物质代谢及其调节2课件

NAD+NADH+H+NADH+HNADNADH

+

H++GDP+PiGTPFADH2FAD+NAD+CO2H2OCO2乙酰CoA(1)(6)(7)(8)(9)(4)(5)(2)柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸HO2(1)柠檬酸合酶(2)(3)顺乌头酸酶(4)异柠檬酸脱氢酶(5)α-酮戊二酸脱氢酶复合体(6)琥珀酰CoA合成酶(7)琥珀酸脱氢酶(8)延胡索酸酶(9)苹果酸脱氢酶三羧酸循环H2OHSCoAHSCoAHSCoA一次底物水平磷酸化H2OH2O二次脱羧反应三个不可逆反应四次脱氢反应1234第四节磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（磷酸戊糖旁路）NADPH22CO磷酸戊糖途径胞浆磷酸戊糖——磷酸核糖，为代表性中间产物。旁路——糖酵解在磷酸己糖处分出的新途径。反应过程第一阶段（氧化反应）

磷酸戊糖的生成第二阶段（非氧化反应）

基团转移反应转酮醇酶反应转醛酮酶反应第一阶段磷酸戊糖的生成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NADPH+H+NADP+6-磷酸葡萄糖脱氢酶H2ONADPH+H+NADP+CO2OC—OHC—OHHO-CHC—OHC———C—HHHHH2POC＝

OC—OHHO-CHC—OHC———C—HHHHH2PCOO-C—OHHO-CHC—OHC—OHC—HHHH2PPC—OHC＝

OC—OHC—OHCH2O—HHHHPC＝

OC—OHC—OHC—OHCH2O—HHHNADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2H2OG-6-P6-P-G酸内酯6-P-G酸5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖G-6-PDG-6-PDPC＝

OC—OHC—OHC—OHCH2O—HHHPC＝

OC—OHCH2O—HHPC—HC—OHC—OHC—OHCH2O—HOHHCH2OHC＝

OHH

C＝

OC—OHC—OHPCH2O—HHPC—OHC—OHCH2O—HHCH2OHC＝

OHH

O-C—H+++5-磷酸核糖C＝OPCH2OHHOCHC—OHCH2O—H5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛转酮醇酶PCH2OHC＝

OC—OHC—OHCH2O—HH5-磷酸核酮糖4-磷酸赤藓糖F-6-P转醛醇酶H

C＝

OC—OHC—OHPCH2O—HH4-磷酸赤藓糖C＝OPCH2OHHOCHC—OHCH2O—H5-磷酸木酮糖PC—OHC—OHCH2O—HHCH2OHC＝

OHH

O-C—HPC＝

OC—OHCH2O—HH++F-6-P3-磷酸甘油醛转酮醇酶反应过程5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖6-磷酸葡萄糖糖酵解6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖NADP+NADPH+H+CO27-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖氧化反应(脱氢脱碳)非氧化反应(基团转移)3×(G-6-P)+6NADP+2×(F-6-P)+3-磷酸甘油醛+

6NADPH+6H++3CO23-磷酸甘油醛6-磷酸果糖5-磷酸木酮糖磷酸戊糖途径的特点⑴脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。⑵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。⑶反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖。⑷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+。磷酸戊糖途径的调节限速酶：

6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G-6-PD）NADPH/NADP+

生理意义(一)为核酸的生物合成提供核糖

磷酸核糖用于DNA、RNA的合成；(二)提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应体内多种合成代谢的供氢体参与体内羟化反应维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态临床讨论病史：

半个月内有食新鲜蚕豆史，患病前1～2天内有取新鲜蚕豆或接触蚕豆花粉史。

临床表现：（1）早期症状：有全身不适，畏寒，低热，头晕，无力，食欲减低，恶心呕吐，腹泻，发热，一般持续2～3天。（2）严重者可迅速出现高度贫血、巩膜轻度或中度黄染，尿色如浓茶水或酱油色。更重出现全身衰竭、血压下降，烦躁不安，少尿或无尿等急性循环衰竭和急性肾功能衰竭的表现。（3）肝肿大，少数可见脾肿大，面色苍白或苍黄，呼吸急促，重者见抽搐、昏迷，并出现病理反射。蚕豆病发病机制：体内缺乏6-P-葡萄糖脱氢酶，而蚕豆中含有蚕豆嘧啶、蚕豆嘧啶核苷、多巴、多巴核苷等具有氧化作用物质，可使G-6-PD缺陷患者中的红细胞GSH降低引发溶血。流行病学：为X染色体不完全显性遗传，故男：女＝7：1；每后五月为高发季节；两湖两广云贵川较多发病治疗：治疗上输血、输注洗涤红细胞常是抢救的关键，可一次或多次输注第五节糖原的合成与分解糖原的合成代谢糖原的分解代谢糖原合成与分解的调节糖原累积症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，180~300g，主要供肌肉收缩所需肝脏：肝糖原，70~100g，维持血糖水平糖原(glycogen)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。3.每条链都终止于一个非还原端.非还原端增多，以利于其被酶分解。糖原的结构特点及其意义目录糖原核心α-

