又名磷酸己糖支路或6磷葡萄糖酸途径发生在细胞液

1、又名磷酸己糖支路或6-磷酸葡萄糖酸途径发生在细胞液由氧化相和非氧化相组成在生物合成旺盛的细胞中更加活跃葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸糖酵解糖酵解糖原糖原ppp70%30%氧化相氧化相 葡糖葡糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶 不可逆反应不可逆反应受到调控（受到受到调控（受到nadph抑抑制）制） 葡萄糖酸内酯酶葡萄糖酸内酯酶 没有酶催化，也能发生没有酶催化，也能发生 葡糖酸葡糖酸-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶 氧化脱羧反应氧化脱羧反应此酶对nadp+高度特异性的;对nad+的km比对nadp+高1 000倍非氧化相全部由非氧化的可逆反应组成，共有5步，反应的性质是异构或分子重排

2、，通过此阶段的反应，6分子戊糖转化成5分子己糖。 将戊糖转变成糖酵解的中间物。磷酸戊糖异构酶 磷酸戊糖差向异构酶 转酮酶 催化二碳单位的转移，需要tpp为辅助因子转醛酶催化三碳单位的转移转酮酶 5537645463c5 + c5 - c7 + c3c7 + c3 - c4 + c6c5 + c4 - c6 + c3总结总结:3c5 - 2c6 + c3+转酮酶催化的反应机理转酮酶催化的反应机理磷酸戊糖途径的总结磷酸戊糖途径的总结p 一个葡萄糖分子是不可能完成上述反应的，至少有三个葡萄糖分子同时进入才可以完成；p 只有六个葡萄糖分子同时进入磷酸戊糖途径，到最后才相当于有一个葡萄糖分子完全被氧化成

3、co2和h2o；p 磷酸戊糖途径并不是细胞产生nadph的唯一途径p 发生在细胞液，不需要氧气；p 根据细胞对nadph、核糖和atp的需要不同，磷酸戊糖途径可以四种不同的模式存在：快速分裂的细胞需要更多的核糖-5-磷酸以第一种模式存在，需要等量的核糖-5-磷酸和nadph的细胞以第二种模式存在，需要更多的nadph以进行生物合成的细胞以第三种模式存在，只需要nadph和atp而不需要核糖-5-磷酸的细胞以第四种模式存在；p 调节机制相当简单 磷酸戊糖途径的四种变化形式磷酸戊糖途径的四种变化形式 c 与nadph有关的功能（1）提供生物合成的还原剂nadph （2）解毒细胞色素p450单加氧酶

4、解毒系统需要nadph参与对毒物的羟基化反应。（3）免疫（4）维持红细胞膜的完整 （5）间接进入呼吸链 c 与核糖-5-磷酸有关的功能 提供核苷酸及其衍生物合成的前体核糖-5-磷酸c 与赤藓糖-4-磷酸有关的功能 芳香族氨基酸和维生素b6的合成需要赤藓糖。 rapidly dividing cells require more ribose 5- phosphate than nadph.the need for nadph and ribose 5-phosphate is balanced.more nadph is needed than ribose 5-phosphate; fatt

5、y acid synthesis in adipose cells.the cell needs both nadph and atp生物合成与磷酸戊糖途径活性的关系生物合成与磷酸戊糖途径活性的关系组织功能磷酸戊糖途径的活性肾上腺固醇类激素的合成高肝脂肪酸和胆固醇的合成高睾丸固醇类激素的合成高脂肪组织脂肪酸的合成高卵巢固醇类激素的合成高乳腺脂肪酸的合成高巨噬细胞膜上的巨噬细胞膜上的nadph氧化酶的防御功能氧化酶的防御功能 net synthesis of new glucose from non-sugar metabolites 内容纲要1. 糖异生的定义2. 糖异生的涉及的主要反应3.

6、糖异生的功能 4. 糖异生的调节糖异生糖异生泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质净合成葡泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质净合成葡萄糖的过程。它主要发生在动物的肝脏（萄糖的过程。它主要发生在动物的肝脏（80）和肾脏（）和肾脏（20），是动物细胞自身合成），是动物细胞自身合成葡萄糖的唯一手段。植物和某些微生物也可葡萄糖的唯一手段。植物和某些微生物也可以进行糖异生。以进行糖异生。糖异生的底物糖异生的底物 丙酮酸丙酮酸, 乳酸乳酸, 甘油甘油, 生糖氨基酸，所生糖氨基酸，所有有tca循环的中间物循环的中间物$偶数脂肪酸不行偶数脂肪酸不行!$因为偶数脂肪酸氧化只能产生乙酰因为偶数脂肪酸氧化只能产生乙酰coa，而

