生化7糖代谢long2013级药学

1、Metabolism of Carbohydrates第第7 7章章 糖糖 代代 谢谢张春龙张春龙基础医学院生化教研室基础医学院生化教研室107室室糖糖(carbohydrates)即即碳水化合物，碳水化合物，其化其化学本质为学本质为多羟醛多羟醛或或多羟酮多羟酮类及其衍生物或多聚类及其衍生物或多聚物物根据其根据其水解产物水解产物的情况，糖主要分为：的情况，糖主要分为：单糖、寡糖单糖、寡糖 、多糖、多糖、糖复合物糖复合物第一节第一节 概概 述述一、糖一、糖20:04:461. 单糖：单糖：不能再水解的糖（如不能再水解的糖（如葡萄糖葡萄糖、果糖、半、果糖、半乳糖、核糖等）乳糖、核糖等）D-D-葡萄

2、糖葡萄糖(D-glucose)CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456开链开链（环状）（环状）-D-葡萄葡萄糖糖HOHCOCH2OHOHOHOH6-D-葡萄糖葡萄糖HO HCOCH2OHOHOHOH1234562. 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：葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖：葡萄糖葡萄糖 果糖果糖能水解生成几分子单糖的糖，各单能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖之间借脱水缩合的糖苷键糖苷键相连相连乳乳 糖糖：葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖20:04:473. 3. 多糖多糖 能水解生成多个分子单糖的糖能水解生成多个分子单

3、糖的糖常见的多糖有：常见的多糖有：淀淀 粉粉糖糖 原原纤维素纤维素2022-6-26 淀粉淀粉: :是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式淀粉淀粉颗粒颗粒淀粉淀粉：是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式蓝色蓝色:-1,4-糖苷键糖苷键红色红色:-1,6-糖苷键糖苷键OHHOCH2OHCH2OHOOOOCH2CH2OHOOOOHOOOO-D-葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OH146糖原：糖原：为多聚葡萄糖，是动物体内葡萄为多聚葡萄糖，是动物体内葡萄糖的储存形式，又称糖的储存形式，又称动物淀粉动物淀粉 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

4、键二二、糖的生理功能糖的生理功能氧化供能（主）氧化供能（主）16.716.7kJkJ能量能量/1/1g g葡萄糖氧化葡萄糖氧化 构成组织细胞的基本成分构成组织细胞的基本成分 * *核糖核糖 构成核酸构成核酸 * *糖蛋白糖蛋白 凝血因子、免疫球蛋白等凝血因子、免疫球蛋白等 * *糖脂糖脂 生物膜成分生物膜成分转变为体内的其它成分转变为体内的其它成分 * *转变为转变为脂肪脂肪 * *转变为转变为非必需氨基酸非必需氨基酸三、糖的消化吸收三、糖的消化吸收淀粉淀粉麦芽三糖麦芽三糖麦芽糖麦芽糖-糊精糊精 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -糊精酶糊精酶G葡萄糖葡萄糖(glucose)淀粉酶淀粉酶（唾液腺、胰腺）

5、（唾液腺、胰腺）淀粉消化淀粉消化部位：部位：*口腔口腔 *小肠小肠糖的吸收糖的吸收-主动吸收主动吸收葡萄糖的吸收是耗能的过程葡萄糖的吸收是耗能的过程NaNa+ +G钠泵钠泵特异载体特异载体Na+GNa+GGNaNa+ +GNa+GNa+K+K K+ +ATPATPADP+PiADP+Pi糖吸收后的去向糖吸收后的去向糖类物质糖类物质 单糖单糖口腔、小肠口腔、小肠消化消化门静脉门静脉肝脏肝脏单糖单糖在肝脏中在肝脏中进行代谢进行代谢肝静脉肝静脉血液循环血液循环单糖单糖在肝外组织在肝外组织进行代谢进行代谢三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况血血中中葡葡萄萄糖糖缺氧缺氧无氧氧化无氧氧化（乳酸乳酸）供氧充足供

