生物化学课件：4 糖代谢

MetabolismofCarbohydrates第四章

糖代谢同化作用与异化作用●同化作用：生物体从环境中摄取物质，经一系列的化学变化转变为自身的物质的过程称为同化作用。同化作用消耗能量。●异化作用：生物体内物质经一系列化学反应，最终变成排泄物的过程。异化作用产生能量。●合成代谢：生物体内由小分子物质转化成大分子物质的过程，属同化作用的范畴。●分解代谢：生物体内由大分子物质转变成小分子物质的过程，属异化作用的范畴。代谢包括同化作用和异化作用两方面的代谢过程。各类代谢间的关系

新陈代谢同化作用异化作用环境物质体内物质吸能反应放能反应生物大分子小分子体内物质环境物质能量代谢物质代谢分解代谢生物小分子大分子合成代谢糖的化学糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。糖的概念糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类:单糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)结合糖(glycoconjugate)葡萄糖(glucose)（已醛糖）果糖(fructose)（已酮糖）单糖——不能再水解的糖。半乳糖(galactose)（已醛糖）核糖(ribose)（戊醛糖）寡糖常见的几种二糖有：麦芽糖(maltose)：葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)：葡萄糖—果糖乳糖(lactose)：葡萄糖—半乳糖能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。多糖——能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有：淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)淀粉——是植物中养分的储存形式。淀粉颗粒α-1,4-糖苷键α-1,6-糖苷键糖原——是动物体内葡萄糖的储存形式。纤维素——作为植物的骨架。β-1,4-糖苷键结合糖——糖与非糖物质的结合物。糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。

常见的结合糖有：第一节

概述Introduction一、糖的主要生理功能是氧化供能糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源。

如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。作为机体组织细胞的组成成分。提供合成体内其他物质的原料。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。二、糖的消化吸收主要是在小肠进行糖的消化人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉为主。消化部位：

主要在小肠，少量在口腔。多糖和低聚糖的酶促降解A.胞外降解细胞外多糖和低聚糖胞外水解酶（淀粉酶、寡糖酶）B.胞内降解细胞内储备的糖原或淀粉磷酸化酶活化、水解转移酶去分枝酶断支链磷酸化酶活化、水解单糖主要是葡萄糖α、β-淀粉酶淀粉麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）α-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-临界糊精酶消化过程：

肠粘膜上皮细胞刷状缘口腔肠腔胰液中的α-淀粉酶食物中含有的大量纤维素，因人体内无

-糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。糖的吸收吸收部位：小肠上段

吸收形式：单糖

ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小肠粘膜细胞肠腔门静脉吸收机制：Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷状缘细胞内膜葡萄糖转运进入细胞这一过程依赖于葡萄糖转运体(glucosetransporter，GLUT)。三、糖代谢的概况小肠肠腔肠粘膜上皮细胞门静脉肝脏体循环SGLT各种组织细胞GLUT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糖代谢的主线第二节

糖的无氧分解Glycolysis在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵解(glycolysis)，亦称糖的无氧氧化(anaerobicoxidation)。糖酵解的反应部位：胞浆。一、糖无氧氧化反应过程分为酵解途径和乳酸生成两个阶段第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解途径(glycolyticpathway)。第二阶段：由丙酮酸转变成乳酸。糖酵解分为两个阶段：葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP

ADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸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磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖经酵解途径分解为两分子丙酮酸

哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。肝细胞中存在的是Ⅳ型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特点是：①对葡萄糖的亲和力很低；②受激素调控。这些特性使葡萄糖激酶在维持血糖水平和糖代谢中起着重要的生理作用。

6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖己糖异构酶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6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-1GluG-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6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)1,6-双磷酸果糖磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛缩酶(aldolase)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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛+磷酸丙糖的同分异构化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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶(phosphotrioseisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)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3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸NAD++2H=NADH+H+还原当量（reducingequivalent）一般是指以氢原子或氢离子形式存在的一个电子或一个电子当量。1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)

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磷酸烯醇式丙酮酸在以上反应中，底物分子内部由于脱氢或脱水，能量重新分布和聚集，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)

