生物化學(xué)課件06第六章 糖代謝

第六章糖代謝

(CarbohydratesMetabolism)

第二軍醫(yī)大學(xué)生物化學(xué)教研室

馮偉華張建鵬蔣蕾

第六章糖代謝

(Carbohydrates1

目錄

第一節(jié)糖的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)

一、糖的消化吸收

二、糖向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)

第二節(jié)糖的供能和儲(chǔ)能反應(yīng)途徑

一、葡萄糖的分解代謝

（一）葡萄糖的有氧氧化

（二）葡萄糖的無氧分解

（三）葡萄糖分解代謝的生理意義

二、糖原的合成和分解

（一）糖原合成

（二）糖原分解

（三）糖原儲(chǔ)積病

2三、葡糖異生作用

（一）葡糖異生的基本途徑

（二）葡糖異生的生理意義

四、糖代謝的調(diào)節(jié)

（一）葡萄糖分解和葡糖異生的調(diào)節(jié)

（二）糖原合成和分解的調(diào)節(jié)

第三節(jié)磷酸戊糖途徑

一、反應(yīng)過程

二、生理意義

第四節(jié)果糖和半乳糖的代謝

一、果糖代謝

二、半乳糖代謝

第五節(jié)血糖及其調(diào)節(jié)

一、血糖的來源和去路

二、血糖濃度的調(diào)節(jié)

三、血糖濃度異常

三、葡糖異生作用

（一）葡糖異生的基本途徑

3

1、葡萄糖有氧氧化與無氧分解的關(guān)鍵酶、基本途徑及其生理意義

2、葡糖異生的關(guān)鍵酶、基本途徑和生理意義

3、葡萄糖有氧氧化與葡糖異生關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)

4、糖原生成與糖原分解的基本過程及其調(diào)節(jié)

5、磷酸戊糖途徑的主要產(chǎn)物及其生理意義

6、血糖來源與去路，血糖的激素調(diào)節(jié)

掌握內(nèi)容

1、葡萄糖有4

重點(diǎn)介紹

葡萄糖的代謝及其與供能儲(chǔ)能的關(guān)系

重點(diǎn)介紹5

第一節(jié)糖的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)一、糖的消化吸收

淀粉的主要消化部位在小腸。腸液中含有胰腺分泌的–淀粉酶，催化淀粉中–1，4糖苷鍵水解。在小腸黏膜刷狀緣進(jìn)行，最終生成葡萄糖。小腸粘膜刷狀緣存在的蔗糖酶和乳糖酶等分別水解蔗糖和乳糖。

第一節(jié)糖的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)6

乳糖不耐癥

一些成年人由于缺乏乳糖酶導(dǎo)致在飲用牛奶后，牛奶中的乳糖不能被水解而在腸中積聚，經(jīng)細(xì)菌作用后產(chǎn)生H2、CH4和乳酸等，引起腹脹、腹瀉等癥狀,此時(shí)可飲用酸奶防止其發(fā)生。人體內(nèi)因無–糖苷酶故不能消化食物中的纖維素。纖維素能促進(jìn)腸蠕動(dòng)，起通便排毒作用。

7消化：淀粉-淀粉酶（唾液和胰液）麥芽糖和麥芽三糖（65%）異麥芽糖

-臨界糊精（4~9個(gè)Glu）-葡萄糖苷酶-臨界糊精酶葡萄糖消化：淀粉-淀粉酶（唾液和胰液）麥芽糖和麥芽三糖（65%）8吸收(以葡萄糖吸收為例)：Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖主動(dòng)吸收示意圖吸收(以葡萄糖吸收為例)：Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖主動(dòng)9

小腸上皮細(xì)胞刷狀緣側(cè)細(xì)胞膜上存在Na+依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Na+-dependentglucosetransporter，SGLT）。該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上存在Na+和葡萄糖的結(jié)合部位，可與Na+和葡萄糖結(jié)合。葡萄糖則順濃度梯度進(jìn)入血液經(jīng)門靜脈入肝。此種葡萄糖的主動(dòng)吸收過程是一種間接耗能的過程。

10二、糖向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)

細(xì)胞膜上存在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（glucosetransporter,GLUT）,血液中的葡萄糖通過GLUT轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。目前已發(fā)現(xiàn)5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1-5。二、糖向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)11生物化學(xué)課件06第六章糖代謝12第二節(jié)糖的供能和儲(chǔ)能反應(yīng)途徑一、葡萄糖的分解代謝（一）葡萄糖的有氧氧化葡萄糖在分解代謝過程中消耗氧，徹底氧化生成成CO2和水，并將其分子中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變形成能直接被機(jī)體利用的高能磷酸化合物（ATP）的過程。細(xì)胞漿內(nèi)和線粒體。第二節(jié)糖的供能和儲(chǔ)能反應(yīng)途徑131.胞質(zhì)內(nèi)反應(yīng)階段:葡萄糖分解成丙酮酸的過程2.線粒體內(nèi)反應(yīng)階段:（1）丙酮酸氧化脫羧丙酮酸由胞液進(jìn)入線粒體，氧化脫羧成乙酰輔酶A；（2）三羧酸循環(huán)

糖的有氧氧化1.胞質(zhì)內(nèi)反應(yīng)階段:糖的有氧氧化14葡萄糖有氧氧化的概況O2O2O2H2OH++eCO2乙酰CoA丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖線粒體胞液（第一階段）（第二、三階段）葡萄糖有氧氧化的概況O2O2O2H2OH++eCO2乙酰丙酮151.胞質(zhì)內(nèi)反應(yīng)階段

(葡萄糖分解成丙酮酸的過程)

（1）已糖磷酸化葡萄糖磷酸化成為葡糖–6–磷酸。

特點(diǎn)：分子不穩(wěn)定，易參與進(jìn)一步的代謝反應(yīng)。帶負(fù)電，不能自由通過細(xì)胞膜逸出細(xì)胞被保留在細(xì)胞內(nèi)，利于參與代謝反應(yīng)。

1.胞質(zhì)內(nèi)反應(yīng)階段16HO-CH2OOOH

HHOOHHHOHP

-O-CH2OOOHHHOOHHHOHATPADPMg2+己糖激酶※（肝為葡萄糖激酶）P為磷酸基葡萄糖葡糖-6-磷酸（1）1.葡萄糖生成葡糖-6-磷酸（注：ATP的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移各接受體的反應(yīng)都由激酶催化，并需Mg2+）ATPHO-CH2OOHOHHOHP-O-CH2OOHOHH17

已糖激酶（hexokinase，HK）,需Mg2+參與，并消耗ATP。不可逆反應(yīng)。哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)4種已糖激酶同工酶(Ⅰ-Ⅳ型)。

18肝細(xì)胞中,Ⅳ型酶，對(duì)葡萄糖有高度的專一性。葡糖激酶催化葡萄糖的Km值（10mmol/L）比其他已糖激酶高約數(shù)百倍，且受激素調(diào)控。當(dāng)餐后血中葡萄糖糖濃度升高時(shí)，HK活性已達(dá)到最高值，GK活性可隨血糖濃度增高而增高，利于葡萄糖進(jìn)入肝細(xì)胞內(nèi)利用，維持血糖濃度；當(dāng)血中葡萄糖糖濃度正?；蚱蜁r(shí)，GK活性低，葡萄糖進(jìn)入肝細(xì)胞利用減少，此時(shí)，HK活性仍較高，利于肝外組織利用葡萄糖供能。葡糖激酶（glucokinase，GK）肝細(xì)胞中,Ⅳ型酶，對(duì)葡萄糖有高度的專一性。葡糖激酶19特點(diǎn)：只存在肝和胰腺細(xì)胞；對(duì)葡萄糖的親和力低；受激素調(diào)控；維持血糖水平和糖代謝中起重要作用。特點(diǎn)：只存在肝和胰腺細(xì)胞；20

葡糖–6–磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸（fructose-6-phosphate）。

磷酸已糖異構(gòu)酶催化。這是醛糖和酮糖之間的異構(gòu)反應(yīng)。果糖–6–磷酸生成果糖-1，6–二磷酸（fructose-1,6-bisphosphate）。

磷酸果糖激酶1（phosphofructokinase1，PFK-1）催化。這是第二次磷酸化反應(yīng)，需ATP和Mg2+參與，反應(yīng)不可逆。葡糖–6–磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸（fructose-6-21P-O-CH2OHOH