6、氧充足有氧氧化有氧氧化（COCO2 2、H H2 2O O、ATPATP）磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（5-5-磷酸核糖、磷酸核糖、NADPHNADPH）糖异生糖异生食物食物主主糖原糖原（肝、肌肉）（肝、肌肉）合成合成分解分解糖原糖原第二节第二节 糖的无氧氧化糖的无氧氧化 糖酵解的反应过程糖酵解的反应过程 糖酵解的调节糖酵解的调节 糖无氧氧化的生理意义糖无氧氧化的生理意义糖无氧糖无氧氧化氧化丙酮酸丙酮酸2 2CHCH3 3COCOOHCOCOOH2 2COCO2 2乙醇（乙醇（生醇发酵生醇发酵）2 2CHCH3 3CHCH2 2OHOH2 2CHCH3 3CHOCHO乙醛乙醛糖无氧氧化糖无氧氧化2

7、 2CHCH3 3CHOHCOOH + ATPCHOHCOOH + ATP乳酸乳酸C C6 6H H1212O O6 6葡萄糖葡萄糖2 2NADNAD+ +2 2NADH + 2HNADH + 2H+ +糖酵解糖酵解体内组织在缺氧情况下，葡萄糖分解生成体内组织在缺氧情况下，葡萄糖分解生成乳酸乳酸和少量和少量ATPATP的过程的过程一、糖的无氧氧化糖的无氧氧化分两个阶段分两个阶段1.1.糖酵解糖酵解(glycolysis)： 葡萄糖分解生成丙酮酸葡萄糖分解生成丙酮酸2.2.乳酸生成乳酸生成反应部位：反应部位：胞液胞液 葡萄糖葡萄糖磷酸化磷酸化生成生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解过程的第一个

8、糖酵解过程的第一个关键酶关键酶葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHMg2+A AT TP P 已糖激酶已糖激酶A AD DP P6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2（- -）好处？1 1、糖酵解的反应过程、糖酵解的反应过程关键酶关键酶/ /限速酶限速酶1 1、催化非平衡反应催化非平衡反应特点特点2 2、活性低活性低3 3、受激素或代谢物的调节、受激素或代谢物的调节4 4、活性的改变可影响整、活性的改变可影响整 个反应体系的反应速率个反应体系的反应速率哺乳类动物体内已发现有哺乳类动物体内已发现有4种种己糖激酶己糖激酶同工酶，分别称为同工酶，分别称为

9、至至型型肝细胞中存在的是肝细胞中存在的是型，称为型，称为葡萄糖葡萄糖激酶激酶(glucokinase)。它的特点是：。它的特点是：对葡萄糖的亲和力很低（对葡萄糖的亲和力很低（Km较大）较大）受激素调控受激素调控 何谓激酶？何谓激酶？ 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 异构化异构化 转变为转变为6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸已糖异构酶磷酸已糖异构酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2(G-6-P） (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH6-6-磷酸果糖磷酸果糖好处？ 6- 6-磷酸果糖磷酸果糖磷酸化磷酸化生成生成1 1, ,6-6-二磷酸果

10、糖二磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH ( (F-6-PF-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-POOHOHA AD DP PA AT TP P 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 （限速酶（限速酶）Mg2+AMP（+）ATP 、柠檬酸柠檬酸()（45）磷酸己糖）磷酸己糖裂解裂解成成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮OHCH2COCH2OPOOHOHOHHOCCHCH2OPOOHOH1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖(F-1,6-BP)(F-1,

11、6-BP)CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH醛缩酶醛缩酶磷酸丙糖磷酸丙糖异构酶异构酶96%4%(6) (6) 3-3-磷磷酸甘油醛酸甘油醛氧化氧化为为1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-(1,3-BPG)BPG)3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOHHPOHPO4 4 2 2-糖酵解糖酵解中唯一的中唯一的脱氢脱氢反应反应+ NADNADH H+ +H H+ +NADNAD+ + PO PO3 32-2-（7）1,3-

12、二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-(1,3-BPG)BPG)POPO3 32-2-ADPADPATPATP 将底物的高能磷酸基直接转移给将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成生成ATP的过程称的过程称底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化 3- 3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为2-2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHOOCCHCH2OPO

13、OHOH磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHHO-OOCCHCH2O-POOHOH 2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为磷磷酸烯醇式丙酮酸酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2POOHOH烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O 磷磷酸酸烯醇式丙酮酸转变烯醇式丙酮酸转变为为烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸ADPADPA AT TP P丙酮酸激酶丙酮酸激酶( (PKPK ) )磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸COOH

14、OHCH2C糖酵解过程的第三个糖酵解过程的第三个关键酶关键酶也是第二次底物水平磷酸化反应也是第二次底物水平磷酸化反应MgMg2+2+, K, K+ + 烯醇式丙酮酸转变烯醇式丙酮酸转变为为丙酮酸丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸ADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸OHCH2CCOOH丙酮酸丙酮酸自发进行自发进行CH3OCCOOH2.2.丙酮酸还原丙酮酸还原为为乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸OCH3COOHCNADH+H+ 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶Pi OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3

15、-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸乳酸乳酸HHOCH3COOHC乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 NAD +糖原糖原分解生成分解生成6 6- -磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖 原原 (Gn)Gn)H3PO4磷酸化酶磷酸化酶OHOHOPOHOCH2OHOHOHO 糖糖 原原 (Gn-1)1-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2丙酮酸丙酮酸2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2

16、Pi2NADH+ 2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2O糖原糖原(Gn) 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiGn-1ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖无无氧氧氧氧化化小小结结反应部位：胞液反应部位：胞液PPPPPPATPADPATPADP2NAD+2NADH+2H+PPPPPP2H2OATP2ADP2ATP2ADP22E2E1E3糖无氧氧化中糖无氧氧化中ATP的生成的生成2葡葡 萄萄 糖糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 - 6 - 磷酸果糖磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷

17、酸果糖1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3- 3-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 丙丙 酮酮 酸酸 -11 反反 应应 ATP -1-12 1 1 mol 葡萄糖葡萄糖 2 mol 乳酸乳酸 + ？mol ATP2 mol ATP糖无氧氧化的关键酶糖无氧氧化的关键酶酶酶 的的 名名 称称已糖激酶已糖激酶6- 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -1（限速酶）（限速酶）丙酮酸激酶丙酮酸激酶变构激活剂变构激活剂AMP, ADP,AMP, ADP,F-1,6-DPF-1,6-DP, F-2,6-DPF-2,6-DP 变构抑制剂变构抑制剂G-6-PG-6-P- -ATPAT

18、P，柠檬酸，柠檬酸，长链脂肪酸长链脂肪酸ATPATP反应总方程式：反应总方程式：C C6 6H H1212O O6 6 + 2ADP + 2H + 2ADP + 2H3 3POPO4 4 - 2 2C C3 3H H6 6O O3 3 + 2ATP + 2H+ 2ATP + 2H2 2O OF-1,6-DPF-1,6-DP二、糖酵解的调节二、糖酵解的调节(1) -磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-（三个关键酶中（三个关键酶中最重要的限速酶最重要的限速酶） 变构抑制剂：变构抑制剂：ATP、柠檬酸柠檬酸PiH2O果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-26-6-磷酸果糖磷酸果糖6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2-22

19、 2，6-6-双磷酸果糖双磷酸果糖ADPADPATPATPAMPAMP( (+ +) )柠檬酸柠檬酸(-)(-)2,6-2,6-二磷酸果糖的合成和分解二磷酸果糖的合成和分解变构激活剂：变构激活剂：2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(最强最强)、1,6-二磷酸果二磷酸果 糖糖、AMP、ADP、H3PO4(2) 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 变构激活剂：变构激活剂：1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 变构抑制剂变构抑制剂: ATP(3) (3) 已糖激酶已糖激酶: : 受其反应产物受其反应产物6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖的反馈抑制的反馈抑制葡萄糖激酶葡萄糖激酶：受长链脂酰：受长链脂酰CoACoA的的变构抑制变构抑制，

20、 胰岛素可诱导其基因转录，促进酶的合成。胰岛素可诱导其基因转录，促进酶的合成。 胰高血糖素胰高血糖素可通过可通过cAMP-cAMP-蛋白激酶系统使丙蛋白激酶系统使丙酮酸激酶酮酸激酶磷酸化磷酸化而失活。而失活。三、糖无氧分解的意义三、糖无氧分解的意义1 1、在无氧条件下迅速提供能量、在无氧条件下迅速提供能量, ,供机体需要供机体需要如如: :肌肉收缩肌肉收缩、人到高原人到高原2 2、是某些细胞（红细胞、肿瘤细胞等）、是某些细胞（红细胞、肿瘤细胞等） 能量来源能量来源3 3、生成的乳酸又可进一步氧化供能，或、生成的乳酸又可进一步氧化供能，或 异生为糖异生为糖 若糖无氧分解过度，可因乳酸生成过多而若

