《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝

第五章

糖代謝CarbohydrateMetabolism第五章

糖代謝CarbohydrateMe第一節(jié)

糖代謝概況Introdution第一節(jié)

糖代謝概況Introdution一、糖的生理功能糖類是指多羥基醛或酮及其衍生物。糖類在生物體的生理功能主要有：①氧化供能：糖類占人體全部供能量的70%。②作為結構成分：作為生物膜、神經組織等的組分。③作為核酸類化合物的成分：構成核苷酸，DNA，RNA等。④轉變?yōu)槠渌镔|：轉變?yōu)橹净虬被岬然衔?。一、糖的生理功能二、糖的消化吸收（一）糖的消化食物中糖有植物淀粉、動物糖元、麥牙糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖。人體因無β-糖苷酶，不能利用大量的纖維素。食物中糖以淀粉為主，唾液和胰液中有a-淀粉酶，水解淀粉中a-1,4-糖苷鍵。但食物在口腔中停留時間短。淀粉的消化主要在小腸中進行。在胰液a-淀粉酶作用下，生成寡糖，包括沒有分支的麥芽糖、麥芽三糖和有分支的異麥芽糖、a-臨界糊精。二、糖的消化吸收寡糖進一步消化在腸黏膜細胞中。1)a-葡萄糖苷酶、麥芽糖酶：水解麥芽糖、麥芽三糖。2)a-臨界糊精酶、異麥芽糖酶：水解異麥芽糖、a-臨界糊精成葡萄糖。3)腸黏膜細胞有蔗糖酶和乳糖酶，分別水解蔗糖和乳糖。乳糖由半乳糖通過α-1,4-糖苷鍵連接葡萄糖而形成的二糖，是哺乳類乳汁中主要的二糖。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖縮合成。有些成人乳糖酶缺乏，在食用牛奶后發(fā)生乳糖消化吸收障礙，引起腹脹，腹瀉。嬰兒乳糖不耐受較多。寡糖進一步消化在腸黏膜細胞中。（二）糖的吸收1.吸收部位

小腸上段

2.吸收形式

單糖

（二）糖的吸收1.吸收部位2.吸收形式ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸黏膜細胞腸腔門靜脈3.吸收機制Na+依賴型葡萄糖轉運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細胞內膜ADP+PiATPGNa+K+Na4.吸收途徑小腸腸腔腸黏膜上皮細胞門靜脈肝臟體循環(huán)SGLT各種組織細胞GLUTSGLT:Na+依賴型葡萄糖轉運體GLUT：葡萄糖轉運體4.吸收途徑小腸腸腔腸黏膜上皮細胞門靜脈第二節(jié)

葡萄糖的無氧氧化

AnaerobicOxidationofGlucose第二節(jié)

葡萄糖的無氧氧化

AnaerobicOxid*乳酸發(fā)酵(lacticacidfermentation)：在缺氧條件下，葡萄糖經酵解生成的丙酮酸還原為乳酸(lactate)。*乙醇發(fā)酵(ethanolfermentation)：在某些植物、脊椎動物組織和微生物，酵解產生的丙酮酸在無氧條件下，丙酮酸脫羧酶催化脫羧變?yōu)橐胰又€原變?yōu)橐掖嫉倪^程即乙醇發(fā)酵。*乳酸發(fā)酵(lacticacidfermentatio糖酵解(glycolysis)：一分子葡萄糖裂解為兩分子丙酮酸，在缺氧條件下，丙酮酸還原為乳酸(lactate)的過程有氧氧化(aerobicoxidation)：在有氧條件下，需氧生物和哺乳動物組織內的丙酮酸徹底氧化分解為CO2和H2O，即糖的有氧氧化。糖酵解(glycolysis)：一、糖酵解的反應過程

糖酵解的代謝反應過程分為兩個階段：第一階段：由葡萄糖分解成丙酮酸（pyruvate）的過程，稱之為糖酵解途徑（glycolyticpathway）?？煞譃榛罨⒘呀狻⒎拍苋齻€過程。第二階段：為丙酮酸轉變成乳酸的過程。

一、糖酵解的反應過程糖酵解的代謝反應過程分為兩個階段：(一)糖酵解途徑葡萄糖→丙酮酸1、活化——己糖磷酸酯的生成：活化階段是指葡萄糖經磷酸化和異構反應生成1,6-二磷酸果糖(FBP，F(xiàn)DP)的反應過程。該過程共由三步化學反應組成。(一)糖酵解途徑葡萄糖→丙酮酸1、活化——己糖磷酸酯的生⑴葡萄糖(glucose)磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)；⑵G-6-P異構為6-磷酸果糖（fructose-6-phosphate,F-6-P）；⑶F-6-P再磷酸化為1,6-二磷酸果糖（fructose-1,6-biphosphate,F-1,6-BP）。⑴葡萄糖(glucose)磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(glu己糖激酶/葡萄糖激酶磷酸己糖異構酶磷酸果糖激酶-1ATPADPATPADP**(1)(2)(3)己糖激酶/葡萄糖激酶磷酸己糖異構酶磷酸果糖激酶-1ATPAD2.裂解（lysis)——磷酸丙糖的生成：

一分子F-1,6-BP裂解為兩分子可以互變的磷酸丙糖（triosephosphate)，包括兩步反應：⑷F-1,6-BP裂解為3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde-3-phosphate)和磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate)；⑸磷酸二羥丙酮異構為3-磷酸甘油醛。2.裂解（lysis)——磷酸丙糖的生成：一分子F-1,6磷酸丙糖異構酶醛縮酶(4)(5)磷酸丙糖異構酶醛縮酶(4)(5)3.放能(releasingenergy——丙酮酸的生成：

3-磷酸甘油醛經脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應生成丙酮酸，包括六步反應。⑹3-磷酸甘油醛脫氫并磷酸化生成1,3-二磷酸甘油酸;⑺1,3-二磷酸甘油酸脫磷酸后轉變?yōu)?-磷酸甘油酸,將磷酸交給ADP生成ATP；⑻3-磷酸甘油酸異構為2-磷酸甘油酸；3.放能(releasingenergy——丙酮酸的生成：(6)(7)(8)ATPADP磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油酸激酶NAD++PiNADH+H+(6)(7)(8)ATPADP磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘油醛⑼2-磷酸甘油酸(glycerate-2-phosphate)脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)；⑽磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）將高能磷酸基交給ADP生成ATP；⑾烯醇式丙酮酸自發(fā)轉變?yōu)楸?pyruvate)。

⑼2-磷酸甘油酸(glycerate-2-phosphat烯醇化酶丙酮酸激酶⑼⑽⑾*ATPADP自發(fā)H2O烯醇化酶丙酮酸激酶⑼⑽⑾*ATPADP自發(fā)H2O（二）．還原——乳酸的生成：利用丙酮酸接受酵解代謝過程中產生的NADH，使NADH重新氧化為NAD+，以確保反應的繼續(xù)進行。

乳酸脫氫酶NAD+NADH+H+⑿（二）．還原——乳酸的生成：利用丙酮酸接受酵解代謝過程中產生《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝糖酵解可將一分子葡萄糖分解為兩分子乳酸，凈生成兩分子ATP。糖酵解的全部反應在胞漿中進行。糖酵解代謝途徑有三個關鍵酶：己糖激酶（葡萄糖激酶）磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶糖酵解可將一分子葡萄糖分解為兩分子乳酸，凈生成兩分子ATP。二、糖酵解的調控是對三個關鍵酶活性的調節(jié)關鍵酶①

己糖激酶②

磷酸果糖激酶-1③

丙酮酸激酶調節(jié)方式①別構調節(jié)②共價修飾調節(jié)二、糖酵解的調控是對三個關鍵酶活性的調節(jié)關鍵酶①己糖激酶

1.