HOOHH

HOH葡糖-6-磷酸

CH2-OHCOHO-C-HH-C-OHH-C-OHCH2O-P磷酸己糖異構(gòu)酶（2）果糖-6-磷酸2.葡糖-6-磷酸生成6-磷酸果糖P-O-CH2OHOHHOH葡糖-6-磷酸22

CH2-OHC=OHO-C-HH-C-OHH-C-OH

CH2O-P果糖-6-磷酸

CH2-O-PC=OHO-C-HH-C-OHH-C-OHCH2O-P果糖-1,6-二磷酸ATPADP

（3）6-磷酸果糖激酶-1Mg2+

3.6-磷酸果糖生成1,6-雙磷酸果糖ATPCH2-OHCH2-O-PATP23（2）磷酸已糖裂解為磷酸丙糖1分子果糖-1，6–二磷酸裂解為1分子3–磷酸甘油醛和1分子磷酸二羥丙酮。醛縮酶催化。兩者互為異構(gòu)體。1分子果糖–1，6–二磷酸相當(dāng)于生成2分子3–磷酸甘油醛。（2）磷酸已糖裂解為磷酸丙糖24

CH2O-C=OHO-C-HH-C-OHH-C-OHCH2O-P果糖-1,6-二磷酸

CH2-O-PCOCH2OHH-C＝OH-C-OHCH2O-

P磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛醛縮酶磷酸丙糖異構(gòu)酶（4）（5）（6）P4.1,6-二磷酸果糖分裂為兩個(gè)磷酸丙糖CH2O-CH2-O-P磷酸二3-磷酸醛縮酶磷25（3）磷酸丙糖氧化為丙酮酸3–磷酸甘油醛生成1，3–二磷酸甘油酸（高能磷酸化合物）。3–磷酸甘油醛脫氫酶（glyceraldehyde–3–phosphatedehydroɡenase）催化下，脫下的氫由NAD+接受，生成NADH+H+。（砷酸鹽可抑制3–磷酸甘油醛脫氫酶活性）1，3-二磷酸甘油酸生成3–磷酸甘油酸，磷酸甘油酸激酶催化其分子內(nèi)混合酸酐上的磷酸基轉(zhuǎn)移到ADP，生成ATP。

（3）磷酸丙糖氧化為丙酮酸26生物化學(xué)課件06第六章糖代謝27底物水平磷酸化作用：

將底物分子中的能量直接轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP的過程，稱之為底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）。底物水平磷酸化作用：將底物分子283–磷酸甘油酸生成2–磷酸甘油酸。脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸（高能磷酸化合物）(phosphoenolpyruvate，PEP)。經(jīng)分子內(nèi)部的電子重排和能量重新分布，形成一個(gè)高能磷酸鍵。磷酸烯醇式丙酮酸生成烯醇式丙酮酸。丙酮酸激酶的催化，生成ATP，反應(yīng)不可逆。3–磷酸甘油酸生成2–磷酸甘油酸。29

CHOH-C-OHCH2O-

P3-磷酸甘油醛

OC-O~P

CHOHCH2O-

P1,3-二磷酸甘油酸

COO-CHOHCH2O-

P3-磷酸甘油酸NADNADH+H+PiADPATP3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油酸激酶G0’=-61.9kJ/mol（7）（8）第一個(gè)ATP生成高能磷酸鍵ATPCHO3-磷酸甘油醛O1,3-二磷酸COO30COO-CHOHCH2O-

P3-磷酸甘油酸COO-CHO-PCH2OH2-磷酸甘油酸COO-C-O~

P

CH2磷酸烯醇型丙酮酸COO-C=OCH2ADPATPH2O磷酸甘油酸變位酶丙酮酸（9）（10）（11）烯醇化酶丙酮酸激酶

G0’=-52.6kJ/mol第二個(gè)ATP的生成Mg+高能磷酸鍵ATPCOO-3-磷酸甘油酸COO-2-磷酸甘油酸COO-磷酸烯醇31生物化學(xué)課件06第六章糖代謝322.線粒體內(nèi)反應(yīng)階段

胞質(zhì)中生成的丙酮酸經(jīng)線粒體內(nèi)膜上丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線粒體。在線粒體內(nèi)丙酮酸首先被氧化脫羧生成乙酰CoA。乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)（tricarboxylicacidcycle）被徹底氧化。2.線粒體內(nèi)反應(yīng)階段33（1）丙酮酸氧化脫羧丙酮酸在丙酮酸脫氫酶復(fù)合體（pyruvatedehydrogenasecomplex）的催化下進(jìn)行氧化脫羧反應(yīng)，此反應(yīng)不可逆?？偡磻?yīng)式為：丙酮酸+HSCoA乙酰CoA+CO2NAD+NADH+H+

（1）丙酮酸氧化脫羧34生物化學(xué)課件06第六章糖代謝35丙酮酸脫氫酶復(fù)合體：組成：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體

二氫硫辛酸脫氫酶

二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶

輔酶（輔基）：硫胺素焦磷酸（TPP）

硫辛酸FADNAD+HSCoA

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體：組成：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體36

大多數(shù)砷化物均有毒性，其中三價(jià)的亞砷酸鹽（AsO2-）毒性最強(qiáng)，它能與硫辛酸分子中的兩個(gè)-SH結(jié)合形成穩(wěn)定的化合物，使以硫辛酸為輔酶的酶不能發(fā)揮催化作用。大多數(shù)砷化物均有毒性，其中三價(jià)的亞砷酸鹽（As37（2）三羧酸循環(huán)循環(huán)以乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合成含有三個(gè)羧基的檸檬酸開始，因而被稱之為三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle,TCAC)。

亦稱檸檬酸循環(huán)或krebs循環(huán)。該循環(huán)是HansKrebs于1937年發(fā)現(xiàn)的，又稱Krebs循環(huán)。。（2）三羧酸循環(huán)38生物化學(xué)課件06第六章糖代謝391953年漢斯·克雷布斯，李普曼

因發(fā)現(xiàn)檸檬酸循環(huán)而獲獎(jiǎng)

漢斯·克雷布斯（HansAdolfKrebs,1900.8.25——1981.11.22）生于德國希爾德斯海姆，1918——1923年在德國多所大學(xué)學(xué)醫(yī)，1926——1930年間成為瓦爾堡的助手，因納粹上臺(tái)而移居英國，在謝菲爾德大學(xué)主持生物化學(xué)研究所。1945年任該校生化學(xué)教授，1954年去牛津執(zhí)教1953年漢斯·克雷布斯，李普曼

因發(fā)現(xiàn)檸檬酸循環(huán)而獲獎(jiǎng)

40

反應(yīng)過程：

1、縮合反應(yīng)2、第一次氧化脫羧反應(yīng)3、第二次氧化脫羧反應(yīng)4、底物水平磷酸化反應(yīng)5、琥珀酸脫氫6、蘋果酸脫氫

41OCOOHCCH2COOHOCH2-C

COOHCH2HO-C-COOHCH2COOH++HSCoA+H+檸檬酸合成酶縮合反應(yīng)（1）草酰乙酸（氟乙酸中毒）乙酰CoA檸檬酸輔酶A~SCoA高能硫酯鍵KmOCOOHOC42

COOH

H-C-H

HO-C-COOHCH2COOH檸檬酸COO-

C-H-OOC-CCH2COO-[酶-順烏頭酸]復(fù)合物H2OH2O順烏頭酸酶順烏頭酸酶異構(gòu)反應(yīng)(2)COO-

H-C-OH-OOC-C-HCH2COO-異檸檬酸COOH檸檬酸43COO-H-C-OH-OOC-C-HCH2COO-異檸檬酸COO-C=OCH2CH2COO--酮戊二酸NAD+NADH+H+Mg2+CO2異檸檬酸脫氫酶※第一次氧化脫羧反應(yīng)（3）COO-異檸檬酸44

COO-C=OCH2CH2COO--酮戊二酸

C~SCoACH2CH2COO-O琥珀酰CoANAD+NADH+H+HSCoACO2-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體

第二次氧化脫羧反應(yīng)（4）（TPP、硫鋅酸、FAD）COO--酮戊二酸45

C~SCoACH2CH2COO-O

COO-CH2CH2COO-琥珀酰CoA琥珀酸+HSCoAGDPGTP琥珀酰CoA合成酶底物水平磷酸化反應(yīng)（5）Pi+C~SCoAOC46COO-CHCHCOO-琥珀酸COO-C-HH-CCOO-COO-HO-C-HH-C-HCOO-COO-C=OCH2COO-延胡索酸蘋果酸草酰乙酸FADFAD2H琥珀酸脫氫酶H2O延胡索酸酶