21、糖无氧分解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒导致乳酸酸中毒第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化概念概念 反应过程反应过程 生理意义生理意义 调节机制调节机制38糖有氧氧化的概念糖有氧氧化的概念葡萄糖在葡萄糖在有氧有氧条件下，彻底氧化分解生成条件下，彻底氧化分解生成CO2和和H2O，并释放，并释放大量能量大量能量的过程。的过程。有氧氧化是糖氧化的有氧氧化是糖氧化的主要方式主要方式，绝大多数组织，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。细胞都通过有氧氧化获得能量。39第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化糖有氧氧化概况糖有氧氧化概况葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO

22、2+H2O+ATP三羧酸循环三羧酸循环乳酸乳酸糖酵解糖酵解线粒体内线粒体内胞浆胞浆40H H+ +呼吸链呼吸链一、有氧氧化的反应过程一、有氧氧化的反应过程第一阶段：第一阶段： 糖酵解生成丙酮酸（胞浆）糖酵解生成丙酮酸（胞浆）三三 个个 阶阶 段段第二阶段：第二阶段： 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoACoA（线粒体）线粒体）第三阶段：第三阶段： 乙酰乙酰CoACoA进入进入三羧酸循环三羧酸循环 彻底氧化（线粒体）彻底氧化（线粒体）41氧化呼吸链氧化呼吸链（一）糖酵解生成丙酮酸（胞浆）（一）糖酵解生成丙酮酸（胞浆）葡萄糖葡萄糖 + + NADNAD+ + + 2ADP +2Pi

23、 + 2ADP +2Pi 2 2（丙酮酸丙酮酸+ ATP+ ATP + + NADH+ HNADH+ H+ + ）2 2丙酮酸丙酮酸进入线粒体进一步氧化进入线粒体进一步氧化2(2(NADH+ HNADH+ H+ + ) )2H2O + 3/5 ATP线粒体内膜线粒体内膜上丙酮酸载体上丙酮酸载体穿梭系统穿梭系统42（二）丙酮酸氧化脱羧生成（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶乙酰辅酶ANAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+ CoA-SH+ CO2丙酮酸脱丙酮酸脱氢酶系氢酶系(关键酶关键酶)AMP、ADPATP、乙酰乙酰CoA(+) (-)43丙酮酸脱

24、氢酶系丙酮酸脱氢酶系3 3 种种 酶酶： E1: 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶( (TPPTPP、MgMg2+2+) ) E2: 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) E3: 二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶( (FADFAD、NADNAD+ +) )6 6种辅助因子种辅助因子： Mg2+、TPP 、硫辛酸硫辛酸、辅酶辅酶A、FAD、NAD+44CO2 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.乙酰硫辛酰胺乙酰硫辛酰胺的生成的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰

25、胺的生成 作用机制作用机制（三）乙酰辅酶（三）乙酰辅酶A进入三羧酸循环进入三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TAC)又称又称柠檬酸循环柠檬酸循环 ，Krebs循环循环 乙酰辅酶乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合成含与草酰乙酸缩合成含3 3个羧基个羧基的的柠檬酸柠檬酸开始，经过一系列代谢反应，乙酰开始，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，再生成基被彻底氧化，再生成草酰乙酸草酰乙酸而形成一而形成一个循环。个循环。46 乙酰乙酰CoA与草酰乙酸与草酰乙酸缩合形成缩合形成柠檬酸柠檬酸柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSC

26、oA乙酰辅酶乙酰辅酶ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH柠檬酸柠檬酸CoASH+ H2OAMP、ADPATP长链脂酰长链脂酰CoA（）（+）TAC循环中第一个关键酶循环中第一个关键酶47异柠檬酸异柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O 柠檬酸柠檬酸异构化生成异构化生成异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH顺乌头酸顺乌头酸COOHCOOHCH2CCOOHCH乌头酸酶乌头酸酶48CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC异柠檬酸异柠檬酸 异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧生成氧化脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2