6-磷酸果糖激酶-1：

6-磷酸果糖激酶-1是調節(jié)糖酵解代謝途徑流量的最重要因素。

6-磷酸果糖激酶-16-phosphofructokinase-1ATP檸檬酸ADP、AMP1,6-二磷酸果糖2,6-二磷酸果糖-+1.6-磷酸果糖激酶-1：6-磷酸果糖激酶-1A6-磷酸果糖激酶-1是四聚體。ATP、檸檬酸是別構抑制劑。該酶有兩個ATP結合位點，一是活性中心的催化部位，ATP作為底物結合；另一是活性中心外的與變構效應物結合的位點，與ATP親和力低。所以需要較高濃度的ATP才能結合使酶失活。

6-磷酸果糖激酶-1是四聚體。ADP、AMP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖是別構激活劑。

AMP與ATP競爭變構結合位點，抵消ATP的抑制作用。１,６二磷酸果糖是６－磷酸果糖激酶－１的產物。該產物的正反饋作用較少見，有利于糖的分解。ADP、AMP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖是別２,６二磷酸果糖１）作用：２,６二磷酸果糖是６－磷酸果糖激酶－１的最強的變構激活劑。２）生成：６－磷酸果糖在６－磷酸果糖激酶－２催化下生成。３）水解：果糖二磷酸酶－２水解２,６二磷酸果糖成６－磷酸果糖。４）６－磷酸果糖激酶－２是一種雙功能酶，酶蛋白有２個分開的催化中心，同時具有果糖二磷酸酶－２和６－磷酸果糖激酶－２的活性。促進２,６二磷酸果糖生成和水解。２,６二磷酸果糖６－磷酸果糖激酶－２和果糖二磷酸酶－２還可在激素作用下進行共價修飾調節(jié)。胰高血糖素通過cAMP及依賴cAMP的蛋白激酶,酶磷酸化后：６－磷酸果糖激酶－２活性減弱，果糖二磷酸酶－２活性升高。促進２,６二磷酸果糖水解。抑制糖的分解。６－磷酸果糖激酶－２和果糖二磷酸酶－２還可在激素作用下進行共2.丙酮酸激酶：變構調節(jié)丙酮酸激酶pyruvatekinaseATP丙氨酸(肝)1,6-二磷酸果糖-+2.丙酮酸激酶：丙酮酸激酶ATP1,6-二磷酸果糖-+共價修飾調節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi磷蛋白磷酸酶（無活性）

（有活性）胰高血糖素PKA,CaM激酶PPKA：蛋白激酶A(proteinkinaseA)CaM：鈣調蛋白共價修飾調節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADP3己糖激酶或葡萄糖激酶：

己糖激酶是肝臟調節(jié)葡萄糖吸收的主要的關鍵酶。己糖激酶受產物6-磷酸葡萄糖反饋抑制。葡萄糖激酶分子中沒有6-磷酸葡萄糖變構部位，不受6-磷酸葡萄糖反饋抑制。己糖激酶有四種同工酶，肝細胞中是Ⅳ型叫葡萄糖激酶，對葡萄糖親和力低。飽食狀態(tài)血糖濃度高時，仍可不停將攝取的葡萄糖磷酸化為葡萄糖-6-磷酸。且不被產物葡萄糖-6-磷酸所抑制。肝正常飲食時僅氧化少量的葡萄糖，主要由氧化脂酸得能量。長鏈脂酰CoA對葡萄糖激酶有變構抑制作用。葡萄糖激酶受激素調控，胰島素促進葡萄糖激酶的合成。在糖代謝及維持血糖濃度中起作用。

3己糖激酶或葡萄糖激酶：

己糖激酶是肝臟調節(jié)葡萄糖吸收

己糖激酶hexokinase葡萄糖激酶glucokinaseG-6-P長鏈脂酰CoA--己糖激酶及葡萄糖激酶的變構劑。

己糖激酶葡萄糖激酶G-6-P長鏈脂酰CoA--己糖激三、糖無氧氧化的主要生理意義糖無氧氧化最主要的生理意義在于機體缺氧狀況下迅速提供能量，這對肌肉收縮更為重要。當機體缺氧或劇烈運動肌肉局部血流不足時，能量主要通過糖無氧氧化獲得。紅細胞沒有線粒體，完全依賴糖無氧氧化供應能量。神經、白細胞和骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由糖無氧氧化提供部分能量。三、糖無氧氧化的主要生理意義糖無氧氧化最主要的生理意義在于機糖無氧氧化時，1mol葡萄糖可經底物水平磷酸化生成4molATP，在葡萄糖和果糖-6-磷酸磷酸化時消耗2molATP，故凈生成2molATP。糖無氧氧化時，1mol葡萄糖可經底物水平磷酸化生成4molA第三節(jié)

葡萄糖的有氧氧化

AerobicOxidationofGlucose第三節(jié)

葡萄糖的有氧氧化

AerobicOxida第三節(jié)糖的有氧氧化葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解生成CO2和H2O，并釋放出大量能量的過程稱為糖的有氧氧化（aerobicoxidation)。第三節(jié)糖的有氧氧化葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解生成C絕大多數(shù)組織細胞通過糖的有氧氧化途徑獲得能量。此代謝過程在細胞胞液和線粒體(cytoplasmandmitochondrion)內進行。一分子葡萄糖(glucose)徹底氧化分解可產生30/32分子ATP。

絕大多數(shù)組織細胞通過糖的有氧氧化途徑獲得能量。此代謝過程在細一、有氧氧化的反應過程

糖的有氧氧化代謝途徑可分為：葡萄糖酵解；丙酮酸氧化脫羧；和三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化三個階段。一、有氧氧化的反應過程糖的有氧氧化代謝途徑可分為：（一）葡萄糖經酵解途徑生成丙酮酸：

此階段在細胞胞液(cytoplasm)中進行，一分子葡萄糖(glucose)分解后凈生成2分子丙酮酸(pyruvate)，2分子ATP，和2分子（NADH+H+）。兩分子（NADH+H+）在有氧條件下可進入線粒體(mitochondrion)產能，共可得到2×1.5或者2×2.5分子ATP。故第一階段可凈生成5或7分子ATP。

（一）葡萄糖經酵解途徑生成丙酮酸：此階段在細胞胞液(cyt（二）丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA：丙酮酸進入線粒體(mitochondrion)，在丙酮酸脫氫酶復合體(pyruvatedehydrogenasecomplex)的催化下氧化脫羧生成乙酰CoA(acetylCoA)。丙酮酸脫氫酶復合體NAD++HSCoANADH+H++CO2*（二）丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA：丙酮酸進入線粒體(mit由一分子葡萄糖氧化分解產生兩分子丙酮酸(pyruvate)，故可生成兩分子乙酰CoA(acetylCoA)，兩分子CO2和兩分子（NADH+H+），可生成2×2.5分子ATP。反應為不可逆；丙酮酸脫氫酶復合體(pyruvatedehydrogenasecomplex)是糖有氧氧化途徑的關鍵酶之一。由一分子葡萄糖氧化分解產生兩分子丙酮酸(pyruvate)，丙酮酸脫氫酶復合體由三種酶單體構成：丙酮酸脫氫酶（E1），二氫硫辛酰胺轉乙酰酶（E2），二氫硫辛酰胺脫氫酶（E3）。

