糖代谢2011学习教案

1、会计学1糖代谢糖代谢(dixi)2011第一页，共73页。第2页/共73页第二页，共73页。第3页/共73页第三页，共73页。第4页/共73页第四页，共73页。第5页/共73页第五页，共73页。第6页/共73页第六页，共73页。糖类糖类(tn li)寡糖寡糖多糖多糖(du tn)同多糖同多糖杂多糖杂多糖(du tn)复合糖复合糖单糖单糖第7页/共73页第七页，共73页。第8页/共73页第八页，共73页。淀粉淀粉(dinfn) (dinfn) 麦芽麦芽(mi y)糖糖+麦芽麦芽(mi y)三糖三糖 （40%） （25%）-极限极限(jxin)糊精糊精+异麦芽糖异麦芽糖 （30%） （5%）葡萄糖

2、葡萄糖 唾液中的唾液中的- -淀粉酶淀粉酶 - -葡糖苷酶葡糖苷酶 - -极限糊精酶极限糊精酶 肠粘膜上肠粘膜上皮细胞刷皮细胞刷状缘状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的- -淀粉酶淀粉酶 第9页/共73页第九页，共73页。第10页/共73页第十页，共73页。ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵小肠小肠(xiochng)(xiochng)粘膜细胞粘膜细胞 肠肠腔腔 门静脉门静脉 吸收吸收(xshu)机制机制Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter, SGLT)刷状缘刷状缘 细胞细胞(xbo)(xbo)

3、内内膜膜 第11页/共73页第十一页，共73页。 吸收吸收(xshu)途径途径 小肠小肠(xiochng)肠腔肠腔 肠粘膜肠粘膜(zhn m)上皮细胞上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环 各种组织细胞各种组织细胞 第12页/共73页第十二页，共73页。能量消耗能量消耗第13页/共73页第十三页，共73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+CO2 乳酸乳酸(r sun) 糖异生途径糖异生途径 乳酸乳酸(r sun)(r sun)、氨基酸、甘油、氨基酸、甘油 糖原糖原(tn yun) 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

4、径 核糖核糖 + + NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 葡萄糖代谢概况葡萄糖代谢概况第14页/共73页第十四页，共73页。n所以，糖酵解是三羧酸循环和氧所以，糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。如果供氧不足，化磷酸化的前奏。如果供氧不足，NADHNADH不进入呼吸链，而是把丙酮不进入呼吸链，而是把丙酮酸还原成乳酸。酸还原成乳酸。第15页/共73页第十五页，共73页。葡萄糖葡萄糖+ATP6-磷酸磷酸(ln sun)-葡萄糖葡萄糖+ADP6-磷酸磷酸(ln sun)-果糖果糖+ATP1，6-二磷酸二磷酸-果糖果糖(gutng)+ADP磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸磷酸-甘

5、油醛甘油醛+NAD第一阶段第一阶段1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸+NADH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸+ATP2-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+ADP丙酮酸丙酮酸+ATP第二阶段第二阶段己糖激酶己糖激酶磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶醛缩酶醛缩酶磷酸丙糖异构酶磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶烯醇化酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶第16页/共73页第十六页，共73页。第17页/共73页第十七页，共73页。第18页/共73页第十八页，共73页。蛋白激酶蛋白激酶蛋白蛋白(dnbi)磷酸酶磷酸酶第1

6、9页/共73页第十九页，共73页。第20页/共73页第二十页，共73页。nsun)+NAD+ sun)+NAD+ n总反应式：葡萄糖总反应式：葡萄糖+2Pi+2ADP2+2Pi+2ADP2乳酸乳酸(r (r sun)+2ATP+2H2Osun)+2ATP+2H2O第21页/共73页第二十一页，共73页。第22页/共73页第二十二页，共73页。第23页/共73页第二十三页，共73页。第24页/共73页第二十四页，共73页。第25页/共73页第二十五页，共73页。第26页/共73页第二十六页，共73页。乙酰-CoA柠檬酸顺乌头(w tu)酸异柠檬酸草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀(h p)酰-CoA琥珀酸

7、琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸合成酶（缩合(suh)）异柠檬酸脱氢酶（氧化脱羧）顺乌头酸酶（脱水顺乌头酸酶（脱水）顺乌头酸酶顺乌头酸酶（水化）（水化）-酮戊二酸脱氢酶系（氧化脱羧）琥珀酰琥珀酰-CoA合成酶合成酶（底物水平磷酸化）（底物水平磷酸化）琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶（氧化）（氧化）延胡索酸酶（加延胡索酸酶（加水）水）苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶（氧化）（氧化）NAD（P）HCO2NADHCO2GTPFADH2NADHH2OH2OH2OH2O第27页/共73页第二十七页，共73页。第28页/共73页第二十八页，共73页。第29页/共73页第二十九页，共73页。戊二酸。

