简明生物化学原理 课件 第9章 糖代谢

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第一节糖代谢概况淀粉葡萄糖糖原合成糖原肝糖原分解丙酮酸乳酸无氧酵解H2O+CO2有氧氧化磷酸戊糖途径核糖

+NADPH乳酸、氨基酸、甘油糖异生途径消化吸收ATP

氧化供能（主要功能）提供合成体内其他物质的原料组成人体组织结构的重要成分参与组成特殊功能的糖蛋白形成许多重要的生物活性物质

糖代谢的意义1940年被阐明。(研究历史)

三位德国生化学家Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多，故糖酵解过程也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP途径。第二节糖酵解糖的分解代谢

生物体中提供能量的主要物质是ATP，而ATP的形成主要有糖的分解代谢产生糖酵解（glycolysis）：在缺氧情况下，葡萄糖分解生成乳酸或乙醇并放出能量的过程。糖酵解途径：葡萄糖生成丙酮酸并放出能量的过程，又称为EMP途径。反应过程：糖酵解的化学反应途径共10步，分为二个阶段细胞定位：胞浆准备阶段产能阶段葡萄糖3-磷酸甘油醛丙酮酸一、反应过程第一个阶段：准备阶段共5步反应不可逆第一步反应——葡萄糖的磷酸化糖酵解途径的第1个关键酶,第1个耗能反应G6P已糖激酶I、II、III已糖激酶IV别名已糖激酶

Hexokinase

葡萄糖激酶

Glucokinase用途主要用于糖的分解主要用于糖的合成分布不同组织肝脏底物所有己糖葡萄糖对葡萄糖的亲和力Km低，亲和力高0.1mMKm高，亲和力低10mM葡萄糖-6-磷酸的别构抑制

yes

No

激素调节No

yes作用：进食后维持血糖水平的稳定葡萄糖分子磷酸化意义葡萄糖分子磷酸化意义：（1）将葡萄糖分子磷酸化成了易参加代谢反应的活化形式；（2）磷酸化的葡萄糖分子带有很强的极性基团，不能透过细胞膜，能够防止细胞内的葡萄糖分子向外渗出；为以后底物水平磷酸化贮备磷酸基。第二步反应——葡糖-6-磷酸异构化F6P特点：①反应的△Gθ′变化很小，反应可逆。

②将羰基C由C1移至C2，为C1位磷酸化作准备，同时保证C2上有羰基存在，这对分子的β断裂，形成三碳物是必需的（有利于后面由醛缩酶催化的C-3和C-4之间的断裂反应）。反应不可逆第三步反应——磷酸果糖的激活FDP磷酸果糖激酶是糖酵解途径的第二个关键酶，并且是限速酶，第二个耗能反应。需要二价金属离子Mg2+或Mn2+作为辅助因子6-磷酸果糖激酶-1（PFK-I）调节酵解途径流量最重要的酶；别构酶，四聚体，受多种变构效应剂的影响；

变构抑制剂：ATP、柠檬酸

变构激活剂：AMP、ADP、

1,6-二磷酸果糖（反馈激活）

2,6-二磷酸果糖（最强的激活剂）有二个结合ATP的部位：

①活性中心底物结合部位（低浓度时）②活性中心外别构调节部位（高浓度时）DHAP第四步反应——果糖-1，6-二磷酸的裂解GAP

该反应△Go′=23.97kJ/mol，在热力学上不利，但是，在生理环境中，3-磷酸甘油醛不断转化成丙酮酸，驱动反应向右进行。注意：两个三碳糖的C原子序号来源不同

醛缩酶A：肌肉；醛缩酶B：肝脏12345623.97kJ/mol磷酸丙糖异构酶第五步反应——磷酸丙糖的异构化可逆反应，但后续对3-磷酸甘油醛消耗，驱动反应向右，相当于1,6-二磷酸果糖裂解为两分子的3-磷酸甘油醛。葡萄糖中的碳原子的去向磷酸二羟丙酮醛缩酶1234561234563-磷酸甘油醛葡萄糖中碳原子

