第四章糖代謝-Appt課件

1、第四章第四章糖代謝糖代謝Metabolism of Carbohydrates糖的化學(xué)糖的化學(xué)l糖的概念：化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類糖的概念：化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。又被稱為碳水化及其衍生物或多聚物。又被稱為碳水化合物合物CnH2Om。糖的分類及其構(gòu)造糖的分類及其構(gòu)造根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為四類根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為四類單糖單糖 ：葡萄糖、果糖、半乳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖寡糖寡糖 ：蔗糖、乳糖：蔗糖、乳糖多糖多糖 ：纖維素、淀粉、糖原：纖維素、淀粉、糖原結(jié)合糖：糖脂、蛋白多糖、糖蛋白結(jié)合糖：糖脂、蛋白多糖、糖蛋白葡萄糖葡萄糖glucose構(gòu)造構(gòu)造醛

2、糖酮糖互變異構(gòu)醛糖酮糖互變異構(gòu)第一節(jié)第一節(jié)概述概述Introduction 一、糖的生理功能一、糖的生理功能l氧化分解、供應(yīng)能量l儲(chǔ)存能量，維持血糖l提供原料，合成其它物質(zhì)l參與構(gòu)造組織細(xì)胞l其他功能二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收淀粉淀粉 麥芽糖麥芽糖+麥芽三糖麥芽三糖 40% 25%-臨界糊精臨界糊精+異麥芽糖異麥芽糖 30% 5%葡萄糖葡萄糖 唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -臨界糊精酶臨界糊精酶 消化過程消化過程 腸粘膜腸粘膜上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞刷狀緣刷狀緣 胃胃 口腔口腔 腸腔腸腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 三、糖代謝的概略三、糖代謝的概略l葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄

3、糖轉(zhuǎn)運(yùn)體lGlucose transporters，GLUT l有有GLUT15五種五種lGLUT1：主要存在于：主要存在于RBClGLUT4：主要存在于脂肪組織和肌肉：主要存在于脂肪組織和肌肉糖代謝的概略糖代謝的概略 葡萄糖葡萄糖糖異生途徑糖異生途徑 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 糖原合成糖原合成 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 H2O及及CO2酵解途徑酵解途徑 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 無無氧氧 乳酸乳酸肝糖原分解肝糖原分解 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 核糖核糖 + NADPH+H+ATP 第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧氧化糖的無氧氧化Glycolysis糖的無氧氧化糖的無氧氧化l概

4、念：在缺氧情況下，葡萄糖或糖原分解成乳概念：在缺氧情況下，葡萄糖或糖原分解成乳酸酸lactate的過程的過程糖的無氧氧化，又糖的無氧氧化，又稱為糖酵解稱為糖酵解glycolysis。 l反響部位：胞質(zhì)反響部位：胞質(zhì)糖酵解反響過程糖酵解反響過程ATPATP酵解途徑酵解途徑葡萄糖葡萄糖磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸一葡萄糖分解成丙酮酸一葡萄糖分解成丙酮酸1. 葡萄糖磷酸化為葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖glucose-6-phosphate, G-6-P)OHOHHOHHOHHOHCH2HHOOHOHHOHHOHHOHCH2HOPATP ADP己糖激酶Mg2+GG-6-Pl 磷酸化使

5、葡萄糖不能自在逸出細(xì)胞磷酸化使葡萄糖不能自在逸出細(xì)胞l 是第一個(gè)磷酸化反響，耗費(fèi)一個(gè)是第一個(gè)磷酸化反響，耗費(fèi)一個(gè)ATP l 反響不可逆，第反響不可逆，第1個(gè)關(guān)鍵酶個(gè)關(guān)鍵酶l 己糖激酶己糖激酶HK分四型，肝中為葡萄糖激酶分四型，肝中為葡萄糖激酶GK 己糖激酶己糖激酶 葡萄糖激酶葡萄糖激酶存在部位存在部位 肝外組織肝外組織 肝肝Km 值值 0.1mmol/L 10mmol/L底物底物 G, 果糖果糖, 甘露糖甘露糖 G調(diào)理調(diào)理 G-6-P反響抑制反響抑制 胰島素誘導(dǎo)胰島素誘導(dǎo)己糖激酶和葡萄糖激酶的比較己糖激酶和葡萄糖激酶的比較 2. 6-磷酸葡萄糖異構(gòu)為磷酸葡萄糖異構(gòu)為6-磷酸果糖磷酸果糖 (fr

6、uctose-6-phosphate, F-6-P)OHOHHOHHOHHOHCH2HOPG-6-PF-6-P磷酸己糖 異構(gòu)酶OHCH2OHHCH2OHHHOHOOP3. 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變成磷酸果糖轉(zhuǎn)變成1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 (1,6-fructose-biphosphate, F-1,6-BP)l是第二個(gè)磷酸化反響，耗費(fèi)一個(gè)是第二個(gè)磷酸化反響，耗費(fèi)一個(gè)ATPl反響不可逆，第反響不可逆，第2個(gè)關(guān)鍵酶個(gè)關(guān)鍵酶l磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 (PFK-1)是糖酵解的限速酶是糖酵解的限速酶F-6-POHCH2OHHCH2OHHHOHOOPF-1,6-BPOHCH2HCH2OHHHOHOOPO

7、PATP ADPMg2+磷酸果糖激酶4. 磷酸己糖裂解成磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖l反響可逆，由醛縮酶反響可逆，由醛縮酶aldolase催化催化F-1,6-BPCH2C OCHHOCOHHCOHHCH2OPOPCH2C OOPCHOCHOHCH2OPCH2OH+醛縮酶磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛5. 磷酸丙糖同分異構(gòu)化磷酸丙糖同分異構(gòu)化l磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶triose phosphate isomerase)lG2分子分子3-磷酸甘油醛，耗費(fèi)磷酸甘油醛，耗費(fèi)2分子分子ATP。CH2C OOPCHOCHOHCH2OPCH2OH磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶6. 3

