 -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶系脱氢酶系CoASHNAD+NADH+H+OCOOHCH

29、2CH2COOHCOCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸4、-酮戊二酸酮戊二酸氧化脱羧生成氧化脱羧生成琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A三羧酸循环中第三羧酸循环中第三个限速酶三个限速酶第50页/共116页琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸CoASH底物水平磷酸化底物水平磷酸化第51页/共116页FADHHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶HOOC CHCHCOOH延胡索酸延胡索酸FADH2COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸第52

30、页/共116页延胡索酸延胡索酸HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH苹果酸苹果酸H2O第53页/共116页8 8、苹果酸脱氢生成、苹果酸脱氢生成草酰乙酸草酰乙酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶HOHCOOHCH2CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCH2CCOOH苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+第54页/共116页O C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA (乙酰辅酶乙酰辅酶A)OHCHCOOHCH2COOH苹果酸苹果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O

31、=C-酮戊二酸酮戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C异柠檬酸异柠檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸2HO C COOHCH2COOH2H三羧酸循环三羧酸循环（TCA）第55页/共116页第56页/共116页小小 结结 1 1、TACTAC过程的反应部位是过程的反应部位是线粒体线粒体。2 2、三羧酸循环是能量产生的主要环节。、三羧酸循环是能量产生的主要环节。经过一次三羧酸循环，经经过一次三羧酸循环，经一一次底物水平磷酸化、次底物水平磷酸化、二二次脱羧、次脱羧、三三个限速酶、四次脱氢个限速酶、四

32、次脱氢。共产生。共产生1010个个ATPATP3、整个循环反应为整个循环反应为不可逆反应不可逆反应4 4、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体酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶。第57页/共116页u三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 是糖、脂肪、氨基酸三大营养素的最终代谢通是糖、脂肪、氨基酸三大营养素的最终代谢通路路 是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽第58页/共116页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

33、、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化的生理意义三、糖有氧氧化的生理意义 1. 1. 有氧氧化是机体获得有氧氧化是机体获得ATPATP的主要方式的主要方式 第59页/共116页第60页/共116页 胞浆中NADH的氧化胞浆中胞浆中NADH必须经一定必须经一定转运机制转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。转运机制转运机制主要有：主要有：-磷酸甘油穿梭（磷酸甘油穿梭（脑、骨骼肌，脑、骨骼肌，30分子分子ATP）苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭（天冬氨酸穿梭（肝、心肌，肝、心肌，32分子分子ATP） 第61页/共116页关键酶

34、： 丙酮酸脱氢酶复合体 柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶、 a-酮戊二酸脱氢酶复合体 己糖激酶 6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 四、糖有氧氧化的调节第62页/共116页1. 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 别构调节别构调节别构抑制剂：乙酰别构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP 别构激活剂：别构激活剂：AMP; ADP; NAD+ 第63页/共116页 共价修饰调节共价修饰调节 第64页/共116页2 2、TCATCA的调节 第65页/共116页乙酰乙酰CoA 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸 苹果酸苹果酸 NADH FADH2 G

35、TP ATP 异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶-酮戊二酸脱酮戊二酸脱氢酶复合体氢酶复合体ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响的影响 产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制循环中后续反应循环中后续反应中间产物别位反中间产物别位反馈抑制前面反应馈抑制前面反应中的酶中的酶其他，如其他，如Ca2+可可激活许多酶激活许多酶第66页/共116页五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化* 概念概念巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑指有氧氧化抑制生醇发酵（或无氧氧

36、化）的现象。制生醇发酵（或无氧氧化）的现象。第67页/共116页三、 磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway第68页/共116页* 概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖糖及及NADPH+H+的反应过程。的反应过程。部位：部位：胞液胞液关键酶：关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶第69页/共116页 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2* * 反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段 第二阶段则是非氧化反应第二阶段则是非氧化反应 包括一系列基团转移。包括一系列基团

37、转移。 一、磷酸戊糖途径的分为两个反阶段一、磷酸戊糖途径的分为两个反阶段第70页/共116页NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)(G6PD)限速酶限速酶，对，对NADP+有高有高度特异性度特异性（一）第一阶段是氧化反应（一）第一阶段是氧化反应第71页/共116页CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯OHOHCCCCCCH2O

38、PO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O内酯酶内酯酶第72页/共116页COCO2 2OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸脱氢酶酸脱氢酶第73页/共116页OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖HOHOHCHOCCCCH2OP

39、O3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖 异构酶异构酶（二）第二阶段是一系列基团转移反应（二）第二阶段是一系列基团转移反应第74页/共116页糖酵解途径糖酵解途径3 36-6-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-6-磷酸磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖3 36-6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯3NADPH3NADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3H3H2 2O O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3

40、NADPH3NADPH3CO3CO2 23 3、 基团移换基团移换第75页/共116页磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第一阶段第一阶段 第第二二阶阶段段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+

41、6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CO2第76页/共116页 （二）磷酸戊糖途径的生理意义（二）磷酸戊糖途径的生理意义1. 为核酸的生物合成提供为核酸的生物合成提供核糖核糖 2. 提供提供NADPH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 第77页/共116页(1) NADPH是体内许多合成代谢的供氢体是体内许多合成代谢的供氢体 (2) NADPH参与体内的羟化反应，与参与体内的羟化反应，与生物生物合成合成或或生物转化生物转化有关有关(3) NADPH可维持可维持GSH的还原状态的还原状态 2G-SH

42、G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 第78页/共116页hemolysis溶血溶血hemolytic anemia溶血性贫血溶血性贫血 谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶Favism (蚕豆病蚕豆病)Oxidative damage to lipids, protein, enzymes, intact of RBC membrane, Hb, DNAdefect第79页/共116页海因茨小体（Heinz Body），是红细胞内变性珠蛋白的包涵体，由德国物理学家Robert Heinz (1865-1924)于1890年发现并命名。 第80页/共