。1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶(enolase)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2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸（二）丙酮酸转变成乳酸反应中的NADH+H+

来自于上述第6步反应中的

3-磷酸甘油醛脱氢反应。丙酮酸乳酸乳酸脱氢酶(Lactatedehydrogenase,LDH)NADH+H+NAD+E1:己糖激酶

E2:6-磷酸果糖激酶-1

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+糖酵解小结反应部位：胞浆；糖酵解是一个不需氧的产能过程；反应全过程中有三步不可逆的反应：GG-6-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATP

PEP丙酮酸丙酮酸激酶产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从G开始2×2-2=2ATP从Gn开始2×2-1=3ATP终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢：分解利用

乳酸循环（糖异生）果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶变位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶变位酶除葡萄糖外，其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径。二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节关键酶①

己糖激酶②

6-磷酸果糖激酶-1③

丙酮酸激酶调节方式①别构调节②共价修饰调节

（一）6-磷酸果糖激酶-1对调节酵解途径的流量最重要变构调节别构激活剂：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P别构抑制剂：柠檬酸;ATP（高浓度）ATP对6-磷酸果糖激酶-1的调节：ATP结合位点调节效应活性中心底物结合部位（低浓度时）激活活性中心外别构调节部位（高浓度时）抑制2,6-双磷酸果糖是6-磷酸果糖激酶-1最强的变构激活剂；其作用是与AMP一起取消ATP、柠檬酸对6-磷酸果糖激酶-1的变构抑制作用。2,6-双磷酸果糖对6-磷酸果糖激酶-1的调节：F-6-PF-1,6-2PATPADPPFK-1磷蛋白磷酸酶PiPKAATPADPPi胰高血糖素ATPcAMP活化F-2,6-2P+++–/+AMP+柠檬酸–AMP+柠檬酸–PFK-2（有活性）FBP-2（无活性）6-磷酸果糖激酶-2PFK-2（无活性）FBP-2（有活性）PP果糖双磷酸酶-2配体（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点别构调节别构抑制剂：ATP,丙氨酸别构激活剂：1,6-双磷酸果糖共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi磷蛋白磷酸酶（无活性）（有活性）胰高血糖素PKA,CaM激酶PPKA：蛋白激酶A(proteinkinaseA)CaM：钙调蛋白（三）己糖激酶受到反馈抑制调节6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。胰岛素可诱导葡萄糖激酶基因的转录，促进酶的合成。

三、糖酵解的主要生理意义是在机体缺氧的情况下快速供能是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。①无线粒体的细胞，如：红细胞②代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞第三节

糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在机体氧供充足时，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：胞液及线粒体概念一、糖有氧氧化的反应过程包括糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化第一阶段：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）第四阶段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循环胞液线粒体具体案例糖酵解途径乳酸患儿病史、症状体征患儿3岁，曾有一个妹妹在幼儿期死亡。父母为近亲结婚。患儿的身高和体重正常，但头围属于小颅范围。体检发现患儿的视神经严重萎缩，语言功能比同龄儿童较低下。患儿反射过强和极度过敏，步态共济失调严重，肌张力过弱。父母在她出生后一直为她治疗广泛的神经性疾病。具体案例患儿病史、症状体征患儿3岁，曾有一个妹妹在幼儿期死亡。父母为近亲结婚。患儿的身高和体重正常，但头围属于小颅范围。体检发现患儿的视神经严重萎缩，语言功能比同龄儿童较低下。患儿反射过强和极度过敏，步态共济失调严重，肌张力过弱。父母在她出生后一直为她治疗广泛的神经性疾病。进一步实验室检查结果：