8、戊二酸。第30页/共73页第三十页，共73页。葡萄糖葡萄糖+ATP6-磷酸磷酸(ln sun)-葡萄糖葡萄糖+ADP6-磷酸磷酸(ln sun)-果糖果糖+ATP1，6-二磷酸二磷酸-果糖果糖(gutng)+ADP磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸磷酸-甘油醛甘油醛+NAD第一阶段第一阶段1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸+NADH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸+ATP2-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+ADP丙酮酸丙酮酸+ATP第二阶段第二阶段己糖激酶己糖激酶磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶醛缩酶醛缩酶磷酸丙糖异构酶磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油

9、酸激酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶烯醇化酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶第31页/共73页第三十一页，共73页。1.1. - -磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭2.2. （glycerol- glycerol- -phosphate shuttle-phosphate shuttle） 3.3. 部位部位 脑、骨骼肌脑、骨骼肌 4.4. 催化酶催化酶 磷酸甘油脱氢酶（磷酸甘油脱氢酶（FADFAD）5.5. 2.2.苹果酸苹果酸- -天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭6.6. （malate-aspartate shuttlemalate-aspartate shuttle） 7.7. 部位部位

10、肝、心肌肝、心肌(xnj) (xnj) 8.8. 催化酶催化酶 苹果酸脱氢酶（苹果酸脱氢酶（NAD+NAD+）、谷草转氨酶）、谷草转氨酶第32页/共73页第三十二页，共73页。第33页/共73页第三十三页，共73页。第34页/共73页第三十四页，共73页。第35页/共73页第三十五页，共73页。第36页/共73页第三十六页，共73页。6-磷酸(ln sun)-葡萄糖6-磷酸(ln sun)葡萄糖酸-内酯6-磷酸(ln sun)葡萄糖酸5-磷酸-核酮糖66665-磷酸-核糖25-磷酸-木酮糖5-磷酸-木酮糖227-磷酸-景天庚酮糖3-磷酸-甘油醛226-磷酸-果糖4-磷酸-赤藓糖22+6-磷酸-

11、果糖23-磷酸-甘油醛+26-磷酸-葡萄糖46-磷酸葡萄糖氧化阶段1NADPHNADPH66CO26Pi1H+6H+6+非氧化阶段HO26第37页/共73页第三十七页，共73页。第38页/共73页第三十八页，共73页。第39页/共73页第三十九页，共73页。第40页/共73页第四十页，共73页。丙酮酸乳酸(r sun)氨基酸草酰乙酸磷酸(ln sun)烯醇式丙酮酸2-磷酸(ln sun)-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-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第4

12、1页/共73页第四十一页，共73页。n激素的调控。激素的调控。第42页/共73页第四十二页，共73页。乳酸乳酸(r sun)(r sun)循环循环(cori(cori循环循环) )葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸(r sun)(r sun)葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸(r sun)(r sun)乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖NADHNADHNADHNADH肝肝血液血液肌肉肌肉糖糖异异生生糖糖酵酵解解第43页/共73页第四十三页，共73页。第44页/共73页第四十四页，共73页。丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化丙酮酸羧化酶酶 ATP + CO2ADP + Pi 苹果酸苹果酸 N

13、ADH + 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 苹果苹果酸酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2 线线粒粒体体胞胞液液第45页/共73页第四十五页，共73页。第46页/共73页第四十六页，共73页。在前面的三在前面的三个反应个反应(fnyng)过过程中，作用物的互程中，作用物的互变分别由不同酶催变分别由不同酶催化其单向反应化其单向反应(fnyng)，这种互，这种互变循环称之为底物变循环称之为底物循环循环(substrate cycle)。6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷

14、酸果糖 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 葡萄糖葡萄糖 葡糖葡糖-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 第47页/共73页第四十七页，共73页。6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP 6-磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶-1 Pi 果糖双磷果糖双磷 酸酶酸酶-1 2,6-双磷

15、酸果糖双磷酸果糖 AMP 第一个底物循环在第一个底物循环在6-6-磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)果糖与果糖与1,6-1,6-双磷双磷酸酸(ln sun)(ln sun)果糖之间进行果糖之间进行 糖异生的调节糖异生的调节(tioji)与糖酵解的调节与糖酵解的调节(tioji)彼彼此协调此协调第48页/共73页第四十八页，共73页。在磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间进行第二个在磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间进行第二个底物底物(d w)循环循环PEP 丙丙 酮酮 酸酸 ATP ADP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 丙氨酸丙氨酸 乙乙 酰酰 CoA 草酰乙酸草酰乙酸 第49页