NAD+NADH+H+蘋果酸脫氫酶琥珀酸氧化成草酰乙酸的反應(yīng)（6）HHCOO-琥珀酸COO-COO-C47生物化學(xué)課件06第六章糖代謝48C2C6C4C4C5NADH+H+CO2NADH+H+CO2GTPFADH2NADH+H+三羧酸循環(huán)的概況C2C6C4C4C5NADH+H+NADH+H+GTPFAD49表6-1葡萄糖有氧氧化時(shí)ATP的生成生成ATP數(shù)反應(yīng)過程：（供線粒體外利用）胞漿內(nèi)反應(yīng)階段葡萄糖→葡糖-6–磷酸﹣1果糖–6–磷酸→果糖–1，6–二磷酸﹣1甘油醛–3–磷酸→1，3–二磷酸甘油酸2×2.5或2×1.5*1，3–二磷酸甘油酸→3–磷酸甘油酸2×1磷酸烯醇式丙酮酸→烯醇式丙酮酸2×1線粒體內(nèi)反應(yīng)階段丙酮酸→乙酰CoA2×2.5異檸檬酸→–酮成二酸2×2.5–酮成二酸→琥珀酰CoA2×2.5琥珀酰CoA→琥珀酸2×1琥珀酸→延胡索酸2×1.5蘋果酸→草酰乙酸2×2.5

凈生成32或30ATP

*胞漿內(nèi)生成的NADH+H+，如果經(jīng)蘋果酸-天冬氨酸穿梭進(jìn)入線粒體，1分子NADH+H+可生成2.5分子ATP；如經(jīng)–磷酸甘油穿梭，則可生成1.5分子ATP（參見第七章生物氧化）。表6-1葡萄糖有氧氧化時(shí)ATP的506-3葡萄糖的分解代謝途徑6-3葡萄糖的分解代謝途徑51

幾個(gè)要點(diǎn)：①2次脫羧反應(yīng)

異檸檬酸脫氫酶和–酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體催化。–酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的組成和催化反應(yīng)過程與前述的丙酮酸脫氫酶復(fù)合體類似。②4次脫氫反應(yīng)異檸檬酸、–酮戊二酸和蘋果酸脫下的氫均被NAD+接受生成NADH+H+每對(duì)氫原子氧化后可生成2.5分子ATP供線粒體外利用；幾個(gè)要點(diǎn)：52

琥珀酸脫氫酶的輔基為FAD，接受2H后，生成FADH2。通過FAD遞氫，每對(duì)氫原子氧化后可生成1.5分子ATP供線粒體外利用。③1次底物水平磷酸化:琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變成琥珀酸時(shí)發(fā)生的底物水平磷酸化生成1分子GTP。GTP可將分子未端的高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP。

53因此：1分子乙酰CoA經(jīng)過三羧酸循環(huán)氧化分解約可生成10分子ATP供線粒體外利用。

④三步不可逆反應(yīng)

即草酰乙酸與乙酰CoA縮合生成檸檬酸、異檸檬酸轉(zhuǎn)變成–酮戊二酸和–酮戊二酸氧化脫羧反應(yīng)，保證三羥羧酸循環(huán)向一個(gè)方向進(jìn)行。因此：1分子乙酰CoA經(jīng)過三羧酸循環(huán)氧化分解約可生54⑤三羧酸循環(huán)不僅是糖、脂肪和氨基酸在體內(nèi)氧化的共同途徑，也是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。⑤三羧酸循環(huán)不僅是糖、脂肪和氨基酸在體內(nèi)氧化的共同途徑，也是55糖原脂肪蛋白質(zhì)葡萄糖脂肪酸+甘油氨基酸三羧酸循環(huán)營養(yǎng)物分解代謝的三個(gè)階段HSCoAO22H++2eATPADP乙酰CoA2H++2eO2ADPATP+PiIIIIII糖原脂肪蛋白質(zhì)葡萄糖脂肪酸+甘油氨基酸三羧酸循環(huán)營養(yǎng)物分解代56（二）葡萄糖的無氧分解葡萄糖分解生成乳酸的過程不消耗氧，稱之為葡萄糖的無氧分解。因該過程與酵母使糖轉(zhuǎn)變成乙醇的發(fā)酵過程相似，故又稱糖酵解（glycolysis）。（二）葡萄糖的無氧分解57葡萄糖無氧分解過程中，1分子葡萄糖生成2分子3–磷酸甘油醛，后者脫氫使2分子NAD+還原生成2分子NADH+H+；而1分子葡萄糖生成的2分子丙酮酸轉(zhuǎn)變成2分子乳酸的過程中正好使2分子NADH+H+轉(zhuǎn)變成2分子NAD+。NAD+在葡萄糖無氧分解過程中可重復(fù)利用。葡萄糖無氧分解過程中，1分子葡萄糖生成2分子3–58葡萄糖丙酮酸乳酸

無氧糖酵解

無氧糖酵解59葡萄糖葡糖-6-磷酸6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸

NAD+NADH+H+2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸

乳酸糖酵解的代謝途徑(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(12)(9)(10)(11)+ATP+ATP-ATP-ATP葡萄糖葡糖-6-磷酸6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖3-磷酸60CH2COCOOHCH2CHOHCOOH乳酸脫氫酶（LDH）乳酸丙酮酸

3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸NADH+H+NAD+（7）（12）3-磷酸甘油醛脫氫酶CH2CH2乳酸脫氫酶乳酸丙酮酸3-磷酸甘1,3-二磷酸61

小結(jié)：

a、底物1分子葡萄糖，產(chǎn)物2分子乳酸。b、三步不可逆酶（關(guān)鍵酶）：

6－磷酸果糖－1－激酶己糖激酶（葡萄糖激酶）丙酮酸激酶

c、耗能：2分子ATP，產(chǎn)能：4分子ATP

d、細(xì)胞定位：胞漿

e、總反應(yīng)：C6H12O6+2ADP+2Pi2C3H6O3+2ATP+2H2O小結(jié)：C6H12O6+2ADP+2Pi62（三）葡萄糖分解代謝的生理意義有氧氧化：

人體內(nèi)大多數(shù)組織細(xì)胞主要利用葡萄糖有氧氧化生成的ATP提供其生命活動(dòng)能量的需要。

（三）葡萄糖分解代謝的生理意義63

糖酵解：1、缺氧情況下，如機(jī)體缺氧、劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉局部缺血等，能迅速獲得能量。2、紅細(xì)胞、白細(xì)胞、神經(jīng)和骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。糖酵解：1、缺氧情況下，如機(jī)體缺氧、劇烈運(yùn)動(dòng)肌64

3、腫瘤細(xì)胞主要靠葡萄糖無氧分解供能。臨床上呼吸衰竭、循環(huán)衰竭、急性大失血等情況下，由于機(jī)體不能得到充分的氧氣供應(yīng)，糖酵解增強(qiáng)，可引起血液乳酸濃度升高，出現(xiàn)乳酸性酸中毒。

65二、糖原的合成和分解糖原是人體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式，主要存在于肝和肌肉中。二、糖原的合成和分解66糖原是以葡萄糖為基本單位聚合而成的多糖。在糖原分子中，葡萄糖之間以–1，4糖苷鍵相連形成12～14個(gè)葡糖單位組成的直鏈，兩直鏈間以–1.6糖苷鍵相連形成分支。糖原是以葡萄糖為基本單位聚合而成的多糖。在糖原分67糖原圖糖原圖686-4糖原分子的部分結(jié)構(gòu)6-4糖原分子的部分結(jié)構(gòu)696-5糖原分子的結(jié)構(gòu)G,糖原生產(chǎn)蛋白；?葡萄糖殘基6-5糖原分子的結(jié)構(gòu)70（一）糖原合成

由葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原合成（glycogenesis）。

（一）糖原合成71

肝糖原合成

1、合成過程：活化、鏈延伸和鏈分枝

2、能量消耗:3個(gè)P肝糖原合成72葡萄糖首先在已糖激酶（肝內(nèi)為葡糖激酶）的作用下磷酸化成為葡糖–6–磷酸葡糖磷酸變位酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸迁C1–磷酸。葡糖–1–磷酸與尿苷三磷酸（UTP）反應(yīng)生成尿苷二磷酸葡糖（uridinediphosphateglucose,UDPG）。