血浆丙氨酸↑、丙酮酸浓度↑、乳酸↑尿液检出丙氨酸、丙酮酸、乳酸

血清碳酸氢盐含量低。具体案例Part1：PBL学习法介绍

1.大脑主要利用什么途径进行氧化供能？

2.造成患儿大脑功能受损及广泛的神经性疾病的原因？

3.如果丙酮酸不能转变为乙酰CoA，那么在大脑以外其他组织乙酰CoA还有哪些来源？

4.如何解释丙氨酸从尿中排泄增加？

5.如何解释血清乳酸增加？

6.如何解释血清碳酸氢盐浓度低？

问题大脑主要利用葡萄糖有氧氧化途径供能，此途径任何一处中断，都会使大脑ATP严重下降，影响大脑功能

利用血液检测指标推测病因，试作出诊断Part1：PBL学习法介绍（一）葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脱氢酶复合体总反应式:（二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸脱氢酶复合体的组成E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL酶辅酶丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程：1.丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP，由丙酮酸脱氢酶催化(E1)。2.由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3.二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。4.二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给FAD。5.在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将FADH2上的H转移给NAD+，形成NADH+H+。CO2CoASHNAD+NADH+H+5.

NADH+H+的生成1.

-羟乙基-TPP的生成

2.乙酰硫辛酰胺的生成3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成

糖有氧氧化的反应过程包括糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化第一阶段：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）第四阶段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循环胞液线粒体三羧酸循环(TricarboxylicAcidCycle,TAC)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，它由一连串反应组成。二、三羧酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统概述反应部位：线粒体糖原三酯酰甘油蛋白质葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATCA循环2H呼吸链H2OADP+PiATPCO2*营养物在生物体内氧化的一般过程在真核生物，TCA循环在线粒体中进行，与呼吸链在功能和结构上相偶联。

三羧酸循环的概念及其发现史ConceptandScientificHistoryofTricarboxylicAcidCycleTCA循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统TCA循环是一个由一系列酶促反应构成的循环反应系统，在该反应过程中，首先由乙酰CoA（主要来自于三大营养物质的分解代谢）与草酰乙酸缩合生成含3个羧基的柠檬酸（citricacid），再经过4次脱氢、2次脱羧，生成4分子还原当量（reducingequivalent）和2分子CO2，重新生成草酰乙酸的这一循环反应过程称为三羧酸循环。三羧酸循环也称为柠檬酸循环（citricacidcycle），这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。HansKrebs创立了“TCA循环”学说1937年，HansKrebs利用鸽子胸肌（这块肌肉在飞行中有相当高的呼吸频率，因此特别适合于氧化过程的研究）的组织悬液，测定了在不同的有机酸作用下，丙酮酸氧化过程中的耗氧率，首次提出在动物组织中丙酮酸氧化途径的假说。AlbertSzent-Gyorgyi等已经发现动物肌肉组织中某些4碳二羧酸（琥珀酸、延胡索酸、苹果酸和草酰乙酸）能刺激氧的消耗。Krebs证实了这项发现，并且发现它们也可刺激丙酮酸的氧化过程。而且他还发现肌肉中丙酮酸的氧化还可被6碳三羧酸，如柠檬酸、顺乌头酸和异柠檬酸及5碳的α-酮戊二酸激活。上述有机酸的激活效应是显著的，任何一种这些有机酸的增加，甚至是很少量的增加都能大大激活丙酮酸的氧化过程。Krebs的第二项重大发现是观察到丙二酸对丙酮酸有氧氧化的抑制作用。丙二酸是琥珀酸的类似物，是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，在肌肉悬浮液中，无论加入上述哪一种有机酸，只要丙二酸存在，丙酮酸的有氧氧化过程就会被抑制。这表明在涉及丙酮酸氧化的酶促反应中，琥珀酸和琥珀酸脱氢酶必定是很关键的成分。Krebs进一步发现，当用丙二酸去抑制肌肉组织悬液中的丙酮酸的有氧氧化时，在这个悬液介质中就会有柠檬酸、α-酮戊二酸和琥珀酸的积累，这表明柠檬酸和α-酮戊二酸通常为琥珀酸的前体。