3-磷酸甘油醛形成CO2顺序123第六步反应——甘油醛-3-磷酸的氧化和磷酸化1,3-BPG第二个阶段：产能阶段共5步糖酵解途径唯一的氧化还原反应产生1,3-BPG和NADH

为巯基酶，使用共价催化，碘代乙酸和有机汞能够抑制此酶活性。甘油醛-3-磷酸脱氢酶的抑制剂作用机理第七步反应——甘油酸-1，3-二磷酸的底物水平磷酸化3PG糖酵解第一次底物水平磷酸化生成ATP。第八步反应——甘油酸-3-磷酸的异构化2PG中间出现：2,3—磷酸甘油酸中间产物（BPG）BPG影响血红蛋白结合氧气的作用第九步反应——甘油酸-2-磷酸的烯醇化PEG烯醇化酶的作用在于促进甘油酸-2-磷酸上某些原子的重排从而形成具有较高的磷酸转移势能的高能分子。氟化物能够与Mg2＋和磷酸基团形成络化物，而干扰甘油酸-2-磷酸与烯醇化的结合从而抑制该酶的活性。反应不可逆第十步反应——烯醇式丙酮酸的底物水平磷酸化Py糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶是第三个关键酶，ΔG为大的负值——受到调控。丙酮酸激酶的调节别构调节：变构激活剂：1,6-二磷酸果糖

变构抑制剂：ATP、丙氨酸

乙酰COA,长链脂肪酸共价修饰方式调节（肝内）胰高血糖素可通过cAMP抑制丙酮酸激酶的活性第三个重要的调节点二、糖酵解作用小结糖原Pi

1、糖酵解的调节（3步不可逆反应）已糖激酶调节

抑制剂（负效应调节物）：G-6-P和ATP

激活剂（正效应调节物）：ADP

磷酸果糖激酶调节（关键限速步骤）

抑制剂：ATP、柠檬酸、脂肪酸和H+

ATP：细胞内含有丰富的ATP时，此酶几乎无活性。柠檬酸：高含量的柠檬酸是碳骨架过剩的信号。H+：可防止肌肉中形成过量乳酸而使血液酸中毒。

激活剂：

AMP、果糖-2.6–二磷酸

丙酮酸激酶调节

抑制剂：乙酰CoA、长链脂肪酸、Ala、ATP

激活剂：

F-1.6-二磷酸

丙酮酸激酶共价修饰方式调节（肝脏）2、糖酵解产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从葡萄糖开始2×2-2=2ATP从糖原开始2×2-1=3ATP

2步底物水平磷酸化反应ATPmol数葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸-1果糖-6-磷酸→果糖-1，6-二磷酸-1甘油酸-1，3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸+1*2烯醇式丙酮酸磷酸→丙酮酸+1*2净产生ATPmol数+23、糖酵解的自由能变化

△Gθ’变化

G变化

kJ/mol标准的

ΔG值分散分布：+和-细胞内多数ΔG接近0，10步反应中有3步具有较大的自由能降低

ΔG为较大负值的反应是调控位点!

调控的有力证据!

=30.54×2196=31%葡萄糖酵解的获能效率4、糖酵解－生理意义

生物界最普遍的供能方式缺氧条件下迅速为生命活动提供能量的途径，尤其对肌肉收缩更为重要。

是机体某些组织获能或主要获能的方式如视网膜、神经、癌组织等。成熟红细胞几乎完全依赖糖酵解供应能量。葡糖糖2丙酮酸三、丙酮酸的去向如何保持氧化还原的平衡？NAD+NADH+H+2乙醇+2CO22乳酸2乙酰COACO2+H2O（一）丙酮酸的无氧还原1、乳酸发酵（lacticfermation）

动物，藻类、乳酸菌

葡萄糖+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2H2O

NAD

乳酸可以通过血液进入肝、肾等组织内，重新转变成丙酮酸，再合成葡萄糖和肝糖元，或进入三羧酸循环氧化。为葡萄糖的C3或C42、乙醇发酵为葡萄糖的C3或C4丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+（二）丙酮酸的有氧去向（三）1、进行糖异生2、合成氨基酸丙酮酸的代谢去向四、其它糖进入单糖分解的途径果糖6-磷酸果糖