該多酶復合體有六種輔助因子：

TPP，硫辛酸，NAD+，F(xiàn)AD，HSCoA和Mg2+。整個反應中，中間產物不離開酶復合體,使反應迅速完成，且沒有游離的中間產物，不會有副反應發(fā)生。丙酮酸脫氫酶復合體由三種酶單體構成：（三）經三羧酸循環(huán)徹底氧化分解（三）經三羧酸循環(huán)徹底氧化分解三羧酸循環(huán)亦稱檸檬酸循環(huán)（citricacidcycle），這是因為循環(huán)反應中的第一個中間產物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)。二、三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)亦稱檸檬酸循環(huán)（citricacidcycle糖原三酯酰甘油蛋白質葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATCA循環(huán)2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2*營養(yǎng)物在生物體內氧化的一般過程糖原三酯酰甘油蛋白質葡萄糖脂酸+甘油氨基一）

三羧酸循環(huán)反應過程

在真核生物，TCA循環(huán)在線粒體中進行，與呼吸鏈在功能和結構上相偶聯(lián)。一分子乙酰CoA氧化分解后共可生成10分子ATP，故此階段可生成2×10=20分子ATP。一）三羧酸循環(huán)反應過程《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝檸檬酸合酶+*H2OHSCoA順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶NAD+NADH+H++CO2⑴⑵⑶*檸檬酸合酶+*H2OHSCoA順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶NADα-酮戊二酸脫氫酶復合體NADH+H++CO2*NAD++HSCoA琥珀酰CoA合成酶GTPGDP+PiFADFADH2琥珀酸脫氫酶⑷⑸⑹α-酮戊二酸脫氫酶復合體NADH+H+*NAD+琥珀酰CoAH2ONAD+NADH+H+延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶⑺⑻H2ONAD+NADH+H+延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶⑺⑻二）三羧酸循環(huán)的特點：1循環(huán)反應在線粒體(mitochondrion)中進行，為不可逆反應。2每完成一次循環(huán)，氧化分解掉一分子乙?；?，可生成10分子ATP。14C標記發(fā)現(xiàn)CO2的碳原子來自草酰乙酸，而不是乙酰CoA，存在著碳原子的置換。二）三羧酸循環(huán)的特點：3TCA循環(huán)的中間產物本身并無量的變化TCA循環(huán)的中間產物包括草酰乙酸在內起著催化劑的作用，本身并無量的變化。不可能通過TCA直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或其他中間產物；同樣，這些中間產物也不可能直接在TCA循環(huán)中被氧化生成CO2和H2O。TCA循環(huán)中的草酰乙酸主要來自丙酮酸的直接羧化，也可通過蘋果酸脫氫產生。無論何種來源，其最終來源是葡萄糖。3TCA循環(huán)的中間產物本身并無量的變化TCA循環(huán)的中間產4三羧酸循環(huán)中有兩次脫羧反應，生成兩分子CO2。5循環(huán)中有四次脫氫反應，生成三分子NADH和一分子FADH2。6循環(huán)中有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。7三羧酸循環(huán)的關鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶系。8琥珀酰CoA合成酶也叫琥珀酸硫激酶

4三羧酸循環(huán)中有兩次脫羧反應，生成兩分子CO2。三）三羧酸循環(huán)的生理意義：1是糖、脂、蛋白質三大物質分解供能的共同通路。2是糖、脂、三蛋白質三大物質互變的共同途徑。三）三羧酸循環(huán)的生理意義：3TCA循環(huán)是一條“兩用代謝途徑”TCA循環(huán)在大多數(shù)生物中是分解代謝途徑;多種生物合成途徑也利用TCA循環(huán)的中間產物作為合成反應的起始物。1）TCA循環(huán)參與合成和分解途徑的組成3TCA循環(huán)是一條“兩用代謝途徑”TCA循環(huán)在大多數(shù)生物TCA中間產物2）TCA循環(huán)中間產物是合成糖、脂肪酸和氨基酸的前體循環(huán)中間產物可以異生為糖草酰乙酸異生為葡萄糖氨基酸TCA中間產物2）TCA循環(huán)中間產物是合成糖、脂肪酸和乙酰CoA循環(huán)中間產物可為胞液中脂酸合成提供原料合成脂酸檸檬酸-丙酮酸循環(huán)乙酰CoA循環(huán)中間產物可為胞液中脂酸合成提供原料合成脂酸檸檬α-酮戊二酸+NH4+TCA循環(huán)中間產物可為非必需氨基酸合成提供碳架谷氨酸谷氨酸脫氫酶NADH+H+NAD+α-酮戊二酸+NH4+TCA循環(huán)中間產物可為非必需氨基酸《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝3）添補反應補充TCA循環(huán)中間產物參與其他代謝途徑而消耗的TCA循環(huán)中間產物必須及時補充，才能保持TCA循環(huán)順利進行。這類反應被稱為添補反應（anapleroticreaction）。最重要的添補反應是由丙酮酸羧化酶催化的，從丙酮酸生成草酰乙酸的反應。丙酮酸+CO2草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATPADP+Pi3）添補反應補充TCA循環(huán)中間產物參與其他代謝途徑而消耗乙酰CoA是丙酮酸羧化酶的激活劑。當循環(huán)中間產物不足時，循環(huán)速度降低，乙酰CoA濃度上升，激活丙酮酸羧化酶，添補草酰乙酸。TCA循環(huán)中的酶促反應可以將草酰乙酸轉變?yōu)槠渌虚g產物，如α-酮戊二酸，檸檬酸，直到所有中間產物回復到一個適當水平。乙酰CoA是丙酮酸羧化酶的激活劑。奇數(shù)碳鏈脂肪酸琥珀酰CoA某些氨基酸α-酮戊二酸、草酰乙酸此外，可由別的途徑生成一些中間產物，如：奇數(shù)碳鏈脂肪酸琥珀酰CoA某些氨基酸α-酮戊二酸、此外，可由四）三羧酸循環(huán)的調控

１、丙酮酸脫氫酶復合體的活性變化可影響乙酰CoA的生成

四）三羧酸循環(huán)的調控

１、丙酮酸脫氫酶復合體的活性變化可影丙酮酸脫氫酶復合體的調節(jié)別構調節(jié)別構抑制劑：乙酰CoA、NADH、ATP別構激活劑：AMP、ADP、NAD+

丙酮酸脫氫酶復合體的調節(jié)別構抑制劑：乙酰CoA、NADH、A當乙酰CoA充足時，或[ATP]/[ADP]和[NADH]/[NAD_]比值增高時，該酶活性被別構抑制。而當機體需要能量時，或[ATP]/[ADP]降低時，該酶被AMP等變構激活。當乙酰CoA充足時，或[ATP]/[ADP]和[NADH化學修飾調節(jié)當胞內ATP增高時，丙酮酸脫氫酶復合體成分中的丙酮酸脫氫酶（E1）由于磷酸化而失活；當ATP減少時，磷蛋白磷酸酶去除E1上的磷酸基團而激活該復合體?；瘜W修飾調節(jié)共價修飾調節(jié)