27、CH2COOHC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ADPATP、NADH（）（+）TAC循环中第二个关键酶（限速酶）循环中第二个关键酶（限速酶）49CO2 -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-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系CoASHNAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2COOHCOCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸TAC循环中第三个关键酶循环中第三个关键酶ATP（）ADP（+）50 琥珀酰琥珀酰CoA转变为转变为琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶OCO

28、OHCH2CH2SCoAC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51FAD 琥珀酸琥珀酸氧化脱氢生成氧化脱氢生成延胡索酸延胡索酸HHCOOHCHCH 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FADH252 延胡索延胡索酸酸水化水化生成生成苹果苹果酸酸延胡索酸延胡索酸HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH苹果酸苹果酸H2O53 苹果酸苹果酸脱氢生成脱氢生成草酰乙草酰乙酸酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶HOHCOOHCH2CCOOH

29、 草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCH2CCOOH苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+54O 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=C-酮酮戊二酸戊二酸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三羧酸循环总图55线粒体膜线粒

30、体膜第三个碳以第三个碳以COCO2 2形式失去形式失去四碳二羧酸四碳二羧酸第二个碳以第二个碳以COCO2 2形式失去形式失去三羧酸三羧酸？循环循环？五碳二羧酸五碳二羧酸每个分子具有每个分子具有4 4个碳个碳的的草酰乙酸库草酰乙酸库丙酮酸丙酮酸每个分子具有每个分子具有3 3个个碳的碳的丙酮酸库丙酮酸库六碳三羧酸六碳三羧酸第一个碳以第一个碳以COCO2 2形式失去形式失去重新加入到重新加入到草酰乙酸库草酰乙酸库三羧酸循环中草酰乙酸的来源三羧酸循环中草酰乙酸的来源CH3C=OCOOH+ + COCO2 2 +ATP+ATPCOOHCH2C=OCOOH+ + ADP + PiADP + Pi丙酮酸羧化

31、酶丙酮酸羧化酶生物素、生物素、Mg 2+丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸糖代谢糖代谢56柠檬酸合酶柠檬酸合酶 * *异柠檬酸脱氢酶（限速酶）异柠檬酸脱氢酶（限速酶）- -酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系三羧酸循环小结三羧酸循环小结（1）反应部位：）反应部位： 线粒体线粒体 （2）三个关键酶）三个关键酶57三羧酸循环小结三羧酸循环小结(3) 每循环一次有每循环一次有两次脱羧两次脱羧反应，以及四次反应，以及四次脱氢脱氢反应，一次底物水平磷酸化反应，消耗反应，一次底物水平磷酸化反应，消耗1个乙酰个乙酰基基乙酰乙酰CoACoA+ +3 3NAD+ + + F FAD+Pi +2 H2O+GDP2CO2+3

32、(NADH+H+ ) + FADH2+ HSCoA +GTP（4）能量生成能量生成3NADH+H+ 2.5ATP = 7.5ATP FADH2 1.5ATP = 1.5ATP一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化 1ATP 共生成共生成10分子分子ATP58p 糖有氧氧化的基本生理功能是糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能氧化供能。二、糖有氧氧化的生理意义二、糖有氧氧化的生理意义59葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛

33、21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+ 22.5或或1.5* 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2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 2.5 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 2.5 2 -酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ 2 2.5 净生成净生成30(或或32)ATP NAD+ NAD

34、+ NAD+ 5/7 20 5 60二、糖有氧氧化的生理意义二、糖有氧氧化的生理意义p 糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。p 糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽。的总枢纽。62-酮酮戊二酸戊二酸草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoACoA柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸甘油三酯甘油三酯葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原磷酸丙糖磷酸丙糖乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA糖、脂、氨基糖、脂、氨基酸代谢的联系酸代谢的联系 亮、赖亮、赖谷谷 异亮、蛋异亮、蛋异亮异

