糖類(lèi)與糖代謝zy

糖類(lèi)與糖代謝zy第1頁(yè)/共144頁(yè)第一節(jié)生物體內(nèi)的糖類(lèi)一、糖的概念糖即碳水化合物，是多羥基醛與多羥基酮及其衍生物或多聚物.它主要是由綠色植物經(jīng)光合作用形成的,主要是由C、H、O構(gòu)成的。二、糖的分類(lèi)根據(jù)水解后產(chǎn)生單糖殘基的多少分為四大類(lèi)單糖寡糖多糖結(jié)合糖第2頁(yè)/共144頁(yè)1.單糖：不能再水解的糖D-葡萄糖1234566-磷酸葡萄糖第3頁(yè)/共144頁(yè)

D-果糖1234566-磷酸果糖第4頁(yè)/共144頁(yè)核糖321455-磷酸核糖第5頁(yè)/共144頁(yè)葡萄糖在體內(nèi)的作用葡萄糖是體內(nèi)糖代謝的中心（1）葡萄糖是食物中糖(如淀粉)的消化產(chǎn)物（2）葡萄糖在生物體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成其它的糖，如核糖、果糖、半乳糖、糖原等；（3）葡萄糖是哺乳動(dòng)物及胎兒的主要供能物質(zhì)（4）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被岷椭舅岬奶脊羌艿?頁(yè)/共144頁(yè)2.雙糖雙糖：由兩個(gè)相同或不同的單糖組成,常見(jiàn)的有乳糖、蔗糖、麥芽糖等.14麥芽糖α-D-葡萄糖苷-（1→4）-α-D-葡萄糖第7頁(yè)/共144頁(yè)11214α-D-葡萄糖苷-（1→2）-β-D-果糖β-D-半乳糖苷-（1→4）-β-D-葡萄糖乳糖蔗糖第8頁(yè)/共144頁(yè)3.多糖定義：水解產(chǎn)物含6個(gè)以上單糖常見(jiàn)的多糖淀粉、糖原、纖維素等第9頁(yè)/共144頁(yè)第10頁(yè)/共144頁(yè)淀粉(starch)藍(lán)色:α-1,4-糖苷鍵紅色:α-1,6-糖苷鍵直鏈淀粉支鏈淀粉第11頁(yè)/共144頁(yè)糖原(glycogen)非還原端還原端第12頁(yè)/共144頁(yè)糖原在體內(nèi)的作用糖原是體內(nèi)糖的貯存形式

糖原貯存的主要器官是肝臟和肌肉組織肝糖原：含量可達(dá)肝重的5%(總量為90-100g)肌糖原：含量為肌肉重量的1-2%(總量為200-400g)

人體內(nèi)糖原的貯存量有限，一般不超過(guò)500g.第13頁(yè)/共144頁(yè)肝細(xì)胞中的糖原顆粒糖原顆粒第14頁(yè)/共144頁(yè)纖維素作為植物的骨架β-1,4-糖苷鍵第15頁(yè)/共144頁(yè)第16頁(yè)/共144頁(yè)4.結(jié)合糖糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物常見(jiàn)的結(jié)合糖有：糖脂：是糖與脂類(lèi)的結(jié)合物糖蛋白：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物第17頁(yè)/共144頁(yè)㈠氧化功能

1g葡萄糖

16.7kJ

正常情況下約占機(jī)體所需總能量的50-70%㈡構(gòu)成組織細(xì)胞的基本成分1、核糖和脫氧核糖是核酸的基本組成成分；2、糖與脂類(lèi)或蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖脂或糖蛋白/蛋白聚糖（統(tǒng)稱(chēng)糖復(fù)合物）。糖復(fù)合物不僅是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)分子，而且是信息分子。

3、體內(nèi)許多具有重要功能的蛋白質(zhì)都是糖蛋白，如抗體、許多酶類(lèi)和凝血因子等。三、糖的主要生理功能第18頁(yè)/共144頁(yè)四、糖的消化吸收糖的消化糖的吸收糖吸收后的去向第19頁(yè)/共144頁(yè)1、口腔消化次要