43、116页第第 三三 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenesis and GlycogenolysisGlycogenolysis第81页/共116页是动物体内糖的储存形式之一，是机体能是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平维持血糖水平 糖 原 (glycogen) (glycogen) 糖原储存的主要器官及其生理意义糖原储存的主要器官及其生理意义 第82页/共11

44、6页还原端还原端非还原端非还原端 葡萄糖单元以葡萄糖单元以 -1,4-1,4-糖苷糖苷 键键形成长链。形成长链。2. -1,6-1,6-糖苷键连接为分支结糖苷键连接为分支结构构3. 每条链都终止于一个非还原每条链都终止于一个非还原端端. .非还原端增多，以利于非还原端增多，以利于其被酶分解。其被酶分解。l糖原的结构特点及其意义糖原的结构特点及其意义 第83页/共116页合成部位合成部位定义定义糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合指由葡萄糖合成糖原的过程。成糖原的过程。组织定位：组织定位：主要在肝脏、肌肉主要在肝脏、肌肉细胞定位：细胞定位：胞浆胞浆一、一、糖原合成是由葡

45、萄糖连接成多聚体糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体第84页/共116页1、葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝） 第85页/共116页OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄磷酸葡萄糖变位酶糖变位酶POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2、葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸转变成转变成葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸磷酸第86页/共116页OHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHOH1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUTPOHHHHO

46、HOHHOHOCH2OHPOOHO尿苷POOHO尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiPPiUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶H2O2Pi3、尿苷二磷酸葡萄糖（、尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的生成）的生成 * UDPG是是葡萄糖葡萄糖的活化形式的活化形式，在体内充作葡萄，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。第87页/共116页尿苷PPOHHHHOHOHHOHCH2OH尿苷二磷酸葡尿苷二磷酸葡萄糖萄糖(UDPG)ROHOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OH糖原引物糖原引物(Gn)ROOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OHOHHHHOHO

47、HHOHCH2OH糖原合酶糖原合酶糖原糖原(Gn+1n+1)UDP（二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链（二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链第88页/共116页glycogenin蛋白质。蛋白质。Glycogenin可对其自身进可对其自身进行共价修饰，将行共价修饰，将UDP-葡萄糖分子的葡萄糖分子的C1结合到其酶结合到其酶分子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结分子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。合上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？从何而来？第89

48、页/共116页糖原分枝的形成糖原分枝的形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-糖苷键糖苷键 第90页/共116页糖原引物糖原引物糖原合酶糖原合酶分枝酶分枝酶糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶第91页/共116页* 定义定义* * 亚细胞定位：亚细胞定位：胞胞 浆浆 * * 肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n + n + 1- 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1. 1. 糖原的磷酸解糖原的磷酸解糖原分解糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。分解成为

49、葡萄糖的过程。二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解第92页/共116页G GG-1-PG-1-PPiPi脱枝酶脱枝酶脱枝酶脱枝酶2 2、脱枝酶的作用、脱枝酶的作用第93页/共116页OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第94页/共116页葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHH H3 3POPO4 4H H2 2O O葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶（肝、肾）（肝、肾）POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖

50、肌肉组织细肌肉组织细胞缺乏此酶，胞缺乏此酶，因此肌糖原因此肌糖原无法补充血无法补充血糖糖第95页/共116页 三、糖原合成与分解受严格调控 关键酶关键酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 这两种关键酶的重要特点：这两种关键酶的重要特点：* * 它们的快速调节有它们的快速调节有共价修饰共价修饰和和变构调节变构调节二二种方式。种方式。* * 它们都以活性、无（低）活性二种形式存它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。化而相互转变。第96页/共116页腺苷环化酶腺苷环化

51、酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体受体 ATP cAMP PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶(a) 糖原合酶糖原合酶-P (b) PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 第97页/共116页第四节第四节 糖糖 异异 生生Gluconeogenesis第98页/共116页糖异生糖异生(glucone

52、ogenesis)是指从非糖是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。* * 部位部位* * 原料原料* * 概念概念 主要在主要在肝、肾细胞的肝、肾细胞的胞浆胞浆及及线粒体线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸第99页/共116页糖异生作用的部位糖异生作用的部位生理条件下生理条件下饥饿期间饥饿期间空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空空 腹腹 100300 90% 10%速率速率(g/day) 肝肝 肾肾饥饿饥饿5-6天后天后 约约 100 55% 45%第100页/共116页D 基本上是糖酵解的逆过程基本

53、上是糖酵解的逆过程D 跨越三个能障跨越三个能障D 一个膜障（以一个膜障（以丙酮酸丙酮酸为代表的物质）为代表的物质） 一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应第101页/共116页丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰乙酸ATPATPADPADPCOCO2 2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素COCO2 2GTPGTPGDPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸 第102页/共116页6-

54、磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP糖的分解代谢糖的分解代谢磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1H3PO4 H2O糖的异生作用糖的异生作用果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1（二）果糖（二）果糖-1,6-二磷酸转变为果糖二磷酸转变为果糖-6-磷酸磷酸第103页/共116页葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP糖的分解代谢糖的分解代谢已糖激酶已糖激酶(肝肝)H3PO4 H2O糖的异生作用糖的异生作用葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肝肝（三）葡糖（三）葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖磷酸水解为葡萄糖第104页/共116页 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 果糖果糖-1 -1，6- 6-二磷酸酶二磷酸酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胞浆胞浆胞浆胞浆线粒体线粒体胞浆、线