35、亮亮亮丙丙天冬天冬天冬酰胺天冬酰胺苯丙、酪苯丙、酪63酮体酮体p 糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。p 糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽。的总枢纽。p 糖有氧氧化途径与体内其他代谢途径糖有氧氧化途径与体内其他代谢途径有着密切的联系。有着密切的联系。二、糖有氧氧化的生理意义二、糖有氧氧化的生理意义64三、三、有氧氧化的调节有氧氧化的调节1.1.糖酵解的调节糖酵解的调节2.2.丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节( (变构、共变构、共价修饰价修饰) )变构抑制剂：变构抑制剂： ATP; NADH; 乙酰乙酰C

36、oA变构激活剂：变构激活剂： AMP; ADP; NAD+ 变构调节变构调节65有活性有活性无活性无活性磷酸酶磷酸酶2 2PiPi2 2H H2 2O O蛋白激酶蛋白激酶2 2ATPATPTPPTPPOH CH2OHCH2CH2O-PO-PCH22 2ADPADPTPPTPPPP 共价修饰调节共价修饰调节66丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体3. 3. 三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节三羧酸循环的速率和流量受多种因素的调控。三羧酸循环的速率和流量受多种因素的调控。柠檬酸合酶柠檬酸合酶 、异柠檬酸脱氢酶和、异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶脱氢酶是该途径的关键酶。是该途径的关键酶。（1）

37、NADH/NAD+，ATP/ADP比率升高时这三个比率升高时这三个 酶的活性都被反馈抑制，反之，其活性升高。酶的活性都被反馈抑制，反之，其活性升高。（2）Ca2+是这三个酶的激活剂，可提高其活性，是这三个酶的激活剂，可提高其活性， 推动三羧酸循环及有氧氧化的进行。推动三羧酸循环及有氧氧化的进行。67&Pasteur效应：效应： 糖的有氧氧化对糖糖的有氧氧化对糖无氧氧化无氧氧化的抑制作用的抑制作用巴斯德（巴斯德（Pasteur）效应效应* 机制机制 有氧时有氧时NADH + H+可进入线粒体内氧化，丙可进入线粒体内氧化，丙酮酸就进行有氧氧化而不生成乳酸。酮酸就进行有氧氧化而不生成乳酸。缺

38、氧时，缺氧时，氧化磷酸化受阻氧化磷酸化受阻，ADP与与Pi不能合成不能合成ATP，致使，致使ADP/ATP比值升高，而激活糖酵解比值升高，而激活糖酵解途径的限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加途径的限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加68磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 以以6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖为底物，直接氧化脱羧为底物，直接氧化脱羧生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖为中间代谢物的过程为中间代谢物的过程 3. 基团转移基团转移（生成（生成6-磷酸果糖及磷酸果糖及 3-磷酸甘油醛）磷酸甘油醛）反应过程可分为三个阶段：反应过程可分为三个阶段：1. 脱氢氧化脱氢氧化（生成（生成NADPH+H+ ）2. 异构化反应

39、异构化反应（生成（生成5-磷酸核糖）磷酸核糖）70第4节 磷酸戊糖途径(1) 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 转变为 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯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，受度特异性，受NADPH/ NADP+比值的影响比值的影响71(2)(2) 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 转变为转变为

40、6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O内酯酶内酯酶72COCO2 2(3) 6-(3) 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸转变为转变为 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH

41、2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶73OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖 异构酶异构酶2. 异构化反应异构化反应74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-

42、磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯3 3NADPHNADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3 3H H2 2O O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3 3NADPHNADPH3 3COCO2 23. 基团转移基团转移75磷酸戊糖途径小结磷酸戊糖途径小结x反应部位：反应部位： 胞浆胞浆x反应底物：反应底物： 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖x重要反应产物：重要反应产物： NADPHNADPH、5-5-磷酸核糖磷酸核糖x限速酶：限速酶： 6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶( (G6PD)G6PD)3 36-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADPNADP+ + 2 2 6-磷酸果糖磷酸果

43、糖 + 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 + 6(NADPH+HNADPH+H+ + ) + 3+ 3COCO2 2 76磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义* * 产生产生5-5-磷酸核糖磷酸核糖* * 产生产生NADPHNADPH体内合成核苷酸和核酸的必要原料体内合成核苷酸和核酸的必要原料1 1 5-5-磷酸核糖磷酸核糖772. NADPH的主要功能的主要功能1、作为、作为供氢体供氢体 -参与体内多种生物合成反应参与体内多种生物合成反应（脂酸、胆固醇合成）（脂酸、胆固醇合成）3、作为、作为加单氧酶加单氧酶的辅酶的辅酶 -参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转化