淀粉麥芽糖+麥芽三糖+

少量含有4-9個(gè)葡萄糖基的寡糖唾液淀粉酶二、糖的消化第20頁(yè)/共144頁(yè)2、小腸內(nèi)消化主要淀粉麥芽糖+麥芽寡糖(65%)+異麥芽糖+α-極限糊精(35%)胰淀粉酶

小腸粘膜刷狀緣各種水解酶各種單糖第21頁(yè)/共144頁(yè)1.部位：

小腸上部三、糖的吸收第22頁(yè)/共144頁(yè)實(shí)驗(yàn)證明：以葡萄糖的吸收速度為100計(jì)，各種單糖的吸收速度為：D-半乳糖(110)>D-葡萄糖(100)>D-果糖(43)>D-甘露糖(19)>L-木酮糖(15)>L-阿拉伯糖(9)結(jié)論：各種單糖的吸收速度不同2.方式：?jiǎn)渭償U(kuò)散主動(dòng)吸收（1）糖的吸收---單純擴(kuò)散第23頁(yè)/共144頁(yè)Na+GNa+K+K+ATPADP+PiGNa+GNa+G主動(dòng)吸收:伴有Na+的轉(zhuǎn)運(yùn)。稱(chēng)為Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體，主要存在于小腸粘膜和腎小管上皮細(xì)胞。葡萄糖的吸收是耗能的過(guò)程（2）糖的吸收---主動(dòng)吸收鈉泵第24頁(yè)/共144頁(yè)ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門(mén)靜脈3.吸收機(jī)制Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細(xì)胞內(nèi)膜第25頁(yè)/共144頁(yè)糖類(lèi)物質(zhì)單糖口腔、小腸消化門(mén)靜脈肝臟單糖在肝臟中進(jìn)行代謝肝靜脈血液循環(huán)單糖在肝外組織進(jìn)行代謝四、糖吸收后的去向第26頁(yè)/共144頁(yè)淀粉

口腔，-amylase，少量作用

胃，幾乎不作用

小腸，胰-amylase，主要的消化場(chǎng)所麥芽糖、糊精、蔗糖、乳糖等（食物中所混入）

麥芽糖酶，糊精酶，蔗糖酶，乳糖酶等葡萄糖、半乳糖、果糖

腸黏膜細(xì)胞腸壁毛細(xì)血管門(mén)靜脈血液組織、細(xì)胞糖的消化吸收第27頁(yè)/共144頁(yè)五、糖代謝的概況第28頁(yè)/共144頁(yè)機(jī)體的生存需要能量，機(jī)體內(nèi)主要提供能量的物質(zhì)是ATP。ATP的形成主要通過(guò)兩條途徑：

一條是由葡萄糖徹底氧化為CO2和水，從中釋放出大量的自由能形成大量的ATP。另外一條是在沒(méi)有氧分子參加的條件下，即無(wú)氧條件下，由葡萄糖降解為丙酮酸，并在此過(guò)程中產(chǎn)生2分子ATP。

第三節(jié)糖無(wú)氧分解（糖酵解）第29頁(yè)/共144頁(yè)一、糖酵解的概述二、糖酵解過(guò)程三、糖酵解中產(chǎn)生的能量四、糖酵解的意義五、糖酵解的調(diào)控六、丙酮酸的去路第30頁(yè)/共144頁(yè)總論丙酮酸葡萄糖“糖酵解”不需氧“磷酸戊糖途徑”需氧有氧情況缺氧情況好氧生物厭氧生物“三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)”

CO2+H2O“乳酸發(fā)酵”乳酸“乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇

CO2+H2O重點(diǎn)一、糖酵解的概述第31頁(yè)/共144頁(yè)1、糖酵解的概念

人體內(nèi)葡萄糖或糖原在無(wú)氧或缺氧的條件下分解為乳酸，同時(shí)產(chǎn)生少量的能量的過(guò)程稱(chēng)為無(wú)氧分解，或稱(chēng)糖酵解。糖酵解是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。不論有氧還是無(wú)氧條件均能發(fā)生。第32頁(yè)/共144頁(yè)

10個(gè)酶催化的11步反應(yīng)第一階段：

磷酸已糖的生成(活化)四個(gè)階段第二階段：磷酸丙糖的生成(裂解)第三階段：

3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸苷油酸第四階段：由2-磷酸甘油酸生成丙酮酸二、糖酵解過(guò)程第33頁(yè)/共144頁(yè)

