生化CH22糖质新生-糖代谢-

第七章糖代谢1医学课件ppt学习目的与要求：1.多糖的酶促降解,单糖的吸收与运转及中间代謝概况2.糖的无氧分解的种类，过程，特点，生理功能3.糖的有氧分解的过程，特点，生理功能4.磷酸戊糖途径的过程，特点，生理功能5.多糖的合成的过程及糖异生作用的过程，特点，生理功能重点:1.糖的无氧分解过程，特点，生理功能2.糖的有氧分解过程，特点，生理功能3.磷酸戊糖途径的过程，特点，生理功能4.糖异生作用的过程，特点，生理功能难点:1.无氧分解过程2.有氧分解过程3.磷酸戊糖途径的过程2医学课件ppt代谢总论代谢包括合成代谢物质代谢能量代谢分解代谢产能代谢耗能代谢3医学课件ppt第一节概述一.多糖的酶促降解多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，生产中常称为糖化。非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键还原末端淀粉淀粉水解淀粉糊精寡糖麦芽糖G4医学课件ppt（二）.细胞内淀粉和糖原的酶促水解磷酸化酶动物(糖原)（非）α-1.41-P-葡萄糖转移酶动物(糖原)α-1.4转移3个糖脱枝酶动物(糖原)α-1.6葡萄糖(三).纤维素酶纤维素酶微生物β-1.4纤维二糖葡萄糖(一).细胞外淀粉的酶促水解酶的名称来源作用方式水解产物α-淀粉酶动，植物α-1.4麦芽糖又称α-糊精酶细菌，霉菌糊精β-淀粉酶植物（非）α-1.4β-麦芽糖细菌，霉菌核心糊精r-淀粉酶动物（非）α-1.4葡萄糖α-1.6R-酶植物，微生物α-1.6切下分枝又称异淀粉酶直链多糖5医学课件ppt二.糖的吸收与运转1.吸收糖的吸收是在单糖水平上,吸收部位为肠道粘膜细胞。单糖的吸收速度:半乳糖≻葡萄糖≻果糖≻甘露糖≻木糖≻阿拉伯糖2.糖的运转食物(消化吸收)(氧化分解)CO2+H2O+ATP糖原(分解)血糖(合成)糖原非糖物质(异生)(转化)脂肪,氨基酸来源去路血液中血糖浓度为：80-120mg/100ml正常人

≻130mg/100ml高血糖<70mg/100ml低血糖糖阀：160mg/100ml，正常人通过糖原合成与分解来维持，病人通过尿液排出。6医学课件ppt三.糖代謝概况1.需氧分解（有氧氧化）在有氧条件下，好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作为电子受体，可将燃料分子完全氧化分解，这称为有氧氧化。因为有氧氧化燃烧完全，产能多，所以，只要有氧气存在，细胞都优先进行有氧氧化。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+-686(2870kJ)K卡/mol2.不需氧分解（无氧氧化）在无氧条件下，兼性生物或厌气生物能利用细胞中的氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧化分解，这称为无氧氧化。有些生物有的以有机物分子作为最终的氢受体(如厌氧发酵)。有的则以无机物分子作为氢受体。(如微生物中的化能自养菌对NO3-、SO42-的利用)。如：硫细菌以S为受氢体,硝酸还原菌以-NO3-,-NO2-为受氢体.C6H12O62

乳酸+-196.6KJ(47K卡)7医学课件ppt第二节、糖的无氧分解第二节.糖无氧、有氧分解代謝的共同途径一.第一阶段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖8医学课件ppt二.第二阶段：1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛9医学课件ppt三.第三阶段：3-磷酸甘油醛丙酮酸3－磷酸甘油醛CH2OPO3H2CHOHCHOCH2OPO3H2CHOHCOPO3H2ONAD+NADH