UDPG是葡萄糖的活化形式，葡萄糖的供體。

葡萄糖首先在已糖激酶（肝內(nèi)為葡糖激酶）的作用下磷73生物化學(xué)課件06第六章糖代謝74OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO分支酶分支酶的作用（1，41，6轉(zhuǎn)葡萄糖基酶）（12-18）（6-7）OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO75

在糖原合酶（glycogensynthase）的催化下，UDPG上葡萄糖C1與糖原分子或糖原引物未端葡萄糖殘基上的C4形成糖苷鍵，釋放出UDP。

在糖原合酶（glycogensynthase）76關(guān)鍵酶：糖原合酶

只能催化糖鏈延長(zhǎng)，不能形成分支。當(dāng)糖鏈延長(zhǎng)到11個(gè)葡萄糖殘基以上時(shí)，分支酶將含6個(gè)以上葡萄糖殘基的糖鏈轉(zhuǎn)移到鄰近的糖鏈上，兩者以–1，6糖苷鍵相連，形成分支（圖6–6）。關(guān)鍵酶：糖原合酶776-6糖原合酶和分支酶的交替作用——α－1，4糖苷鍵；——α－1，6糖苷鍵/6-6糖原合酶和分支酶的交替作用/786-7糖原磷酸化酶和脫支酶的交替作用——α－1，4糖苷鍵；——α－1，6糖苷鍵/6-7糖原磷酸化酶和脫支酶的交替作用/796-8糖原的合成和分解G，葡萄糖；n,n個(gè)葡萄糖殘基6-8糖原的合成和分解80（二）糖原分解糖原分解（glycogenolysis）習(xí)慣上是指肝糖原分解成葡萄糖。

關(guān)鍵酶：糖原磷酸化酶（glycogenphosphorylase）

（二）糖原分解81

分解過程：糖原n+1+Pi糖原n+1-磷酸葡萄糖葡萄糖鏈非還原端的-1,4糖苷鍵而形成的磷酸酯磷酸化酶糖原n+1+Pi糖原n82OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO脫支酶脫支酶的作用（1，41，6轉(zhuǎn)葡萄糖基酶）（12-18）（6-7）OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO83脫支酶將此分支未端的三糖單位轉(zhuǎn)移到附近糖鏈的未端，兩者以–1，4糖苷鍵相連。糖原磷酸化酶可繼續(xù)發(fā)揮催化作用，逐個(gè)解離該鏈末端的葡萄糖殘基。

脫支酶將此分支未端的三糖單位轉(zhuǎn)移到附近糖鏈的未端84脫支酶具有寡-1，4-1，4-葡聚糖轉(zhuǎn)移酶和-1，6-葡糖苷酶的雙重作用。脫支酶具有寡-1，4-1，4-葡聚糖轉(zhuǎn)移85OOOOOOO3O2O1OOOOOOOOOOO123磷酸化酶脫支酶（葡聚糖轉(zhuǎn)移酶、-1,6-糖苷酶）脫支酶的作用OOOOOOO3O2O1OOOOOOOOOOO1286經(jīng)糖原磷酸化酶磷酸解生成的葡糖–1–磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸迁C6–磷酸。由葡糖–6–磷酸酶（glucose-6-phosphatase）催化葡糖–6–磷酸水解成葡萄糖釋放入血。葡糖–6–磷酸酶只存在于肝（腎）中，所以只有肝（腎）中的糖原可直接補(bǔ)充血糖。經(jīng)糖原磷酸化酶磷酸解生成的葡糖–1–磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)?7

肝糖原合成與分解的調(diào)節(jié)1.磷酸化酶

磷酸化酶a、b二種，a是有活性的磷酸型，b是無活性的去磷酸型。2.糖原合酶

糖原合酶a、b二種，糖原合酶a有活性，磷酸化為糖原合酶b后即失去活性。肝糖原合成與分解的調(diào)節(jié)1.磷酸化酶88級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)：

概念：依賴cAMP的蛋白激酶（亦稱蛋白激酶A）也有活性及無活性兩種形式，其活性受cAMP調(diào)節(jié)。ATP在腺苷酸環(huán)化酶作用下生成cAMP，而腺苷酸環(huán)化酶的活性受激素的調(diào)節(jié)。cAMP在體內(nèi)很快被磷酸二酯酶水解成AMP，蛋白激酶隨即轉(zhuǎn)變?yōu)闊o活性型，這種通過一系列酶促反應(yīng)將激素信號(hào)放大的連鎖反應(yīng)稱為級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)。

意義：一、放大效應(yīng)二、各級(jí)反應(yīng)都存在可被調(diào)節(jié)的方式級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)：概念：依賴cAMP的蛋白激酶（亦稱蛋白89（三）糖原儲(chǔ)積病糖原儲(chǔ)積病（glycogenstoragedisease）是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)是體內(nèi)某些組織器官中蓄積了大量結(jié)構(gòu)正?；虍惓５奶窃?。此病是由于某些催化糖原合成和分解的酶缺陷所致。主要累及肝，其次是心和肌肉。（三）糖原儲(chǔ)積病90三、葡糖異生作用

葡糖異生作用（gluconeogenesis）是指非糖物質(zhì)（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。肝是葡糖異生的主要器官。三、葡糖異生作用91（一）葡糖異生的基本途徑葡糖異生途徑基本上是葡萄糖酵解途徑的逆反應(yīng)。但在糖酵解途徑中，由于已糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的三步反應(yīng)不可逆，葡糖異生途徑中，此反應(yīng)由另外四個(gè)關(guān)鍵酶催化完成。（一）葡糖異生的基本途徑921、丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸羧化酶（pyruvatecarboxylase）。催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸。輔酶生物素。線粒體。磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvatecarboxykinase)。催化草酰乙酸脫羧生成磷酸烯醇式丙酮酸。消耗一個(gè)高能磷酸鍵。胞液。

上述兩步反應(yīng)共消耗2分子ATP。1、丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸93生物化學(xué)課件06第六章糖代謝942．果糖–1，6–二磷酸酶。催化果糖–1，6–二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣迁C6–磷酸

3.此反應(yīng)由葡糖–6–磷酸酶。催化葡糖–6–磷酸水解為葡萄糖2．果糖–1，6–二磷酸酶。催化果糖–1，6–95底物循環(huán)

以上三對(duì)逆向反應(yīng)中，一種酶催化某一方向反應(yīng)的產(chǎn)物成為另一種酶催化相反方向反應(yīng)的底物，這種由不同酶催化底物互變的反應(yīng)稱為底物循環(huán)。。底物循環(huán)96生物化學(xué)課件06第六章糖代謝97（二）葡糖異生的生理意義

1.保證血糖濃度的相對(duì)恒定葡糖異生的原料主要是生糖氨基酸和甘油。2．有利于乳酸的利用

（二）葡糖異生的生理意義98四、糖代謝的調(diào)節(jié)

四、糖代謝的調(diào)節(jié)99生物化學(xué)課件06第六章糖代謝100

(一)葡萄糖分解的調(diào)節(jié)（三步不可逆反應(yīng)）a、三步不可逆酶（關(guān)鍵酶）已糖激酶（肝中為葡糖激酶）果糖磷酸激酶1丙酮酸激酶b、ATP/AMP比例（反映細(xì)胞內(nèi)能量水平）：

ATP/AMP↑：酵解↓（能量充足）

ATP/AMP↓：酵解↑（能量短缺）(一)葡萄糖分解的調(diào)節(jié)（三步不可逆反應(yīng)）1016-磷酸果糖激酶-1調(diào)節(jié)酵解途徑流量最重要的酶；四聚體，受多種變構(gòu)效應(yīng)劑的影響；變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸變構(gòu)激活劑：AMP、ADP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖

共價(jià)修飾調(diào)節(jié)6-磷酸果糖激酶-1調(diào)節(jié)酵解途徑流量最重要的酶；102丙酮酸激酶第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)；變構(gòu)激活劑：1,6-二磷酸果糖變構(gòu)抑制劑：ATP丙氨酸也有變構(gòu)抑制作用（肝內(nèi)）；共價(jià)修飾方式調(diào)節(jié)胰高血糖素可通過cAMP抑制丙酮酸激酶的活性。丙酮酸激酶第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)；103葡萄糖激酶或己糖激酶己糖激酶受葡糖-6-磷酸的反饋抑制；葡萄糖激酶不受葡糖-6-磷酸的反饋抑制，長(zhǎng)鏈脂酰CoA對(duì)其有變構(gòu)抑制作用。

