第06章-糖代谢说课材料

第06章--糖代谢一、糖的生理功能1.氧化供能如糖为某些氨基酸、脂肪酸、核苷等物质的合成提供碳源3.作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要功能。2.

提供碳源如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。4.参与重要的生理活动

二、糖代谢概况

葡萄糖

酵解途径丙酮酸有氧无氧H2O及CO2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径核糖+NADPH+H+淀粉消化与吸收ATP第2节

糖的分解代谢

乳酸+少量ATP糖酵解有氧氧化磷酸戊糖途径5-磷酸核糖+NADPHCO2+H2O+大量ATP葡萄糖一、糖酵解*定义：*糖酵解的反应部位：细胞液在无氧或缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖酵解。

（一）糖酵解的反应过程第一阶段第二阶段

*糖酵解分为两个阶段葡萄糖分解成丙酮酸称之为酵解途径丙酮酸转变成乳酸1.葡萄糖→磷酸丙糖2.磷酸丙糖→丙酮酸⑴葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖ATPADP

己糖激酶葡萄糖6-磷酸葡萄糖

1.葡萄糖→磷酸丙糖关键酶己糖激酶同工酶有4种，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型肝外组织；特异性不强Ⅳ型称为葡萄糖激酶

肝细胞；特异性较强磷酸己糖异构酶⑵6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖

6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖⑶6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖

ATP

ADP

磷酸果糖激酶6-磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖关键酶⑷1,6-二磷酸果糖裂解成2分子磷酸丙糖

1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛

醛缩酶磷酸丙糖异构酶葡萄糖→磷酸丙糖阶段特点：1.能量变化耗能：2ATP2.有碳链长短的变化（6C→3C）（1）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+

2.磷酸丙糖→丙酮酸3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脱氢酶~（2）1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸ADPATP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶底物水平磷酸化～（3）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶（4）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸

2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶～ADPATP丙酮酸激酶（5）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸～丙酮酸底物水平磷酸化关键酶磷酸丙糖→丙酮酸阶段特点：1.能量变化产能：2ATP2.无碳链长短的变化（3C→3C）(二)丙酮酸转变成乳酸反应中的NADH+H+

来自于上述反应中的

3-磷酸甘油醛脱氢反应。NADH+H+NAD+丙酮酸乳酸乳酸脱氢酶E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+（二）糖酵解反应的特点⑴反应部位：细胞液终产物：乳酸⑵糖酵解是产能过程：方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：2ATP（3）

关键酶：3个

己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶

(4)红细胞中的2,3-二磷酸甘油酸支路葡萄糖↓1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸乳酸↓↓↓3-磷酸甘油醛2,3-二磷酸甘油酸﹉﹉﹉﹉↓↓变位酶磷酸酶变位酶活性大于磷酸酶红细胞中2,3-二磷酸甘油酸含量较高调节血红蛋白运氧能力（三）糖酵解的生理意义1.是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2.是某些组织细胞获得能量的主要方式。①无线粒体的细胞，如：成熟红细胞②代谢活跃的细胞，如：皮肤、白细胞等在有氧条件下，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。*部位：细胞液和线粒体

*概念二、糖的有氧氧化

糖的有氧氧化与糖酵解细胞胞液线粒体葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸(糖酵解)葡萄糖→→……→→丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸（一）有氧氧化的反应过程第一阶段：酵解途径第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环G（Gn）丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循环胞液线粒体2.丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA

丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA丙酮酸乙酰CoA

NAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脱氢酶复合体

总反应式:～关键酶3种酶：

丙酮酸脱氢酶

二氢硫辛酸乙酰基转移酶

二氢硫辛酸脱氢酶5种辅酶：

TPP、FAD、NAD+、辅酶A、硫辛酸丙酮酸脱氢酶系3.三羧酸循环（TAC）*概述*反应部位：线粒体

（1）TAC的过程CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶草酰乙酸柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸（2）三羧酸循环的特点在线粒体进行每循环一次氧化1分子乙酰CoA四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+

2分子CO2，1分子GTP。产能12分子ATP关键酶有：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体需要中间产物的补充表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸及其他中间产物在三羧酸循环中是不会消耗的，可被反复利用。但是，例如：草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸谷氨酸柠檬酸脂肪酸琥珀酰CoA卟啉机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，三羧酸循环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。*所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。草酰乙酸丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2苹果酸苹果酸脱氢酶NADH+H+NAD+其来源如下：（3）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；为某些物质的合成提供原料H进入呼吸链彻底氧化生成H2O

的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、3ATP

[O]H2O、2ATP

FADH2[O]（二）有氧氧化的生理意义葡萄糖有氧氧化生成的ATP反应辅酶ATP第一阶段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸NADH+H+2×3或2×2*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸2×12×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2×1第二阶段2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×3第三阶段2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×32×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×32×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FADH2

