生物化学课件-糖代谢

第八章糖代谢本章简介本章习题要点回顾掌握内容讲授2021/3/29星期一1第八章糖代谢本章主要介绍生物体内糖的新陈代谢——分解代谢和合成代谢，伴随物质代谢进行能量代谢。重点掌握糖的主要分解代谢途径——糖酵解、三羧酸循环、葡糖异生作用；重点掌握糖原的降解与生物合成；重点掌握糖代谢中的调节酶。了解戊糖磷酸途径、乙醛酸循环。2021/3/29星期一2第八章糖代谢一、糖代谢总论二、糖的分解代谢（1）糖酵解作用（2）丙酮酸去路

（3）柠檬酸循环（4）戊糖磷酸途径（5）葡糖异生作用（6）乙醛酸途径三、葡聚糖（糖原、淀粉）的代谢（1）糖原的降解（2）糖原的生物合成（3）淀粉的水解（4）淀粉的生物合成

2021/3/29星期一3

新陈代谢的概念:生物体与外界环境进行物质交换和能量交换的全过程.新陈代谢

合成代谢（同化作用）

分解代谢（异化作用）生物小分子合成为生物大分子需要能量释放能量生物大分子分解为生物小分子能量代谢物质代谢2021/3/29星期一4一、糖代谢总论糖代谢包括分解代谢和合成代谢。动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程2021/3/29星期一5糖酵解作用——无氧降解Ⅰ.糖酵解概念与反应过程Ⅱ.糖酵解作用的调控Ⅲ.糖酵解作用的能量计算二、糖的分解代谢糖代谢为生物体提供重要的碳源和能源，糖的分解代谢是生物体的取能方式，实质上是糖的氧化作用2021/3/29星期一6Ⅰ.糖酵解作用(glycolysis)（Embden

MeyerhofParnas

EMP）概念与反应过程（一）概念：在无氧的条件下，葡萄糖或糖原分解成丙酮酸，并释放少量能量的过程称为糖的无氧分解。这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似，又称为糖酵解，简称EMP途径。（二）反应部位：细胞液（胞浆）（三）EMP途径的生化历程—2个阶段2021/3/29星期一7

EMP途径的2个阶段丙酮酸葡萄糖耗能阶段产能阶段己糖激酶2021/3/29星期一8

葡萄糖G葡萄糖-6-磷酸G-6-PATPATPATPADPADPPP1.1葡萄糖磷酸化1.己糖磷酸酯的生成（G→F-1,6-2P）2.磷酸丙糖的生成（F-1,6-2P→2GAP）耗能阶段1.己糖磷酸酯的生成（G→F-1,6-2P）己糖/葡萄糖激酶是EMP途径中第一个调节酶，催化第一个ATP磷酸化反应基本上是不可逆的；这就保证了进入细胞内的G可立即被转化为磷酸化形式；不但为G随后的裂解活化了G分子，还保证了G分子一旦进入细胞就有效地被捕获，不会再透出胞外。2021/3/29星期一91.2己糖磷酸异构化G-6-PF-6-P己糖磷酸异构酶（磷酸葡萄糖异构酶）有绝对的底物专一性和立体专一性。2021/3/29星期一10P1.31,6-二磷酸果糖的生成ATPATPADPP果糖磷酸激酶是EMP中第二个关键酶,并且是最关键的限速酶，催化此途径中的第二个ATP磷酸化反应；反应不可逆；此步反应是酵解中的关键步骤；糖酵解速度决定于此酶的活性2021/3/29星期一11磷酸果糖激酶己糖激酶磷酸己糖异构酶葡萄糖果糖－6－磷酸葡萄糖－6－磷酸果糖－

1,6－二磷酸ATPADPATP磷酸化酶糖原葡萄糖-1-磷酸磷酸果糖变位酶ADP己糖激酶果糖磷酸激酶ATPATP2021/3/29星期一12CHOCH2OPCCHCH2OCOHOPHOHH果糖-1,6-二磷酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛②.磷酸丙糖的生成。（F-1,6-2P→2GAP）DHAPGAP2.1果糖-1,6-二磷酸的裂解2021/3/29星期一132.2丙糖磷酸的同分异构化相当于果糖-1,6-二磷酸裂解为两分子的甘油醛-3-磷酸。2021/3/29星期一14在丙糖磷酸异构酶的催化作用下,2个三碳化合物之间有同分异构的互变;在正常进行的酶解系统里,易向生成GAP的方向转移.只有转变成GAP才能进入糖酵解途径。丙糖磷酸异构酶的催化反应是极其迅速的，只要酶与底物分子一旦相互碰撞，反应就即刻完成，因此任何加速丙糖磷酸异构酶催化效率的措施都不能再提高它的反应速度；又由于DHAP和GAP互变异构极其迅速，因此这两种物质总是维持在反应的平衡状态。2021/3/29星期一15GAP的氧化是EMP中唯一一次遇到的氧化作用，生物体通过此反应可以获得能量，GAP的醛基氧化为羧基时，同时进行脱氢和磷酸化作用，并引起分子内部能量重新分配，生成高能磷酸化合物1,3-BPG