葡萄糖激酶或己糖激酶己糖激酶受葡糖-6-磷酸的反饋抑制；104葡糖異生的調(diào)節(jié)（四步不可逆反應(yīng)）

丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖–1，6–二磷酸酶葡糖–6–磷酸酶

葡糖異生的調(diào)節(jié)（四步不可逆反應(yīng)）105（二）糖原合成和分解的調(diào)節(jié)糖原分解途徑中的糖原磷酸化酶和糖原合成途徑中的糖原合酶分別是這兩條途徑的調(diào)節(jié)酶，（二）糖原合成和分解的調(diào)節(jié)1061.糖原磷酸化酶

磷酸化酶a（有活性）磷酸化酶b（無活性）。

磷酸化的磷酸化酶激酶a（有活性）去磷酸化的磷酸化酶激酶b（無活性）。1.糖原磷酸化酶1072.糖原合酶糖原合酶是由同一亞基組成的四聚體（4），糖原合酶a和糖原合酶b。

去磷酸化的糖原合酶a有活性磷酸化的糖原合酶b無活性2.糖原合酶1086-11糖原磷酸化酶的調(diào)節(jié)6-11糖原磷酸化酶的調(diào)節(jié)109生物化學(xué)課件06第六章糖代謝110cAMP-蛋白激酶A系統(tǒng)：

使糖原磷酸化酶被激活同時(shí)使糖原合酶失活。Ca2+通過激活糖原磷酸化酶激酶也可使糖原磷酸化酶被激活，同時(shí)使糖原合酶失活。cAMP-蛋白激酶A系統(tǒng)：111胰高血糖素和腎上腺素

通過增強(qiáng)腺苷酸環(huán)化酶的活性，從而促進(jìn)cAMP的生成，抑制糖原合成。胰高血糖素和腎上腺素112第三節(jié)磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway），發(fā)生的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)。在肝、脂肪組織、腎上腺皮質(zhì)、甲狀腺、紅細(xì)胞、睪丸和哺乳期乳腺中活性較強(qiáng)，

第三節(jié)磷酸戊糖途徑113生物化學(xué)課件06第六章糖代謝1146-14磷酸戊糖途徑簡(jiǎn)圖6-14磷酸戊糖途徑簡(jiǎn)圖115一、反應(yīng)過程

第一階段：葡糖–6–磷酸經(jīng)脫氫、脫羧生成磷酸戊糖第二階段：基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)一、反應(yīng)過程116第一階段：磷酸戊糖生成葡糖–6–磷酸由葡糖–6–磷酸脫氫酶催化脫氫生成6–磷酸葡糖酸內(nèi)酯，后者在內(nèi)酯酶（lactonase）的作用下水解成6-磷酸葡糖酸；6–磷酸葡糖酸脫氫酶催化6–磷酸葡糖酸脫氫、脫羧轉(zhuǎn)變成核酮糖–5–磷酸（不可逆）。輔酶是NADP+，反應(yīng)生成NADPH+H+。

第一階段：磷酸戊糖生成117第二階段：基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)核酮糖–5–磷酸經(jīng)異構(gòu)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成核糖–5–磷酸或木酮糖–5–磷酸。上述三種不同的磷酸戊糖經(jīng)轉(zhuǎn)酮酶（轉(zhuǎn)羥乙醛酶）和轉(zhuǎn)醛酶（轉(zhuǎn)二羥丙酮酶）進(jìn)行基團(tuán)轉(zhuǎn)移，中間生成三碳、七碳、四碳的單糖磷酸酯，最后生成果糖–6–磷酸和3–磷酸甘油醛。

第二階段：基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)118若以3分子葡糖–6–磷酸參與此途徑代謝，每分子葡糖–6–磷酸經(jīng)二次脫氫，一次脫羧，共生成3分子磷酸戊糖。最后生成2分子果糖–6–磷酸和1分子3–磷酸甘油醛，從而匯入糖酵解途徑。若以3分子葡糖–6–磷酸參與此途徑代謝，每分子葡糖119二、生理意義（一）提供NADPH+H+1.NADPH+H+參與脂酸、膽固醇、類固醇激素等的生物合成。2．NADPH+H+是加單氧酶的供氫體，與藥物、毒物和某些激素等的生物轉(zhuǎn)化有關(guān)二、生理意義1203.NADPH+H+作為谷胱甘肽還原酶的輔酶，對(duì)維持細(xì)胞中還原型谷胱甘肽（G-SH）的正常含量起重要作用。

3.NADPH+H+作為谷胱甘肽還原酶的輔酶，對(duì)維持細(xì)胞中還121

蠶豆?。哼z傳性葡糖–6–磷酸脫氫酶缺乏的病人不能經(jīng)磷酸戊糖途徑得到充足的NADPH+H+，G-S-S-G轉(zhuǎn)變成G-SH減少，G-SH含量減少。當(dāng)病人接觸氧化劑，如服用抗瘧藥伯氨喹啉、解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥阿司匹林、抗菌藥磺胺等，或者吃了蠶豆后，增加G-SH的消耗，紅細(xì)胞膜受氧自由基攻擊生成的脂質(zhì)過氧化物不能及時(shí)除去，使膜結(jié)構(gòu)完整性受損，紅細(xì)胞易破裂發(fā)生溶血。

122（二）核糖–5–磷酸合成核苷酸和核酸的原料

（二）核糖–5–磷酸123第四節(jié)果糖和半乳糖的代謝一、果糖代謝果糖被吸收后在肝中在果糖激酶的催化下，生成果糖–1–磷酸。轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛進(jìn)入葡萄糖分解或葡糖異生途徑。第四節(jié)果糖和半乳糖的代謝1246-15果糖代謝途徑6-15果糖代謝途徑125二、半乳糖代謝乳汁中的乳糖在腸道被水解成葡萄糖和半乳糖，半乳糖在肝中可轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。二、半乳糖代謝1266-16半乳糖代謝途徑6-16半乳糖代謝途徑127第五節(jié)血糖及其調(diào)節(jié)血糖指血液中的葡萄糖。正常人空腹血糖濃度為3.9～5.6mmol/L(用葡萄糖氧化酶法測(cè)定靜脈血血漿中葡萄糖濃度)。第五節(jié)血糖及其調(diào)節(jié)128一、血糖的來源和去路血糖之所以能維持較為恒定的水平，主要是因?yàn)檠褐衅咸烟堑膩碓春腿ヂ凡粩嗟乇３种胶?。一、血糖的來源和去?29生物化學(xué)課件06第六章糖代謝130二、血糖濃度的調(diào)節(jié)

胰島素（insulin）是胰島B細(xì)胞分泌的激素，也是人體內(nèi)唯一降低血糖濃度的激素，同時(shí)也是唯一促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。①將肌肉、脂肪組織細(xì)胞內(nèi)的GLUT4轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上，增加細(xì)胞膜上GLUT4，加速葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞二、血糖濃度的調(diào)節(jié)131②激活磷蛋白磷酸酶，使糖原合酶去磷酸化后活性增強(qiáng)，糖原合成增加；糖原磷酸化酶去磷酸化后活性降低，糖原分解減少；③誘導(dǎo)果糖磷酸激酶1和丙酮酸激酶的表達(dá)，激活丙酮酸脫氫酶復(fù)合體，加速葡萄糖分解代謝；

②激活磷蛋白磷酸酶，使糖原合酶去磷酸化后活性增強(qiáng)，糖原合成增132

④抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的活性，降低葡糖異生作用；⑤抑制脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感脂肪酶，減少脂動(dòng)員。

133胰高血糖素

胰島A細(xì)胞分泌的升高血糖濃度的激素。①胰高血糖素通過cAMP–蛋白激酶A途徑激活糖原磷酸化酶引起肝糖原分解，使糖原合酶磷酸化失去活性，糖原合成減少；

胰高血糖素134

②減少葡萄糖分解代謝；③誘導(dǎo)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和果糖–1，6–二磷酸酶的表達(dá)，促進(jìn)葡糖異生；④激活脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感脂肪酶，增加脂肪動(dòng)員。