8、-磷酸甘油醛氧化為磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸CHOCHOHCH2OP3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H +Pi3-磷酸甘油醛 脫氫酶CCHOHCH2OPOOP1，3-二磷酸甘油酸l 醛基氧化成羧基，并參與一分子磷酸，構(gòu)成醛基氧化成羧基，并參與一分子磷酸，構(gòu)成混合酸酐。脫下的氫由混合酸酐。脫下的氫由NAD+接受。接受。7. 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸磷酸甘油酸甘油酸l此步為第一個(gè)底物程度磷酸化此步為第一個(gè)底物程度磷酸化l反響可逆反響可逆COO- -CHOHCH2OP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 激酶CCHOHCH2OPOOP1，3-二磷酸甘油酸ADP

9、ATP8. 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视退徂D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘磷酸甘油酸油酸COO- -CHOHCH2OP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 變位酶COO- -CHCH2OHOP2-磷酸甘油酸9. 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸PEPCOO- -CHCH2OHOP2-磷酸甘油酸COO- -CCH2O磷酸烯醇式 丙酮酸P+ H2O烯醇化酶l反響引起分子內(nèi)能量重新分布，構(gòu)成高反響引起分子內(nèi)能量重新分布，構(gòu)成高能磷酸鍵。能磷酸鍵。10. PEP轉(zhuǎn)變成丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸pyruvate)l烯醇式立刻自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)橥较┐际搅⒖套园l(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)橥絣第二個(gè)底物程度磷酸化第二個(gè)底物程度磷酸化

10、l反響不可逆，第反響不可逆，第3個(gè)關(guān)鍵酶個(gè)關(guān)鍵酶COO- -CCH3ADP ATPCOO- -CCH2OPEPP丙酮酸激酶O丙酮酸二丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸二丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸lactateCOO- -CCH3NAD+NADH+H +O丙酮酸COO- -CHOHCH3乳酸脫氫酶乳酸l 復(fù)原反響，復(fù)原反響，NADH+H+來自于來自于3-磷酸甘油醛脫氫磷酸甘油醛脫氫l 乳酸是糖酵解的終產(chǎn)物乳酸是糖酵解的終產(chǎn)物糖酵解的全過程糖酵解的全過程GG-6-PF-6-PF-1,6-BP磷酸二羥丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸乳酸ATP ADPATP ADPNADH+H+ NAD+H2O醛

11、縮酶Pi異構(gòu)酶PFK-13-磷酸甘油 醛脫氫酶ATP ADP磷酸甘油 酸激酶變位酶烯醇化酶ADP ATP丙酮酸激酶LDH己糖激酶異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛糖酵解小結(jié)糖酵解小結(jié)l反響部位：胞質(zhì)反響部位：胞質(zhì)l糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程l2個(gè)底物程度磷酸化反響個(gè)底物程度磷酸化反響ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶1,3- -二二磷磷酸酸甘甘油油酸酸3- -磷磷酸酸甘甘油油酸酸ADPATP磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶產(chǎn)能的方式和數(shù)量產(chǎn)能的方式和數(shù)量l方式：底物程度磷酸化方式：底物程度磷酸化l數(shù)量：從數(shù)量：從G開場開場 22-2= 2ATPl 從從Gn開

12、場開場 22-1= 3ATPlATP的生成：的生成：l糖酵解時(shí)，糖酵解時(shí)，1mol葡萄糖共生成葡萄糖共生成4molATP，凈生成凈生成2molATP反響全過程中有三步不可逆的反反響全過程中有三步不可逆的反響：響：G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶二、糖酵解的調(diào)理二、糖酵解的調(diào)理關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1限速酶限速酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 調(diào)理方式調(diào)理方式 變構(gòu)調(diào)理變構(gòu)調(diào)理 共價(jià)修飾調(diào)理共價(jià)修飾調(diào)理 一一6-磷酸果

13、糖激酶磷酸果糖激酶-1PFK-1F-6-PF-1,6-BPPFK-1AMP、ADP、F-2,6-BP（強(qiáng)）ATP、檸檬酸6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(PFK-1)1、變構(gòu)調(diào)理、變構(gòu)調(diào)理變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸、檸檬酸PFK-1有兩個(gè)有兩個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)活性中心內(nèi)：活性中心內(nèi)：ATP作為底物結(jié)合作為底物結(jié)合活性中心外：活性中心外：ATP作為變構(gòu)效應(yīng)物結(jié)合作為變構(gòu)效應(yīng)物結(jié)合變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：AMP、ADP、F-1,6-BP、F-2,6-BPF-1,6-BP對對PFK-1具有正反響作用具有正反響作用F-2,6-BP是是PFK-1的最強(qiáng)變構(gòu)激活劑的最強(qiáng)變構(gòu)激活劑F-2,

14、6-BP的生成的生成PiF-6-PF-2,6-BPATPADPH2OPFK-2果糖二磷酸酶-2AMP檸檬酸PFK-2是一種雙功能酶，磷酸化后激酶活性下降，是一種雙功能酶，磷酸化后激酶活性下降，磷酸酶活性升高。磷酸酶活性升高。二丙酮酸激酶二丙酮酸激酶l變構(gòu)調(diào)理：變構(gòu)調(diào)理：F-1,6-BP為變構(gòu)激活劑；為變構(gòu)激活劑；lATP和肝內(nèi)和肝內(nèi)Ala為變構(gòu)抑制劑。為變構(gòu)抑制劑。l共價(jià)修飾調(diào)理：胰高血糖素經(jīng)過共價(jià)修飾調(diào)理：胰高血糖素經(jīng)過cAMP和和PKA使其磷酸化而抑制其活性。使其磷酸化而抑制其活性。 三葡萄糖激酶及己糖激酶三葡萄糖激酶及己糖激酶lG-6-P可反響抑制己糖激酶可反響抑制己糖激酶l胰島素可誘導(dǎo)