1，4糖苷键α-

1，6糖苷键α-

1，4糖苷键α-

1，6糖苷键一、糖原的合成代谢

（二）合成部位（一）定义糖原的合成(glycogenesis)

指由葡萄糖合成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆葡萄糖ATPADPG-6-P

G-1-PUDPG焦磷酸化酶UTPPPiUDPG糖原引物GnUDPATPADP

糖原Gn

＋1分枝酶糖原糖原合酶糖原的合成葡萄糖激酶糖原合成反应的特点

UDPG是活性葡萄糖基的供体，其生成过程利用ATP生成UTP，焦磷酸水解损失1个高能磷酸键。糖原引物上每加上一个葡萄糖，需要消耗2个高能磷酸键。糖原的合成代谢糖原合酶(关键酶)

：只能促成α-1，4-糖苷键，在该酶作用下，糖链只能延长，不能形成分支。分支酶：可将一段糖链，约6-7个葡萄糖基转移到邻近的糖链上，以α-1，6-糖苷键相接，从而形成分支。

分支的形成不仅可增加糖原的水溶性，更重要的是可增加非还原端数目，以便磷酸化酶能迅速分解糖原。

二、糖原的分解代谢*定义*亚细胞定位：胞浆

糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。77磷酸化酶(别构酶)

ATP抑制-AMP激活

+

H3PO4肝糖元的分解α-1，4糖苷键α-

1，6糖苷键糖原核心糖原核心G-1-P

+脱支酶1G糖原核心磷酸化酶+H3PO4G-1-P转移酶糖原核心糖原的分解代谢

糖原磷酸化酶：只能分解α-1，4-糖苷键，使非还原端上G磷酸化后脱落，距分枝4个G单位时停止。

脱支酶：具有两种酶的活性：葡聚糖转移酶：将3个葡萄糖基转移到邻近糖链的末端，以α-1，4-糖苷键相连；α-1，6-葡萄糖苷酶：将以α-1，6-糖苷键与糖链形成分支的葡萄糖基水解成游离葡萄糖糖原的分解代谢G（肝、肾）G-1-PG-6-PPi糖原（Gn）糖酵解或有氧氧化（肌肉）葡萄糖-6-磷酸酶Pi糖原磷酸化酶脱支酶⑵G-6-P的代谢去路G（补充血糖）G-6-P

F-6-P（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

6-磷酸葡萄糖酸内酯（进入磷酸戊糖途径）

葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛酸途径）小结⑴反应部位：胞浆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nPi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n糖原的合成与分解的调节合成与分解不是简单的可逆反应关键酶：合成途径——糖原合酶分解途径——磷酸化酶调节方式：共价修饰和变构调节生理性调节：激素（胰高血糖素与胰岛素）共价修饰调节

磷酸化酶:磷酸化酶a（磷酸型）：有活性磷酸化酶b（去磷酸）：无活性

糖原合酶：

糖原合酶a：有活性糖原合酶b：磷酸化，无活性。糖原合成与分解的调节腺苷环化酶（无活性）腺苷环化酶（有活性）

激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体ATPcAMPPKA(无活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶

糖原合酶-P

PKA(有活性)

磷酸化酶b磷酸化酶a-P

磷酸化酶b激酶-P

Pi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1––

–磷蛋白磷酸酶抑制剂-P

磷蛋白磷酸酶抑制剂PKA（有活性）

③调节有级联放大作用，效率高；①两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；②此调节为酶促反应，调节速度快；④受激素调节。1.

共价修饰调节2.

别构调节磷酸化酶二种构像——紧密型(T)和疏松型(R)，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共价修饰调节。*葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。磷酸化酶a(R)[疏松型]磷酸化酶a(T)[紧密型]葡萄糖肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同*在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调节，而肌肉主要受肾上腺素调节。*肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖♁♁

调节小结②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。③双重调节：别构调节和共价修饰调节。⑤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。④关键酶调节上存在级联效应。①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。糖原累积症(glycoge