135

腎上腺素、糖皮質(zhì)激素生長(zhǎng)激素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺激素與胰高血糖素作用相似。腎上腺素、糖皮質(zhì)激素生長(zhǎng)激素、促腎上腺皮136三、血糖濃度異常（一）高血糖成人空腹血糖濃度高于6.0mmol/L時(shí)被稱之為血糖過高或高血糖（hyperglycemia）。若血糖濃度超過腎糖閥，葡萄糖可從尿中排出，稱為糖尿。臨床上高血糖和糖尿主要見于糖尿病。三、血糖濃度異常137（二）低血糖成人空腹血糖濃度低于2.8mmol/L時(shí)被認(rèn)為低血糖(hypoglycemia)，可出現(xiàn)低血糖癥。如：出汗、心悸（心率加快）面色蒼白、肢涼、頭暈等，甚至出現(xiàn)昏迷。（二）低血糖138思考題思考題139

1．葡萄糖有氧氧化過程包括哪幾個(gè)階段？

2．簡(jiǎn)述三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)及生理意義。

3．

一分子葡萄糖完全氧化可生成30或32分子

ATP供線粒體外利用。請(qǐng)說明之。

4．

為什么說B族維生素缺乏將影響葡萄糖的分

解代謝？

5．

葡萄糖無氧分解與葡萄糖有氧氧化的區(qū)別點(diǎn)。

1．葡萄糖有氧氧化過程包括哪幾個(gè)階段？

2．簡(jiǎn)述三羧酸循140

6．人體對(duì)糖原的合成和分解是如何進(jìn)行調(diào)節(jié)的？

7．

為什么說糖異生的過程基本上是糖酵解的逆過程？?jī)烧哂泻尾煌?/p>

8．

肝是維持血糖濃度的主要器官，為什么？

9．磷酸戊糖途徑的生物學(xué)意義是什么？

10．簡(jiǎn)述血糖的來源和去路及其調(diào)節(jié)。

6．人體對(duì)糖原的合成和分解是如何進(jìn)行調(diào)節(jié)的？

7141選擇題選擇題1421、有關(guān)葡萄糖經(jīng)小腸粘膜吸收的正確敘述是A、葡萄糖轉(zhuǎn)入腸粘膜不需要載體，同時(shí)需要Na＋轉(zhuǎn)入B、葡萄糖轉(zhuǎn)入腸粘膜需要載體，同時(shí)需要Na＋轉(zhuǎn)入C、葡萄糖轉(zhuǎn)入腸粘膜為逆濃度差的被動(dòng)吸收過程D、葡萄糖轉(zhuǎn)入腸粘膜為順濃度差的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程E、葡萄糖吸收不消耗能量1、有關(guān)葡萄糖經(jīng)小腸粘膜吸收的正確敘述是1432.每分子葡萄糖在糖酵解和有氧氧化時(shí)徹底氧化凈生成的ATP分子數(shù)最近的比值是

A、1：5B、1：10C、1:15D、1：20E、1：252.每分子葡萄糖在糖酵解和有氧氧化時(shí)徹底氧化凈生成的ATP分1443、每分子葡萄糖徹底氧化時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楸峥蓛羯葾TP的分子數(shù)是

A.2B.7C.12D.24E.323、每分子葡萄糖徹底氧化時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楸峥蓛羯葾TP的分子數(shù)1454、下列哪一個(gè)代謝過程不是在線粒體中進(jìn)行的

A.脂肪酸氧化B.電子轉(zhuǎn)移C.檸檬酸循環(huán)D.氧化磷酸化E.糖酵解4、下列哪一個(gè)代謝過程不是在線粒體中進(jìn)行的1465.下列不含高能磷酸鍵的化合物是

A.磷酸肌酸B.二磷酸腺苷C.磷酸烯醇式丙酮酸D.葡糖-6-磷酸E.1，3－二磷酸甘油酸

5.下列不含高能磷酸鍵的化合物是1476.果糖–1，6–二磷酸酶催化生成的產(chǎn)物是A.果糖-1-磷酸B.甘油醛和磷酸二羥丙酮C.果糖-1，6-二磷酸D.果糖-6-磷酸E.3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮6.果糖–1，6–二磷酸酶催化生成的產(chǎn)物是1487.下列不參與檸檬酸循環(huán)的酶是A.延胡索酸酶B.烏頭酸酶C.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體系D.異檸檬酸脫氫酶E.–酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體7.下列不參與檸檬酸循環(huán)的酶是1498.有關(guān)己糖激酶和葡萄糖激酶的敘述，正確的是A.己糖激酶對(duì)葡萄糖的米氏常數(shù)較葡萄糖激酶的大B.葡萄激酶對(duì)葡萄糖的米氏常數(shù)較己糖糖激酶的大C.葡萄激酶能被葡糖-6-磷酸抑制D.己糖激酶不能被葡糖-6-磷酸抑制E.肝臟中有己糖激酶和葡萄糖激酶8.有關(guān)己糖激酶和葡萄糖激酶的敘述，正確的是1509.肝臟中2分子乳酸異生成葡萄糖需要消耗多少ATP分子A.2B.3C.4D.5E.69.肝臟中2分子乳酸異生成葡萄糖需要消耗多少ATP分子15110.下列哪一個(gè)酶直接參與底物水平磷酸化？A.α-酮戊二酸脫氫酶B.甘油醛-3-磷酸脫氫酶C.琥珀酸脫氫酶D.葡萄糖-6-磷酸脫氫酶E.磷酸甘油酸激酶10.下列哪一個(gè)酶直接參與底物水平磷酸化？15211.糖原的1個(gè)葡萄糖殘基酵解凈生成幾分子ATP？A.1B.2C.3D.4E.5

11.糖原的1個(gè)葡萄糖殘基酵解凈生成幾分子ATP？153

12.糖酵解時(shí)丙酮酸不會(huì)堆積是因?yàn)锳.丙酮酸可氧化脫羧成乙酰CoAB.乳酸脫氫酶活性很強(qiáng)C.NADH+H+/NAD＋比例太低D.乳酸脫氫酶對(duì)丙酮酸的Km值很高E.3-磷酸-甘油醛脫氫反應(yīng)中生成的NADH+H+使丙酮酸還原為乳酸

15413.關(guān)于糖原合成的概念，不正確的是A.葡萄糖供體是UDPGB.糖原合成為耗能反應(yīng)C.α-1，6-葡萄糖苷酶催化形成分支D.糖原合成過程中有焦磷酸生成E.ATP/AMP增高時(shí)糖原合成增強(qiáng)

13.關(guān)于糖原合成的概念，不正確的是155

14.沒有CO2參與的酶反應(yīng)是A.丙酮酸羧化酶反應(yīng)B.葡萄糖-6-磷酸脫氫酶反應(yīng)C.異檸檬酸脫氫酶反應(yīng)D.α-酮戊二酸脫氫酶反應(yīng)E.檸檬酸合成酶反應(yīng)

15615.下列化合物異生成葡萄糖時(shí)消耗ATP最多的是A.乳酸B.甘油C.谷氨酸D.琥珀酸E.草酰乙酸15.下列化合物異生成葡萄糖時(shí)消耗ATP最多的是15716.有關(guān)戊糖磷酸途徑的正確概念是A.可生成NADH+H+，供機(jī)體能量需要B.可生成NADPH+H+，通過電子傳遞鏈可產(chǎn)生ATPC.可生成NADPH+H+，供合成代謝需要D.蠶豆病是病人體內(nèi)缺乏葡糖–6–磷酸脫氫酶E.饑餓時(shí)葡萄糖經(jīng)此途徑代謝增加16.有關(guān)戊糖磷酸途徑的正確概念是158

17.血糖濃度低時(shí)腦組織仍可攝取葡萄糖而肝臟攝取減少，因?yàn)锳.己糖激酶的Km高，親和力小，B.己糖激酶的Km低，親和力大，C.葡萄糖激酶的Km低，親和力小，D.葡萄糖激酶的Km高，親和力大E.胰島素分泌增多

15918．1分子丙酮酸在線粒體內(nèi)氧化成CO2及H2O可生成多少分子ATPA.4B.8C.12.5D.16E.20.518．1分子丙酮酸在線粒體內(nèi)氧化成CO2及H2O可生成多少分16019．在下列酶促反應(yīng)中，哪個(gè)酶催化的反應(yīng)是可逆的A.磷酸甘油激酶B.葡萄糖激酶C.己糖激酶D.丙酮酸激酶E.磷酸果糖激酶-1