15、葡萄糖激酶的合成胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶的合成三、糖酵解的生理意義三、糖酵解的生理意義l是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式l某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑果糖果糖己糖激酶己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖半乳糖激酶半乳糖激酶變位酶變位酶甘露糖甘露糖6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖己糖激酶己糖激酶變位酶變位酶除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進(jìn)入酵解途徑。磷酸己糖而進(jìn)入酵解

16、途徑。 糖酵解的全過程糖酵解的全過程GG-6-PF-6-PF-1,6-BP磷酸二羥丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸乳酸ATP ADPATP ADPNADH+H+ NAD+H2O醛縮酶Pi異構(gòu)酶PFK-13-磷酸甘油 醛脫氫酶ATP ADP磷酸甘油 酸激酶變位酶烯醇化酶ADP ATP丙酮酸激酶LDH己糖激酶異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛第三節(jié)第三節(jié)糖的有氧氧化糖的有氧氧化Aerobic Oxidation of Glucose糖的有氧氧化糖的有氧氧化l概念：指在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化概念：指在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成成H2O和和CO2，并釋放出大量能量的過程

17、。是，并釋放出大量能量的過程。是機(jī)體主要供能方式。機(jī)體主要供能方式。l部位：胞質(zhì)及線粒體部位：胞質(zhì)及線粒體一、有氧氧化的反響過程一、有氧氧化的反響過程丙酮酸胞液線粒體第一階段 （同酵解）第二階段第三階段三羧酸循環(huán)氧化磷酸化CO2+ H2O+ATP丙酮酸乙酰CoAG分為三個(gè)階段：分為三個(gè)階段：一葡萄糖生成丙酮酸酵解途徑一葡萄糖生成丙酮酸酵解途徑二丙酮酸的氧化脫羧二丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA經(jīng)脫氫、脫羧、酰化生成乙酰CoA，這是不可逆反響。在線粒體內(nèi)進(jìn)展。COO- -CCH3NAD+NADH+H +O丙酮酸CH3C丙酮酸脫氫酶 復(fù)合體乙酰

18、OSCoACoA+ HSCoA+ CO2丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成酶酶輔酶輔酶E1丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶TPP（VB1）E2二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶硫辛酸（硫辛酸）硫辛酸（硫辛酸）HSCoA（泛酸）（泛酸）E3二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶FAD（VB2）NAD+（Vpp）HSCoANAD+丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體SSCHH2CH2C(CH2)4COOHSHSHCHH2CH2C(CH2)4COOH+2H- -2H硫辛酸（lipoic acid)二氫硫辛酸CCNH2HCNCH2SCCNCNCHCH3CH2CH2H3COPOO-OPOO-O

19、-+焦磷酸硫胺素（TPP）NNNNNH2OCH2OOHOPO3H2OHOOPPOOOHCH2CCH3CH3COHHCONHCH2CH2CONHCH2CH2SH泛酸泛酸4-磷酸泛酰磷酸泛酰巰基乙胺巰基乙胺輔酶輔酶AHSCoA構(gòu)造構(gòu)造SH酰基結(jié)合?；Y(jié)合位點(diǎn)位點(diǎn)HSCoA丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA的生成的生成二、二、 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)l概述：由乙酰概述：由乙酰CoA與草與草酰乙酸縮合成檸檬酸開酰乙酸縮合成檸檬酸開場，經(jīng)反復(fù)脫氫、脫羧場，經(jīng)反復(fù)脫氫、脫羧再生成草酰乙酸的循環(huán)再生成草酰乙酸的循環(huán)反響過程。又稱檸檬酸反響過程。又稱檸檬酸循環(huán)和循環(huán)和Krebs循環(huán)。循環(huán)。l反響部位：線粒體基質(zhì)反響部位

20、：線粒體基質(zhì)一一TCA循環(huán)由循環(huán)由8步代謝反響組成步代謝反響組成1. 檸檬酸的生成檸檬酸的生成l反響不可逆反響不可逆lTCA循環(huán)的第一個(gè)關(guān)鍵酶循環(huán)的第一個(gè)關(guān)鍵酶乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸合酶檸檬酸合酶檸檬酸檸檬酸2. 檸檬酸異構(gòu)為異檸檬酸檸檬酸異構(gòu)為異檸檬酸檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸3. 酮戊二酸的生成酮戊二酸的生成l第一次氧化脫羧第一次氧化脫羧l反響不可逆反響不可逆lTCA循環(huán)第二個(gè)關(guān)鍵酶循環(huán)第二個(gè)關(guān)鍵酶限速酶限速酶異檸檬酸異檸檬酸酮戊二酸酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶NAD+ NADH+H+4. 琥珀酰琥珀酰CoA的生成的生成l第二次氧化脫羧第二次氧化脫羧

21、l反響不可逆反響不可逆lTCA循環(huán)第三個(gè)關(guān)鍵酶循環(huán)第三個(gè)關(guān)鍵酶酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸5. 琥珀酸的生成琥珀酸的生成lTCA循環(huán)中獨(dú)一的底物程度磷酸化反響循環(huán)中獨(dú)一的底物程度磷酸化反響琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶GTPATP6. 琥珀酸脫氫生成延胡索酸琥珀酸脫氫生成延胡索酸l琥珀酸脫氫酶是琥珀酸脫氫酶是TCA循環(huán)中獨(dú)一與內(nèi)膜結(jié)合的循環(huán)中獨(dú)一與內(nèi)膜結(jié)合的酶，受氫體是酶，受氫體是FAD琥珀酸琥珀酸琥珀酸脫氫琥珀酸脫氫酶酶延胡索酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸蘋果酸7. 延胡索酸加水生成蘋果酸延胡索酸加水生

