糖代谢江大生化食品学习教案

1、会计学1糖代谢糖代谢(dixi)江大生化食品江大生化食品第一页，共93页。第2页/共93页第二页，共93页。第3页/共93页第三页，共93页。到分支点即停止到分支点即停止作用，剩作用，剩下的大分子糊精称为下的大分子糊精称为-极限极限糊精。糊精。第4页/共93页第四页，共93页。第5页/共93页第五页，共93页。第6页/共93页第六页，共93页。第7页/共93页第七页，共93页。第8页/共93页第八页，共93页。nn主要指血液中所含的葡萄糖。主要指血液中所含的葡萄糖。n正常人清晨空腹的血糖浓度为：正常人清晨空腹的血糖浓度为：3.95.0 mmol/L第9页/共93页第九页，共93页。第10页/共

2、93页第十页，共93页。可以利用可以利用CO2CO2和和 H2O H2O通过光合作通过光合作用合成淀粉。用合成淀粉。第11页/共93页第十一页，共93页。糖原糖原(tn yun)的合成的合成糖异生糖异生糖原糖原(tn yun)的水解的水解糖的降解糖的降解(jin ji)糖原糖原葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸第12页/共93页第十二页，共93页。丙酮酸丙酮酸葡葡萄萄糖糖“糖酵解糖酵解”不需氧不需氧“磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径”需氧需氧有氧情况有氧情况缺氧情况缺氧情况好氧好氧生物生物厌氧厌氧生物生物“三羧酸循环三羧酸循环”“乙醛酸循环乙醛酸循环” CO2 + + H2O“乳酸发酵乳酸发酵”乳酸乳酸“乳酸发

3、酵乳酸发酵”、“乙醇发酵乙醇发酵”乳酸或乙醇乳酸或乙醇 CO2 + + H2O重点(zhngdin)第13页/共93页第十三页，共93页。第14页/共93页第十四页，共93页。葡萄糖或其他有机葡萄糖或其他有机物分子分物分子分解成丙酮酸、解成丙酮酸、ATPATP及及NADHNADH，又以不，又以不完全分解产物完全分解产物( (丙酮酸丙酮酸) )作为电作为电子受体，还原子受体，还原生成发酵生成发酵产物的无氧氧化过程产物的无氧氧化过程(guchng)(guchng)。第15页/共93页第十五页，共93页。第16页/共93页第十六页，共93页。活化的活化的1，6-二磷酸二磷酸-果糖。果糖。第17页/共

4、93页第十七页，共93页。己糖激酶己糖激酶(jmi)(6-P-G)(G)激酶激酶 凡是催化凡是催化ATPATP分子的磷酸基团分子的磷酸基团(j tun)(j tun)向代谢物分子转移的酶。向代谢物分子转移的酶。第18页/共93页第十八页，共93页。己糖激酶己糖激酶 是糖酵解途径是糖酵解途径(tjng)的第一个调节酶。这的第一个调节酶。这是一个别构酶，该酶需要是一个别构酶，该酶需要Mg+2或或Mn+2作作为辅助因子；为辅助因子；6-P-G和和ATP是该酶的变是该酶的变构抑制剂。构抑制剂。葡萄糖己糖激酶结合葡萄糖之前 激酶结合葡萄糖之后第19页/共93页第十九页，共93页。磷酸磷酸(ln sun)

5、葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶(6-P-G)(6-P-F)第20页/共93页第二十页，共93页。磷酸磷酸(ln sun)果糖激酶果糖激酶(PFK)(6-P-F)(1,6-2P-F)第21页/共93页第二十一页，共93页。第22页/共93页第二十二页，共93页。2) 2) 己糖降解己糖降解(jin ji)(jin ji)阶段阶段( (共共2 2步步)醛缩酶醛缩酶磷酸磷酸(ln sun)二羟丙酮二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛第23页/共93页第二十三页，共93页。磷酸磷酸(ln sun)丙糖异构酶丙糖异构酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸磷酸(ln sun)二羟丙酮二羟丙酮第24页/共93页第二十四页，共