7、乙酰，而乙酰coa不能提供葡萄糖的不能提供葡萄糖的净合成净合成 occurs mainly in liver and kidneys 并不是糖酵解的简单逆转，其原因是：并不是糖酵解的简单逆转，其原因是：一是因为糖酵解有三步不可逆反应一是因为糖酵解有三步不可逆反应 (糖酵解糖酵解的总的总 g = -74 kj/mol )二是机体在对这两种代谢实行交互调控的时二是机体在对这两种代谢实行交互调控的时候不允许它们同时被激活或被抑制，否则就候不允许它们同时被激活或被抑制，否则就会陷入无效循环之中。会陷入无效循环之中。糖异生与糖酵解途径的比较糖异生与糖酵解途径的比较 某些反应某些反应“借用于糖酵解借用于糖

8、酵解”，某些反应是新的，某些反应是新的something to borrow, something new糖异生保留了糖酵解途径中的所有可逆反应（第糖异生保留了糖酵解途径中的所有可逆反应（第二步，第四步第九步）二步，第四步第九步）属于自己的新反应只有四步反应。在这四步反应属于自己的新反应只有四步反应。在这四步反应中，有两步反应被用来克服糖酵解的最后一步不中，有两步反应被用来克服糖酵解的最后一步不可逆反应，其余两步反应用来克服糖酵解的第三可逆反应，其余两步反应用来克服糖酵解的第三步和第一步不可逆反应。步和第一步不可逆反应。新的反应也提供了新的调控机制新的反应也提供了新的调控机制丙酮酸羧化酶丙酮酸

9、羧化酶糖异生的第一步反应存在于线粒体基质，需要生物素辅基由atp驱动羧化反应linkage of biotin to lysine residue in pyruvate carboxylase丙酮酸羧化酶的结构模型丙酮酸羧化酶的结构模型丙酮酸羧化酶的作用机理丙酮酸羧化酶的作用机理pep羧激酶（羧激酶（pepck）oaa的羧基是一个好的离去基团pepck在人类的线粒体基质和细胞液均存在，而小鼠只存在于细胞液，兔子只存在于线粒体。如果pepck存在于线粒体基质，则生成的pep可以直接通过内膜上专门的运输体运出线粒体；但是，如果pepck存在于细胞液，则首先需要通过特殊的转运系统，将不能直接透过线

10、粒体内膜的草酰乙酸先转变成能够通过内膜的苹果酸或天冬氨酸运出线粒体，然后在细胞液按照逆反应的方向重新转变为草酰乙酸 。磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的作用机理磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的作用机理 苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭系统天冬氨酸穿梭系统果糖果糖-1,6-二磷酸酶二磷酸酶 将将 f-1,6-p水解成水解成f-6-p 热力学上是有利的，肝细胞内的热力学上是有利的，肝细胞内的 g 是是-8.6 kj/mol 葡糖葡糖-6-磷酸酶磷酸酶 催化葡糖催化葡糖-6-磷酸水解成葡萄糖磷酸水解成葡萄糖 存在于肝、肾细胞内质网膜上。肌肉和脑细胞没有这种酶，故不能进行糖异生 g-6-p需要进入内质网腔才能水解其它物质进入

11、糖异生的途径其它物质进入糖异生的途径cori循环和循环和ala循环循环 酵解过程的三步不可逆反应，即为三个调控酵解过程的三步不可逆反应，即为三个调控部位，分别由调控酶催化。部位，分别由调控酶催化。（一）磷酸果糖激酶（一）磷酸果糖激酶（pfk）的调节）的调节1. atp/amp：pfk受受atp别构抑制，此抑制能被别构抑制，此抑制能被amp逆转。逆转。2. 柠檬酸：抑制柠檬酸：抑制pfk，并可增强，并可增强atp的抑制作用。的抑制作用。3. 2,6-二磷酸果糖（二磷酸果糖（f-2,6-bp）：激活）：激活pfk活性活性 它可由它可由f-6-p景磷酸果糖激酶景磷酸果糖激酶2（pfk2）催化生成。）

12、催化生成。4.h+：抑制：抑制pfk活性活性atp is a substrate and an allosteric inhibitor of pfk-1amp allosterically activates pfk-1 by relieving the atp inhibition (adp is also an activator in mammalian systems)changes in amp and adp concentrations can control the flux through pfk-1elevated levels of citrate (indicate

13、ample substrates for citric acid cycle) also inhibit pfk-1regulation of pfk-1 by fructose 2,6-bisphosphate (f2,6bp)f2,6-bp is a potent activator of pfk-1f2,6-bp is formed from f6p by phosphofructokinase-2 (pfk-2), which is a bi-functional enzymeb-d-fructose 2,6-bisphosphateformation and hydrolysis o