22、成蘋果酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶8. 蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸脫氫生成草酰乙酸CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O檸檬酸合酶檸檬酸合酶順烏頭酸梅順烏頭酸梅異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶Citrate cycleCOCH2COOCOOCH3COSCo

23、ACCH2COOCOOCH2HOCOOCCHCOOCOOCH2COOCHCHCOOCOOCH2COOH2OH2OHOCO2CH2CH2COCOOCOOCH2CH2COOCOSCoACO2NAD+NADH+H+CH2CH2COOCOOGDP+PiGTPCHCH2COOCOOOOC CHCCOOHHONAD+NADH+H+FADFADH2H2Oacetyl CoAH2Ooxaloacetatecitrate synthasecitrateaconitasecis-aconitateaconitaseisocitrateNAD+NADH+H+isocitrate dehydrogenase-keto

24、-glutarate-ketoglutaratedehydrogenase complexsuccinyl-CoAADPATPCoASH succinyl CoA syntetasesuccinate dehydrogenasefumaratesuccinatefumarasemalatemalate dehydrogenaseHSCoAHSCoA乙酰乙酰CoA 檸檬酸檸檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 異檸檬酸異檸檬酸 蘋果酸蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶脫氫酶檸檬酸合酶檸檬酸合酶-酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體脫氫酶復(fù)合體三

25、羧酸循環(huán)的特點(diǎn)三羧酸循環(huán)的特點(diǎn)l經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)l耗費(fèi)一分子乙酰耗費(fèi)一分子乙酰CoA；l經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物程度磷酸化；經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物程度磷酸化；l生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子CO2，1分子分子GTPl關(guān)鍵酶有：關(guān)鍵酶有：l檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、 -酮戊二酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酸脫氫酶復(fù)合體l整個(gè)循環(huán)反響為不可逆反響整個(gè)循環(huán)反響為不可逆反響l總反響式總反響式l乙酰乙酰CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+3H+FADH2+GTP+HSCoAl在有氧

26、條件下進(jìn)展，產(chǎn)生的復(fù)原當(dāng)量經(jīng)氧化磷在有氧條件下進(jìn)展，產(chǎn)生的復(fù)原當(dāng)量經(jīng)氧化磷酸化可產(chǎn)生酸化可產(chǎn)生ATP，是產(chǎn)生，是產(chǎn)生ATP的主要途徑的主要途徑三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物l三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無量的變化，不能夠經(jīng)過三羧酸循環(huán)直接從無量的變化，不能夠經(jīng)過三羧酸循環(huán)直接從乙酰乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為環(huán)中被氧化為CO2及及H2O。外表上看來，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰外表上看來，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可

27、少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會(huì)耗費(fèi)的，它可被反復(fù)利乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會(huì)耗費(fèi)的，它可被反復(fù)利用。實(shí)踐上：用。實(shí)踐上：例如：例如： 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 檸檬酸檸檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 . 機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)絡(luò)、相互配合機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)絡(luò)、相互配合的，的，TCAC中的某些中間代謝物可以轉(zhuǎn)變合成其他中的某些中間代謝物可以轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)絡(luò)。物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)絡(luò)。 . 機(jī)體糖供缺乏時(shí)，能夠引起機(jī)體糖供缺乏時(shí)，能夠引起TCAC運(yùn)轉(zhuǎn)妨礙，運(yùn)轉(zhuǎn)妨礙，

28、這時(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再這時(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙酰進(jìn)一步生成乙酰CoA進(jìn)入進(jìn)入TCAC氧化分解。氧化分解。 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸脫羧酶草酰乙酸脫羧酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸酶蘋果酸酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ 所以，草酰乙酸必需不斷被更新補(bǔ)充。所以，草酰乙酸必需不斷被更新補(bǔ)充。草酰乙酸草酰乙酸 檸檬酸檸檬酸檸檬酸檸檬酸裂解酶裂解酶乙酰乙酰CoA 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶CO2 蘋果酸蘋果酸蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶-酮戊二酸酮戊

29、二酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸的來源如下：草酰乙酸的來源如下：中間產(chǎn)物必需不斷補(bǔ)充中間產(chǎn)物必需不斷補(bǔ)充回補(bǔ)反響回補(bǔ)反響l草酰乙酸的回補(bǔ)草酰乙酸的回補(bǔ)草酰乙酸丙酮酸羧化酶COO- -CCH3O丙酮酸COO- -CCH2OCOOHCO2+ATPADP+Pi二二TCA循環(huán)受底物、產(chǎn)物和循環(huán)受底物、產(chǎn)物和關(guān)鍵酶活性的調(diào)理關(guān)鍵酶活性的調(diào)理lTCA循環(huán)主要受其底物、產(chǎn)物、關(guān)鍵酶活性循環(huán)主要受其底物、產(chǎn)物、關(guān)鍵酶活性3種要素的調(diào)控。種要素的調(diào)控。lTCA循環(huán)的速率和流量主要受循環(huán)的速率和流量主要受3種要素的調(diào)控：種要素的調(diào)控：底物的供應(yīng)量，催化循環(huán)最初幾步反響酶的反底物的供應(yīng)量，催化循環(huán)最初幾步反響酶的反響別

30、構(gòu)抑制，產(chǎn)物堆積的抑制造用。響別構(gòu)抑制，產(chǎn)物堆積的抑制造用。1. TCA循環(huán)中有循環(huán)中有3個(gè)關(guān)鍵酶個(gè)關(guān)鍵酶l檸檬酸合酶檸檬酸合酶l異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶l-酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶 乙酰乙酰CoA 檸檬酸檸檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 異檸檬酸異檸檬酸 蘋果酸蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸異檸檬酸 脫氫酶脫氫酶檸檬酸合酶檸檬酸合酶-酮戊二酸脫酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體氫酶復(fù)合體ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸檸檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影響的影響