2×22×苹果酸→2×草酰乙酸NADH+H+2×3净生成38(或36)ATPNADH+H+NADH+H+NADH+H+有氧氧化的生理意义

糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。简言之，即“供能”*概念磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成5-磷酸核糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。三、磷酸戊糖途径*细胞定位：细胞液第一阶段：生成磷酸戊糖，NADPH+H+（一）磷酸戊糖途径的反应过程*反应过程可分为二个阶段第二阶段：基团转移反应

NADPH+H+NADP+⑴H2ONADP+

CO2

NADPH+H+

⑵6-磷酸葡萄糖脱氢酶

6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶

1.磷酸戊糖生成6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖

关键酶异构酶催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH+H+。反应生成的5-磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路2.基团转移反应磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段5-磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛C34-磷酸赤藓糖C46-磷酸果糖C66-磷酸果糖C63-磷酸甘油醛

C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+3NADPH+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADPH+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2（二）磷酸戊糖途径的生理意义1.为核酸的合成提供原料——5-磷酸核糖2.提供了NADPH（1）NADPH作为供氢体参加脂肪酸、胆固醇的合成

（3）NADPH参与体内的羟化反应（2）NADPH可维持还原型谷胱甘肽的含量

2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+H2O22H206-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏↓蚕豆病NADPH的作用：第3节

糖原的合成与分解是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，250~400g，主要供肌肉收缩所需

肝脏：肝糖原，70~100g，维持血糖水平

糖原糖原储存的主要器官及其生理意义1.葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键形成长链。2.约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以α-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。糖原的结构特点及其意义一、糖原的合成合成部位定义由单糖合成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：细胞液1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）糖原合成过程磷酸葡萄糖变位酶1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖2.6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖PPiUDPG焦磷酸化酶3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）

1-磷酸葡萄糖UTPUDPGUDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶Gn+UDPGGn+1+UDP

糖原合酶4.糖原的合成Gn：糖原引物，作为UDPG上葡萄糖基的接受体。关键酶糖原分枝的形成

分支酶

α-1,6-糖苷键α-1,4-糖苷键目录糖原合成的特点1.糖原合酶是糖原合成的关键酶2.糖原合成需要糖原引物3.糖原合成是耗能过程：ATP、UTP，

每增加一个葡萄糖残基，消耗2分子ATP4.UDPG是糖原合成时葡萄糖的直接供体，

称为活性葡萄糖二、糖原的分解*定义*细胞定位：细胞液

*肝糖原的分解对于维持血糖浓度有重要作用

指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。二、糖原的分解*肝糖原的分解过程

Gn+1Gn+1-磷酸葡萄糖

磷酸化酶1.1-磷酸葡萄糖的生成关键酶Pi脱支酶

脱支酶的作用①转移葡萄糖残基②水解-1,6-糖苷键磷酸化酶转移酶活性α-1,6糖苷酶活性目录3.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖

葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖6-磷酸葡萄糖H2OPi1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖2.

1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶*肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同但是生成6-磷酸葡萄糖之后由于肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶所以生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖只能进入糖酵解生成乳酸结论：肌糖原不能直接分解为葡萄糖*糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶

磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n葡萄糖-6-磷酸酶（肝）Pi磷酸化酶糖原n第4节

糖异生糖异生是指从非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。*部位*原料*概念主要在肝、肾乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸、三羧酸循环的中间物质等一、糖异生途径

*定义*过程酵解途径中有3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。糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；糖异生途径指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。磷酸果糖激酶丙酮酸羧化酶+磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸己糖激酶丙酮酸激酶1.丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（线粒体）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（线粒体、细胞液）丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi苹果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2线粒体胞液果糖二磷酸酶磷酸果糖激酶丙酮酸羧化酶+磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸己糖激酶丙酮酸激酶2.1,6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶磷酸果糖激酶葡萄糖-6-磷酸酶丙酮酸羧化酶+磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2P1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸己糖激酶丙酮酸激酶3.6-磷酸葡萄糖→葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶非糖物质进入糖异生的途径⑴糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物生糖氨基酸α-酮酸-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸2H⑵上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二、糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度恒定（二）有利于乳酸的利用乳酸循环糖异生活跃有葡萄糖-6磷酸酶【】肝肌肉乳酸循环

———（Cori循环）⑴循环过程葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途径丙酮酸乳酸NADHNAD+乳酸乳酸NAD+NADH丙酮酸糖异生途径血液糖异生低下没有葡萄糖-6磷酸酶【】6-P-G的代谢去路G（补充血糖）G-6-PF-6-P（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）UDPG6-磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）小结联系糖代谢各条途径的物质是6-P-G第5节

血