14、f f2,6-bp hormone glucagon is released from the pancreaswhen blood glucose levels are lowpfk-2 is bi-functionalglucagon slows glycolysisglucagon induces glucose synthesis and conversion to glucose from glycogeneffect of glucagon on liver glycolysis（二）丙酮酸激酶的调节（二）丙酮酸激酶的调节1. 此酶系一同工酶，肝脏：此酶系一同工酶，肝脏：l型；肌肉

15、：型；肌肉：m型；型；其它：其它：a型。型。2. 此酶的效应物有：此酶的效应物有：（1）atp：通过变构效应抑制：通过变构效应抑制l型丙酮酸激酶型丙酮酸激酶。（2）丙氨酸：抑制效应。）丙氨酸：抑制效应。（3）f-1,6-bp：激活效应。：激活效应。3. l型同工酶还受可逆磷酸化作用的调控。型同工酶还受可逆磷酸化作用的调控。（三）己糖激酶调节（三）己糖激酶调节 受受g-6-p反馈抑制。反馈抑制。 four pk isozymes exist in mammalian tissuespk is allosterically activated by f1,6bp, inhibited by atp

16、glucagon stimulates protein kinase a which phosphorylates pk converting it to a less active form (liver and intestinal cells) activator f1,6bp (red) bound with pk hexokinase reaction is metabolically irreversibleg6p (product) levels increase when glycolysis is inhibited at sites further along in the

17、 pathwayg6p inhibits hexokinase isozymes i, ii and iii that are active at normal glucose concentrations (km values 10-6 to 10-4m) glucokinase (hexokinase iv, km 10-2m) forms g6p in the liver (for glycogen synthesis) when glucose is abundant (activity is modulated by fructose phosphates and a regulat

18、ory protein) 1. when atp levels are sufficient, glycolysis activity decreaseshexokinase inhibited by excess glucose 6-phosphate pfk-1 is inhibited by atp and citratepyruvate kinase is inhibited by atp2. when atp is needed, glycolysis is activatedamp (the product of atp consumption) relieve the inhib

19、ition of pfk-1 by atpfructose 2,6-bisphosphate (f2,6bp) relieve the inhibition of pfk-1 by atppyruvate kinase is activated by f1,6bpstep 1step 3step 10tca cycle的调节位点在三个不可逆的步骤：的调节位点在三个不可逆的步骤：1. 柠檬酸合酶柠檬酸合酶：受：受atp、柠檬酸、琥珀酰、柠檬酸、琥珀酰coa、脂酰脂酰coa抑制。抑制。2. 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶：受：受atp、nadh抑制，受抑制，受adp激活。激活。3. -酮戊二酸脱氢酶

20、酮戊二酸脱氢酶：受：受nadh、琥珀酰、琥珀酰coa抑制。抑制。 此外，由于细胞中草酰乙酸浓度较低，其此外，由于细胞中草酰乙酸浓度较低，其浓度是决定浓度是决定tca cycle速度的重要因素之一。速度的重要因素之一。4. 丙酮酸脱氢酶系的调节控制丙酮酸脱氢酶系的调节控制（1）产物抑制）产物抑制 乙酰乙酰coa抑制抑制e2，nadh抑制抑制e3。（2）核苷酸的反馈抑制）核苷酸的反馈抑制 即细胞能量状态（能荷）的控制即细胞能量状态（能荷）的控制（3）共价修饰的调节）共价修饰的调节 可逆磷酸化作用（酶丝氨酸羟基上）可逆磷酸化作用（酶丝氨酸羟基上） e1受到两个调节酶控制：受到两个调节酶控制：a. 丙

21、酮酸脱氢酶激酶，丙酮酸脱氢酶激酶，atp为磷酸供体，磷酸为磷酸供体，磷酸化的酶为化的酶为inactive形式形式b. 丙酮酸脱氢酶磷酸（酯）酶：催化脱氢酶去丙酮酸脱氢酶磷酸（酯）酶：催化脱氢酶去磷酸，为磷酸，为active形式形式under anaerobic conditions the conversion of glucose to pyruvate is much higher than under aerobic conditions (yeast cells produce more ethanol and muscle cells accumulate lactate)the p

22、asteur effect is the slowing of glycolysis in the presence of oxygenmore atp is produced under aerobic conditions than under anaerobic conditions, therefore less glucose is consumed aerobically 酵解、酵解、tca cycle及氧化磷酸化途径间的协调控制及氧化磷酸化途径间的协调控制 巴斯德效应：巴斯德发现在进行旺盛无氧酵解的酵母中巴斯德效应：巴斯德发现在进行旺盛无氧酵解的酵母中通入氧气，葡萄糖消耗减少，乳