+H+1,3-二磷酸甘油酸CH2OPO3H2CHOHCOHOADPATPMg磷酸甘油酸激酶CH2OHCHOPO3H2COHO3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶~10医学课件ppt3-磷酸甘油醛脱氢酶机制OHOH-C=OH-C-S-EC∽S-EH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH2-O-PCH2-O-PCH2-O-POC∽ÕPH-C-OHCH2-O-PNAD+NADH+H+PiHS-EHS-E11医学课件ppt~12医学课件ppta1.3-=共同途径总图13医学课件ppt糖酵解途径(glycolysis)(动物)与乳酸发酵(乳酸菌)（EmbdenMeyerhofParnasEMP）1.第一阶段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖2.第二阶段：1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛3.第三阶段：3-磷酸甘油醛丙酮酸4.第四阶段：丙酮酸乳酸1-3阶段与共同途径相同第三节糖的无氧分解14医学课件pptNADH+H+NAD+C乳酸脱氢酶第四阶段如下:15医学课件ppt1.第一阶段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖2.第二阶段：1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛3.第三阶段：3-磷酸甘油醛丙酮酸4.第四阶段：丙酮酸乙醇OH二.

酒精发酵(alcoholicfermation)1-3阶段与共同途径相同第四阶段如下:16医学课件ppt酒精发酵过程图17医学课件ppt三.甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）NAD+H2C-OHHC-OHH2C-O-PH2C-OHHC-OHH2C-O-H18医学课件ppt糖的无氧分解过程总图19医学课件ppt四.糖无氧分解小结1.三个不可逆反应三个不可逆反应的酶是己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。己糖激酶可以控制葡萄糖的进入，丙酮酸激酶调节酵解的出口。2.能量的消耗与生成4ATP消耗:G开始G6-P-G，6-P-F1.6-二P-F2ATP糖原开始,6-P-F1.6-二P-F1ATP生成:1.3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸1*2磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸1*2净生成:G开始,4-2=2ATP,糖原开始,4-1=3ATP3.葡萄糖无氧分解代谢总反应式C6H12O6+2ADP+2Pi=2C3H6O3(乳酸)+2ATP+2H2OC6H12O6+2ADP+2Pi=2C2H6O

(乙醇)+2CO2+2ATP+2H2O20医学课件ppt五.糖无氧分解的生理意义1.具有普遍的生物学意义糖无氧分解是一条古老的代謝途径,一条普遍的代謝途径。2.为合成反应提供原料产生含碳的中间物为合成反应提供原料。3.为机体提供能量G+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2H2O糖原开始则生成3ATP.能量利用率:2*30.5/196.6*100%=31%3*30.5/183*100%=49.8%21医学课件ppt第四节、糖的有氧分解1.第一阶段：葡萄糖丙酮酸2.第二阶段：丙酮酸乙酰CoA一.有氧分解(一).有氧分解的过程线粒体内TCA胞液G丙酮酸乙酰CoA线粒体内CO2+H2O∽SCoA22医学课件ppt丙酮酸脱氢酶系三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱羧酶（也叫丙酮酸脱氢酶）E2-硫辛酸乙酰基转移酶E3-二氢硫辛酸脱氢酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、COASH、FAD、NAD+、Mg2+催化酶：

这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。23医学课件ppt

OCH3-C-SLHS乙酰硫辛酸HSLHS24医学课件ppt3.第三阶段：三羧酸循环-乙酰CoA的彻底氧化分解(Tricarboxylicacidcycle--TCA循环)25医学课件ppt草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A三羧酸循环图26医学课件ppt(二).有氧分解小结1.能量的生成2.CO2的生成丙酮酸

乙酰辅酶A2*1=2异柠檬酸a-酮戊二酸2*1=2a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A2*1=26CO2反应步骤脱氢