31、 產(chǎn)物堆積引起抑制產(chǎn)物堆積引起抑制循環(huán)中后續(xù)反響循環(huán)中后續(xù)反響中間產(chǎn)物別位反中間產(chǎn)物別位反響抑制前面反響響抑制前面反響中的酶中的酶其他，如其他，如Ca2+可可激活許多酶激活許多酶2. TCA循環(huán)與上游和下游反響協(xié)循環(huán)與上游和下游反響協(xié)調(diào)調(diào)l在正常情況下，糖酵解途徑和在正常情況下，糖酵解途徑和TCA循環(huán)的循環(huán)的速度是相協(xié)調(diào)的。這種協(xié)調(diào)不僅經(jīng)過高濃度的速度是相協(xié)調(diào)的。這種協(xié)調(diào)不僅經(jīng)過高濃度的ATP、NADH的抑制造用，亦經(jīng)過檸檬酸對磷的抑制造用，亦經(jīng)過檸檬酸對磷酸果糖激酶酸果糖激酶-1的別構(gòu)抑制造用而實(shí)現(xiàn)。的別構(gòu)抑制造用而實(shí)現(xiàn)。 l氧化磷酸化的速率對氧化磷酸化的速率對TCA循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)也起著非循環(huán)的

32、運(yùn)轉(zhuǎn)也起著非常重要的作用。常重要的作用。 三三TCA循環(huán)的生理意義循環(huán)的生理意義 1. 三大營養(yǎng)物質(zhì)的共三大營養(yǎng)物質(zhì)的共同氧化途徑同氧化途徑2. 三大物質(zhì)代謝聯(lián)絡(luò)的樞紐三大物質(zhì)代謝聯(lián)絡(luò)的樞紐三、有氧氧化的生理意義三、有氧氧化的生理意義 l糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑。它不糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐漸分次僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐漸分次釋放，相當(dāng)一部分構(gòu)成釋放，相當(dāng)一部分構(gòu)成ATP，所以能量的利用，所以能量的利用率也高。率也高。2ATPNADH+H+21.5或或2.5ATP3NADH+H+62.5ATPFADH221.5ATPGTP2

33、1ATP能量產(chǎn)生：合計(jì)能量產(chǎn)生：合計(jì)30或或32個(gè)個(gè)ATPNADH+H+22.5ATP反應(yīng)反應(yīng)輔酶輔酶最終獲得最終獲得ATP第一階段（胞質(zhì)）第一階段（胞質(zhì)） 葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NADH3或或5* 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2第二階段（線粒體基質(zhì)）第二階段（線粒體基質(zhì)） 2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質(zhì)）第三階段（線粒體基質(zhì)） 2異檸檬酸異檸檬

34、酸2-酮戊二酸酮戊二酸2NADH5 2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA2NADH5 2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸2 2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸2FADH23 2蘋果酸蘋果酸2草酰乙酸草酰乙酸2NADH5由一個(gè)葡萄糖總共獲得由一個(gè)葡萄糖總共獲得30或或32四、糖有氧氧化的調(diào)理四、糖有氧氧化的調(diào)理關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 酵解途徑：己糖激酶酵解途徑：己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)

35、合體1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體l變構(gòu)調(diào)理：變構(gòu)調(diào)理：l共價(jià)修飾調(diào)理：共價(jià)修飾調(diào)理：l磷酸化失活；胰島素和磷酸化失活；胰島素和Ca2+促進(jìn)其去磷酸化，使促進(jìn)其去磷酸化，使其活性添加。其活性添加。丙酮酸丙酮酸脫氫酶復(fù)合體乙酰CoAAMP、NAD+、CoA、Ca2+ATP、NADH、脂肪酸2. 檸檬酸合酶檸檬酸合酶l變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：ADPl變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：NADH、琥珀酰、琥珀酰CoA、檸檬酸、檸檬酸、ATPl3. 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶l變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：ADP、Ca2+l變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP4. 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體l與丙

36、酮酸脫氫酶復(fù)合體類似。與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體類似。l總體說，氧化磷酸化促進(jìn)總體說，氧化磷酸化促進(jìn)TCA循環(huán)循環(huán)lATP/ADP，抑制，抑制TCAC，氧化磷酸化，氧化磷酸化； lATP/ADP，促進(jìn)，促進(jìn)TCAC，氧化磷酸化，氧化磷酸化。 有氧氧化調(diào)理的特點(diǎn)：有氧氧化調(diào)理的特點(diǎn)：l有氧氧化的調(diào)理經(jīng)過對其關(guān)鍵酶的調(diào)理有氧氧化的調(diào)理經(jīng)過對其關(guān)鍵酶的調(diào)理lATP/ADP或或ATP/AMP比值全程調(diào)理。該比值比值全程調(diào)理。該比值升高，一切關(guān)鍵酶均被抑制升高，一切關(guān)鍵酶均被抑制l氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，那么后者速率也減慢低，那么后者速率也減慢l三羧

37、酸循環(huán)與酵解途徑相互協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)與酵解途徑相互協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需求多少乙酰需求多少乙酰CoA，那么酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多，那么酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰少丙酮酸以生成乙酰CoA五、巴斯德效應(yīng)五、巴斯德效應(yīng)Pastuer effect l概念概念l指有氧氧化抑制糖酵解的景象。指有氧氧化抑制糖酵解的景象。l機(jī)制機(jī)制l有氧時(shí)，有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸;l缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，NADH+H+在胞液濃在胞液濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。度升高，丙