(G)已糖激酶ATPADPMg2+糖酵解過(guò)程的第一個(gè)限速酶(G-6-P）⑴葡萄糖磷酸化生成

6-磷酸葡萄糖糖酵解過(guò)程1第34頁(yè)/共144頁(yè)⑵6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化

轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖(F-6-P）糖酵解過(guò)程1

磷酸葡萄糖異構(gòu)酶(G-6-P）第35頁(yè)/共144頁(yè)⑶6-磷酸果糖再磷酸化

生成1,6-二磷酸果糖糖酵解過(guò)程1(F-1,6-2P）磷酸果糖激酶

（PFK）ATPADPMg2+糖酵解過(guò)程的第二個(gè)限速酶(F-6-P）第36頁(yè)/共144頁(yè)⑷磷酸丙糖的生成磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛

(F-1,6-2P）

醛縮酶+糖酵解過(guò)程2第37頁(yè)/共144頁(yè)⑸磷酸丙糖的互換糖酵解過(guò)程2磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetonephosphate)3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛第38頁(yè)/共144頁(yè)

上述的5步反應(yīng)完成了糖酵解的準(zhǔn)備階段。酵解的準(zhǔn)備階段包括兩個(gè)磷酸化步驟由六碳糖裂解為兩分子三碳糖，最后都轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛。在準(zhǔn)備階段中，并沒(méi)有從中獲得任何能量，與此相反，卻消耗了兩個(gè)ATP分子。以下的5步反應(yīng)包括氧化—還原反應(yīng)、磷酸化反應(yīng)。這些反應(yīng)正是從3-磷酸甘油醛提取能量形成ATP分子。第39頁(yè)/共144頁(yè)⑹3-磷酸甘油醛氧化為

1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)糖酵解過(guò)程33-磷酸甘油醛(glyceraldehyde3-phosphate)3-磷酸甘油醛脫氫酶糖酵解中唯一的脫氫反應(yīng)+

NADH+H+NAD+HPO4

2-OPO3

2-第40頁(yè)/共144頁(yè)⑺1,3-二磷酸甘油酸

轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸糖酵解過(guò)程33-磷酸甘油酸激酶

3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)這是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反應(yīng)1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)OPO3

2-ADPATPMg2+第41頁(yè)/共144頁(yè)⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變

為2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油(3-phosphoglycerate)糖酵解過(guò)程3磷酸甘油酸變位酶

2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)第42頁(yè)/共144頁(yè)⑼2-磷酸甘油酸脫水

形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）

磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）2-磷酸甘油酸糖酵解過(guò)程4烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O氟化物能與Mg2+絡(luò)合而抑制此酶活性第43頁(yè)/共144頁(yè)ADPATPMg2+,K+⑽磷酸烯醇式丙酮酸

轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖崃姿嵯┐际奖岜峒っ?PK

)

烯醇式丙酮酸糖酵解過(guò)程的第三個(gè)限速酶也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)糖酵解過(guò)程4第44頁(yè)/共144頁(yè)⑾烯醇式丙酮酸

轉(zhuǎn)變?yōu)楸崽墙徒膺^(guò)程4ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ADP丙酮酸激酶第45頁(yè)/共144頁(yè)P(yáng)3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羥丙酮123+P②異構(gòu)6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化④裂解⑥脫氫⑤異構(gòu)PP1，6-二磷酸果糖③活化⑦產(chǎn)能⑨脫水⑧異構(gòu)⑩產(chǎn)能HHOH第46頁(yè)/共144頁(yè)E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代謝途徑GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+

NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+第47頁(yè)/共144頁(yè)糖酵解過(guò)程中ATP的消耗和產(chǎn)生2×1葡萄糖→6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸-1反應(yīng)ATP