共價修飾調節(jié)２、TCA循環(huán)受底物、產物和調節(jié)酶活性調節(jié)TCA循環(huán)的速度和流量主要受３種因素的調控：底物的供應量催化循環(huán)最初反應的酶的產物反饋別構抑制產物堆積的抑制作用２、TCA循環(huán)受底物、產物和調節(jié)酶活性調節(jié)TCA循環(huán)的速度和１）TCA循環(huán)中有３個調節(jié)酶TCA循環(huán)中催化３個不可逆反應的酶：檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶１）TCA循環(huán)中有３個調節(jié)酶TCA循環(huán)中催化３個不可逆反應的乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸蘋果酸NADHFADH2GTPATP異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復合體–ATP+ADPADP+ATP–檸檬酸琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH+Ca2+Ca2+乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮２）TCA循環(huán)與上游和下游反應協(xié)調在正常情況下，（糖）酵解途徑和TCA循環(huán)的速度相協(xié)調；氧化磷酸化的速率對TCA循環(huán)的運轉也起著非常重要的作用。２）TCA循環(huán)與上游和下游反應協(xié)調在正常情況下，（糖）酵解途３、TCA循環(huán)的多種酶以復合體形式存在于線粒體TCA循環(huán)中的酶在線粒體中是以多種酶組成的復合體形式存在，它在細胞內能夠有效地將代謝中間產物從一種酶傳遞給另一種酶。這些復合體具有高效介導中間產物流通的功能，因此也可影響代謝的速率。３、TCA循環(huán)的多種酶以復合體形式存在于線粒體TCA循環(huán)中的除酶以外還有鈣離子。當線粒體鈣離子濃度升高時，異檸檬酸脫氫酶，α-酮戊二酸脫氫酶，丙酮酸脫氫酶被激活，從而推動三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化。氧化磷酸化的速率，對三羧酸循環(huán)的運轉也起重要作用。除酶以外還有鈣離子。NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2O、1.5ATPFADH2[O]

三、糖有氧氧化是機體獲得ATP的主要方式三羧酸循環(huán)一次最終共生成10個ATP。1mol葡萄糖徹底氧化生成CO2和H2O，可凈生成30或32molATP。NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2葡糖-6-磷酸葡萄糖有氧氧化生成的ATP反應輔酶ATP第一階段葡萄糖→-16-磷酸果糖→1,6-雙磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×-1，3-二磷酸甘油酸NAD+3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×-2×12×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2×1第二階段2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×2.5第三階段2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×2.52×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×2.52×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×1.52×蘋果酸→2×草酰乙酸NAD+2×2.5凈生成30或32NAD+NAD+NAD+甘油酸-3-磷酸葡糖-6-磷酸葡萄糖有氧氧化生成的ATP反應輔酶ATP第有氧氧化的生理意義糖的有氧氧化是機體產能最主要的途徑。它不僅產能效率高，而且由于產生的能量逐步分次釋放，相當一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。簡言之，即“供能”有氧氧化的生理意義糖的有氧氧化是機體產能最主要的途徑。它不四、糖有氧氧化的調節(jié)是基于能量的需求關鍵酶

①

酵解途徑:己糖激酶②丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復合體③

三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶-1α-酮戊二酸脫氫酶復合體異檸檬酸脫氫酶四、糖有氧氧化的調節(jié)是基于能量的需求關鍵酶①酵解途徑:五、糖有氧氧化可抑制糖無氧氧化概念機制

有氧時，NADH+H+進入線粒體內氧化，丙酮酸進入線立體進一步氧化而不生成乳酸。缺氧時，酵解途徑加強，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(Pastuereffect)指有氧氧化抑制生醇發(fā)酵（或糖酵解）的現(xiàn)象。五、糖有氧氧化可抑制糖無氧氧化概念機制有氧時，NADH+第四節(jié)

戊糖磷酸途徑

PentosePhosphatePathway第四節(jié)

戊糖磷酸途徑

PentosePhosphat該途徑的起始物是G-6-P，返回的代謝產物是3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。其重要的中間代謝產物是5-磷酸核糖和NADPH。整個代謝途徑在胞液中進行。關鍵酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶(glucose-6-phosphatedehydro-genase)。該途徑的起始物是G-6-P，返回的代謝產物是3-磷酸甘油醛和細胞定位：胞液

第一階段：氧化反應生成磷酸戊糖、NADPH+H+及CO2一、戊糖磷酸途徑的反應過程反應過程可分為二個階段第二階段則：非氧化反應包括一系列基團轉移細胞定位：胞液第一階段：氧化反應一、戊糖磷酸途徑的

（一）G-6-P氧化分解生成5-磷酸核酮糖：

1G-6-P脫氫氧化生成6-磷酸葡萄糖酸內酯：

6-磷酸葡萄糖脫氫酶

G-6-P+NADP+6-磷酸葡萄糖酸內酯+NADPH+H+

**26-磷酸葡萄糖酸內酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸：內酯酶

6-磷酸葡萄糖酸內酯+H2O

6-磷酸葡萄糖酸36-磷酸葡萄糖酸再脫氫脫羧生成5-磷酸核酮糖：

6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶

6-磷酸葡萄糖酸+NADP+

5-磷酸核酮糖+NADPH+H+

26-磷酸葡萄糖酸內酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸：

（二）經過基團轉移反應進入糖酵解途徑

5-磷酸核酮糖的基團轉移反應過程：5-磷酸核酮糖經一系列基團轉移反應生成：3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖；進入糖代謝。由異構酶催化，均為可逆反應。（二）經過基團轉移反應進入糖酵解途徑這些基團轉移反應可分為兩類：一類是轉酮醇酶（transketolase）反應，轉移含1個酮基、1個醇基的2碳基團；接受體都是醛糖。異構酶另一類是轉醛醇酶（transaldolase）反應，轉移3碳單位；接受體也是醛糖。反應結果：三分子磷酸戊糖轉變成兩分子磷酸己糖和一分子磷酸丙糖。這些基團轉移反應可分為兩類：一類是轉酮5-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C55-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C7甘油醛-3-磷酸

C34-磷酸赤蘚糖

C4果糖-6-磷酸

C6果糖-6-磷酸

C6甘油醛-3-磷酸

C3轉酮醇酶轉酮醇酶轉醛醇酶5-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖5-磷酸木第二階段反應的意義就在于通過一系列基團轉移反應，將核糖轉變成：果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸，而進入酵解途徑。因此戊糖磷酸途徑也稱戊糖磷酸旁路。在此階段中，經由5-磷酸核酮糖異構可生成5-磷酸核糖。5-磷酸核酮糖—

5-磷酸核糖第二階段反應的意義就在于通過一系列基團轉移反應，將核糖轉變成磷酸戊糖途徑的總反應式：

6分子G-6-P+12NADP++7H2O→4分子F-6-P+2分子3-磷酸甘油醛+12NADPH+12H++5-磷酸核糖+磷酸

磷酸戊糖途徑的總反應式：二、磷酸戊糖途徑的生理意義

1、是體內生成5-磷酸核糖的唯一代謝途徑：體內合成核苷酸和核酸所需的核糖或脫氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，這是體內唯一的一條能生成5-磷酸核糖的代謝途徑。磷酸戊糖途徑是體內糖代謝與核苷酸及核酸代謝的交匯途徑。