从这些简单的实验和逻辑推理中，Krebs假定他所称的柠檬酸循环是肌肉中碳水化合物氧化的主要途径。柠檬酸循环也称TCA循环，因为在Krebs提出这个循环假说的若干年以后，还不确定柠檬酸或者一些其它的三羧酸，例如异柠檬酸是否是由丙酮酸和草酰乙酸反应所形成的第一个产物。自Krebs提出TCA循环的假设后，研究发现该循环不仅在肌肉组织中起作用，而且在需氧动物和植物的所有组织中，以及许多需氧微生物中均发挥着功能。TCA循环最初只是建立在实验基础上的假说。随后，在体外对参与循环中酶的研究证实并阐明了该循环的细节。但是这些酶是否在完整的活细胞的循环中真正发挥功能？细胞内该循环的效率是否足以解释动物组织中葡萄糖氧化的效率？这些问题已经通过用同位素标记的代谢物研究（如丙酮酸或乙酸酯分子中特定碳原子的13C或14C标记等同位素示踪实验），证实TCA循环确实以很高的效率在活细胞中存在。现在TCA循环已被公认为是营养物分解代谢的必经途径。（一）TCA循环由8步代谢反应组成乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应琥珀酸脱氢生成延胡索酸延胡索酸加水生成苹果酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①柠檬酸合酶②顺乌头酸梅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⑴柠檬酸的合成：O=C-COOHCH3CH2COOHCH2

+C=OHO-C-COO-COOHSCoACH2COOH

草酰乙酸乙酰辅酶A柠檬酸柠檬酸合成酶H2OCoA-SH反应不可逆⑵异柠檬酸的生成

COO-

COO-COO-CH2

CHH-C-OH-OOC-C-OH

-OOC-C-OOC-C-H

CH2

CH2CH2COO-

COO-

COO-

柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸H2OH2O⑶第一次氧化脱羧生成α-酮戊二酸：

COO-COO-

H-C-OH

C=O

-OOC-C-HCH2

CH2

CH2COO-COO-

异柠檬酸α-酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H+CO2Mg2+反应不可逆⑷第二次氧化脱羧生成琥珀酰CoA:COO-

O=C～SCoA

C=OCH2CH2CH2CH2COO-COO-α-酮戊二酸琥珀酰CoA

α-酮戊二酸脱氢酶复合体NAD+CoA-SHNADH+H+CO2反应不可逆⑸底物水平磷酸化：琥珀酰-CoA合成酶催化O=C～SCoACOO-CH2CH2CH2

CH2COO-COO-琥珀酰-CoA琥珀酸TAC中唯一的底物水平磷酸化反应，产生GTP。琥珀酰-CoA合成酶GDP+PiGTP+CoA⑹琥珀酸脱氢生成延胡索酸:CH2-COO-

HC-COO-CH2-COO-

-OOC-CH

琥珀酸延胡索酸琥珀酸脱氢酶FADFADH2

⑺苹果酸的生成：

HC-COO-HO-CH-COO-

-OOC-CHCH2-COO-

延胡索酸苹果酸延胡索酸酶H2O⑻草酰乙酸的再生成：

HO-CH-COO-

O=C-COOHCH2-COO-CH2-COO-

苹果酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶NAD+NADH+H+

小结：三羧酸循环的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。TAC过程的反应部位是线粒体。CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①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GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶目录2CO24×2[H]总结：1次TCA循环生成2分子CO2在TCA循环反应过程中，从2个碳原子的乙酰CoA与4个碳原子的草酰乙酸缩合成6个碳原子的柠檬酸开始，反复地脱氢氧化。TCA循环中通过脱羧方式生成CO2。1个二碳单位进入TCA后，有2次脱羧反应，生成2分子CO2，这是体内CO2的主要来源。TCA循环过程中，共有4次脱氢，其中3次脱氢由NAD+接受，1次由FAD接受。TCA循环本身每循环一次只能以底物水平磷酸化生成1个ATP。TCA循环总反应式：CH3CO~SCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O↓2CO2+3NADH+3H++FADH2+HS~CoA+GTPTCA循环过程中共有4次脱氢一次底物水平磷酸化、二次脱羧基反应、三个关键酶、四次脱氢反应来归纳三羧酸循环TCA循环的中间产物本身并无量的变化TCA循环的中间产物包括草酰乙酸在内起着催化剂的作用，本身并无量的变化。不可能通过TCA直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或其他中间产物；同样，这些中间产物也不可能直接在TCA循环中被氧化生成CO2和H2O。TCA循环中的草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧化，也可通过苹果酸脱氢产生。无论何种来源，其最终来源是葡萄糖。TCA循环受底物、产物和关键酶活性调节TCA循环的速度和流量主要受３种因素的调控：底物的供应量催化循环最初几步反应的酶的反馈别构抑制产物堆积的抑制作用TCA循环中有３个关键酶TCA循环中催化３个不可逆反应的酶：柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸苹果酸NADHFADH2GTPATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸合酶