38、酮酸作為氫接受體生成乳酸。三羧酸循環(huán)必需在有氧條件下進(jìn)展三羧酸循環(huán)必需在有氧條件下進(jìn)展G酵解途徑2NADH+H+2ATP2丙酮酸2乳酸入線粒體 氧化無氧有氧巴斯德效應(yīng)：有氧氧化抑制糖酵解巴斯德效應(yīng)：有氧氧化抑制糖酵解第四節(jié)第四節(jié) 葡萄糖的其他葡萄糖的其他代謝途徑代謝途徑Other Metabolism Pathways of Glucose一、磷酸戊糖途徑一、磷酸戊糖途徑l概念：磷酸戊糖途徑概念：磷酸戊糖途徑pentose phosphate pathway是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油磷酸甘油醛和醛和6

39、-磷酸果糖的反響過程。磷酸果糖的反響過程。l細(xì)胞定位：胞質(zhì)細(xì)胞定位：胞質(zhì)l反響過程可分為二個(gè)階段反響過程可分為二個(gè)階段 l第一階段：氧化反響階段，生成磷酸戊糖，第一階段：氧化反響階段，生成磷酸戊糖，NADPH+H+和和CO2l第二階段：非氧化反響，包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移第二階段：非氧化反響，包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+ NAD+和和NADP+的構(gòu)造的構(gòu)造1. 氧化反響階段的產(chǎn)物為氧化反響階段的產(chǎn)物為5-磷酸核糖和磷酸核糖和NADPH l催化第一步脫氫反響的催化第一步脫氫反響的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸葡萄糖脫氫酶是關(guān)鍵酶。關(guān)鍵酶。l兩次脫氫均由兩次脫氫均由NA

40、DP+接受生成接受生成NADPH + H+。l反響生成的磷酸核糖是非常重要的中間產(chǎn)物。反響生成的磷酸核糖是非常重要的中間產(chǎn)物。G-6-P5-磷酸核糖磷酸核糖NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO22基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響l第二階段反響的意義就在于經(jīng)過一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)第二階段反響的意義就在于經(jīng)過一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響，將核糖轉(zhuǎn)變成移反響，將核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖和磷酸果糖和3-磷酸甘磷酸甘油醛而進(jìn)入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱油醛而進(jìn)入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路pentose phosphate shunt。15-磷酸核酮糖經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岷送墙?jīng)轉(zhuǎn)

41、變?yōu)?-磷酸木酮磷酸木酮糖后參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響糖后參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響TPP5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 7-磷酸景天糖磷酸景天糖 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛2兩種酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響兩種酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響總反響式總反響式36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6NADP+26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2磷酸戊糖途徑的特點(diǎn)磷酸戊糖途徑的特點(diǎn) l脫氫反響以脫氫反響以NADP+為受氫體，生成為受氫體，生成

42、NADPH+H+l反響過程中進(jìn)展了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反響，反響過程中進(jìn)展了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反響，經(jīng)過了經(jīng)過了3、4、5、6、7碳糖的演化過程碳糖的演化過程l生成重要的中間代謝物生成重要的中間代謝物5-磷酸核糖磷酸核糖l一分子一分子G-6-P經(jīng)過反響，只能發(fā)生一次脫羧和二經(jīng)過反響，只能發(fā)生一次脫羧和二次 脫 氫 反 響 ， 生 成 一 分 子次 脫 氫 反 響 ， 生 成 一 分 子 C O 2 和和 2 分 子分 子NADPH+H+二磷酸戊糖途徑的調(diào)理二磷酸戊糖途徑的調(diào)理6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決議磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決議6-磷

43、酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。 活性主要受活性主要受NADPH/NADP+比值的影響，比比值的影響，比值升高那么被抑制，降低那么被激活。值升高那么被抑制，降低那么被激活。三磷酸戊糖途徑的生理意義三磷酸戊糖途徑的生理意義l為核酸的生成提供核糖為核酸的生成提供核糖 l提供提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反響作為供氫體參與多種代謝反響lNADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體lNADPH參與體內(nèi)羥化反響參與體內(nèi)羥化反響lNADPH還用于維持谷胱甘肽還用于維持谷胱甘肽GSH的復(fù)原的復(fù)原形狀形狀2G-SH G-S-S-GA AH2 NADP+

44、 NADPH+H+磷酸戊糖途徑的生理意義磷酸戊糖途徑的生理意義 第五節(jié)第五節(jié) 糖原的合成與分解糖原的合成與分解Glycogenesis and Glycogenolysis糖原糖原glycogenl是由假設(shè)干葡萄糖單位組成的具有多分支構(gòu)是由假設(shè)干葡萄糖單位組成的具有多分支構(gòu)造的大分子化合物，是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存方造的大分子化合物，是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存方式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量貯藏。式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量貯藏。l糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義 l肝臟：肝糖原，維持血糖程度肝臟：肝糖原，維持血糖程度l肌肉：肌糖原，主要供肌肉收縮所需肌肉：肌糖原，主要供肌肉收

45、縮所需HOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHHOHHOHCH2OHHOHOHHOHCH2OHHOOHOHOHHOHHOHCH2OHHO -1,4-糖苷鍵糖苷鍵復(fù)原端復(fù)原端 -1,6-糖苷鍵糖苷鍵非復(fù)原端非復(fù)原端l 糖原分子只需一個(gè)復(fù)原端。糖原的合成糖原分子只需一個(gè)復(fù)原端。糖原的合成分解都是在非復(fù)原端上進(jìn)展的。分解都是在非復(fù)原端上進(jìn)展的。 一、糖原合成一、糖原合成glycogenesisl定義：指由單糖主要是葡萄糖合成糖原的定義：指由單糖主要是葡萄糖合成糖原的過程。過程。l合成部位：胞質(zhì)合成部位：胞質(zhì)l組