二、磷酸戊糖途徑的生理意義

1、是體內生成5-磷酸核糖的唯2.是體內生成NADPH的主要代謝途徑：NADPH在體內可用于：⑴作為供氫體，參與體內的合成代謝：如參與合成脂肪酸、膽固醇，一些氨基酸。⑵參與羥化反應：作為加單氧酶的輔酶，參與對代謝物的羥化。2.是體內生成NADPH的主要代謝途徑：

谷胱甘肽過氧化物酶

H2O2(ROOH)

H2O(ROH+H2O)2G–SHG–S–S–GNADP+NADPH+H+

谷胱甘肽還原酶

⑶使氧化型谷胱甘肽還原。谷胱甘肽過氧化物酶H2O2H2O2G⑷維持巰基酶的活性。⑸維持紅細胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脫氫酶遺傳性缺陷，難使谷胱甘肽保持還原狀態(tài)，可導致溶血性貧血。常因食用蠶豆而誘發(fā)，故叫蠶豆病。⑷維持巰基酶的活性。第五節(jié)

糖原的合成與分解

GlycogenesisandGlycogenolysis第五節(jié)

糖原的合成與分解

Glycogenesis是動物體內糖的儲存形式之一，是機體能迅速動用的能量儲備。骨骼?。杭√窃?，180~300g，主要供肌肉收縮所需。

肝：肝糖原，70~100g，血糖的重要來源糖原(glycogen)糖原儲存的主要器官及其生理意義是動物體內糖的儲存形式之一，是機體能迅速動用的能量儲備。骨骼糖原分子中的葡萄糖有93％通過α-1,4-糖苷鍵相連，余下的7％位于分支點上以α-1,6-糖苷鍵相連。糖原的分枝多，溶解度大。每個糖原分子中心還存在一個還原端，外周是多個非還原端，糖原的合成與分解均從非還原端開始。糖原的合成與分解代謝主要發(fā)生在肝、腎和肌肉組織細胞的胞液中。

糖原分子中的葡萄糖有93％通過α-1,4-糖苷鍵相連，余下的《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝一、糖原合成的代謝反應主要發(fā)生在肝和骨骼肌糖原合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的過程組織定位：主要在肝、骨骼肌細胞定位：胞漿一、糖原合成的代謝反應主要發(fā)生在肝和骨骼肌糖原合成(gly1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸ATPADP己糖激酶;葡糖激酶（肝）糖原合成途徑:1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6葡糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡糖-6-磷酸2.葡糖-6-磷酸轉變成葡糖-1-磷酸這步反應中磷酸基團轉移的意義在于：新的葡萄糖分子C1上的半縮醛羥基必須活化，才利于與原來的糖原分子末端葡萄糖的游離C4羥基縮合，形成α-1,4-糖苷鍵。葡糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡糖-6-磷酸2.葡糖

3.葡糖-1-磷酸轉變成尿苷二磷酸葡糖

G-1-P+UTPUDPG+PPiUDPG焦磷酸化酶UDPG焦磷酸化酶糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)

UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷鍵式結合糖原n+UDPG糖原n+1+UDP*糖原n為原有的細胞內的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)，作為UDPG上葡萄糖基的接受體。糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)

*糖原n為原有的細胞內的較小糖原分子，稱為糖原引物(pr5．分支：糖原合酶只能延長糖鏈,不能形成分支。當直鏈長度達12個葡萄糖殘基以上時，在分支酶(branchingenzyme)的催化下，將距末端6～7個葡萄糖殘基組成的寡糖鏈轉移到鄰近的糖鏈上，由α-1,4-糖苷鍵轉變?yōu)棣?1,6-糖苷鍵，使糖原出現(xiàn)分支。

《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝α-1,4α-1,6α-1,4α-1,6近來人們在糖原分子的核心發(fā)現(xiàn)了一種名為蛋白-酪氨酸-葡糖基轉移酶（glycogenin）的蛋白質。Glycogenin可對其自身進行共價修飾，將UDP-葡萄糖分子的C1結合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個結合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時的引物。糖原合成過程中作為引物的第一個糖原分子從何而來？近來人們在糖原分子的核心發(fā)現(xiàn)了一種名為蛋白-酪氨酸-葡糖基轉糖原合成的特點：1．必須以原有糖原分子作為引物；在糖原分子核心發(fā)現(xiàn)具有對自身進行共價修飾的蛋白質，將UDPG中的C1結合到酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。2．合成反應在糖原的非還原端進行；3．合成為一耗能過程，每增加一個葡萄糖殘基，需消耗2個高能磷酸鍵（2分子ATP,其中1個ATP用于使UDP生成UTP）；4．其關鍵酶是糖原合酶(glycogensynthase)，為一共價修飾酶；5．需UTP參與（以UDP為載體）。糖原合成的特點：1．必須以原有糖原分子作為引物；在糖原分子核二、糖原的分解代謝（一）反應過程：肝糖原的分解代謝可分為三個階段：1．糖基的降解：包括三步反應，循環(huán)交替進行。⑴磷酸解：由糖原磷酸化酶(glycogenphosphorylase)催化對α-1,4-糖苷鍵磷酸解，生成G-1-P。

(G)n+Pi(G)n-1+G-1-P糖原磷酸化酶*二、糖原的分解代謝（一）反應過程：糖原磷酸化酶*⑵轉寡糖鏈：當糖原被水解到離分支點四個葡萄糖殘基時，由葡聚糖轉移酶催化，將分支鏈上的三個葡萄糖殘基轉移到直鏈的非還原端，使分支點暴露。⑶脫支：由α-1,6-葡萄糖苷酶催化。將α-1,6-糖苷鍵水解，生成一分子自由葡萄糖。

(G)n+H2O(G)n-1

+G

α-1,6-葡萄糖苷酶⑵轉寡糖鏈：當糖原被水解到離分支點四個葡萄糖殘基時，由葡聚

葡聚糖轉移酶和α-1,6-葡萄糖苷酶是同一種酶的兩種活性，合稱為脫支酶。葡聚糖轉移酶和α-1,6-葡萄糖苷酶是同一種酶的兩種活《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝2．異構：

G-1-PG-6-P3．脫磷酸：由葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase)催化，生成自由葡萄糖。該酶只存在于肝及腎中。

G-6-P+H2OG+Pi

磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖-6-磷酸酶2．異構：磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖-6-磷酸酶*肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應與肝糖原分解過程相同，但是生成葡糖-6-磷酸之后，由于肌肉組織中不存在葡糖-6-磷酸酶，所以生成的葡糖-6-磷酸不能轉變成葡萄糖釋放入血，提供血糖。而只能進入酵解途徑進一步代謝。肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關。*肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應與肝糖原分解過程相同，三、糖原合成與分解的調節(jié)關鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶這兩種關鍵酶的重要特點：快速調節(jié)有共價修飾和別構調節(jié)二種方式。都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉變。三、糖原合成與分解的調節(jié)關鍵酶①糖原合成：糖原合（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關鍵酶磷酸化酶b磷蛋白磷酸酶-1磷酸化酶aP磷酸化酶b激酶磷酸化酶b激酶P磷蛋白磷酸酶-1依賴cAMP的蛋白激酶（強活性）（低活性）（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關鍵酶磷酸化酶b磷蛋白磷酸肝糖原磷酸化酶：磷酸化酶a（磷酸化強活性）磷酸化酶b（去磷酸化低活性）去磷酸化失活磷酸化有活性磷酸化酶a（磷酸化強活性）磷酸化酶b（去磷酸化低活肝糖原磷酸化酶還受變構調節(jié)：變構抑制劑是葡萄糖。血糖濃度升高時可降低肝糖原分解。