α-酮戊二酸脱氢酶复合体–ATP

+ADP

ADP

+ATP

–柠檬酸

琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH

+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影响②产物堆积引起抑制③循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶④其他，如Ca2+可激活许多酶三羧酸循环的调节TCA循环与上游和下游反应协调在正常情况下，（糖）酵解途径和TCA循环的速度相协调；氧化磷酸化的速率对TCA循环的运转也起着非常重要的作用。TCA循环中的多种酶以复合体形式存在于线粒体TCA循环中的酶在线粒体中是以多种酶组成的复合体形式存在，这种酶复合体被称为代谢区室（metabolons），它在细胞内能够有效地将代谢中间产物从一种酶传递给另一种酶。这些复合体具有高效介导中间产物流通的功能，因此也可影响代谢的速率。糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在机体氧供充足时，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：胞液及线粒体

酵解（细胞质）氧化磷酸化

（线粒体）

三羧酸循环的生理意义

PhysiologicSignificanceofTricarboxylicAcidCycleTCA循环是一条“两用代谢途径”TCA循环在大多数生物中是分解代谢途径;多种生物合成途径也利用TCA循环的中间产物作为合成反应的起始物。（一）TCA循环参与合成和分解途径的组成TCA中间产物（二）TCA循环中间产物是合成糖、脂肪酸和氨基酸的前体1.TCA循环中间产物可以异生为糖草酰乙酸异生为葡萄糖氨基酸乙酰CoA2.TCA循环中间产物可为脂酸合成提供原料合成脂酸柠檬酸-丙酮酸循环α-酮戊二酸+NH4+3.TCA循环中间产物可为非必需氨基酸合成提供碳架谷氨酸谷氨酸脱氢酶NADH+H+NAD+（三）添补反应补充TCA循环中间产物参与其他代谢途径而消耗的TCA循环中间产物必须及时补充，才能保持TCA循环顺利进行。这类反应被称为添补反应（anapleroticreaction）。最重要的添补反应是由丙酮酸羧化酶催化的，从丙酮酸生成草酰乙酸的反应。丙酮酸+CO2草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATPADP+Pi乙酰CoA是丙酮酸羧化酶的激活剂；TCA循环中的酶促反应可以将草酰乙酸转变为其他中间产物；此外，可由别的途径生成一些中间产物，如：奇数碳链脂肪酸琥珀酰CoA某些氨基酸α-酮戊二酸、草酰乙酸表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。实际上：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，TAC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。机体糖供不足时，可能引起TAC运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰CoA进入TAC氧化分解。草酰乙酸草酰乙酸脱羧酶丙酮酸CO2苹果酸苹果酸酶丙酮酸CO2NAD+NADH+H+所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。草酰乙酸柠檬酸柠檬酸裂解酶乙酰CoA丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2苹果酸苹果酸脱氢酶NADH+H+NAD+天冬氨酸谷草转氨酶α-酮戊二酸

谷氨酸草酰乙酸的来源如下：TCA循环在3大营养物质代谢中具有重要生理意义（一）TCA循环是三大营养物质的最终代谢通路（二）TCA循环是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽H++e

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、2.5ATP

[O]H2O、1.5ATP

FADH2[O]三、糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式根据P/O值：每消耗1摩尔原子氧所消耗的无机磷酸的摩尔数反应辅酶最终获得ATP第一阶段（胞浆）葡糖糖→6-磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×苹果酸→2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一个葡糖糖总共获得30或32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。四、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求关键酶①

酵解途径：②丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体③

三羧酸循环：己糖激酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶复合体的调节别构调节别构抑制剂：乙酰CoA；NADH；ATP别构激活剂：AMP；ADP；NAD+乙酰CoA/HSCoA