6、93页。3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3) 3) 氧化氧化(ynghu)(ynghu)产能阶段产能阶段( (共共5 5步步)第25页/共93页第二十五页，共93页。3-3-磷酸磷酸- -甘油醛脱氢酶甘油醛脱氢酶它是一个变构酶，由四个亚基组成，具它是一个变构酶，由四个亚基组成，具有负协同效应。位于活性中心的半胱氨酸的有负协同效应。位于活性中心的半胱氨酸的-SH-SH是酶活性中心的必需基团是酶活性中心的必需基团(j tun)(j tun)，因此，烷，因此，烷化剂化剂( (如碘乙酸如碘乙酸) )和重金属对和重金属对该酶有不可该酶有不可逆抑

7、制作用。逆抑制作用。第26页/共93页第二十六页，共93页。磷酸甘油激酶磷酸甘油激酶(jmi)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸第27页/共93页第二十七页，共93页。磷酸甘油变位酶磷酸甘油变位酶磷酸甘油变位酶磷酸甘油变位酶2-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸第28页/共93页第二十八页，共93页。磷酸磷酸(ln sun)烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶烯醇化酶2-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸第29页/共93页第二十九页，共93页。烯醇化酶烯醇化酶在与底物结合之前先与在与底物结合之前先与Mg+2Mg+2结合结合形成复合盐而被激活。形成复合盐而被激活。氟化物能和

8、磷酸氟化物能和磷酸(ln sun)(ln sun)盐形成氟磷酸盐形成氟磷酸(ln sun)(ln sun)离子，后者能与离子，后者能与Mg+2Mg+2形成复合物形成复合物使酶受到抑制而失活。因此，氟化物是该酶使酶受到抑制而失活。因此，氟化物是该酶的不可逆抑制剂。的不可逆抑制剂。第30页/共93页第三十页，共93页。丙酮酸激酶(jmi)Pyruvate Kinase磷酸磷酸(ln sun)烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸第31页/共93页第三十一页，共93页。第32页/共93页第三十二页，共93页。 葡萄糖葡萄糖 ATP 己糖激酶己糖激酶(jmi)(jmi) 6-磷酸

9、磷酸(ln sun)(ln sun)葡萄糖葡萄糖 磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)葡萄糖变位酶葡萄糖变位酶 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖异构酶异构酶 6-磷酸果糖磷酸果糖 ATP 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 1,6二磷酸果糖二磷酸果糖 醛缩酶醛缩酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 活化 G= -7.5kcal/mol (不可逆不可逆) 异构 G= -0.6kcal/mol (可逆可逆) 二次活化 G= -5.0kcal/mol (不可逆不可逆) 裂解 G= -0.3kcal/mol (可逆可逆) ADP ADP 第33页/共93页第三十三页，共93页。Pi第34页/共93页第

10、三十四页，共93页。磷酸烯醇磷酸烯醇 式丙酮酸式丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶ADP ATP共共三三步不可逆反应！步不可逆反应！反应总体不能全部逆转反应总体不能全部逆转。产能步骤产能步骤(bzhu)：3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ 3-磷酸甘油醛脱氢酶 NADH H1.3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 ADP 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶 ATP3-3-磷磷酸甘酸甘油醛油醛脱氢脱氢酶酶磷酸磷酸甘油甘油酸激酸激酶酶第35页/共93页第三十五页，共93页。(zuyng)，有利于与酶结合而被催，有利于与酶结合而被催化化;n磷酸基团经酵解作用磷酸基团经酵解作用(zuyng)后，后，最终形成最终形成A