肝糖原磷酸化酶還受變構調節(jié)：（二）糖原合酶是糖原合成的關鍵酶糖原合酶a糖原合酶bP磷蛋白磷酸酶-1依賴cAMP的蛋白激酶肝：糖原合酶a有活性，糖原合酶b后即失去活性。有活性失去活性（二）糖原合酶是糖原合成的關鍵酶糖原合酶a糖原合酶b腺苷環(huán)化酶（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體ATPcAMPPKA(無活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-PPKA(有活性)磷酸化酶b磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1–––磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶抑制劑PKA（有活性）腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎糖原合成與分解的生理性調節(jié)主要靠胰島素和胰高血糖素。胰島素抑制糖原分解，促進糖原合成，但其機制還未肯定。胰高血糖素可誘導生成cAMP，促進糖原分解。腎上腺素也可通過cAMP促進糖原分解，但可能僅在應激狀態(tài)發(fā)揮作用。糖原合成與分解的生理性調節(jié)主要靠胰島素和胰高血糖素。骨骼肌內糖原代謝的二個關鍵酶的調節(jié)與肝糖原不同:

在糖原分解代謝時肝主要受胰高血糖素的調節(jié)，而骨骼肌主要受腎上腺素調節(jié)。肌肉內糖原合酶及磷酸化酶的變構效應物主要為：AMP、ATP及葡糖-6-磷酸。使肌糖原合成與分解和細胞能量需求相適應。骨骼肌內糖原代謝的二個關鍵酶的調節(jié)與肝糖原不同:在糖原分解糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMP【ATP及葡糖-6-磷酸】??肌肉收縮時ATP被消耗，AMP升高，葡糖-6-磷酸較低。肌糖原分解增加，抑制肌糖原合成。靜息時相反。神經沖動肌肉收縮，引起Ca2+的升高，可引起肌糖原分解增加，獲得肌肉收縮所需能量。糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMP【ATP及葡糖-6-第六節(jié)糖異生Gluconeogenesis第六節(jié)糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程*部位*原料*概念主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體

主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉變一、糖異生途徑不完全是糖酵解的逆行反應酵解途徑中有3個由關鍵酶催化的不可逆反應。在糖異生時，須由另外的反應和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應是共有的、可逆的。糖異生途徑(gluconeogenicpathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應過程。一、糖異生途徑不完全是糖酵解的逆行反應酵解途徑中有3個由關鍵（一）丙酮酸經丙酮酸羧化支路轉變成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，輔酶為生物素（反應在線粒體）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應在線粒體、胞液）（一）丙酮酸經丙酮酸羧化支路轉變成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝草酰乙酸轉運出線粒體出線粒體蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸

出線粒體天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸轉運出線粒體出線粒體蘋果酸蘋果酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi蘋果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2線粒體胞液丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+C糖異生途徑所需NADH+H+的來源糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時，需要NADH+H+。①由乳酸為原料異生糖時，NADH+H+由下述反應提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+糖異生途徑所需NADH+H+的來源糖異生途徑中，②由氨基酸為原料進行糖異生時，NADH+H+則由線粒體內NADH+H+提供，它們來自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環(huán)的反應。NADH+H+轉運則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉變而轉運。蘋果酸線粒體

蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞漿

②由氨基酸為原料進行糖異生時，NADH+H+則由線粒體內（二）果糖-1,6-二磷酸轉變?yōu)楣?6-磷酸果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸Pi果糖二磷酸酶-1（三）葡糖-6-磷酸水解為葡萄糖葡糖-6-磷酸葡萄糖Pi葡糖-6-磷酸酶（二）果糖-1,6-二磷酸轉變?yōu)楣?6-磷酸果糖-1,6-非糖物質進入糖異生的途徑⑴糖異生的原料轉變成糖代謝的中間產物生糖氨基酸α-酮酸-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮乳酸丙酮酸2H⑵上述糖代謝中間代謝產物進入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原非糖物質進入糖異生的途徑⑴糖異生的原料轉變成糖代謝的中間產《生物化學》教學課件：第五章-糖代謝二、糖異生的調節(jié)與糖酵解的調節(jié)彼此協(xié)調在三個不可逆反應過程中，作用物的互變分別由不同酶催化其單向反應，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)(substratecycle)。二、糖異生的調節(jié)與糖酵解的調節(jié)彼此協(xié)調在三個不可逆反應過程中果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸ATPADP果糖-6-磷酸激酶-1Pi果糖二磷酸酶-1果糖-2,6-二磷酸AMP（一）第一個底物循環(huán)在果糖-6-磷酸與果糖-1,6-二磷酸之間進行果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸ATPADP果糖-（二）在磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間進行第二個底物循環(huán)PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶果糖-1,6-二磷酸丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸（二）在磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間進行第二個底物循環(huán)PEP葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸酶己糖激酶ATPADPPi（三）在葡糖-6-磷酸與葡萄糖之間進行第三個底物循環(huán)葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸酶己糖激酶三、糖異生的主要生理意義（一）維持血糖濃度恒定是糖異生最重要的生理作用空腹或饑餓時依賴氨基酸、甘油等異生成葡萄糖，以維持血糖水平恒定。正常成人的腦組織不能利用脂酸，主要依賴氧化葡萄糖供給能量；紅細胞沒有線粒體，完全通過葡萄糖酵解獲得能量；骨髓、神經等組織由于代謝活躍，經常進行葡萄糖酵解。三、糖異生的主要生理意義（一）維持血糖濃度恒定是糖異生最重要（二）糖異生是補充或恢復肝糖原儲備的重要途徑三碳途徑：指進食后，大部分葡萄糖先在肝外細胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進入肝細胞異生為糖原的過程。葡萄糖經UDPG合成糖原叫直接途經。糖異生是肝補充或恢復糖原儲備的重要途徑，這在饑餓后進食更為重要。葡萄糖激酶對葡萄糖的親和力較低，在饑餓后進食中肝不是直接利用葡萄糖合成糖原，而是經三碳途徑合成糖原。（二）糖異生是補充或恢復肝糖原儲備的重要途徑三碳途徑（三）腎糖異生增強有利于維持酸堿平衡1體液pH降低，促進腎小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，從而使糖異生作用增強。2糖異生作用增強使腎臟中α-酮戊二酸減少，可促進谷氨酰胺脫NH3生成谷氨酸，谷氨酸脫NH3生成α-酮戊二酸。NH3增加。3腎小管細胞將NH3分泌入管腔中，與原尿中H+結合，降低原尿H+的濃度，有利于排氫保鈉作用的進行。對于防止酸中毒有重要作用。（三）腎糖異生增強有利于維持酸堿平衡1體液pH降低，促進