或NADH/NAD+

时，其活性也受到抑制。这两种情况见于饥饿、大量脂酸被动员利用时，这时糖的有氧氧化被抑制，大多数组织器官利用脂酸作为能量来源以确保脑等重要组织对葡萄糖的需要。

共价修饰调节乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸苹果酸NADHFADH2GTPATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体–ATP

+ADP

ADP

+ATP

–柠檬酸

琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH

+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影响②产物堆积引起抑制③循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶④其他，如Ca2+可激活许多酶三羧酸循环的调节有氧氧化的调节特点⑴有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。⑵ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。⑶氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。⑷三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。2ADPATP+AMP腺苷酸激酶体内ATP浓度是AMP的50倍，经上述反应后，ATP/AMP变动比ATP变动大，有信号放大作用，从而发挥有效的调节作用。有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞内ATP/ADP或ATP/AMP比率的影响，因而能得以协调。五、巴斯德效应是指糖有氧氧化抑制糖酵解的现象概念机制有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸;缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。巴斯德效应(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的现象。第四节

葡萄糖的其他代谢途径

OtherMetabolismPathwaysofGlucose概念磷酸戊糖途径(pentosephosphatepathway)是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及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。一、磷酸戊糖途径生成NADPH和磷酸戊糖细胞定位：胞液

第一阶段：氧化反应（一）磷酸戊糖途径的反应过程分为两个阶段反应过程可分为二个阶段:

第二阶段：非氧化反应生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。包括一系列基团转移。6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖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

HCOHCH2OHCO6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯1．6-磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖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+。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2第二阶段反应的意义就在于通过一系列基团转移反应，将核糖转变成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而进入酵解途径。因此磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路（pentosephosphateshunt）。2．经过基团转移反应进入糖酵解途径5-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖C55-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C3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+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2总反应式:3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2磷酸戊糖途径的特点:脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖。一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。（二）磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节6-磷酸葡萄糖脱氢酶此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。因此，磷酸戊糖途径的流量取决于NADPH的需求。

（三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成NADPH和5-磷酸核糖2．提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应1．为核酸的生物合成提供核糖（1）NADPH是体内许多合成代谢的供氢体；（2）NADPH参与体内羟化反应；（3）NADPH还用于维持谷胱甘肽(glutathione，GSH)的还原状态。氧化型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽

还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可以保护一些含-SH基的蛋白质或酶免受氧化剂尤其是过氧化物的损害。在红细胞中还原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）有遗传缺陷者在食用青鲜蚕豆或接触蚕豆花粉后皆会发生急性溶血性贫血症――蚕豆病致病机制尚未十分明了。G-6-PD有保护正常红细胞免遭氧化破坏的作用，已知有遗传缺陷的敏感红细胞，因G6PD的缺陷不能提供足够的NADPH以维持还原型谷胱甘肽（GSH）的还原性（抗氧化作用），在遇到蚕豆种某种因子后更诱发了红细胞膜被氧化，产生溶血反应。新鲜蚕豆是很强的氧化剂，当G-6-PD缺乏时则红细胞被破坏而致病。常因食用蚕豆、服用或接触某些药物、感染等诱发血红蛋白尿、黄疸、贫血等急性溶血反应二、糖醛酸途径可生成葡萄糖醛酸反应过程：6-磷酸葡萄糖↓1-磷酸葡萄糖↓UDPG↓UDPGA↓1-磷酸葡萄糖醛酸↓葡萄糖醛酸L-古洛糖酸↓L-木酮糖↓木糖醇↓D-木酮糖↓5-磷酸木酮糖↓磷酸戊糖途径对人类而言，糖醛酸途径的主要生理意义在于生成活化的葡萄糖醛酸，即UDPGA。葡萄糖醛酸是组成蛋白聚糖的糖胺聚糖，如透明质酸、硫酸软骨素、肝素等的组成成分。葡萄糖醛酸在生物转化过程中参与很多结合反应。生理意义：三、多元醇途径可生成木糖醇、山梨醇等葡萄糖代谢过程中可生成一些多元醇，如木糖醇(xylitol)、山梨醇(sorbitol)等，所以被称为多元醇途径(polyolpathway)。但这些代谢过程局限于某些组织，对整个葡萄糖代谢所占比重极少。第五节