46、織定位：主要在肝臟、肌肉組織定位：主要在肝臟、肌肉1. 葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖反響過程反響過程耗費(fèi)一個(gè)高能磷酸鍵耗費(fèi)一個(gè)高能磷酸鍵OHOHHOHHOHHOHCH2HHOOHOHHOHHOHHOHCH2HOPATP ADP己糖激酶Mg2+GG-6-P葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖激酶肝葡萄糖激酶肝2. 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHOHHOHHOHHOHCHHOHOHHHOHHOHCH2HG-1-POPHOOPG-6-P磷酸葡萄磷酸葡萄糖變位酶糖變位酶+UTP PP

47、i UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3. 1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖2Pi1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖UDPG 尿苷尿苷PPP耗費(fèi)一個(gè)耗費(fèi)一個(gè)PUDPG可看作可看作“活性葡萄糖，在體內(nèi)充作葡萄糖供體?；钚云咸烟?，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。OHHOOHHOHHOHCH2OHHP尿苷尿苷POOOHOHHHHCH2HHNNOOOPOO POO HOOHHOHHOHCH2OHHOHUDPG糖原糖原n + UDPG糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen syn

48、thase) UDP UTPADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4. -1,4-糖苷鍵式結(jié)合糖苷鍵式結(jié)合UDPG合成糖原合成糖原5. 糖原分枝的構(gòu)成糖原分枝的構(gòu)成-1,6-糖苷鍵糖苷鍵分支酶分支酶(branching enzyme)-1,4-糖苷糖苷鍵鍵-1,6-糖苷鍵糖苷鍵糖原的合成代謝糖原的合成代謝lUDPG是是G的活化方式，是的活化方式，是G活性供體活性供體l糖原合成中，每添加一個(gè)糖原合成中，每添加一個(gè)G單位耗費(fèi)單位耗費(fèi)2個(gè)個(gè)P l糖原合酶是關(guān)鍵酶糖原合酶是關(guān)鍵酶l糖原支鏈構(gòu)造的構(gòu)成需求分支酶的作用糖原支鏈構(gòu)造的構(gòu)成需求分支酶的作用 GHK或GKG-6-PATP ADPG-1-P

49、 UDPG焦磷酸化酶UDPGUTP PPiGn UDPGn+1糖原酶糖原引物糖原引物l近來人們在糖原分子的中心發(fā)現(xiàn)了一種名為近來人們在糖原分子的中心發(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的蛋白質(zhì)。的蛋白質(zhì)。Glycogenin可對其本可對其本身進(jìn)展共價(jià)修飾，將身進(jìn)展共價(jià)修飾，將UDPG分子的分子的G1結(jié)合到結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。時(shí)的引物。Model for glycogen biosynthesis via glycogenin GN，glycoge

50、n synthase GS， and branching enzyme二、糖原分解二、糖原分解glycogenolysisl糖原分解習(xí)慣上指肝糖原分解成糖原分解習(xí)慣上指肝糖原分解成G。l分解部位：胞質(zhì)分解部位：胞質(zhì)HOHOHOHHOHCH2OHHHOHHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOHOHOHOHOHHOHCH2OHHHOHHOHHOHCH2OHHOHOHOHHOHCH2OHHOOPO+1-磷酸葡萄糖糖原分子(Gn)少1個(gè)殘基的糖原分子(Gn-1)糖原磷酸化酶Pi非還原性末端非還原性末端l磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶。磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶。l糖原的糖原的G單位酵解凈

51、產(chǎn)生單位酵解凈產(chǎn)生3個(gè)個(gè)ATP。l肌肉中無葡萄糖肌肉中無葡萄糖-6-磷酸酶。磷酸酶。GnPi Gn-1G-1-PG-6-P G-6-P酶H2O PiG磷酸化酶肝肝非復(fù)原端非復(fù)原端 -1,6-糖苷鍵糖苷鍵糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶Glucose脫支酶的脫支酶的葡聚糖轉(zhuǎn)移酶活性葡聚糖轉(zhuǎn)移酶活性脫支酶的作用脫支酶的作用脫支酶的脫支酶的-1,6-糖苷酶活性糖苷酶活性在磷酸化酶和脫在磷酸化酶和脫支酶共同作用下，支酶共同作用下，糖原分解的終產(chǎn)糖原分解的終產(chǎn)物是物是G-1-P和葡和葡萄糖萄糖來自糖原分解的來自糖原分解的6-磷酸葡萄糖的代謝去向磷酸葡萄糖的代謝去向 糖原的合成與分解總圖糖原的合成與分解總圖UDP

52、G焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶肝磷酸酶肝 糖原糖原n 三、糖原合成與分解的調(diào)理三、糖原合成與分解的調(diào)理 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 糖原合成：糖原合酶糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶糖原分解：糖原磷酸化酶 這兩種關(guān)鍵酶：這兩種關(guān)鍵酶：均受共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)理二種方式作用。均受共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)理二種方式作用。均存在有活性、無活性二種方式，可經(jīng)過磷均存在有活性、無活性二種方式，可經(jīng)過磷酸化

53、和去磷酸化相互轉(zhuǎn)變。酸化和去磷酸化相互轉(zhuǎn)變。共價(jià)修飾調(diào)理共價(jià)修飾調(diào)理l兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；l兩酶均可受磷酸化修飾兩酶均可受磷酸化修飾l糖原合酶糖原合酶P：失活：失活抑制糖原合成抑制糖原合成l糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶P：有活性：有活性促進(jìn)糖原分解促進(jìn)糖原分解l此調(diào)理為酶促反響，有級聯(lián)放大作用，調(diào)理此調(diào)理為酶促反響，有級聯(lián)放大作用，調(diào)理速度快；速度快； l受激素調(diào)理。受激素調(diào)理。 胰高血糖素和腎上腺素升高血糖的機(jī)制胰高血糖素胰高血糖素腎上腺素腎上腺素ACcAMPG 蛋白蛋白受體受體PKA糖原分解糖原分解磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶 糖原合酶糖原合