19．在下列酶促反應(yīng)中，哪個(gè)酶催化的反應(yīng)是可逆的16120．下列哪種物質(zhì)缺乏可引起血液丙酮酸含量升高A.維生素B12B.葉酸C.吡哆醛D.硫胺素E.NADP+

20．下列哪種物質(zhì)缺乏可引起血液丙酮酸含量升高16221．下列哪種酶缺乏可引起蠶豆病A.內(nèi)酯酶B.磷酸戊糖異構(gòu)酶C.轉(zhuǎn)酮基酶D.葡萄糖酸-6-磷酸脫氫酶E.葡萄糖-6-磷酸脫氫酶

21．下列哪種酶缺乏可引起蠶豆病16322．丙酮酸羧化酶的活性依賴哪種變構(gòu)激活劑A.ATPB.AMPC.檸檬酸D.乙酰CoAE.異檸檬酸22．丙酮酸羧化酶的活性依賴哪種變構(gòu)激活劑16423．有關(guān)糖異生途徑的概念，正確的是A.是糖酵解的逆反應(yīng)過程B.沒有膜障C.不消耗能量D.肌細(xì)胞缺乏果糖雙磷酸-1而不能糖異生E.在肝、腎的線粒體及胞液中進(jìn)行

23．有關(guān)糖異生途徑的概念，正確的是165

24.肝臟內(nèi)糖酵解途徑的主要功能是A.提供NADPH+H+B.進(jìn)行糖的有氧氧化以供能C.提供磷酸戊糖D.提供合成脂肪酸等原料E.抑制糖異生

166

25.2分子丙氨酸異生為葡萄糖需消耗幾分子ATPA.2B.3C.4D.5E.6

167答案答案1681、B.葡萄糖可經(jīng)小腸粘膜細(xì)胞載體系統(tǒng)逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞。這個(gè)載體系統(tǒng)需有Na＋同方向移動(dòng)。葡萄糖逆濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)間接消耗的能量是通過ATP酶的作用把Na＋運(yùn)出細(xì)胞建立Na＋梯度，與Na＋順濃度差移動(dòng)相偶聯(lián)。1、B.葡萄糖可經(jīng)小腸粘膜細(xì)胞載體系統(tǒng)逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入腸粘1692、C.有氧情況下，丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化生成的NADH+H＋和檸檬酸循環(huán)的氧化作用可與呼吸鏈氧化磷酸化作用相連接生成12.5分子ATP。3-磷酸甘油醛脫氫酶催化生成的NADH+H＋經(jīng)線粒體呼吸鏈生成2.5（或1.5）分子ATP。每分子葡萄糖經(jīng)此反應(yīng)可生成28或是30分子ATP。加之丙酮酸生成階段生成2分子ATP。故每克分子葡萄糖在有氧氧化為CO2和H2O時(shí)，可凈生成30（32）分子ATP。而每分子葡萄糖經(jīng)無氧酵解凈生成2分子ATP。2、C.有氧情況下，丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化生成的NADH+H1703.B.每分子葡萄糖氧化時(shí)可轉(zhuǎn)變成2分子丙酮酸。胞液中凈生成2分子ATP和NADH+H+

。NADH+H+可經(jīng)磷酸甘油穿梭系統(tǒng)進(jìn)入線粒體，氧化磷酸化可生成5分子ATP。因此每分子葡萄糖轉(zhuǎn)化成2分子丙酮酸過程中可生成7分子ATP。3.B.每分子葡萄糖氧化時(shí)可轉(zhuǎn)變成2分子丙酮酸。胞液中凈171

4.E.糖酵解反應(yīng)是在胞漿中進(jìn)行的。而脂肪酸氧化，電子轉(zhuǎn)移，氧化磷酸化和檸檬酸循環(huán)均在線粒體中反應(yīng)。4.E.糖酵解反應(yīng)是在胞漿中進(jìn)行的。而脂肪酸氧化，電子轉(zhuǎn)1725.D.高能磷酸化合物是指水解時(shí)產(chǎn)能大于7千焦/克分子（更負(fù)）。而葡糖-6-磷酸(△G0′＝－3.3千焦/克分子)外，其他化合物水解時(shí)的自由能都比-0.7千焦/克分子更負(fù)。5.D.高能磷酸化合物是指水解時(shí)產(chǎn)能大于7千焦/克分子（更負(fù)1736.D.

果糖–1，6–二磷酸酶是葡糖異生作用中的關(guān)鍵酶之一，催化果糖–1，6–二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣迁C6–磷酸。

6.D.果糖–1，6–二磷酸酶是葡糖異生作用中的關(guān)鍵174

7.C.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體，催化丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA。而延胡索酸酶，順烏頭酸酶，異檸檬酸脫氫酶，–酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體都參與檸檬酸循環(huán)。7.C.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體，催化丙酮酸氧化脫羧生成乙酰1758.B.己糖激酶對(duì)葡萄糖的米氏常數(shù)較葡萄糖激酶的小親和力大，能被葡糖-6-磷酸抑制，有利肝外組織對(duì)葡萄糖的利用。葡萄激酶對(duì)葡萄糖的米氏常數(shù)較己糖激酶的大，親和力小，不能被6-磷酸葡萄糖抑制，有利于肝臟對(duì)葡萄糖的攝取,維持血糖濃度。8.B.己糖激酶對(duì)葡萄糖的米氏常數(shù)較葡萄糖激176

9.E.每分子乳酸異生成糖時(shí)，丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、磷酸甘油酸激酶催化的反應(yīng)各消耗1分子ATP。所以2分子乳酸合成1分子葡萄糖時(shí)需要6分子ATP。9.E.每分子乳酸異生成糖時(shí)，丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式17710.E.甘油磷酸激酶催化甘油酸-1，3-二磷酸的P轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，直接進(jìn)行了底物水平磷酸化反應(yīng)。甘油醛-3-磷酸脫氫酶反應(yīng)生成甘油酸-1，3-二磷酸，后者含有P。這樣為底物水平磷酸化作了準(zhǔn)備。α-酮戊二酸脫氫酶反應(yīng)生成含高能鍵的琥珀酰CoA。10.E.甘油磷酸激酶催化甘油酸-1，3-二磷酸的P17811.C．糖原的葡萄糖殘基進(jìn)行酵解時(shí)較游離葡萄糖分子酵解少消耗1分子ATP（缺少葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸的反應(yīng)），所以凈生成3分子ATP。

11.C．糖原的葡萄糖殘基進(jìn)行酵解時(shí)較游離葡萄糖分子酵解179

12.E.在機(jī)體缺氧情況下，3-磷酸甘油醛脫氫酶反應(yīng)生成的NADH+H+交給丙酮酸，生成NAD+及乳酸，糖酵解繼續(xù)進(jìn)行。

18013.C.催化糖原合成中形成分支的酶是分支酶。分支酶具有1，41，6轉(zhuǎn)葡萄糖基酶的作用。13.C.催化糖原合成中形成分支的酶是分支酶。分支酶具181

14.E.檸檬酸合成酶反應(yīng)是檸檬酸循環(huán)的第一步反應(yīng)。催化乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸，即由二碳與四碳化合物縮合成六碳化合物，沒有羧化或脫羧反應(yīng)。

18215．A.乳酸脫氫成丙酮酸，丙酮酸羧化成草酰乙酸時(shí)要消耗ATP。其他化合物都越過這一步，所以消耗的ATP比乳酸少。15．A.乳酸脫氫成丙酮酸，丙酮酸羧化成草酰乙酸時(shí)要消耗183

16．C戊糖磷酸途徑是體內(nèi)生成NADPH+H+的主要途徑。NADPH+H+可提供機(jī)體合成代謝的需要的氫原子。如從乙酰CoA合成膽固醇、非必需氨基酸合成等。饑餓時(shí)經(jīng)此途徑代謝的葡萄糖減少。

16．C戊糖磷酸途徑是體內(nèi)生成NADPH+H+的主要途184

17．B.腦組織存在己糖激酶。己糖激酶對(duì)葡萄糖的Km為0.1mmol，親和力大。所以在血糖低時(shí)（正常為4.5mmol）腦仍可攝取葡萄糖。肝中主要是葡萄糖激酶。葡萄糖激酶對(duì)葡萄糖的Km為10mmol，親和力小。與己糖激酶比較相差近100倍，故血糖低時(shí)肝臟葡萄糖激酶活性低，葡萄糖進(jìn)入肝細(xì)胞利用減少，此時(shí)，己糖激酶活性仍較高，利于肝外組織利用葡萄糖供能。