GlycogenesisandGlycogenolysis糖原的合成与分解非还原端：多个还原端非还原端

（4位有自由羟基）形状：树枝状分子量：100～1000万还原端：一个糖原的结构特点糖原的分布肝糖原：

含量可达肝重的5%(总量为90-100g)肌糖原：

含量为肌肉重量的1～2%(总量为200-400g)返回

部位：肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中一.糖原合成代谢主要在肝和肌肉中进行

定义：由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成(glycogenesis)。

单糖:

葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖ATPADP

葡萄糖激酶Mg2+葡萄糖(glucose)6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)葡萄糖+ATP6-磷酸葡萄糖+ADP6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)尿苷二磷酸葡萄糖的生成1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)UTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(uridinediposphateglucose)PPiUDPG焦磷酸化酶UTP+1-磷酸葡萄糖UDPG+PPiH2O2PiUDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)糖原引物(Gn)(glycogenprimer)糖原合酶糖原(Gn+1)(glycogen)UDP分支酶催化糖原不断形成新分支链糖原引物糖原合酶分枝酶糖原合成的限速酶12-18G糖原合成图

消耗能量需要引物非还原端葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原(1→4和1→6葡萄糖单位)6-磷酸葡萄糖ATPADPUDPGUTPPPi糖原(1→4葡萄糖单位)糖原引物UDP返回分支酶二.肝糖原分解产物---葡萄糖可补充血糖

部位肝脏

产物葡萄糖

糖原分解是指糖原分解为葡萄糖的过程。糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖磷酸化酶糖原分解的限速酶糖原Gn糖原Gn-1H3PO41-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)Gn+H3PO41-磷酸葡萄糖+Gn-1Pi作用于非还原性末端1-磷酸葡萄糖磷酸化酶脱支酶的作用GG-1-PPi脱支酶具有双重作用:α-1,4-糖基转移酶α-1,6-糖苷酶脱支酶脱支酶1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖葡萄糖(glucose)6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)H3PO4H2O葡萄糖-6-磷酸酶（肝）6-磷酸葡萄糖+H2O

葡萄糖+H3PO4

脑与肌肉中缺乏此酶糖原分解图糖原Gn+11-磷酸葡萄糖PiGn磷酸化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖H2OPi葡萄糖-6-磷酸酶糖分解代谢糖原的合成与分解图葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原Gn+1UDP糖原引物GnUDPGUTPPPiATPADP6-磷酸葡萄糖ATPADPPiGnH2OPi糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1

UDPG-6-PG糖原合成酶

磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n

Pi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n

肝糖原与肌糖原比较

肝糖原肌糖原贮量

90-100g200-500g

≤5%1-2%合成原料单糖/非糖物质葡萄糖分解产物葡萄糖乳酸功能维持血糖浓度满足剧烈运动时的相对恒定肌肉对能量的需要消耗餐后12-18h

剧烈运动后

返回糖原合成酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶三.糖原合成与分解受到彼此相反的调节糖原合成关键酶糖原分解关键酶糖原合成酶糖原合成酶P无活性有活性Ｐ有活性无活性

ATP

cAMP+PPi内在蛋白质的磷酸化作用改变细胞的生理过程细胞膜细胞膜cR蛋白激酶（无活性）c+RcAMP蛋白激酶（有活性）受体环化酶激素G蛋白非磷酸化蛋白激酶ATPADP磷酸化蛋白激酶三.糖原合成与分解受到彼此相反的调节激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图共价修饰

激素对肝糖原合成与分解的调控意义：由于酶的共价修饰反应是酶促反应，只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。肾上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶（无活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶（无活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶b（无活性）磷酸化酶a（活性）6、糖原6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖葡萄糖血液肾上腺素或胰高血糖素132102104106108葡萄糖ATPADPATPADP456胰高血糖素