54、酶糖原合成糖原合成血糖血糖磷酸化酶磷酸化酶ATPADPH2OATPADPH2OATPADPH2OAMPATPATPADPCa2+蛋白激酶A（無活性）磷酸化酶b激酶b磷酸化酶b激酶aPi磷蛋白磷酸酶-1磷酸化酶aPi糖原合酶b糖原合酶aPi糖原UDPGG-1-PG血糖乳酸cAMP腎上腺素（肝、?。┮雀哐撬兀ǜ危〨-6-P蛋白激酶A（有活性）磷酸化酶b磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶 抑制劑蛋白激酶A（有活性）肝肌肉磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶-1G 四、糖原積累癥四、糖原積累癥l糖原累積癥糖原累積癥glycogen storage diseases是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官是

55、一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積。引起糖原累積癥的緣組織中有大量糖原堆積。引起糖原累積癥的緣由是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。由是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。 第六節(jié)第六節(jié)糖異生糖異生Gluconeogenesis糖異生糖異生Gluconeogenesisl概念：指從非糖化合物乳酸、甘油、生糖氨概念：指從非糖化合物乳酸、甘油、生糖氨基酸等轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程?；岬绒D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。l部位：主要在肝、腎細(xì)胞的胞質(zhì)及線粒體部位：主要在肝、腎細(xì)胞的胞質(zhì)及線粒體l原料：乳酸、甘油和生糖氨基酸等原料：乳酸、甘油和生糖氨基酸等一、糖異生途徑一、糖異生途

56、徑l糖異生途徑糖異生途徑gluconeogenic pathway指指從丙酮酸生成葡萄糖的詳細(xì)反響過程。從丙酮酸生成葡萄糖的詳細(xì)反響過程。l過程：過程：l大多數(shù)反響與酵解途徑是共有的，可逆的大多數(shù)反響與酵解途徑是共有的，可逆的l酵解途徑中有酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反響。個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反響。在糖異生時(shí)，須由另外的反響和酶替代。在糖異生時(shí)，須由另外的反響和酶替代。一丙酮酸羧化支路耗費(fèi)能量一丙酮酸羧化支路耗費(fèi)能量PEPADPATP草酰乙酸丙酮酸羧化酶ADP+Pi ATP CO2生物素GTPGDPCO2PEP羧激酶丙酮酸激酶COO- -CCH3COO- -CHCH2OPO丙酮酸CO

57、O- -CCH2OCOOH（線粒體）（線粒體，胞液）丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶ATP + CO2ADP + Pi 蘋果酸蘋果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 蘋果酸蘋果酸 草酰乙酸草酰乙酸 線線粒粒體體胞胞液液PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP + CO2 糖異生途徑所需糖異生途徑所需NADH+H+的來源的來源 糖異生途徑中，糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成二磷酸甘油酸生成3-磷磷酸甘油醛時(shí)，需求酸甘油醛時(shí)，需求NADH+H+。 由乳酸為原料異

58、生糖時(shí)，由乳酸為原料異生糖時(shí)， NADH+H+由下述由下述 反響提供。反響提供。乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 LDH NAD+ NADH+H+ 由氨基酸為原料進(jìn)展糖異生時(shí)，由氨基酸為原料進(jìn)展糖異生時(shí)， NADH+H+那么那么由線粒體內(nèi)由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來自于脂酸的提供，它們來自于脂酸的-氧化或三羧酸循環(huán)，氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)那么經(jīng)過轉(zhuǎn)運(yùn)那么經(jīng)過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋果酸蘋果酸 線粒體線粒體 蘋果酸蘋果酸 草酰草酰乙酸乙酸草酰草酰乙酸乙酸NAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+ 胞漿胞漿 l丙酮酸或能轉(zhuǎn)變成丙酮酸的某

59、些生糖氨基酸作丙酮酸或能轉(zhuǎn)變成丙酮酸的某些生糖氨基酸作為原料異生成糖時(shí)，以蘋果酸經(jīng)過線粒體進(jìn)展為原料異生成糖時(shí)，以蘋果酸經(jīng)過線粒體進(jìn)展糖異生糖異生l乳酸進(jìn)展糖異生反響時(shí)，常在線粒體生成草酰乳酸進(jìn)展糖異生反響時(shí)，常在線粒體生成草酰乙酸后，再變成天冬氨酸而出線粒體內(nèi)膜進(jìn)入乙酸后，再變成天冬氨酸而出線粒體內(nèi)膜進(jìn)入胞漿胞漿二二1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖F-6-P F-1,6-BPATPADPPiH2O磷磷酸酸果果糖糖激激酶酶- -1 1果果糖糖1 1, ,6 6- -二二磷磷酸酸酶酶三三6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖G G-6-PATPADPPiH2O葡葡萄萄糖糖6 6-

60、 -磷磷酸酸酶酶己己糖糖激激酶酶要點(diǎn)要點(diǎn)l2分子乳酸或丙酮酸異生成分子乳酸或丙酮酸異生成G共耗費(fèi)共耗費(fèi)6個(gè)個(gè)ATP。l糖異生途徑的四個(gè)關(guān)鍵酶：丙酮酸羧化酶輔糖異生途徑的四個(gè)關(guān)鍵酶：丙酮酸羧化酶輔基為生物素、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果基為生物素、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖雙磷酸酶糖雙磷酸酶-1和葡萄糖和葡萄糖-6-磷酸酶。磷酸酶。非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑1糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物 生糖氨基酸生糖氨基酸-酮酸酮酸-NH2甘油甘油-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸2H2上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途