电子传递磷酸化底物水平G丙酮酸2*1NADH2*1*2.5=52*2=4丙酮酸

乙酰辅酶A2*1NADH2*1*2.5=5TCA2*3NADH2*3*2.5=152*1=22*1FAD2H2*1*1.5=3286

生成:28+6=34,消耗:2,

净生成:34-2=32ATP27医学课件ppt3.H2O的生成4.脱氢又脱羧的酶异柠檬酸脱氢酶5.TCA是定向的柠檬酸合成酶定向,异柠檬酸脱氢酶限速,a-酮戊二酸脱氢酶定向6.总反应式C6H12O6+32ADP+32Pi+6O26CO2+32ATP+38H2O生成:2+2+6+2=12,消耗:柠檬酸合成,延胡索酸苹果酸琥珀酸辅酶A琥珀酸,共消耗2*1*3=6,净生成:12-6=628医学课件ppt1.有氧分解是生物普遍存在的途径2.有氧分解生物体获得能量的最有效方式生成:(G)32ATP/30ATP,(糖原)33ATP/31ATP能量利用率:32*30.5/2870*100%=34.0%(糖原)33*30.5/2870*100%=35.1%3.三羧酸循环是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽4.三羧酸循环是物质彻底氧化的最终途径5.三羧酸循环获得微生物发酵产品的途径柠檬酸(三).有氧分解的生物学意义29医学课件ppt柠檬酸发酵30医学课件ppt2.丙酮酸羧化酶(动,微)(四).草酰乙酸的来源1.苹果酸酶和苹果酸脱氢酶(动,植,微)苹果酸酶苹果酸脱氢酶NADPHNADP+CO2NAD+NADH+H+COOHC=OCH3COOHCHOHCH2COOHCOOHC=OCH2COOH31医学课件ppt3、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(植,微)H232医学课件ppt二、戊糖磷酸途径phosphopentosepathwayPPP

糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要途径，但不是唯一途径。实验研究也表明：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等，抑制3-P-甘油醛脱氢酶时,葡萄糖仍可以被消耗，这说明葡萄糖还有其它的代谢途径。许多组织细胞中都存在有另一种葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway,PPP），也称为磷酸己糖旁路（hexosemonophosphatepathway/shunt,HMP）。参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在细胞浆中，动物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。第五节磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway,PPP）33医学课件ppt一.磷酸戊糖途径的反应过程1.磷酸己糖氧化(G-6-P脱氢脱羧转化成5-磷酸核酮糖)。34医学课件ppt2.磷酸戊糖的异构35医学课件ppt3.基团转移(转酮及转醛)转酮:C5+C5=C7+C336医学课件ppt

CH2OHCOHOCHCHOHCHOHCHOHCH2OP+CHOCHOHCH2OPCH2OHCOHOCHCHOHCHOHCH2OP+CHOCHOHCHOHCH2OP转醛酶7-P-景天庚糖3-P-甘油醛6-P-F4-P-赤鲜糖转醛:C7+C3=C4+C637医学课件ppt转酮:C5+C4=C6+C3

CHOCHOHCHOHCH2OP+CH2OHCOHOCHCHOHCH2OHCH2OHCOHOCHCHOHCHOHCH2OP+CHOCHOHCH2OP转酮酶TPP4-P-赤鲜糖

5-磷酸木酮糖3-P-甘油醛6-P-F38医学课件pptCH2OHCOHOCHCHOHCHOHCH2OPCHOCHOHHOCHCHOHCHOHCH2OPCHOCHOHCH2OPCH2OPCOCH2OH+CH2OPCOHOCHCHOHCHOHCH2OPCH2OHCOHOCHCHOHCHOHCH2OPPi4.6-磷酸葡萄糖的生成39医学课件ppt磷酸戊糖途径的反应过程总图PPP40医学课件ppt二.磷酸戊糖途径的小结1.不必经过EMP和TCA途经,在上葡萄糖直接脱羧脱氢.2.脱氢酶的辅酶为NADP+.3.从糖原开始不消耗ATP.4.6-P-葡萄糖酸脱氢酶既脱氢又脱羧.5.中间物有C4,C5,C76.能量生成:29/30ATP7.总反应:6-P-G+6O2+30ADP+29Pi=6CO2+30ATP+35H2O41医学课件ppt三.磷酸戊糖途径的生理意义1.磷酸戊糖途径是生物普遍存在的途径2.提供大量的能量,仅次于有氧氧化3.提供生物合成的还原剂-NADPH4.提供核酸,辅酶合成的原料-核糖5.与植物光合作用有关-C3,C46.是戊糖分解的必经途径42医学课件ppt四.磷酸戊糖途径的调节1.限速酶肝脏中的各种戊糖途径的酶中以6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性最低，所以它是戊糖途径的限速酶，催化不可逆反应步骤。2.NADP+/NADPH比值的调节NADPH竞争性抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。机体内NAD+/NADH比NADP+/NADPH的比值要高几个数量级，前者为700，后者为0.014，这使NADHP可以进行有效的反馈抑制调控。只有NADPH在脂肪的生物合成中被消耗时才能解除抑制，再通过6-磷酸葡萄糖脱氢酶产生出NADPH。3.底物浓度非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸核糖过多时，可转化成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛进行酵解。43医学课件ppt许多微生物及植物能够利用乙酸作为唯一的碳源，发现这些生物机体中除有TCA循环外还有另一途经,此途经中其中间代谢物有乙醛酸故称乙醛酸循环。因此途经与TCA循环相联系，故又称TCA循环支路。第六节.三羧酸循环支路---乙醛酸循环一.乙醛酸循环的概念44医学课件ppt1.2CH3COOH+2ATP+2HSCoA2CH3COSCoA+2ADP+2Pi2.乙酰CoA+草酰乙酸柠檬酸3.柠檬酸异柠檬酸