己糖激酶对果糖的亲和力远远低于对葡萄糖的亲和力，组织对果糖的磷酸化效率是很低的。果糖激酶主要存在于肝、肾、小肠细胞中，果糖不耐症：由于肝脏细胞缺乏醛缩酶B，造成1-磷酸果糖积累，使无机磷酸大量消耗。醛缩酶B丙糖激酶己糖激酶1-磷酸果糖

磷酸二羟丙酮+甘油醛,果糖激酶3-磷酸甘油醛.1、果糖进入EMP途径糖酵解途径2、半乳糖进入EMP途径甘油和其它单糖进入糖酵解的途径第9章糖代谢简明生物化学原理CarbohydratesMetabolism本章内容一、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、糖原的分解与合成第三节柠檬酸循环一、糖的有氧氧化（一）定义：葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化生成CO2、H2O和放出能量代谢过程，称为糖的有氧氧化。反应过程酵解途径（胞浆）丙酮酸的氧化脱羧（线粒体）三羧酸循环（线粒体）

三个阶段二、丙酮酸生成乙酰辅酶A为葡萄糖的C3或C4反应不可逆丙酮酸脱氢酶复合体酶辅酶底物产物作用E1-丙酮酸脱氢酶焦磷酸硫胺素（TPP)丙酮酸羟乙基-TPP丙酮酸氧化脱羧E2-二氢硫辛酸乙酰基转移酶硫辛酰胺(硫辛酸)也需Mg2+HSCoA

乙酰辅酶A将乙酰基转移到CoAE3-二氢硫辛酸脱氢酶FADNADNADH将还原型硫辛酰胺转变为氧化型，将H转给NAD

丙酮酸复合体真核细胞位于线粒体，原核细胞则在胞液中。含B1、泛酸、B2、PP四种维生素，或加硫辛酸五种维生素，需要6种因子。1.丙酮酸脱氢酶复合体的组成砒霜：三氧化二砷，As2O3

，鹤顶红2.丙酮酸脱氢酶催化的反应过程三、柠檬酸循环柠檬酸循环又称三羧酸循环(TCA),又称Krebs循环,在细胞线粒体中进行，乙酰CoA经一系列氧化,脱羧,最终生成CO2和H2O并产生能量的过程,称为柠檬酸循环。TCA是糖、脂类和氨基酸代谢的最后共同途径，其中间体可作为许多生物合成的前体。柠檬酸循环+尿素循环细胞定位：线粒体（一）三羧酸循环的反应过程（1）缩合反应（2）柠檬酸异构化生成异柠檬酸（3）异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸（4）α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（5）琥珀酰CoA生成琥珀酸（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（7）延胡索酸加水生成苹果酸（8）草酰乙酸的再生反应1：柠檬酸的合成（缩合）反应不可逆抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA、和长链脂肪酰CoA激活剂：乙酰CoA、草酸乙酸。

柠檬酸合酶：TCA中第一个调节酶草酰乙酸：是TCA循环的起始物又是终止物，在循环中本身无量的变化，其含量直接影响乙酰基进入TCA循环的量。酶“诱导契合”学说的代表例子反应2：形成异柠檬酸（异构化）

此反应可逆；柠檬酸、顺乌头酸、异柠檬酸浓度的形成比例依次为90：4：6；但由于异柠檬酸在下一步反应中极迅速地被氧化，从而推动此反应向异柠檬酸的方向进行脱水反应水合反应90%4%6%顺乌头酸有立体选择性反应3：异柠檬酸的氧化脱羧反应不可逆，限速步骤、第一次脱羧先是脱氢，然后是β-脱羧有两种形式的异柠檬酸脱氢酶，分别使用辅酶I和辅酶II作为氢的受体NDA-依赖型异柠檬酸脱氢酶：线粒体TCA，别构酶，反应不可逆NDAP-依赖型异柠檬酸脱氢酶：其他细胞器，非别构酶，反应可逆激活剂:ADP、AMP、柠檬酸抑制剂:ATP、NADH反应4：α-酮戊二酸的氧化脱羧反应不可逆、第二次脱羧酶几乎等同于丙酮酸脱氢酶系——结构、机制辅酶——TPP、CoASH、硫辛酸