11、TP的末端磷酸基团，因的末端磷酸基团，因此具有保存能量的作用此具有保存能量的作用(zuyng)。注意注意(zh y)第36页/共93页第三十六页，共93页。D葡萄糖糖原(tn yun)半乳糖6-磷酸(ln sun)葡萄糖D果糖(gutng)D甘露糖第37页/共93页第三十七页，共93页。必要准备阶段。必要准备阶段。第38页/共93页第三十八页，共93页。第39页/共93页第三十九页，共93页。丙酮酸脱羧酶+ TPP乙醇(y chn)脱氢酶 乙醇第40页/共93页第四十页，共93页。第41页/共93页第四十一页，共93页。二、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle TCA循

12、环) 又称为Krebs循环1、丙酮酸的氧化脱羧酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体内室，在丙酮酸脱氢(tu qn)酶系的催化下脱氢(tu qn)、脱羧，生成乙酰辅酶A。第42页/共93页第四十二页，共93页。第43页/共93页第四十三页，共93页。第44页/共93页第四十四页，共93页。(2) (2) 核苷酸反馈调节核苷酸反馈调节GTPGTP抑制，抑制，AMPAMP活化。活化。第45页/共93页第四十五页，共93页。化作用增强；化作用增强；丙酮酸浓度高时可抑制丙酮酸浓度高时可抑制E1E1的磷酸的磷酸化；化；Ca+2Ca+2浓度高时，能促进浓度高时，能促进E1E1的去磷的去磷酸化。酸化。第4

13、6页/共93页第四十六页，共93页。第47页/共93页第四十七页，共93页。第48页/共93页第四十八页，共93页。乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸合酶柠檬酸合酶第49页/共93页第四十九页，共93页。异柠檬酸异柠檬酸顺乌头顺乌头(w tu)酸酸顺乌头顺乌头(w tu)酸酶酸酶顺乌头顺乌头(w tu)酸酶酸酶第50页/共93页第五十页，共93页。草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶第51页/共93页第五十一页，共93页。-酮戊二酸脱氢酶体系酮戊二酸脱氢酶体系(tx)琥珀琥珀(h p)酰酰CoA第52页/共93页第五十二页

14、，共93页。 ADP ATP琥珀酸琥珀酸琥珀琥珀(h p)酰硫激酶酰硫激酶第53页/共93页第五十三页，共93页。延胡索酸延胡索酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶(FADH)2第54页/共93页第五十四页，共93页。苹果酸苹果酸延胡索酸酶延胡索酸酶第55页/共93页第五十五页，共93页。苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶草酰乙酸草酰乙酸第56页/共93页第五十六页，共93页。第57页/共93页第五十七页，共93页。第58页/共93页第五十八页，共93页。第59页/共93页第五十九页，共93页。第60页/共93页第六十页，共93页。第61页/共93页第六十一页，共93页。第62页/共93页第六十二页，共93页。第

15、63页/共93页第六十三页，共93页。第64页/共93页第六十四页，共93页。Pyruvate carboxylase第65页/共93页第六十五页，共93页。2) 在真核细胞中，苹果酸酶催化丙酮酸还原羧化成苹果酸，反应(fnyng)不需要ATP，但需要NADH+H+。第66页/共93页第六十六页，共93页。3)在植物、细菌、人脑和心脏中还存在磷酸烯醇在植物、细菌、人脑和心脏中还存在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶式丙酮酸羧化激酶(jmi)，可催化磷酸烯醇式丙，可催化磷酸烯醇式丙酮酸酮酸 生成草酰乙酸。生成草酰乙酸。 第67页/共93页第六十七页，共93页。第68页/共93页第六十八页，共93页。第69

16、页/共93页第六十九页，共93页。第70页/共93页第七十页，共93页。第71页/共93页第七十一页，共93页。乙醛酸循环的意义乙醛酸循环的意义借此附属路线借此附属路线(lxin)(lxin)植物和某些微植物和某些微生物可以利用脂肪酸、乙酸作为唯一能源和碳源获生物可以利用脂肪酸、乙酸作为唯一能源和碳源获得生物能量，合成糖类化合物和氨基酸、蛋白质，得生物能量，合成糖类化合物和氨基酸、蛋白质，维持正常生长。维持正常生长。第72页/共93页第七十二页，共93页。第73页/共93页第七十三页，共93页。第74页/共93页第七十四页，共93页。第75页/共93页第七十五页，共93页。2 2、HMPHMP