44、作用化作用2、是、是谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶的辅酶的辅酶 -对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用重要作用GSSG+NADPH+H+ 2GSH + NADP+谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶78磷酸戊糖途径与溶血性贫血磷酸戊糖途径与溶血性贫血NADPH+HNADPH+H+ +磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径G6PDG6PD缺乏缺乏溶血溶血一些具有氧化作用的外源性物质一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等如蚕豆、抗疟药、磺胺药等NADPNADP+ +GSSGGSSG 2 2GSHGSHH2O2 蚕豆病？蚕豆病？79第第5节节糖糖 异异 生生 G

45、luconeogenesis80糖异生的概念糖异生的概念定义定义 由由非糖物质非糖物质转变为转变为葡萄糖葡萄糖或或糖原糖原的过程称为糖异生作用的过程称为糖异生作用非糖物质非糖物质 生糖氨基酸生糖氨基酸 丙酮酸、乳酸、甘油等丙酮酸、乳酸、甘油等81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在绝食期间在绝食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% 8.9 8.9mmol/Lmmol/L二、血糖水平的调节二、血糖水平的调节? 肝脏的调节作用? 激素的调节作用123肝肝肝外组织肝外组织小肠小肠肝脏对血糖浓度的调节肝脏对血糖浓度的调节

46、淀粉等淀粉等葡葡萄萄糖糖门静脉门静脉甘油、氨基酸、乳酸甘油、氨基酸、乳酸血乳酸血乳酸葡萄糖葡萄糖氧氧化化供供能能肌肌糖糖原原其其它它物物质质乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖血糖血糖肝静脉肝静脉肝糖原肝糖原COCO2 2、H H2 2O O、能量能量血循环血循环124激素对血糖浓度的调节激素对血糖浓度的调节Y 升高血糖的激素升高血糖的激素 胰高血糖素胰高血糖素 肾上腺素肾上腺素 糖皮质激素糖皮质激素Y 降低血糖的激素降低血糖的激素 胰岛素胰岛素125胰岛素对糖代谢的调节胰岛素对糖代谢的调节（1 1） 促进肌肉、脂肪组织等的细胞膜葡萄糖促进肌肉、脂肪组织等的细胞膜葡萄糖 载体载体将葡萄糖转运入细胞内将葡萄糖转

47、运入细胞内。（2 2）使糖原合酶活性增强）使糖原合酶活性增强，加速糖原合成加速糖原合成；使；使 磷酸化酶活性降低，磷酸化酶活性降低，抑制糖原分解抑制糖原分解（3 3）激活丙酮酸脱氢酶，）激活丙酮酸脱氢酶，加快糖的有氧氧化加快糖的有氧氧化（4）抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成及减少）抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成及减少 肝糖异生的原料，肝糖异生的原料，抑制肝内糖异生抑制肝内糖异生（5）抑制脂肪动员，从而）抑制脂肪动员，从而促进糖的利用促进糖的利用126胰高血糖素对血糖浓度的调节胰高血糖素对血糖浓度的调节（1 1）抑制糖原合酶、激活磷酸化酶，）抑制糖原合酶、激活磷酸化酶，促进糖促进糖 原分解。原分解

48、。（2 2）减少）减少2 2，6-6-二磷酸果糖的合成，二磷酸果糖的合成，抑制糖抑制糖 酵解。酵解。（3 3）促进磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，）促进磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成， 增强糖异生。增强糖异生。 （4 4）促进脂肪动员，抑制组织摄取葡萄糖，促进脂肪动员，抑制组织摄取葡萄糖， 间接升高血糖的水平。间接升高血糖的水平。127肾上腺素对血糖浓度的调节肾上腺素对血糖浓度的调节（2 2）可抑制糖酵解，增强糖异可抑制糖酵解，增强糖异 生作用生作用（1）促进糖原分解）促进糖原分解肾上腺素是强有力的升高血糖的激素。肾上腺素是强有力的升高血糖的激素。128糖皮质激素对血糖浓度的调节糖皮质激素对血糖浓度