讲稿第5章糖代谢

1、Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1 1E1:己糖激酶己糖激酶 E2: 6-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 糖糖酵酵解解的的代代谢谢途途径径GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP 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

2、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 E2E1E3NADH+H+ 供能供能Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2 2第第 三三 节节糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of CarbohydrateAerobic Oxidation of CarbohydrateKey Lab

3、 of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China3 3糖的有氧氧化糖的有氧氧化（aerobic oxidation）葡萄糖葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化成或糖原在有氧条件下彻底氧化成H2O和和CO2，并，并释放出大量释放出大量能量能量的过程。是机体主要供能方式。的过程。是机体主要供能方式。* * 部位部位 胞液及线粒体胞液及线粒体 * * 概念概念 Key Lab of Laboratory Medicine

4、, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China4 4一、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 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+ FADH2H2O O ATP ADP TCA循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 Key Lab of Laborator

5、y Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China5 5（一）葡萄糖或糖原生成丙酮酸（一）葡萄糖或糖原生成丙酮酸 酵解途径酵解途径GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP 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

6、酮酸 E2E1E3Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China6 6（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A丙酮酸进入线粒体，丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰氧化脱羧为乙酰CoA （acetyl CoA）。）。丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 总反应式总反应式: Key Lab

7、 of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China7 7丙酮酸脱氢酶复合体的组成丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶酶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HSCoANAD+ 辅辅 酶酶 TPP 硫辛酸（硫辛酸（ ） HSCoA FAD, NAD+SSLKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry o

8、f Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China8 8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. 丙酮酸脱羧形成丙酮酸脱羧形成羟乙基羟乙基-TPP。 2. 由二氢硫辛酰胺转乙酰酶由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成催化形成乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺胺-E2。3. 二氢硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成催化生成乙酰乙酰CoA, 同时同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基（个巯基（-SH）。）。4. 二氢硫辛酰胺脱氢

9、酶二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给氢，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上的上的H转移给转移给NAD+，形成，形成NADH+H+。CO2 CoASHNAD+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 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of Chi

10、naKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1010（三）三羧酸循环（三）三羧酸循环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个，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，它由一连串反应组成，它由一连串反应组成。所有的反应均在所有的反应均在线粒

11、体线粒体中进行。中进行。 * * 概述概述* * 反应部位反应部位 CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶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Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Labora

12、tory Medicine, Ministry of Education of China1212小小 结结 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，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。Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, M

13、inistry of Education of China1313 三羧酸循环的要点三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA，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。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。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 整个循环反应为不可逆反应整个循环反应为不可逆反应Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry

14、 of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1414 三羧酸循环的中间产物三羧酸循环的中间产物三羧酸循环三羧酸循环中间产物中间产物起催化剂的作用，本起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产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三羧酸循环中物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为被氧化为CO2及及H2O。Key Lab of Laborato

15、ry Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1515三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 是三大营养物质氧化分解的共同途径 是三大营养物质代谢联系的枢纽Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1616例如：例如： 草酰乙酸

16、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。 TAC的数量与稳定性的数量与稳定性循环中的中间产物是否保持恒定？循环中的中间产物是否保持恒定？Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey

17、Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1717.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。Key Lab of Lab

18、oratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1818草草酰酰乙乙酸酸 柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸裂解酶裂解酶乙酰乙酰CoA 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶CO2 苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸谷草转氨酶谷草转氨酶-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：Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of

19、 Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China1919H+ + 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 二、有氧氧化生成的二、有氧氧化生成的ATP Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Min

20、istry of Education of China2020 第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 ？ 1分子葡萄糖经酵解途径产生的能量？分子葡萄糖经酵解途径产生的能量？ 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？ Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2121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

21、段（胞浆）葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-16-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2NADH4或或6*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22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（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH6第三阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体基质）2异柠檬酸异柠檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸2苹果酸苹果酸2草酰乙酸草酰乙

22、酸2NADH2NADH2FADH2 2NADH66246由一个葡糖糖总共获得由一个葡糖糖总共获得36或或38Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2222三、有氧氧化的调节三、有氧氧化的调节关关键键酶酶 酵解途径：酵解途径：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：柠檬酸合酶柠檬酸合酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 6- 6

23、-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -1 - -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Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China23231. 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：别构抑制剂：乙酰乙酰CoA; NADH; ATP 别构激活剂：别构激活剂：AMP; ADP; NAD+ * 乙酰乙酰CoA/HSCoA或或 NADH/NAD+时

24、，时，其活性也受到抑制。其活性也受到抑制。Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2424 共价修饰调节共价修饰调节 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2525乙酰乙酰CoA 柠

25、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 GTP 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 -酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶复合体 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馈抑中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶制前面反应中的酶3.其他，如其他，如Ca2+可激可激活许多酶活许多酶2. 三羧酸循环的

26、调节三羧酸循环的调节Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2626四、有氧氧化的生理意义四、有氧氧化的生理意义 糖的有氧氧化是机体糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径产能最主要的途径。它不。它不仅仅产能效率高产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成释放，相当一部分形成ATP，所以，所以能量的利用能量的利用率也高率也高。简言之，即“供能”Key