23、酸堆积迅速下降。说明糖的有通入氧气，葡萄糖消耗减少，乳酸堆积迅速下降。说明糖的有氧氧化对酵解产生抑制作用。氧氧化对酵解产生抑制作用。 原因：有氧条件下原因：有氧条件下（1）酵解产生的）酵解产生的nadh进入氧化磷酸化，将进入氧化磷酸化，将h传递给氧，并传递给氧，并产生大量产生大量atp。（2）丙酮酸进入）丙酮酸进入tca cycle，乳酸自然减少，经，乳酸自然减少，经tca cycle也产生大量也产生大量atp，同时柠檬酸浓度增加。，同时柠檬酸浓度增加。 高浓度的高浓度的atp和柠檬酸进入胞液后，抑制和柠檬酸进入胞液后，抑制pfk活性，并活性，并间接由于间接由于g-6-p增多而反馈抑制己糖激酶

24、。增多而反馈抑制己糖激酶。 酵解调控有三个调控酶酵解调控有三个调控酶：己糖激酶己糖激酶pfk丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖异生控制有四个关键酶：糖异生控制有四个关键酶：g-6-p酶酶果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶糖异生和酵解的协调控制糖异生和酵解的协调控制 这些酶又分别受到不同效应物和细胞能量水这些酶又分别受到不同效应物和细胞能量水平的调控，使得两个相反的代谢途经协调进行，平的调控，使得两个相反的代谢途经协调进行，从而满足生物机体对葡萄糖和能量的需要。从而满足生物机体对葡萄糖和能量的需要。1. 效应物对糖异生和酵解的调控效应物对糖异生和

25、酵解的调控2. 激素对糖异生及酵解途经的调控激素对糖异生及酵解途经的调控 两类激素对糖异生和酵解途经有调控作用：两类激素对糖异生和酵解途经有调控作用：（1）升糖激素：肾上腺素、胰高血糖素等）升糖激素：肾上腺素、胰高血糖素等作用：抑制酵解，增强异生，使血糖升高。作用：抑制酵解，增强异生，使血糖升高。（2）降糖激素：胰岛素）降糖激素：胰岛素作用：增强酵解、抑制异生，使血糖降低。作用：增强酵解、抑制异生，使血糖降低。fructose 2,6 bisphosphate (f-2,6-bp), amp, and citrate have opposite effect on the enzymatic

26、activities of pfk-1 and fbpase-1糖原代谢的调控糖原代谢的调控1. 糖原合酶和糖原磷酸化酶活性的共价修饰调控糖原合酶和糖原磷酸化酶活性的共价修饰调控 磷酸化和去磷酸化作用方式相似，但其效果相反。磷酸化和去磷酸化作用方式相似，但其效果相反。2. 变构效应的调节变构效应的调节 合酶合酶b（依赖型）受（依赖型）受g-6-p激活，合酶激活，合酶a不依赖不依赖g-6-p 磷酸化酶磷酸化酶b：amp是正效应物，是正效应物，g-6-p负效应剂的作用负效应剂的作用3. 激素的调控激素的调控 通过通过camp级联放大系统实现对糖原合成和降解的协调控制级联放大系统实现对糖原合成和降解

27、的协调控制。4. ca2+调控磷酸化酶激酶调控磷酸化酶激酶conformational changesin glycogenphosphorylaset state: active site blocked by loop; arg569 less available for substrate bindingr state: rotation of subunits to achieve more favorable packing; loop disordered so active site accessible; arg569 rotated so that affinity for

28、substrate increasedcontrol of glycogen metabolism in muscleppt（全名：powerpoint）是美国微软公司出品的办公软件系列重要组件之一（另外还有excel、word等）；最常用的就是用来制作幻灯片。microsoftofficepowerpoint是一种演示文稿图形程序，该软件是功能强大的演示文稿制作软件；可协助用户独自或联机创建永恒的视觉效果；它增强了多媒体支持功能，利用该软件制作的文稿，可以通过不同的方式播放，也可将演示文稿打印成一页一页的幻灯片，使用幻灯片机或投影仪播放，可以将演示文稿保存到光盘中以进行分发，并可在幻灯片放映过程中播放音频流或视项目列表; 新增项目; 修改项目; 删除项目; 项目授权; 项目任务统计; 项目资源管理; 项目进度管理; 项目任务包管理; 项目文档管理; 项目费用管理; 项目归档; 项目查询; 当前任务; 项目统计分析。4. 库存管理掌握库存的动态流动状况，减少库存资金的占用，加强资金的合理使用。选择“库存管理”模块后，在主菜单下将出现库存资料维护、入库、出库、库存查询、仓库资料维护、业务类型维护、货物单位资料维护几个子菜单。左方出现“存货管理”模块的树状结构的库存分类信息。右边会出现库存列表，当没有