四、乳酸循環(huán)肌肉收縮（尤其是氧供應不足時）通過葡萄糖酵解生成乳酸。肌肉內糖異生活性低，所以乳酸通過細胞膜彌散進入血液后，再入肝，在肝內異生為葡萄糖。葡萄糖釋入血液后又可被肌肉攝取，這就構成了一個循環(huán)，此循環(huán)稱為乳酸循環(huán)，也叫做Cori循環(huán)。四、乳酸循環(huán)肝葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸NADHNAD+乳酸乳酸NAD+NADH丙酮酸糖異生途徑血液酵解途徑肌肉糖異生低下沒有葡糖-6-磷酸酶糖異生活躍有葡糖-6-磷酸酶肝葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸乳酸循環(huán)的生理意義：①乳酸再利用，避免了乳酸的損失。②防止乳酸的堆積引起酸中毒。

乳酸循環(huán)是一個耗能的過程2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。乳酸循環(huán)的生理意義：①乳酸再利用，避免了乳酸的損失。第七節(jié)

其他單糖的代謝概況

Metabolismofothermonosaccharides第七節(jié)

其他單糖的代謝概況

Metabolismo一、果糖被磷酸化后進入糖酵解途徑

果糖的代謝一部分在肝，一部分被周圍組織主要為肌肉和脂肪組織攝取。肌肉和脂肪組織果糖果糖-6-磷酸已糖激酶合成糖原循糖酵解途徑分解一、果糖被磷酸化后進入糖酵解途徑果糖的代謝一部分在肝，一部肝臟果糖果糖-1-磷酸果糖激酶進入糖酵解途徑氧化逆行合成糖原降解為三碳化合物后進行糖異生磷酸二羥丙酮、甘油醛B型醛縮酶肝臟果糖果糖-1-磷酸果糖激酶進入糖酵解途徑氧化磷酸二羥丙果糖不耐受性(fructoseintolerance)是一種遺傳病，這種病因為缺乏B型醛縮酶，吃果糖也會造成果糖-1-磷酸堆積。大量消耗肝臟中磷酸的儲備，進而使ATP濃度下降，從而加速葡萄糖酵解，造成乳酸酸中毒和餐后低血糖。這種病癥常表現(xiàn)為自我限制，即果糖不耐受的人很快發(fā)展成強烈的對任何甜食的厭惡感。果糖不耐受性(fructoseintolerance)是一二、半乳糖經１－磷酸葡萄糖進入糖酵解途徑

半乳糖和葡萄糖是立體異構體，僅在C－４的構型上有區(qū)別。半乳糖在肝中轉變成葡萄糖，后進行代謝。半乳糖的主要來原是牛乳中的乳糖。半乳糖血癥，是由于半乳糖不能轉變?yōu)槠咸烟?。導致有毒副產物的積累。是一種遺傳病。二、半乳糖經１－磷酸葡萄糖進入糖酵解途徑

半乳糖和葡萄糖是立半乳糖的代謝半乳糖的代謝三甘露糖轉變?yōu)椋叮姿峁沁M入糖酵解途徑甘露糖和葡萄糖是C－２立體異構體，食物中含量少，多糖和糖蛋白的消化產物。在體內轉變?yōu)椋叮姿峁牵M入糖代謝。三甘露糖轉變?yōu)椋叮姿峁沁M入糖酵解途徑第八節(jié)

血糖及其調節(jié)

BloodSugarandItsRegulation

Blood第八節(jié)

血糖及其調節(jié)

BloodSugarand血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。

正常血糖濃度：3.89~6.11mmol/L

血糖及血糖水平的概念血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。血糖及血糖水平血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質糖異生氧化分解CO2+H2O糖原合成

肝（?。┨窃焯橇姿嵬緩降绕渌侵?、氨基酸合成代謝脂肪、氨基酸

一、血糖的來源和去路相對平衡血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質血糖水平恒定的生理意義保證重要組織器官的能量供應，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能；紅細胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲能；骨髓及神經組織代謝活躍，經常利用葡萄糖供能。血糖水平恒定的生理意義保證重要組織器官的能量供應，特別是某

二、血糖水平的平衡主要受到激素調節(jié)

分子：血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代謝協(xié)調的結果；組織器官：也是肝、肌肉、脂肪組織等各器官組織代謝協(xié)調的結果。激素：主要依靠激素的調節(jié)，酶水平的調節(jié)是最基本的調節(jié)方式和基礎。

二、血糖水平的平衡主要受到激素調節(jié)分子：血糖水平保持恒定主要調節(jié)激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮質激素、腎上腺素（一）腺胰分泌胰島素和胰高血糖素應對血糖的變化腺胰的β-

細胞產生胰島素，a-

細胞產生胰高血糖素。主要調節(jié)激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖①促進葡萄糖轉運進入肝外細胞；②加速糖原合成，抑制糖原分解；③加快糖的有氧氧化；④抑制肝內糖異生；⑤減少脂肪動員。胰島素的分泌受血糖控制，血糖升高立即引起胰島素分泌；血糖降低，分泌即減少。胰島素的作用機制:1．胰島素是降低血糖的唯一激素①促進葡萄糖轉運進入肝外細胞；②加速糖原合成，抑①促進肝糖原分解，抑制糖原合成；②抑制酵解途徑，促進糖異生；③促進脂肪動員。血糖降低或血內氨基酸升高刺激胰高血糖素（glucagon）的分泌。2．胰高血糖素是升高血糖的主要激素胰高血糖素的作用機制：①促進肝糖原分解，抑制糖原合成；②抑制酵解途徑，1．腎上腺素是強有力的升高血糖的激素

腎上腺素的作用機制：通過肝和肌肉的細胞膜受體、cAMP、蛋白激酶級聯(lián)激活磷酸化酶，加速糖原分解。腎上腺素主要在應激狀態(tài)下發(fā)揮調節(jié)作用。對進食引起的血糖波動沒有作用。（二）機體升高血糖的激素還有腎上腺素和糖皮質激素1．腎上腺素是強有力的升高血糖的激素腎上腺素的作用機制：通2．糖皮質（激）素可升高血糖糖皮質激素作用機制：①促進肌肉蛋白質分解，分解產生的氨基酸轉移到肝進行糖異生。②抑制肝外組織攝取和利用葡萄糖，抑制點為丙酮酸的氧化脫羧。

此外，在糖皮質激素存在時，其他促進脂肪動員的激素才能發(fā)揮最大的效果。這種協(xié)助促進脂肪動員的作用，可使得血中游離脂酸升高，也可間接抑制周圍組織攝取葡萄糖。2．糖皮質（激）素可升高血糖糖皮質激素作用機制：①促進肌肉第九節(jié)

糖代謝與疾病的關系

AbnormalCarbohydrateMetabolisminDiseases第九節(jié)