17、途径途径(tjng)(tjng)的生理意义的生理意义1) 1) 产生大量的产生大量的NADPHNADPH，为生物合成提，为生物合成提供还原力。如供还原力。如 脂肪酸、氨基酸、核脂肪酸、氨基酸、核苷酸等生物合成途径苷酸等生物合成途径(tjng)(tjng)中需要中需要 大量的大量的NADPHNADPH，主要靠，主要靠HMPHMP途径途径(tjng)(tjng)提供提供。2) 2) 产生磷酸戊糖参加核酸代谢。产生磷酸戊糖参加核酸代谢。3) NADPH3) NADPH使红细胞中的还原性谷胱苷使红细胞中的还原性谷胱苷肽再生，对维肽再生，对维 持红细胞的还原性有持红细胞的还原性有重要作用。重要作用。4)

18、 HMP4) HMP途径途径(tjng)(tjng)是植物光合作用是植物光合作用中从中从CO2CO2合成葡萄糖的部合成葡萄糖的部 分途径分途径(tjng)(tjng)。第76页/共93页第七十六页，共93页。四、糖的异生四、糖的异生(gluconeogenesis)糖的异生是指由非糖物质糖的异生是指由非糖物质(丙酮酸、甘油、乳丙酮酸、甘油、乳酸和某些氨基酸等酸和某些氨基酸等)合成葡萄糖的过程。合成葡萄糖的过程。人脑对葡萄糖有高度的依赖性。红细胞也需人脑对葡萄糖有高度的依赖性。红细胞也需要提供葡萄糖。要提供葡萄糖。成人脑每日大约需要成人脑每日大约需要120 g葡萄糖，占人体对葡萄糖，占人体对葡萄

19、糖的每日总需要量约为葡萄糖的每日总需要量约为160 g的绝大部分。的绝大部分。已知体液中的葡萄糖含量大约为已知体液中的葡萄糖含量大约为20 g，从糖，从糖原原(tn yun)可随时提供的葡萄糖大约为可随时提供的葡萄糖大约为190g。因。因此机体在一般情况下，体内的葡萄糖量足够维持一此机体在一般情况下，体内的葡萄糖量足够维持一天的需要，但是如果机体处于饥饿状态，则必须由天的需要，但是如果机体处于饥饿状态，则必须由非糖物质转化成葡萄糖提供急需。当机体处于剧烈非糖物质转化成葡萄糖提供急需。当机体处于剧烈运动时，也需要由非糖物质及时提供葡萄糖。运动时，也需要由非糖物质及时提供葡萄糖。第77页/共93页

20、第七十七页，共93页。1 1、糖异生的途径、糖异生的途径(tjng)(tjng)草酰乙酸不能穿越(chun yu)线粒体内膜该酶仅存在(cnzi)线粒体中第78页/共93页第七十八页，共93页。第79页/共93页第七十九页，共93页。第80页/共93页第八十页，共93页。2 2、糖异生的生理意义、糖异生的生理意义1)1)糖异生是一个非常重要的生物合成葡萄糖异生是一个非常重要的生物合成葡萄糖的途径。糖异生主要在肝脏中进行。红细胞和糖的途径。糖异生主要在肝脏中进行。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料，因此，血中葡萄糖浓脑是以葡萄糖为主要燃料，因此，血中葡萄糖浓度降低时，首先是脑细胞受损。度降低时，首先是脑细胞受损。2) 2) 在饥饿、剧烈运动造成糖原下降后，糖在饥饿、剧烈运动造成糖原下降后，糖异生会使酵解产生的乳酸，脂肪分解产生的甘油异生会使酵解产生的乳酸，脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间以及生糖氨基酸等中间(zhngjin)(zhngjin)产物重新生成产物重新生成糖，这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需求是糖，这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需求是