和肾上腺素

对糖原合成

与分解的调节胰高血糖素、肾上腺素腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶+ATPcAMP+蛋白激酶蛋白激酶+糖原合酶糖原合酶+磷酸化酶b激酶磷酸化酶b激酶+磷酸化酶b磷酸化酶a+糖原分解加强糖原合成下降级联放大效应返回

别构调节G是别构效应物

磷酸化酶（a）变构的酶易受磷蛋白磷酸酶催化而脱磷酸化，失活

同时，磷蛋白磷酸酶使糖原合成酶脱磷酸化而活性

表现为：G，糖原合成，糖原分解

肝糖原合成与分解的调节血糖升高时肌糖原合成与分解合成：同肝糖原分解：与肝糖原不同，糖原

G-6-P糖酵解途径，三碳途径葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，而不存在于肌中。所以只有肝和肾可补充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。调节：肾上腺素为主

AMP：别构激活磷酸化酶-bATP及G-6-P：抑制磷酸化酶-bG-6-P：别构激活糖原合成酶调节小结:双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。双重调节：别构调节和共价修饰调节。肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。关键酶调节上存在级联效应。关键酶都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。

四、糖原积累症是由先天性酶缺陷所致糖原累积症(glycogenstoragediseases)是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。

型别缺陷的酶受害器官糖原结构Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、肾正常Ⅱ溶酶体α1→4和1→6葡萄糖苷酶所有组织正常Ⅲ脱支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖链短Ⅳ分支酶缺失所有组织分支少，外周糖链特别长Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌肉正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝正常Ⅶ肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、红细胞正常Ⅷ肝脏磷酸化酶激酶缺陷脑、肝正常糖原积累症分型第六节

糖异生Gluconeogenesis糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。部位：原料：概念：主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。一、糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应过程：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；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磷酸烯醇式丙酮酸糖异生途径(gluconeogenicpathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路变为磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）草酰乙酸转运出线粒体：出线粒体苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸

出线粒体天冬氨酸草酰乙酸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线粒体胞液糖异生途径所需NADH+H+的来源：糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛时，需要NADH+H+。由乳酸为原料异生糖时，NADH+H+由下述反应提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+由氨基酸为原料进行糖异生时，NADH+H+则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的β-氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。苹果酸线粒体苹果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞浆（二）1,6-双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖双磷酸酶（三）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶在以上反应过程中，作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环被称为底物循环(substratecycle)。当两种酶活性相等时，就不能将代谢向前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因而又称为无效循环(futilecycle)。而在细胞内两酶活性不完全相等，使代谢反应仅向一个方向进行。6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1

果糖双磷酸酶-1ADPATPPi6-磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶己糖激酶ATPADPPiPEP

丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADPATPCO2+ATPADP+PiGTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi+CO2非糖物质进入糖异生的途径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2H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、糖异生的调节通过对2个底物循环的调节与糖酵解调节彼此协调酵解途径与糖异生途径是方向相反的两条代谢途径。如从丙酮酸进行有效的糖异生，就必须抑制酵解途径，以防止葡萄糖又重新分解成丙酮酸；反之亦然。这种协调主要依赖于对这两条途径中的两个底物循环进行调节。

（一）第一个底物循环在6-磷酸果糖与1，6-双磷酸果糖之间进行6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖双磷酸酶-12,6-双磷酸果糖AMP（二）在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行第二个底物循环PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶1,6-双磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸三、糖异生的生理意义主要在于维持血糖水平恒定（一）维持血糖水平的恒定是糖异生最主要的生理作用空腹或饥饿时，依赖氨基酸、甘油等异生成葡萄糖，以维持血糖水平恒定。正常成人的脑组织不能利用脂酸，主要依赖葡萄糖供给能量；红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获得能量；骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行糖酵解。这样，即使在非饥饿状况下，机体也需消耗一定量的糖，以维持生命活动。此时这些糖全部依赖糖异生生成。糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。乳酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与运动强度有关。而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和甘油。（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径三碳途径：指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。长期饥饿或禁食时，肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。发生这一变化的原因可能是饥饿造成的代谢性酸中