，脱下的氢为NAD+

接受。甘油醛-3-磷酸脱氢酶的作用是负协同效应3.13-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOO～PP+NAD++Pi+NADH+H+HH3-磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸产能阶段1,3-BPGGAP③.丙酮酸的生成。（2GAP→2Pyr）2021/3/29星期一163.2高能磷酸基团的转移+ADP+ATPATP高能磷酸化合物1，3-BPG在磷酸甘油酸激酶作用下，通过底物水平磷酸化转变为ATP；因为每1mol己糖代谢后生成2mol丙糖，所以在这个反应及随后的放能反应中有2倍ATP产生1,3-BPG3-PG2021/3/29星期一173.33-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸3-PG2-PG2021/3/29星期一183.4磷酸烯醇式丙酮酸的生成~PEP2-PG烯醇化酶催化2-PG在第二和第三碳原子上脱下一分子水；在脱水的化学反应中，2-PG分子内部的能量重新分配，产生了高能磷酸化合物——烯醇丙酮酸磷酸（PEP）2021/3/29星期一193.5丙酮酸的生成ADPATPATP~在丙酮酸激酶催化下，将PEP的C2上的磷酰基团转移到ADP上形成ATP——底物水平磷酸化；且此反应是不可逆反应，是调节糖酵解过程的另一重要步骤；所以，丙酮酸激酶是EMP途径中的另一个调节限速酶。2021/3/29星期一20自发反应烯醇丙酮酸极不稳定,很容易自动变为比较稳定的丙酮酸,且不需酶催化.Pyr2021/3/29星期一212ATP2ATP3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶2ADP烯醇化酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸脱氢酶NAD++PiNADH+H+2ATP2ADP2ATP2021/3/29星期一22Ⅱ.糖酵解（EMP）的调控EMP途径中反应速度主要受过程中催化不可逆反应的3种酶活性的调控①果糖磷酸激酶是最关键的限速酶：果糖-6-磷酸果糖-1，6-二磷酸②己糖/葡糖激酶活性的调控：葡萄糖葡萄糖-6-磷酸③丙酮酸激酶活性的调控：烯醇丙酮酸磷酸丙酮酸2021/3/29星期一232021/3/29星期一24Ⅲ.糖酵解的能量计算总反应式:

G+2NAD+2ADP+2Pi

2丙酮酸+2NADH+2H+2ATP+2H2O整个过程无氧参加；三个调速酶；一次脱氢，辅酶为NAD＋，生成NADH＋H＋从葡萄糖开始净生成2分子ATP从糖原开始净生成3分子ATPEMP途径中能量计算：见p80表22-11mol葡萄糖/糖原经无氧酵解成2mol丙酮酸，产生？molATP1mol葡萄糖/糖原经有氧酵解成2mol丙酮酸，产生？molATP2021/3/29星期一25丙酮酸的去路葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA三羧酸循环（有氧或无氧）丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA糖酵解途径柠檬酸/三羧酸循环（有氧或无氧）（有氧）（无氧）胞液线粒体2021/3/29星期一26COOHC=OCH3生成乳酸+NADH+H+

乳酸脱氢酶COOHCHOHCH3+NAD+PyrLac在前面反应的甘油醛-3-磷酸脱氢时,NAD+被还原成NADH+H+；在此反应中，NADH+H+重新被氧化，以保证辅酶的周转；即在无氧条件下，NAD+的再生是由LDH催化丙酮酸转变成乳酸的反应来完成的；乳酸是EMP途径的最终产物。2021/3/29星期一27糖的无氧降解及厌氧发酵总图2021/3/29星期一28生成乙醇COOHC=OCH3丙酮酸脱羧酶CHOCH3+CO2CH2OHCH3+NADH+H+

乙醇脱氢酶CHOCH3+NAD+2021/3/29星期一29丙酮酸的氧化脱羧—乙酰CoA的生成

糖酵解生成的Pyr可穿过线粒体膜进入线粒体基质，在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。细胞呼吸最早释放的CO22021/3/29星期一30

丙酮酸脱氢酶复合体:位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中丙酮酸脱氢酶复合体包括3种酶和6种辅因子E.coli丙酮酸脱氢酶系/复合体：分子量：4.5×106，直径45nm，比核糖体稍大。酶辅酶每个复合物亚基数丙酮酸脱氢酶（E1）TPP24

二氢硫辛酸乙酰转移酶（E2）硫辛酸、CoA24

二氢硫辛酸脱氢酶（E3）FAD、NAD+12

此外，还需要CoA、Mg2+作为辅因子2021/3/29星期一31丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸脱氢酶2021/3/29星期一32糖的无氧氧化与有氧氧化的关系

葡萄糖（或糖原、淀粉）丙酮酸乳酸乙酰辅酶A三羧酸循环CO2+H2O线粒体内膜线粒体基质细胞液柠檬酸循环——有氧氧化Ⅰ.TCA概念与反应过程Ⅱ.TCA作用特点、意义与调控Ⅲ.TCA作用的能量计算2021/3/29星期一33柠檬酸/三羧酸循环:反应从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸开始，所以称为柠檬酸循环，又称为TCA循环或Krebs循环2021/3/29星期一34

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP

草酰乙酸再生阶段

柠檬酸的生成阶段

氧化脱羧阶段柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸

－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸苹果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+

柠檬酸/三羧酸循环TCA2021/3/29星期一35TCA第一阶段：柠檬酸生成

H2O草酰乙酸

OCH3-C-SCoACoASHH2O柠檬酸合成酶乌头酸酶2021/3/29星期一36CH3

—C～SCoA+OOC—COOHCH2COOH柠檬酸合成酶HO—C—COOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2O柠檬酸合酶乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸HSCoA（1）缩合反应H2O柠檬酸合酶是TCA关键的第一个限速酶。其活性受ATP、NADH、琥珀酰CoA的抑制；草酰乙酸和乙酰CoA的浓度较高时，可激活该酶的活性。氟乙酸——氟乙酰CoA——草酰乙酸——氟柠檬酸——杀虫剂乙酰CoA和草酰乙酸缩合然后再水解成一分子柠檬酸2021/3/29星期一37（2）柠檬酸异构化为异柠檬酸HO——C—COOHCHCOOHCH2COOHHC—COOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O乌头酸酶乌头酸酶HOHH2OHOHH2O柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸

2021/3/29星期一38TCA第二阶段：氧化脱羧CO2GDP＋PiGTPNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CoASH异柠檬酸脱氢酶CO2

－酮戊二酸脱氢酶琥珀酸硫激酶2021/3/29星期一39HOH（3）异柠檬酸氧化生成α-酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸α-酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶,这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，产生NADH和CO2。此次反应是TCA的一分界点，在此之前都是三羧酸的转化，在此之后则是二羧酸的转化。异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶HH2021/3/29星期一40（4）α-酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CCOOHCH2COOHOα-酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACO～SCoA琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脱氢酶复合体α-酮戊二酸脱氢酶复合体COOCO2HHHH2021/3/29星期一41

α-酮戊二酸脱氢酶（复合体）系是TCA途径中的第三个限速酶，需TPP、硫辛酸、FAD、Mg2+参加，与丙酮酸脱氢酶系相似；此反应不可逆，氧化释放的能量既可驱使NAD+还原，又可产生高能化合物琥珀酰辅酶A，是TCA途径中的第二次氧化脱羧，又产生NADH和CO2；α-酮戊二酸的前后各脱下一分子CO2。2021/3/29星期一42（5）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCO～SCoA琥珀酰CoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酰CoA合成酶～GTP+ADPATPGTP琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶/琥珀酰CoA合成酶催化下，转移其硫酯键至GDP生成GTP，同时生成琥珀酸，需Mg2+；所以此反应是TCA途径中唯一直接产生ATP的反应——底物水平磷酸化。2021/3/29星期一43TCA第三阶段：草酰乙酸再生

FADFADH2H2ONAD+NADH+H+草酰乙酸琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶2021/3/29星期一44HH（6）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸+FADCHCOOHCHCOOHHHHH+FADH2H2延胡索酸琥珀酸脱氢酶是TCA途径中的第三次氧化，产生FADH2。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的强抑制剂。2021/3/29星期一45HOHH2O（7）苹果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶苹果酸+这是一个加水反应，该酶具有严格的立体专一性，只产生L—苹果酸2021/3/29星期一46（8）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH苹果酸OC—COOHCH2COOH草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH苹果酸脱氢酶HOHHH此反应是TCA途径中的第四次氧化，产生NADH和H+至此，又重新生成了草酰乙酸；因此，TCA循环完成一周。2021/3/29星期一47柠檬酸草酰乙酸乙酰CoACoAH2O柠檬酸合成酶琥珀酰CoA异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脱氢酶复合体柠檬酸合成酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体延胡索酸苹果酸FADFADH2H2OCO2NAD+NADH+H+三羧酸循环琥珀酸GDPGTPATPNADH+H+NAD+α-酮戊二酸CO2CO2HHHHH2HHATP2021/3/29星期一48TCA的总反应式：CH3COSCoA+2H2O+3NAD++FAD+ADP+Pi2CO2+3NADH+3H++FADH2+CoASH+ATPTCA的特点：①TCA一周，消耗一分子乙酰CoA（2C化合物）；其中的三羧酸，二羧酸并不因参加循环而有所增减；因此，在理论上，这些羧酸只要微量，就可不息地循环，促使乙酰CoA氧化；2021/3/29星期一49②：TCA的多个反应是可逆的，但由于柠檬酸的合成及α-酮戊二酸的氧化脱羧是不可逆的，故此循环是单方向进行的，在细胞的线粒体内进行；③丙酮酸所含的3个C被氧化成3CO2：第一个CO2是在形成乙酰CoA时产生的；第2个CO2是在生成α-酮戊二酸时产生的；第3个CO2是在生成琥珀酰CoA时产生的；④丙酮酸氧化脱羧反应及TCA中的第3、4、6、8步反应各脱下一对氢原子，其中丙酮酸氧化脱羧反应及TCA中的第3、4、8步反应交给NAD+产生4次NADH和H+；

TCA中的第6步反应交给FAD产生1次FADH2；它们分别经呼吸链交给氧而生成水同时产生ATP；⑤TCA中的第6步反应是底物磷酸化产生ATP。TCA的特点⑥TCA的双重作用（分解代谢和合成代谢）—p110。2021/3/29星期一50TCA的生物学意义：1.是生物利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。2.是三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）转化的枢纽。3.提供多种化合物的碳骨架。TCA的代谢调节：受柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶系3种酶活性的调控。具体见p109图23-132021/3/29星期一51

-酮戊二酸草酰乙酸延胡索酸柠檬酸琥珀酰CoATyrGlnHisProGluIleMetSerThrValPheTyr葡萄糖磷酸烯醇型丙酮酸丙酮酸乙酰CoAAsnAsu脂肪酸酮体三羧酸循环糖类、蛋白质、脂类通过TCA的联系示意图2021/3/29星期一52柠檬酸异柠檬酸(顺乌头酸)

-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸苹果酸草酰乙酸乙酰CoAH2OSHCoAH2OH2ONADH+H+CO2GDP+PiGTP琥珀酸NADH+H+CO2SHCoASHCoAFADH2H2ONADH+H+三羧酸循环2021/3/29星期一53能量“现金”:1GTP

能量“支票”:3NADH

1FADH2兑换率1：2.59ATP兑换率1：1.52ATP1ATP10ATP三羧酸循环的能量计量2021/3/29星期一54葡萄糖的有氧氧化包括四个阶段：①糖酵解产生丙酮酸（2丙酮酸、2ATP、2NADH）②丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA、NADH③三羧酸循环（2CO2、H2O、GTP、3NADH、FADH2）④呼吸链氧化磷酸化（NADH、FADH2-----ATP）

原核生物：①~④阶段在胞质中真核生物：①在胞质中，②~④在线粒体中葡萄糖彻底氧化生成ATP的数目---p142表24-52021/3/29星期一552021/3/29星期一56糖有氧分解的能量变化：C6H12O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP1molG→CO2+H2O产生？molATP32/30mol1mol[G]→CO2+H2O产生？molATP33/31mol2021/3/29星期一57戊糖磷酸途径——糖代谢的第2条重要途径Ⅰ.戊糖磷酸途径的概念Ⅱ.戊糖磷酸途径的反应过程Ⅲ.戊糖磷酸途径特点与生物学意义2021/3/29星期一58戊糖磷酸途径（PPP）/己糖单磷酸途径（HMP）

概念：从葡萄糖-6-磷酸开始，不经糖酵解和柠檬酸循环，直接将其脱氢脱羧分解为磷酸戊糖，磷酸戊糖分子再经重排最终又生成6－磷酸葡萄糖的过程(简称HMP途径)。由于此途径是以葡糖-6-磷酸（G-6-P）开始的，故又称为己糖磷酸途径；作用部位在细胞质。2021/3/29星期一59可分为两个阶段

第一阶段氧化阶段：

由葡萄糖-6-磷酸直接脱氢脱羧生成磷酸戊糖;

第二阶段非氧化阶段：

磷酸戊糖分子再经重排最终

又生成葡萄糖-6-磷酸。戊糖磷酸途径反应过程2021/3/29星期一60葡糖-6-磷酸葡糖-6-磷酸脱氢酶葡糖-6-磷酸内酯内酯酶葡糖酸-6-磷酸葡糖-6-磷酸脱氢酶（脱羧氧化）核酮糖-5-磷酸氧化阶段核糖-5-磷酸木酮糖-5-磷酸限速反应，调速酶2021/3/29星期一61戊糖磷酸途径的调节

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是HMP的限速酶，其活性决定葡萄糖-6-磷酸进入此途径的流量，此酶活性主要受NADP+/NADPH比例的调节，NADP+浓度稍高于NADPH即激活此途径，此酶尤其受NADPH

强烈抑制2021/3/29星期一62核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖

核糖木酮糖木酮糖木酮糖

核糖C3PC7PC2C4PC3C6PC2C3PC6PC3PC6PC7PC4PC6PC2C3PC6PC2C3非氧化阶段：戊糖磷酸分子重排产生葡萄糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸2021/3/29星期一63戊糖磷酸途径的主要特点：

1、是葡萄糖-6-磷酸直接脱氢脱羧,不必经过EMP,也不必经过TCA；

2、在整个反应中,脱氢酶的辅酶为NADP+而

不是NAD+；

3、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，重新生成己糖-6-磷酸。2021/3/29星期一64HMP的生物学意义：①HMP途径的酶类已在许多动植物材料中发现，说明此途径也是普遍存在的糖代谢方式，在不同的组织或器官中它所占的比重不同；②：最重要的是——HMP途径进行糖分解生成还原辅酶Ⅱ（NADPH），可以供给组织中合成代谢的需要，如脂肪酸长链的生物合成，固醇类化合物的生物合成；③：

HMP途径产生的核糖-5-磷酸，是核酸生物合成的必需原料，并且核酸中核糖的分解代谢也可通过此途径进行；④：

HMP途径产生的甘油醛-3-磷酸是糖分解的三种途径（EMP、TCA、HMP）的枢纽点；从甘油醛-3-磷酸可进入不同的糖分解途径，这种多样性可以认为是从物质代谢上表现生物对环境的适应性。2021/3/29星期一65（一）定义：由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程,称为(葡)糖异生作用。（二）(葡)糖异生的部位：主要在肝脏，其次是肾脏,主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体（三）葡糖异生的历程：大部分/非全部是糖酵解的逆过程。

(葡)

糖异生作用2021/3/29星期一66

糖原（或淀粉）葡萄糖-1-磷酸果糖-6-磷酸果糖-1，6-二磷酸甘油醛-3-磷酸二羟丙酮磷酸2

磷酸烯醇式丙酮酸2

丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖磷酸激酶果糖-1,6-二磷酸(磷酸酯)酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶葡萄糖-6-磷酸(磷酸酯)酶葡萄糖-6-磷酸2

草酰乙酸PEP羧激酶糖酵解与糖异生的关系图2021/3/29星期一67糖异生途径关键反应之一PEP羧激酶

（胞液）ATP+H2O

ADP+Pi丙酮酸羧化酶（辅酶生物素）（线粒体基质）P磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO22021/3/29星期一68糖异生途径关键反应之二果糖-1,6-二磷酸酶+

H2O+Pi果糖-1,6-二磷酸PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH果糖-6-磷酸POH2COHOOHHHH2021/3/29星期一69糖异生途径关键反应之三+H2O+Pi葡萄糖6-磷酸酶P葡萄糖-6-磷酸H葡萄糖脑和肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，因此脑和肌肉细胞不能利用葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖。2021/3/29星期一70糖异生的生理意义肝、肠和肾细胞由葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖进入血液，对保证在饥饿状态下大脑血糖浓度的相对恒定具有重要意义是补充或恢复肝糖原储备的重要途径2021/3/29星期一71糖异生的调节糖异生和糖酵解这两个途径的调节酶，如胰高血糖素和胰岛素，胰高血糖素/胰岛素比例高可诱导促进糖异生代谢物对糖异生的调节：糖异生主要原料（甘油、乳酸、氨基酸）浓度增加促进糖异生；乙酰CoA决定Pyr的代谢方向，其浓度增加可加速Pyr进行糖异生2021/3/29星期一72乙醛酸途径/循环（GAC）——TCA的支路Ⅰ.乙醛酸途径的概念Ⅱ.乙醛酸途径的反应过程Ⅲ.乙醛酸途径特点与生物学意义2021/3/29星期一73许多微生物与植物能够利用乙酸（乙酰CoA）作为唯一的碳源，并能利用它建造自己的机体；此途径以乙醛酸为中间代谢物，故称乙醛酸循环，并能和TCA循环相联系。乙醛酸途径/循环的概念2021/3/29星期一74CoASH柠檬酸合酶乌头酸酶NAD+NADH苹果酸脱氢酶草酰乙酸

OCH3-C~SCoACoASH

OCH3-C~SCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸异柠檬酸裂解酶苹果酸合酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸NAD+草酰乙酸乙醛酸循环反应历程2021/3/29星期一75乙醛酸循环中的两个特殊的酶：①异柠檬酸裂解酶：异柠檬酸琥珀酸+乙醛酸②苹果酸合酶：乙醛酸+乙酰CoA+H2O苹果酸+HS-CoA2021/3/29星期一76

OCH3-C-SCoACoASH

乙

醛

酸

循

环

和

三

羧

酸

循

环

反

应

历

程

的

比

较柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸

－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA草酰乙酸苹果酸

O

OH-C-C~OH乙醛酸

OCH3-C-SCoATCA循环乙醛酸循环2021/3/29星期一77乙醛酸循环的的特点只存在于植物（种子）和微生物中；其实质是使乙酰CoA转变为草酰乙酸，从而进入TCA或异生成葡萄糖；关键酶是异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶。乙醛酸循环的生物学意义植物种子萌发时将贮存的三酰甘油/脂肪通过乙酰CoA转变为葡萄糖而供能！2021/3/29星期一78三、糖原的分解和生物合成——葡聚糖(淀粉和糖原)的代谢Ⅰ.糖原的降解Ⅱ.糖原的生物合成Ⅱ.淀粉的水解Ⅲ.淀粉的生物合成2021/3/29星期一79糖原的降解定义：糖原分解主要是指肝糖原分解为葡萄糖的过程反应部位：胞浆和内质网内腔面糖原降解过程需要3种酶:磷酸化酶脱支酶磷酸葡萄糖变位酶糖原n+1糖原n+葡萄糖-1-磷酸1.糖原的磷酸解:只作用于α-1,4糖苷p178糖原磷酸化酶限速酶

2021/3/29星期一80脱支酶

(debranchingenzyme)2.脱支酶（双重功能酶）的作用

①转移葡萄糖残基—糖基转移酶②水解

-1,6-糖苷键—糖原脱支酶

磷酸化酶

转移酶活性

α-1,6糖苷酶活性

2021/3/29星期一81非还原端+G-1-P

极限糊精糖基转移酶α-1,4-糖苷+GH2O脱支酶+G-1-P磷酸化酶磷酸化酶Pi2021/3/29星期一82

葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖变位酶

3.

磷酸葡萄糖变位酶的作用

葡萄糖-6-磷酸酶（细胞内质网内腔面）葡萄糖——葡萄糖-1-磷酸转变成葡萄糖-6-磷酸2021/3/29星期一83（一）定义：由葡萄糖合成糖原的过程称为糖原生成作用。（二）合成部位：

组织：主要在肝脏、肌肉细胞：胞液（三）糖原生物合成过程糖原的生物合成2021/3/29星期一841.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸ATP

ADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）

2.葡萄糖-6-磷酸转变成葡萄糖-1-磷酸

葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖变位酶

葡萄糖-6-磷酸2021/3/29星期一85*UDPG