16、/共73页第四十九页，共73页。n(h p)(h p)酰酰CoACoA加入糖异生加入糖异生途径。途径。第50页/共73页第五十页，共73页。需要，肝糖原则是血糖的重要需要，肝糖原则是血糖的重要来源。来源。第51页/共73页第五十一页，共73页。1. 葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-糖苷糖苷 键形键形成长链。成长链。2. 约约10个葡萄糖单元处形成分枝，个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷键糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。连接，分支增加，溶解度增加。3. 每条链都终止每条链都终止(zhngzh)于一个于一个非还原端非还原端.非还原端增多，以非还原端增多，以利于其

17、被酶分解。利于其被酶分解。第52页/共73页第五十二页，共73页。第53页/共73页第五十三页，共73页。第54页/共73页第五十四页，共73页。nsun)sun)酶）酶）( (肝糖原特有肝糖原特有) )第55页/共73页第五十五页，共73页。第56页/共73页第五十六页，共73页。* UDPG可看作可看作(kn zu)“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。，在体内充作葡萄糖供体。+UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3. 1- 磷酸磷酸(ln sun)葡糖转变成尿苷二磷酸葡糖转变成尿苷二磷酸(ln sun)葡糖葡糖2Pi+能量能量 1- 磷酸葡糖磷酸葡糖

18、OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡糖尿苷二磷酸葡糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P第57页/共73页第五十七页，共73页。糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶( glycogen synthase ) UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4. -1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合(jih) 第58页/共73页第五十八页，共73页。第59页/共73页第五十九页，共73页。糖原的合成与分解

19、糖原的合成与分解(fnji)总图总图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡糖变位酶磷酸葡糖变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡糖葡糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 第60页/共73页第六十页，共73页。关键酶关键酶 糖原合成：糖原合酶糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶糖原分解：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：它们的快速调节有共价修饰和它们的快速调节有共价修饰和 别构调节二种方式。别构调节二种方式。它们都以活性

20、、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过可通过(tnggu)(tnggu)磷酸化和去磷酸化而相互转变。磷酸化和去磷酸化而相互转变。第61页/共73页第六十一页，共73页。第62页/共73页第六十二页，共73页。磷酸化。磷酸化。n磷酸化激酶磷酸化激酶(jmi)(jmi)使糖原使糖原磷酸化酶磷酸化，具有活性，磷酸化酶磷酸化，具有活性，加强糖原分解。加强糖原分解。第63页/共73页第六十三页，共73页。腺苷环化酶腺苷环化酶 （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

21、）+ 受受体体 ATP cAMP PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶(jmi) 糖原糖原(tn yun)合酶合酶 糖原糖原(tn yun)合酶合酶-P 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 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂 PKA（有活性）（有活性） 第64页/共73页第六十四页，共73页。第65页/共73页第六十五页，共73页。 血糖血糖(xutng)，指血液中的

22、葡萄糖。，指血液中的葡萄糖。 血糖水平血糖水平(shupng)，即血糖浓度。，即血糖浓度。 正常血糖浓度：正常血糖浓度：3.896.11mmol/L 血糖及血糖水平血糖及血糖水平(shupng)(shupng)的概念的概念 第66页/共73页第六十六页，共73页。血糖水平血糖水平(shupng)(shupng)恒定的生恒定的生理意义理意义 保证重要组织器官的能量供应保证重要组织器官的能量供应(gngyng)(gngyng)，特别是某，特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官。些依赖葡萄糖供能的组织器官。脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能；供能

23、；红细胞没有线粒体，完全红细胞没有线粒体，完全(wnqun)(wnqun)通过糖酵解获能通过糖酵解获能；骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。第67页/共73页第六十七页，共73页。血血糖糖(xutng)食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2 + H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 血糖的来源和去路是相对血糖的来源和去路是相对(xingd

24、u)(xingdu)平衡的平衡的第68页/共73页第六十八页，共73页。主要调主要调节激素节激素降低血糖：胰岛素降低血糖：胰岛素(insulin) 升高血糖：胰高血糖素升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮质激素、肾上糖皮质激素、肾上腺素腺素 血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代谢协调血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代谢协调的结果；也是肝、肌肉、脂肪组织等各器官组织的结果；也是肝、肌肉、脂肪组织等各器官组织代谢协调的结果代谢协调的结果. . 主要依靠激素的调节主要依靠激素的调节(tioji)(tioji)，酶水平的调节，酶水平的调节(tioji)(tioji)是最基本的调节是最基本的调节(tioji)(tioji)方式和基础。方式和基础。 第69页/共73页第六十九页，共73页。胰岛素是体内唯一降低血糖胰岛素是体内唯一降低血糖(xutng)的激素的激素 促进葡萄糖转运进入肝外细胞促进葡萄糖转运进入肝外细胞