185

18.C.丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA及NADH+H+。NADH+H+經(jīng)氧化磷酸化生成2.5分子ATP；乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化生成10分子ATP，共生成12.5分子ATP。

18619.A.磷酸甘油酸激酶催化的反應(yīng)是可逆的.丙酮酸激酶是糖異生的關(guān)鍵酶。葡萄糖激酶、己糖激酶和磷酸果糖激酶-1是糖解酵的關(guān)鍵酶19.A.磷酸甘油酸激酶催化的反應(yīng)是可逆的.丙酮酸激酶是187

20.D.硫胺素焦磷酸（TPP）是硫胺素的輔酶形式，TPP是丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶之一。當(dāng)硫胺素缺乏時(shí)，丙酮酸脫氫酶復(fù)合體活性可降低，故引起血液丙酮酸含量升高。

18821.E.由于蠶豆病患者的紅細(xì)胞內(nèi)缺乏葡糖-6-磷酸脫氫酶，不能經(jīng)磷酸戊糖途徑得到充足的NADPH+H+。NADPH+H+可使氧化型谷胱甘肽保持于還原狀態(tài)。還原狀態(tài)谷胱甘肽減少，常在進(jìn)食蠶豆后誘發(fā)溶血性黃疸。21.E.由于蠶豆病患者的紅細(xì)胞內(nèi)缺乏葡糖-6-磷酸脫氫189

22.D.糖酵解時(shí)乙酰CoA對(duì)丙酮酸脫氫酶有反饋抑制作用，但在糖異生過程中，丙酮酸羧化酶必須有乙酰CoA存在時(shí)才具有活性。兩方面的作用互相協(xié)調(diào)，從而保證機(jī)體代謝的平衡穩(wěn)定。例如：饑餓時(shí)，大量脂酰CoA在線粒體內(nèi)β-氧化，生成大量的乙酰CoA，這一方面抑制丙酮酸脫氫酶，阻止丙酮酸繼續(xù)氧化；另一方面又激活丙酮酸羧化酶，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜?，從而加速糖異生?2.D.糖酵解時(shí)乙酰CoA對(duì)丙酮酸脫氫酶有反饋抑制作用，190

23.E.糖異生的主要器官是肝臟，腎在正常情況下糖異生能力只有肝的1/10，長(zhǎng)期饑餓時(shí)腎糖異生能力則可大為增強(qiáng)。糖異生的亞細(xì)胞定位在胞液和線粒體。A錯(cuò)誤，糖酵解過程中的三個(gè)不可逆反應(yīng)在糖異生必須經(jīng)另外的不可逆反應(yīng)“繞行”。B錯(cuò)誤，糖異生途徑中的丙酮酸羧化酶存在于線粒體內(nèi)，胞液中的丙酮酸必須克服膜障進(jìn)入線粒體內(nèi)，才能被羧化成草酰乙酸。C錯(cuò)誤，糖異生過程消耗ATP。D錯(cuò)誤，肌細(xì)胞中糖異生活性很低，且缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，故不能經(jīng)糖異生途徑補(bǔ)充血糖。

191

24.E．肝臟主要由脂酸提供能量，即使在糖類供應(yīng)充分時(shí)，也僅氧化少量葡萄糖。這種情況下肝臟通過糖酵解途徑分解葡萄糖主要為了提供合成脂酸，非必需氨基酸等所需原料。胰高血糖素分泌減少，果糖-2，6-雙磷酸合成增加則為肝臟內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)向糖酵解途徑的信號(hào)。

192

25.E.丙氨酸先轉(zhuǎn)變?yōu)楸帷?分子丙酮酸羧化成草酰乙酸，消耗2×1分子ATP草酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?，消?×1分子ATP。3-磷酸甘油酸激酶反應(yīng)生成1，3-二磷酸甘油酸時(shí)又消耗2×1個(gè)ATP。一共消耗6分子ATP。

193生物化學(xué)課件06第六章糖代謝194班廷（FrederickGrantBanting,1891.11.14——1941.2.21）生于加拿大安大略。1916年畢業(yè)于多倫多大學(xué)醫(yī)學(xué)院。一次大戰(zhàn)中立過戰(zhàn)功。戰(zhàn)后在西安大略大學(xué)任教時(shí)，對(duì)糖尿病產(chǎn)生了興趣。1921年在麥克勞德（JohnJamesRichardMacleod）指導(dǎo)下從事實(shí)驗(yàn)研究，1921年與貝斯特、科利普等分離到胰島素制劑。次年臨床應(yīng)用成功。1923年因發(fā)現(xiàn)胰島素與麥克勞德共獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1930年被封為爵士。班廷（FrederickGrantBanting,18195

第六章糖代謝

(CarbohydratesMetabolism)

第二軍醫(yī)大學(xué)生物化學(xué)教研室

馮偉華張建鵬蔣蕾

第六章糖代謝

(Carbohydrates196

目錄

第一節(jié)糖的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)

一、糖的消化吸收

二、糖向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)

第二節(jié)糖的供能和儲(chǔ)能反應(yīng)途徑

一、葡萄糖的分解代謝

（一）葡萄糖的有氧氧化

（二）葡萄糖的無氧分解

（三）葡萄糖分解代謝的生理意義

二、糖原的合成和分解

（一）糖原合成

（二）糖原分解

（三）糖原儲(chǔ)積病

197三、葡糖異生作用

（一）葡糖異生的基本途徑

（二）葡糖異生的生理意義

四、糖代謝的調(diào)節(jié)

（一）葡萄糖分解和葡糖異生的調(diào)節(jié)

（二）糖原合成和分解的調(diào)節(jié)

第三節(jié)磷酸戊糖途徑

一、反應(yīng)過程

二、生理意義

第四節(jié)果糖和半乳糖的代謝

一、果糖代謝

二、半乳糖代謝

第五節(jié)血糖及其調(diào)節(jié)

一、血糖的來源和去路

二、血糖濃度的調(diào)節(jié)

三、血糖濃度異常

三、葡糖異生作用

（一）葡糖異生的基本途徑

198

1、葡萄糖有氧氧化與無氧分解的關(guān)鍵酶、基本途徑及其生理意義

2、葡糖異生的關(guān)鍵酶、基本途徑和生理意義

3、葡萄糖有氧氧化與葡糖異生關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)

4、糖原生成與糖原分解的基本過程及其調(diào)節(jié)

5、磷酸戊糖途徑的主要產(chǎn)物及其生理意義

6、血糖來源與去路，血糖的激素調(diào)節(jié)

掌握內(nèi)容

1、葡萄糖有199

重點(diǎn)介紹

葡萄糖的代謝及其與供能儲(chǔ)能的關(guān)系

重點(diǎn)介紹200

第一節(jié)糖的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)一、糖的消化吸收

淀粉的主要消化部位在小腸。腸液中含有胰腺分泌的–淀粉酶，催化淀粉中–1，4糖苷鍵水解。在小腸黏膜刷狀緣進(jìn)行，最終生成葡萄糖。小腸粘膜刷狀緣存在的蔗糖酶和乳糖酶等分別水解蔗糖和乳糖。

第一節(jié)糖的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)201

乳糖不耐癥

一些成年人由于缺乏乳糖酶導(dǎo)致在飲用牛奶后，牛奶中的乳糖不能被水解而在腸中積聚，經(jīng)細(xì)菌作用后產(chǎn)生H2、CH4和乳酸等，引起腹脹、腹瀉等癥狀,此時(shí)可飲用酸奶防止其發(fā)生。人體內(nèi)因無–糖苷酶故不能消化食物中的纖維素。纖維素能促進(jìn)腸蠕動(dòng)，起通便排毒作用。

202消化：淀粉-淀粉酶（唾液和胰液）麥芽糖和麥芽三糖（65%）異麥芽糖

-臨界糊精（4~9個(gè)Glu）-葡萄糖苷酶-臨界糊精酶葡萄糖消化：淀粉-淀粉酶（唾液和胰液）麥芽糖和麥芽三糖（65%）203吸收(以葡萄糖吸收為例)：Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖主動(dòng)吸收示意圖吸收(以葡萄糖吸收為例)：Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖主動(dòng)204

小腸上皮細(xì)胞刷狀緣側(cè)細(xì)胞膜上存在Na+依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Na+-dependentglucosetransporter，SGLT）。該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上存在Na