糖代謝與疾病的關系

AbnormalCar一、先天性酶缺陷導致糖原累積癥糖原累積癥（glycogenstoragedisease）是一類遺傳性代謝病，其特點為體內某些器官組織中有大量糖原堆積。受累組織器官不同，糖元結構不同，對健康和生命的影響程度不同。引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關的酶類。一、先天性酶缺陷導致糖原累積癥糖原累積癥（glycogen型別缺陷的酶受害器官糖原結構Ⅰ葡糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正常Ⅱ溶酶體α1→4和1→6葡萄糖苷酶所有組織正常Ⅲ脫支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖鏈短Ⅳ分支酶缺失所有組織分支少，外周糖鏈特別長Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌肉正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝正常Ⅶ肌肉和紅細胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、紅細胞正常Ⅷ肝臟磷酸化酶激酶缺陷腦、肝正常糖原積累癥分型型別缺陷的酶受害器官糖原結構Ⅰ葡糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正常二、血糖水平異常及糖尿病是最常見的糖代謝紊亂人體對攝入的葡萄糖具有很大耐受能力的這種現(xiàn)象，被稱為葡萄糖耐量（glucosetolerence）或耐糖現(xiàn)象。臨床上因糖代謝障礙可發(fā)生血糖水平紊亂，常見有低血糖和高血糖兩種類型。二、血糖水平異常及糖尿病是最常見的糖代謝紊亂人體對攝入的葡萄（一）低血糖是指血糖濃度低于3.33mmol/L空腹血糖濃度低于3.33~3.89mmol/L時稱為低血糖(hypoglycemia)

。血糖水平過低，會影響腦細胞的功能，從而出現(xiàn)頭暈、倦怠無力、心悸等癥狀，嚴重時出現(xiàn)昏迷，稱為低血糖休克。

（一）低血糖是指血糖濃度低于3.33mmol/L空腹血糖濃度①胰性（胰島β-細胞功能亢進、胰島α-細胞功能低下等）②肝性（肝癌、糖原積累病等）③內分泌異常（垂體功能低下、腎上腺皮質功能低下等）④腫瘤（胃癌等）⑤饑餓或不能進食低血糖的病因有：

①胰性（胰島β-細胞功能亢進、胰島α-細胞功能低下等）低血（二）高血糖是指空腹血糖高于7.22mmol/L

臨床上將空腹血糖濃度高于7.22~7.78mmol/L稱為高血糖(hyperglycemia)

。當血糖濃度高于8.89~10.00mmol/L時，超過了腎小管的重吸收能力，則可出現(xiàn)糖尿。這一血糖水平稱為腎糖閾。（二）高血糖是指空腹血糖高于7.22mmol/L臨床上將空持續(xù)性高血糖和糖尿，主要見于糖尿病(diabetesmellitus,DM)。b.血糖正常而出現(xiàn)糖尿，見于慢性腎炎、腎病綜合征等引起腎對糖的吸收障礙。c.生理性高血糖和糖尿可因情緒激動而出現(xiàn)。高血糖及糖尿的病理和生理原因：持續(xù)性高血糖和糖尿，主要見于糖尿病(diabetesmel（三）糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病糖尿病是一種常見的糖代謝紊亂疾病，具有遺傳傾向病因：１部分或完全胰島素缺失；２細胞胰島素受體減少；３受體敏感性降低。糖尿病的特征即為高血糖和糖尿。

（三）糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病糖尿病是一種常見的糖代謝臨床上將糖尿病分為二型:Ⅰ型（胰島素依賴型）Ⅱ型（非胰島素依賴型）多發(fā)生于青少年，主要與遺傳有關，定位于人類組織相容性復合體上的單個基因或基因群，是自身免疫病。和肥胖關系密切，可能是由細胞膜上胰島素受體丟失所致。臨床上將糖尿病分為二型:Ⅰ型（胰島素依賴型）多發(fā)生于青少年，由于糖利用障礙，脂肪動員加強，酮體增多。同時酮體氧化受阻，出現(xiàn)酮血癥和酮尿癥。酮癥酸中毒。糖尿病并發(fā)癥是一種常見的慢性并發(fā)癥，是由糖尿病病變轉變而來，后果相當嚴重。足?。ㄗ悴繅木?、截肢）、腎?。I功能衰竭、尿毒癥）、眼?。：磺濉⑹鳎?、腦?。X血管病變）、心臟病、皮膚病、等是糖尿病最常見的并發(fā)癥，是導致糖尿病患者死亡的主要因素。由于糖利用障礙，脂肪動員加強，酮體增多。同時酮體氧化受阻，出治療：運動＋飲食調節(jié)＋口服降糖

或運動＋飲食調節(jié)＋胰島素等

治療：第五章

糖代謝CarbohydrateMetabolism第五章

糖代謝CarbohydrateMe第一節(jié)

糖代謝概況Introdution第一節(jié)

糖代謝概況Introdution一、糖的生理功能糖類是指多羥基醛或酮及其衍生物。糖類在生物體的生理功能主要有：①氧化供能：糖類占人體全部供能量的70%。②作為結構成分：作為生物膜、神經組織等的組分。③作為核酸類化合物的成分：構成核苷酸，DNA，RNA等。④轉變?yōu)槠渌镔|：轉變?yōu)橹净虬被岬然衔铩Ｒ?、糖的生理功能二、糖的消化吸收（一）糖的消化食物中糖有植物淀粉、動物糖元、麥牙糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖。人體因無β-糖苷酶，不能利用大量的纖維素。食物中糖以淀粉為主，唾液和胰液中有a-淀粉酶，水解淀粉中a-1,4-糖苷鍵。但食物在口腔中停留時間短。淀粉的消化主要在小腸中進行。在胰液a-淀粉酶作用下，生成寡糖，包括沒有分支的麥芽糖、麥芽三糖和有分支的異麥芽糖、a-臨界糊精。二、糖的消化吸收寡糖進一步消化在腸黏膜細胞中。1)a-葡萄糖苷酶、麥芽糖酶：水解麥芽糖、麥芽三糖。2)a-臨界糊精酶、異麥芽糖酶：水解異麥芽糖、a-臨界糊精成葡萄糖。3)腸黏膜細胞有蔗糖酶和乳糖酶，分別水解蔗糖和乳糖。乳糖由半乳糖通過α-1,4-糖苷鍵連接葡萄糖而形成的二糖，是哺乳類乳汁中主要的二糖。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖縮合成。有些成人乳糖酶缺乏，在食用牛奶后發(fā)生乳糖消化吸收障礙，引起腹脹，腹瀉。嬰兒乳糖不耐受較多。寡糖進一步消化在腸黏膜細胞中。（二）糖的吸收1.吸收部位

小腸上段

2.吸收形式

單糖

（二）糖的吸收1.吸收部位2.吸收形式ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸黏膜細胞腸腔門靜脈3.吸收機制Na+依賴型葡萄糖轉運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細胞內膜ADP+PiATPGNa+K+Na4.吸收途徑小腸腸腔腸黏膜上皮細胞門靜脈肝臟體循環(huán)SGLT各種組織細胞GLUTSGLT:Na+依賴型葡萄糖轉運體GLUT：葡萄糖轉運體4.吸收途徑小腸腸腔腸黏膜上皮細胞門靜脈第二節(jié)

葡萄糖的無氧氧化

AnaerobicOxidationofGlucose第二節(jié)

葡萄糖的無氧氧化

AnaerobicOxid*乳酸發(fā)酵(lacticacidfermentation)：在缺氧條件下，葡萄糖經酵解生成的丙酮酸還原為乳酸(lactate)。*乙醇發(fā)酵(ethanolfermentation)：在某些植物、脊椎動物組織和微生物，酵解產生的丙酮酸在無氧條件下，丙酮酸脫羧酶催化脫羧變?yōu)橐胰?，接著還原變?yōu)橐掖嫉倪^