简明生物化学原理 课件 第9章 糖代谢3

第9章糖代谢简明生物化学原理CarbohydratesMetabolism一、糖代谢概况二、糖酵解：反应途径、能量转变、调节三、柠檬酸循环：过程及调控、意义四、磷酸戊糖途径：基本过程、意义和调控五、糖异生和糖的其他代谢途径六、糖原的分解与合成本章内容一、戊糖磷酸途径的发现在研究糖酵解过程中，发现在组织匀浆中添加碘乙酸、氟化物等糖酵解抑制剂，葡萄糖的利用仍可进行;1931年OttoWarburg等发现G-6-p脱氢酶和葡萄糖酸-6-p脱氢酶可以使葡萄糖进入未知的代谢途径，NADP+是两种酶的辅酶。第四节磷酸戊糖途径

14C标记葡萄糖C1、C6，测定14CO2，放出的C1：C6比例不同，更多的是C1。

如果糖酵解是唯一的代谢途径，那么14C1和14C6生成14CO2的速度应该相同。Why?FrankDickens分离了戊糖磷酸途径的不少中间物；

五碳糖、六碳糖、七碳糖的发现;

并于1953年在总结前人工作的基础上提出了戊糖磷酸途径，随后证明这一途径普遍存在。二、概述

从6－磷酸葡萄糖开始，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，或称为磷酸己糖旁路，简称HMP途径。

磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway)：简称PPP途径，也叫磷酸己糖支路(HMS)；亦称戊糖磷酸循环。1.可在有氧条件下进行；2.整个代谢途径在细胞液中进行；3.代谢主要目的不是获得能量，而是获得还原能力。4.可产生戊糖、四碳糖等生物合成的原料；5.没有专一的终产物；6.反应分两个阶段进行。细胞定位：胞液组织定位：肝脏\乳腺\脂肪细胞三、反应过程第一阶段（氧化反应、三步反应）

磷酸戊糖的生成第二阶段（非氧化反应）

异构、基团转移反应

转酮醇酶反应转醛酮酶反应由6－磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成磷酸戊糖;分子再经重排最终又生成6－磷酸葡萄糖。反应过程:两个阶段1.氧化阶段（不可逆）

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶

不可逆反应——受到调控（受到NADPH抑制）代谢途径的关键酶对NADP+高度特异性

对NAD+的Km比对NADP+高1000倍脱氢氧化位置：C1葡萄糖酸内酯酶：水解葡糖酸-6-磷酸脱氢酶：氧化脱羧反应脱羧位置：C1辅酶均为NADP+；NADPH为变构抑制剂，受NADPH/NADP+比值调控6-磷酸葡萄糖进入哪条途径（EMPorPPP）取决于细胞需求及NADPH/NADP+比值6-磷酸葡萄糖脱氢酶（氧化，关键酶）6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（脱羧）2.非氧化阶段-基团转移反应（可逆）均由非氧化的可逆反应组成，共有5步反应的性质是异构或分子重排6分子戊糖转化成5分子己糖。将戊糖转变成糖酵解的中间物。（1）异构目的是形成C3为L-型（2）分子重排232转酮酶转酮酶转醛酶3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖转酮酶转移的是二碳单位（羟乙酰基）转醛酶转移的是三碳单位（二羟丙酮基）5537645463C5+C5-->C7+C3C7+C3-->C4+C6C5+C4-->C6+C3总结:3C5-->2C6+C3+++++转酮酶辅酶TPP转酮酶催化的反应机理转酮反应：酮糖上的二碳单位经转酮酶催化转移到醛糖第一碳上，条件是供体C3为L-型。反应部位：胞液中两个阶段：氧化阶段、基团转移阶段关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶（受NADPH/NADP+比值调控）辅助因子：NADP+糖的氧化位置：C1重要中间产物：5-磷酸核糖、NADPH能量变化：通过G6P的直接脱氢脱羧，将糖氧化分解，无ATP

产生与消耗3.磷酸戊糖途径总结磷酸戊糖途径总结一个葡萄糖分子是不可能完成上述反应的，至少有三个葡萄糖分子同时进入才可以完成；只有六个葡萄糖分子同时进入磷酸戊糖途径，到最后才相当于有一个葡萄糖分子完全被氧化成CO2和H2O；磷酸戊糖途径并不是细胞产生NADPH的唯一途径发生在细胞液，不需要氧气；调节机制相当简单4.磷酸戊糖途径生理意义1.是体内生成NADPH的主要代谢途径：

⑴作为供氢体，参与体内的合成代谢：如参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。

⑵参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶，参与对代谢物的羟化。

⑶使氧化型谷胱甘肽还原。

⑷维持巯基酶的活性。

⑸维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病，表现为溶血性贫血。戊糖磷酸途径生理意义2.是体内生成5-磷酸核糖的惟一代谢途径

体内合成核苷酸和核酸所需的核糖或脱氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，这是惟一的一条能生成5-磷酸核糖的代谢途径。

磷酸戊糖途径是糖代谢与核苷酸及核酸代谢的交汇途径。3.中间产物为许多物质的合成提供原料。途径中生成C3、C4、C5、C6、C7等各种长短不等的碳链，是细胞内不同结构糖分子的重要来源，为各种单糖的相互转变提供条件。4.可与光合作用相联系，实现某些单糖间的互变定义：泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质净合成葡萄糖的过程。它主要发生在动物的肝脏（80％）和肾脏（20％），是动物细胞自身合成葡萄糖的唯一手段。植物和某些微生物也可以进行糖异生。原料：

生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循环中的有机酸，动物中乙酰COA不是糖异生原料部位：细胞定位：胞液

组织定位：肝脏、肾脏（饥饿时）第五节糖异生（Gluconeogenesis）

糖异生途径基本上是葡萄糖酵解途径的逆反应。但在糖酵解途径中，由于已糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的三步反应不可逆，糖异生途径中，此反应由另外四个关键酶催化完成。基本上是糖酵解的逆过程跨越三个能障跨越一个膜障一、糖异生的基本途径

线粒体内膜不允许草酰乙酸自由透过，故此草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成“膜障”。糖异生与糖酵解途径的比较

1.丙酮酸到磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸进入线粒体，丙酮酸羧化酶的催化下，羧化生成草酰乙酸。生物素：羧化酶的辅酶草酰乙酸-----烯醇式丙酮酸（PEP）烯醇式丙酮酸羧激酶可存在于线粒体基质、细胞液或二者均有，种属差异。苹果酸-天冬氨酸穿梭系统能障1+膜障12.果糖-1,6-二磷酸→果糖-6-磷酸关键酶肝细胞内的G是-8.6kJ/mol关键酶是果糖二磷酸酶，受AMP、ADP的抑制，ATP的激活。3.葡萄糖-6-磷酸→葡萄糖肌肉和脑细胞没有这种酶，故不能进行糖异生其他组织由于缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，糖异生终止于G6P4.其它物质进入糖异生的途径二、糖异生的生理意义1．在饥饿情况下维持血糖浓度的相