、NAD+、FAD也是亚砷酸的作用对象－酮戊二酸脱氢酶系

与丙酮酸脱氢酶复合物的组成及作用相似，包括三个酶组分:（1）α-酮戊二酸脱氢酶（E1’）

（2）琥珀酰转移酶（E2’）

（3）二氢硫辛酸脱氢酶（E3’）

六种辅助因子：TPP、CoA、FAD、NAD+、硫辛酸及Mg2+。

调节酶：受产物NADH,琥珀酰CoA和Ca2+抑制；ATP、GTP对酶有反馈抑制；不受可逆磷酸化的共价调节。

反应5：底物水平的磷酸化TCA循环唯一的一步底物水平磷酸化反应ATP或GTP被合成

催化过程牵涉到一系列高能分子的形成，因此能量的损失微乎其微也称琥珀酸硫激酶**琥珀酸是对称分子，没有手性反应6：琥珀酸的脱氢第三次脱氢反应，产生FADH2

唯一嵌入到线粒体内膜的酶，是呼吸链复合体II的主要成分丙二酸（琥珀酸的类似物）是该酶的竞争性抑制剂延胡索酸丙二酸琥珀酸反应7：苹果酸的形成延胡索酸酶延胡索酸（反丁烯二酸）双键的水合

水分子加成反式的双键该酶具有严格的立体专一性，即只生成L-苹果酸；反应8：草酰乙酸的重新生成三羧酸循环的最后一步反应，第四次氧化还原反应∆Go‘>>0，意味着在热力学上极不利于正反应的进行，但是，在体内反应产物草酰乙酸可以迅速被下一步不可逆反应消耗，NADH则进入呼吸链被彻底氧化，因此，整个反应被“强行拉向”正反应。一个不利的反应可以用一个有利的反应推动而产生

三步不可逆

五步可逆（二）三羧酸循环小结乙酰辅酶A+3NAD++FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTP1.三羧酸循环的反应特点酶的名称*柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶系变构激活剂ADP变构抑制剂ATPNADHATP、NADH、琥珀酰CoA

TAC中的一些反应在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆的系统，三个限速酶2.三羧酸循环的代谢调节1mol葡萄糖在有氧分解时所产生的ATP的mol数底物磷酸化（ATP）NADHFADH2葡萄糖→2丙酮酸2丙酮酸→2乙酰CoA2乙酰CoA→2CO2合计22226241024+10×2.5+2×1.5=32（肝、心、肾）4+2×1.5+8×2.5+2×1.5=30（肌肉、神经组织）或由于NADH跨膜运输的差异：苹果酸穿梭系统、甘油-a-磷酸穿梭系统糖有氧分解中的能量变化C6H12O6+6O26CO2+6H2O+2867.48kJ/mol△G0’=-2867.48kJ/mol能量利用率=32×30.5142867.48×100%=34%三羧酸循环的生物学意义1、产能多，是氧化产能的重要途径；2、是糖、脂肪和蛋白质转化的枢纽；3、为体内物质合成提供中间产物。柠檬酸循环是新陈代谢的中心环节！！TCA循环是糖、脂肪和蛋白质转化的枢纽TCA循环是两用代谢途径。中间代谢物的“挪用”会影响TCA循环的进行。

回补反应：指能补充兼用代谢途径三羧酸循环中因合成代谢而消耗的中间代谢产物的反应。

（五）三羧酸循环的回补反应三羧酸循环中间物的去向草酰乙酸的回补是主要形式4个途径：丙酮酸羧化PEP羧化

苹果酸脱氢

由氨基酸形成3种酶：丙酮酸羧化酶

PEP羧化酶PEP羧激酶4个回补位点：草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA苹果酸草酰乙酸的回补反应（心脏、骨骼肌）（肝脏、肾脏）（细菌、酵母、植物）（广泛存在）Asp和Glu转氨形成草酰乙酸和