27、Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2727五、相互调节五、相互调节*概念概念* 机制机制 有氧时，有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线立体进一步氧化而不生成乳酸酮酸进入线立体进一步氧化而不生成乳酸; 巴士德效应巴士德效应（Pastuer effect）指有氧氧化指有氧氧化抑制糖酵解的现象。抑制糖酵解的现象。 缺氧时，酵解途径加强，缺氧时，酵解途径加强，NA

28、DH+H+在胞浆在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China2828第第 四四 节节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径Pentose Phosphate PathwayKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Labo

29、ratory Medicine, Ministry of Education of China2929* 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+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷磷酸甘油醛酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程的反应过程。Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China3030* * 细胞定位：细胞定位：

30、胞胞 液液 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CO2一、磷酸戊糖途径的反应过程一、磷酸戊糖途径的反应过程* * 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。包括一系列基团转移。 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China31311. 磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸

31、核糖 CHOCCCHOHHOHHOHCH2O NADPH+H+ NADP+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 H2O H HH HCOCOH H5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CH2OH C O = =Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Educati

32、on of China3232 催化第一步脱氢反应的催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。是此代谢途径的关键酶。 两次脱氢脱下的氢均由两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成接受生成NADPH + H+。 反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。产物。G-6-P 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laborato

33、ry Medicine, Ministry of Education of China3333 每每3分子分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终等演变阶段，最终生成生成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖。3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖，可进入酵解途，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。2. 基团转移反应基团转移反应 Key Lab of Laboratory Med

34、icine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China34345-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-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 C3Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Educa

35、tion of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China3535磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径第一阶段第一阶段 第第二二阶阶段段 5-磷酸木酮磷酸木酮糖糖 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-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 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(

36、C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+ 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 CO2Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China3636总反应式总反应式 36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2 Key

37、Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China3737 二、磷酸戊糖途径的生理意义二、磷酸戊糖途径的生理意义（一）产生（一）产生5-磷酸核糖磷酸核糖，参加核酸的生物合成，参加核酸的生物合成（二）（二）产生产生NADPH+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 （三）提供糖类物质相互转变的平台三）提供糖类物质相互转变的平台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

38、体 2. NADPH参与体内的羟化反应，与参与体内的羟化反应，与肝脏生物转化肝脏生物转化有关有关3. NADPH可维持可维持GSH（谷胱甘肽）的还原性（谷胱甘肽）的还原性 2G-SH G-S-S-GNADP+ NADPH+H+A AH2 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China3838第第 五五 节节 糖异生作用糖异生作用GluconeogenesisKey Lab of Laborato

39、ry Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China3939糖异生糖异生（gluconeogenesis）是指从非糖化合是指从非糖化合物转变为物转变为葡萄糖葡萄糖或或糖原糖原的过程。的过程。* * 部位部位* * 原料原料* * 概念概念 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 主要有丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸Key Lab of Laboratory Medicine, Mi

40、nistry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China4040一、糖异生的代谢途径一、糖异生的代谢途径 * 定义定义* * 过程过程 酵解途径中有酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。 糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；可逆的；糖异生途径糖异生途径（gluconeogenic pathway）指从丙指从丙酮酸生成葡萄

41、糖的具体反应过程。酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China4141E1:己糖激酶己糖激酶 E2: 6-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 糖糖酵酵解解的的代代谢谢途途径径GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP 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

42、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 E2E1E3NADH+H+ Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China42421. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 G

43、TP GDPCO2 丙酮酸羧化酶（丙酮酸羧化酶（pyruvate carboxylase），），辅酶为生物素（反应在线粒体）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、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）胞液）Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China4343Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Educati

44、on of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China4444 草酰乙酸转运出线粒体草酰乙酸转运出线粒体 出线粒体出线粒体 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 出线粒体出线粒体 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education

45、 of China4545丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP + CO2ADP + Pi 苹果酸苹果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2 线线粒粒体体胞胞液液草酰乙酸转运出线粒体草酰乙酸转运出线粒体 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medi

46、cine, Ministry of Education of China46462. 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶 3. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education

47、 of China4747非糖物质进入糖异生的途径非糖物质进入糖异生的途径 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 生糖氨基酸生糖氨基酸 -酮酸酮酸 -NH2 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 2H 前述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，前述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原异生为葡萄糖或糖原 Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of

48、 Education of China48486-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP Pi PEP 丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶羧激酶GDP+Pi +CO2 概念：概念： 底物循环底物循环 substrate cyclesubstrate cycle

49、无效循环无效循环 futile cyclefutile cycleKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China4949二、糖异生的调节二、糖异生的调节 激素的调节激素的调节 原料供应的影响原料供应的影响剧烈运动剧烈运动脂肪动员加强脂肪动员加强甘油甘油组织蛋白质分解加强组织蛋白质分解加强氨基酸氨基酸乳酸乳酸糖异生作用加强糖异生作用加强饥饿饥饿Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of ChinaKey Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China5050 三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度恒定（一）维持血糖浓度恒定 （二）乳酸再利用（二）乳酸再利用（三）协助氨基酸代谢（三）协助氨基酸代谢（四）促进肾脏泌氨、调节酸碱平衡（四）促进肾脏泌氨、调节酸碱平衡 H H+ +激活磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶激活磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶谷氨酸、谷氨酰