CH2COOHCHCOOHHOCHCOOHCHOCOOHCH2COOHCH2COOH+异柠檬酸裂解酶5.CH3COSCoACHOCOOH+HOCHCOOHCH2COOH苹果酸合成酶6.

苹果酸草酰乙酸总反应:2乙酰CoA+琥珀酸2H2O+NAD++NADH+H+H2OHSCoA乙酰CoA合成酶+2HSCoA二.乙醛酸循环过程45医学课件ppt三羧酸循环与乙醛酸循环的关系乙酰辅酶A草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酸乙醛酸异柠檬酸裂解酶苹果酸合成酶46医学课件ppt三.乙醛酸循环的特点异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶1.两个关键酶2.有些微生物和动物不能利用乙酸作为营养物是因为它们体內无乙酰CoA合成酶3.葡萄糖可抑制异柠檬酸裂解酶的活性葡萄糖存在时进行TCA循环4.乙醛酸循环不是乙酰CoA的分解途径而是利用二碳合成四碳化合物.(琥珀酸)47医学课件ppt1.利用乙酸作为碳源提供能量(生成NADH).2.利用乙酸作为碳源合成糖,氨基酸,脂肪。3.利用脂肪合成糖（油料植物种子萌发）。4.提供TCA循环的中间产物.四.乙醛酸循环的生理意义48医学课件ppt第四节、糖的合成代谢G6-P-G6-P-F1-P-GUDPGP-蔗糖蔗糖果糖P-蔗糖合成酶蔗糖合成酶1-P-GUDPGUDPG焦磷酸化酶UDPUDPUDPG焦磷酸化酶PiPiUTPPPiUTPPPiP-蔗糖脂酶快途径慢途径第七节.糖的合成代谢一.蔗糖的合成（非光合作用）49医学课件ppt2.UDPG转G基酶系ATPADPUDPUTPUDPG1-P-GPPiGn(引物）

Gn+1UDPG焦磷酸化酶UDPG转G基酶3.ADPG转G基酶系ATPPPi1-P-GADPGADPGn(引物）Gn+1

二.淀粉的合成(一).直链淀粉的合成1.磷酸化酶1-P-G+Gn(引物）Gn+1+Pi50医学课件ppt（C4）O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O（C1）（C4）O-O-O-O-O（C1）+O-O-O-O-O-O-O-O（C1）

QO-O-O-O-O-O-O-O（C1）

O-O-O-O-O（C4）

Q酶+Q酶

α-1.6糖苷键（二）.支链淀粉的合成支链淀粉的合成是在直链淀粉合成的基础上合成的,直链淀粉在分枝酶(Q酶)的作用下形成α-1.6糖苷键。51医学课件ppt1.G6-P-G2.6-P-G1-P-G3.1-P-GUDPG4.UDPG+GnGn+1+UDP5.在分枝酶作用下分枝生成糖原。三.糖原的生成以葡萄糖或其它单糖为原料合成糖原的过程称为糖原的生成作用.糖原合成的场所是肝脏和肌肉细胞的细胞质中进行.52医学课件ppt四、糖异生（一）.糖异生的概念糖异生是指从非糖物质如丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等在肝脏中合成葡萄糖的过程。(葡萄糖-6-磷酸酶只在肝脏中存在)四.糖异生作用53医学课件ppt2.不可逆反应:6-P-F1.6-二P-F己糖激酶/葡萄糖激酶逆反应:6-P-GG+Pi逆反应:1.6-二P-F6-P-F+Pi

1.不可逆反应:G6-P-G葡萄糖磷酸酯酶磷酸果糖激酶磷酸果糖酯酶（二）、糖异生的途径糖异生过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。54医学课件ppt逆反应: