03 第03章 5-6-7节.ppt

1、第三章 糖代谢,第七节 糖代谢的调节,第六节 糖的异生作用,第五节 糖原合成与分解,第四节 磷酸戊糖途径及其他己糖代谢,第三节 有氧分解与三羧酸循环、乙醛酸循环,第二节 糖的中间代谢无氧酵解,第一节 糖的消化吸收,第五节 糖原合成与分解,一、糖原的结构与分布,二、糖原的合成,三、糖原的分解,四、糖原合成与分解的调节,五、糖原合成与分解的意义,非还原端：多个,形 状：树枝状,分子量：1001000万,还原端：一个,糖原结构特点,一、糖原的结构与分布,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12%(总量为200-400g),糖原的分布,部位： 肝脏、肌肉组织

2、等细胞的胞浆中,定义：(glycogenesis) 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成,单糖: 葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等,二、糖原的合成,ATP,葡萄糖激酶,Mg2+,葡萄糖 (glucose),ADP,（1）葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖,（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate),6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate),UDPG焦磷酸化酶,H2O,2Pi,尿苷,（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成,（4）UDPG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) (glycogen pr

3、imer),糖原合酶,糖原(Gn+1) (glycogen),UDP,尿苷,糖原合成的限速酶,1218G,(5) 分支酶催化糖原不断形成新分支链,糖原合成图:,部位：肝脏,产物：葡萄糖,糖原分解：指糖原分解为葡萄糖的过程。,三、糖原的分解,(1)糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖,磷酸化酶,糖 原,Gn,H3PO4,1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate),G-1-P,Pi,脱支酶:专门水解 -1,6-糖苷键,磷酸化酶,脱支酶,G3转移酶,脱枝酶的作用,(2)1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate),葡萄糖 (glucose),6

4、-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate),H3PO4,H2O,葡萄糖-6-磷酸酶 （肝）,肌肉中缺乏此酶,6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖,葡萄糖与6-磷酸葡萄糖的相互转换,糖 原 Gn+1,肌肉,肝脏,糖原分解图,葡萄糖,Pi,H2O,Pi,Gn,糖原的合成与分解图,肝糖原与肌糖原比较,磷酸化酶,共价修饰调节,糖原合酶,变构调节,四、糖原合成与分解的调节,变构激活剂： 6-磷酸葡萄糖,结论： 当葡萄糖充足时，体内糖原合成加强，糖原分解减弱。,糖原合酶的变构调节,糖原合酶的共价修饰调节,cAMP对糖原合成与分解的调节,胰高血糖素、肾上腺素,高活性的 糖原合酶,低活性的 糖原合酶,+,

5、级联放大效应,胰高血糖素和肾上腺素对糖原合成与分解的调节,对维持血糖浓度的相对恒定和肌肉组织对能量的需要起重要作用。,糖原合成与分解是通过两条不同的代谢途径，这是生化物质代谢的共同特点。,激素介导对糖原合成与分解的调节在生物体内具有普遍的意义。,五、糖原合成与分解的意义,第六节 糖的异生作用,一、糖异生作用的概念,二、糖异生作用的过程,三、糖异生作用的意义,四、糖异生作用的调节,五、蔗糖的合成,六、淀粉的合成,一 、糖异生作用的概念,定义： 由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖（原）异生作用。,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,部位： 肝脏（主要）及肾脏（饥饿时

6、）,二、 糖异生作用的过程,基本上是糖酵解的逆过程 跨越三个能障 (energery barrier) 跨越一个膜障(membrane barrier),糖 酵 解 过 程：,葡萄糖,三个不可逆过程,6-磷酸葡萄糖的水解：,底物循环-1,1,6-二磷酸果糖的水解：,底物循环-2,丙酮酸转变为草酰乙酸：,+ CO2 +ATP,草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸：,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶,丙酮酸羧化支路：,底物循环-3,糖异生作用与膜障：,葡萄糖 - 6 - 磷酸酶 果糖二磷酸酶-1 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,胞浆 胞浆 线粒体 胞浆、线粒体,糖异生作用的酶,存在部位,线粒体内

7、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”。,线粒体中草酰乙酸的转运,糖异生,乳酸、丙酮酸的糖异生作用,甘油的糖异生作用：,甘 油,葡萄糖,乳酸,三羧酸循环中有机酸的糖异生作用,三羧酸循环 中的有机酸,三、糖异生作用的意义,在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定 补充糖原贮备 有利于乳酸的利用,糖异生与血糖浓度：,消耗100-150g葡萄糖/天,消耗40g 葡萄糖/天,人体储存的可供全身利用的糖仅150g左右 （不到12小时全部耗尽）,正常情况下 血糖浓度： 4.56.7mmol/L,禁食数周时 血糖浓度： 3.9mmol/L,在饥饿情况下糖异生对保证血糖浓

8、度的相对恒定具有重要的意义,大脑,糖异生与糖原贮备：,糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途径。,动物从饥饿后摄食数小时后，糖的分解代谢应加速而糖异生途径应被抑制，但此时肝内仍保持较高的糖异生活性达23小时，以参与糖原的合成。只有在肝内有一定量的糖原后，摄入的葡萄糖才分解供能，或提供乙酰CoA。,肌肉中乳酸的利用：,肝脏,肌肉,乳酸循环(cori cycle)：,定义：,意义： 防止乳酸堆积引起酸中毒 避免乳酸的浪费（有利于乳酸的再利用） 促进肝糖原的不断更新,肌糖原,乳酸循环,四、糖异生作用的调节：,变构剂的调节,原料供应的影响,激素的调节,饥饿,剧烈运动,6-磷酸果糖循环的变构调节：,ATP

9、,AMP,2,6-二磷酸果糖,目前认为2,6-二磷酸果糖的水平是肝内糖异生与糖酵解转换的信号。,ATP/（ADP+AMP） 比值的变化可以有效地控制糖异生与糖酵解的 转换。,磷酸烯醇式丙酮酸循环的变构调节：,ATP,ADP,1,6-二磷酸果糖,胰高血糖素对糖异生的调节（1）,胰高血糖素,果糖二磷酸酶-1,胰高血糖素对糖异生的调节（2）,胰高血糖素,磷酸果糖激酶-1,糖异生调节的小结：,ATP/(AMP+ADP)比值的变化对糖异生和糖酵解的影响： (1)当体内ATP积聚量较多时，可抑制糖的分解，促进糖的异生，以积累能源。 (2)当耗能增加时，ATP不足，可促进糖的分解而抑制糖的异生以产生更多的A

10、TP，以供机体需要。,促进糖异生作用的激素： 肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素 抑制糖的异生作用的激素是：胰岛素,五、蔗糖的合成： 存在于高等植物体，特别是甘蔗、甜菜、菠萝等， 蔗糖不仅是光合作用的产物之一，而且是植物体糖 类物质的主要运输形式。,有两条途径,蔗糖合成酶催化，次要途径。,磷酸蔗糖合成酶催化，主要途径,UDPG作为糖基供体,2G,26 - P -G,6 - P -F,1 - P -G,UDPG,UTP,PPi,磷酸蔗糖,蔗糖,F,UDP,磷酸蔗糖合成酶,H2O,Pi,磷酸蔗糖磷酸酯酶,UDPG焦磷酸化酶,H2O,Pi,磷酸果糖磷酸酯酶,蔗糖合成酶,UDPG,UDP,六、淀粉的合成： 存在于植物体内，尤其是谷类、豆类、薯类作物的 籽粒和贮藏组织都含丰富的淀粉。淀粉合成中的糖基 供体有ADPG、UDPG，主要是ADPG.合成分两阶段进