-酮戊二酸；Ile,Val,Thr及Met形成琥珀酰CoA，实现回补。乙醛酸乙酰CoA四、乙醛酸循环×××三羧酸循环的支路1.乙醛酸循环1、存在：只存在于部分植物和微生物，动物一般没有。植物中，乙醛酸循环只存在于子苗期，而生长后期则无乙醛酸循环。2、定义：乙醛酸循环（glyoxylate

cycle）：是某些植物，细菌和酵母中柠檬酸循环的修改形式，通过该循环可以将乙酰CoA经草酰乙酸净生成葡萄糖。2

乙酰-CoA+2NAD++FAD→

草酰乙酸+2CoA+2NADH+FADH2+2H+

2.乙醛酸循环过程二个关键性酶：异柠檬酸裂解酶

苹果酸合成酶。2乙酰-CoA+NAD++2H2O→琥珀酸+2CoA+NADH+H+

3.乙醛酸循环途径的生物学意义(1)、以二碳化合物为起点合成TCA循环的中间产物作为TCA循环的补充(2)、油料种子植物萌发时将储存的脂肪转化为糖，联系了糖代谢和脂肪代谢(3)、一些微生物可以在乙酸中生长也是由于这些微生物可以通过乙醛酸循环合成糖的前体。

乙醛酸循环允许许多微生物进行二碳底物的代谢，如乙酸。大肠杆菌可以生长在以乙酸作为唯一碳源的培养基上感谢观看Thankyouforyourwatching第9章糖代谢简明生物化学原理CarbohydratesMetabolism本章内容一、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对恒定：这对需糖较多的脑组织、红细胞和视网膜等非常重要。

2．回收乳酸分子中的能量：乳酸循环（Cori循环）。3．维持酸碱平衡：

4.糖异生是草食动物，特别反刍动物体内葡萄糖的唯一来源。(牛吃的是草，挤出的是奶)5.协助氨基酸代谢。感谢观看Thankyouforyourwatching第9章糖代谢简明生物化学原理CarbohydratesMetabolism本章内容一、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、糖原的分解与合成糖原的结构和特点第六节糖原和分解和生物合成血糖4.44～6.67mmol/L食物肝糖原糖异生H2O、CO2ATP糖原脂肪、氨基酸、核糖等随尿排出＞8.89mmol/L消化吸收分解非糖物质合成氧化转变定义：血液中的葡萄糖表示方法：100ml血液中所含葡萄糖的毫克数正常水平：80mg-120mg/100ml（4.5mmol/L）意义：保持糖在体内的运输，氧化供能、诊断疾病血糖的平衡——来源和去路一、糖原的分解代谢（一）定义

糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。（二）亚细胞定位：胞浆

关键酶：糖原磷酸化酶（三）反应过程（从非还原端开始）

糖原的分解代谢可分为三个阶段：1．分解：包括三步反应，循环交替进行1．分解：包括三步反应⑴.磷酸解：由糖原磷酸化酶(glycogenphosphorylase)催化对α-1,4-糖苷键磷酸解，生成G-1-P。⑵.转寡糖链当糖原被水解到离分支点四个葡萄糖残基时，由葡聚糖转移酶催化，将分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链的非还原端，使分支点暴露。⑶.脱支：由脱支酶催化。将α-1,6-糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖

⑵和⑶由脱支酶催化打断α-1,4-糖苷键形成α-1,4-糖苷键水解α-1,6-糖苷键分解：包括三步反应⑴磷酸解：⑵转寡糖链⑶脱支糖原磷酸化反应糖原磷酸化酶只断裂

-1,4糖苷键糖原磷酸解：断裂直链部分

(14)糖苷键产生G-1-P（1）从非还原端开始，磷酸解产生G-1-P和(n-1)残基的糖原。（2）糖原磷酸化酶调控糖原分解的磷酸化过程

（肌）磷酸化酶（四聚体）（肝）磷酸化酶（二聚体）有两种可互换形式：活性形式无活性形式两种形式的转换是由于每条多肽链的14位Ser的磷酸化与脱磷酸化。糖原磷酸化酶的结构模型由两个完全相同的亚基组成含有多个结构域磷酸吡哆醛是其辅基，但其作用的是磷酸基团Page161脱支酶是一种双功能酶。它的一个功能是具有1,4→1,4-葡萄糖糖基转移酶活性，借助于此活性可以将不能再被磷酸解的与分支点葡萄糖残基相连的3个葡萄糖单位同时转移到邻近的寡糖链上的非还原端，并维持以α（1→4）糖苷键连接。被转移到新位点上的葡萄糖残基可正常地进行磷酸解，而遗留在分支点的葡萄糖残基在脱支酶的第二个功能即α-1,6-糖苷酶的活性作用下，被水解成游离的葡萄糖分子。①转移葡萄糖残基②水解

-1,6-糖苷键（不是磷酸解）糖原分支点的去除（1）寡聚葡萄糖转移酶活力将磷酸化酶作用后留下的4个葡萄糖残基中的三个转移到另一个枝链的末端。（2）(16)葡萄糖糖苷酶活力将剩余的一个葡萄糖残基切除。在几个酶的共同作用下，最终产物中约90%为1-磷酸葡萄糖，10%为游离葡萄糖。2.异构：

G-1-P

G-6-P

磷酸葡萄糖变位酶G-1-P通过变位酶进入糖酵解或者转变为葡萄糖，来补充血糖。3．脱磷酸：

由葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase)催化，生成自由葡萄糖。该酶只存在于肝及肾中。

G-6-P+H2O

G+Pi

葡萄糖-6-磷酸酶糖原的分解代谢内质网标志酶—葡萄糖-6-磷酸酶肌糖原的分解由于脑和肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。（四）糖原分解的特点1．分解反应在糖原的非还原端进行；2．是一非耗能过程（磷酸解）3.关键酶是糖原磷酸化酶，受双重调节（别构调节和共价修饰调节）。其辅酶是磷酸吡哆醛。4.α-1，6-糖苷键相连的G残基水解成游离的葡萄糖

α-1，4-糖苷键被磷酸解生成1-磷酸葡萄糖

在磷酸化酶和脱支酶共同作用下，糖原分解的终产物是G-1-P和葡萄糖。为什么糖原降解选用磷酸解，而不是水解？

糖原水解反应的产物是葡萄糖，而糖原磷酸解的产物是葡萄糖-1-磷酸。机体内磷酸葡萄糖异构酶广泛存在，因此糖原磷酸解的产物——葡萄糖-1-磷酸很容易转变成葡萄糖-6-磷酸，不需要消耗能量，直接进入糖的分解代谢。而糖元水解反应产物葡萄糖要进入分解代谢，还要消耗能量转变成葡萄糖-6-磷酸，所以糖原降解选用磷酸解是机体的一种节能行为。二、糖原的合成（一）定义：(glycogenesis)。由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成（二）部位：肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中（三）反应过程糖原合成的反应过程可分为三个阶段：关键酶：糖原合酶三个阶段反应：Ⅰ阶段的反应

葡萄糖活化——尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)Ⅱ阶段的反应

糖原合酶的作用——形成直链的结构Ⅲ阶段的反应

分支酶的作用——形成支链的结构活化过程结果:葡萄糖C1活化

淀粉的合成与糖原的合成是相似的，但葡萄糖的活化形式是ADPG1．葡萄糖活化：由葡萄糖生成UDPG，是一耗能过程++PPiUTPUDPGUDPGglucose1-phosphateGlu-1-P+UTP→UDP-Glu+PPi

尿苷二磷酸葡萄糖(活性葡萄糖)

(uridinediphosphateglucose,UDPG)2．缩合：在关键酶糖原合酶的催化下，以原有糖原分子为引物，添加新的葡萄糖单位。UDPG+(G)n(G)n+1+UDP糖原合酶theprimer*糖原n为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)，作为UDPG上葡萄糖基的接受体。

糖原合酶功能特点：（1）它需要一个“引物”存在，即含4个残基以上的葡聚糖分子上，该引物又称为生糖原蛋白；（2）只能以1-4糖苷键相连；（3）生糖原蛋白可催化8个UDPG以-1,4糖苷键成链；（4）糖原合酶一旦与生糖原蛋白脱离，将不再行使其合成作用。3．分支：当直链长度达12个葡萄糖残基以上时，在分支酶的催化下，将距末端6～7个葡萄糖残基组成的寡糖链由

-1,4-糖苷键转变为

-1,6-糖苷键，使糖原出现分支。

分支意义增加糖原