-12×1葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+

2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O三、糖酵解中產(chǎn)生的能量第48頁(yè)/共144頁(yè)四、糖酵解意義1、主要在于它可在無(wú)氧條件下迅速提供少量的能量以應(yīng)急.如:肌肉收縮、人到高原。2、是某些細(xì)胞在不缺氧條件下的能量來(lái)源。3、是糖的有氧氧化的前過(guò)程，亦是糖異生作用大部分逆過(guò)程.非糖物質(zhì)可以逆著糖酵解的途徑異生成糖,但必需繞過(guò)不可逆反應(yīng)。5、糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑.其中間產(chǎn)物是許多重要物質(zhì)合成的原料。6、若糖酵解過(guò)度，可因乳酸生成過(guò)多而導(dǎo)致乳酸中毒。第49頁(yè)/共144頁(yè)肌肉收縮與糖酵解供能

背景：劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)⑴肌肉內(nèi)ATP含量很低；⑵肌肉中磷酸肌酸儲(chǔ)存的能量可供肌肉收縮所急需的化學(xué)能;⑶即使氧不缺乏，葡萄糖進(jìn)行有氧氧化的過(guò)程比糖酵解長(zhǎng)得多,來(lái)不及滿足需要;⑷肌肉局部血流不足，處于相對(duì)缺氧狀態(tài)。結(jié)論：

糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量第50頁(yè)/共144頁(yè)

細(xì)胞對(duì)酵解速度的調(diào)控是為了滿足細(xì)胞對(duì)能量及碳骨架的需求。在代謝途徑中，催化不可逆反應(yīng)的酶所處的部位是控制代謝反應(yīng)的有力部位。糖酵解中有三步反應(yīng)不可逆，分別由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化，因此這三種酶對(duì)酵解速度起調(diào)節(jié)作用。五、糖酵解的調(diào)控第51頁(yè)/共144頁(yè)1、磷酸果糖激酶（PFK）的調(diào)控磷酸果糖激酶-16-phosphofructokinase-1ATP檸檬酸-ADP、AMP1,6-雙磷酸果糖2,6-雙磷酸果糖+第52頁(yè)/共144頁(yè)2、己糖激酶的調(diào)控己糖激酶hexokinaseG-6-P-第53頁(yè)/共144頁(yè)丙酮酸激酶pyruvatekinaseATP丙氨酸(肝)-1,6-雙磷酸果糖+3、丙酮酸激酶的調(diào)控第54頁(yè)/共144頁(yè)第55頁(yè)/共144頁(yè)2、丙酮酸還原為乳酸丙酮酸(pyruvate)3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛脫氫酶Pi

乳酸(lactate)乳酸脫氫酶NADH+H+NAD+1,3-二磷酸甘油酸OPO3

2第56頁(yè)/共144頁(yè)有氧氧化的反應(yīng)過(guò)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)三個(gè)階段。TAC循環(huán)

G（Gn）丙酮酸

乙酰CoA

CO2NADH+H+FADH2H2O

[O]ATPADP胞液

線粒體

第57頁(yè)/共144頁(yè)糖有氧氧化概況葡萄糖→…→丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循環(huán)糖的有氧氧化乳酸糖酵解線粒體內(nèi)胞漿細(xì)胞質(zhì)第58頁(yè)/共144頁(yè)糖的有氧氧化與糖酵解細(xì)胞胞漿線粒體葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸(糖酵解)葡萄糖→→……→→丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸第59頁(yè)/共144頁(yè)

一、丙酮酸的生成（胞漿）葡萄糖+2NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+）2丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化2(NADH+H+)2H2O+3/5ATP線粒體內(nèi)膜上特異載體穿梭系統(tǒng)氧化呼吸鏈第60頁(yè)/共144頁(yè)二、丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶ANAD+NADH+H+

丙酮酸乙酰CoA+CoA-SH輔酶A+CO2丙酮酸脫氫酶系丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+

多酶復(fù)合體：是催化功能上有聯(lián)系的幾種酶通過(guò)非共價(jià)鍵連接彼此嵌合形成的復(fù)合體。其中每一個(gè)酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的輔酶。第61頁(yè)/共144頁(yè)丙酮酸脫氫酶系3種酶：

丙酮酸脫羧酶(TPP、Mg2+)催化丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)

二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(硫辛酸、輔酶A)催化將乙?；D(zhuǎn)移到CoA反應(yīng)

二氫硫辛酸脫氫酶(FAD、NAD+)催化將還原型硫辛酰胺轉(zhuǎn)變成為氧化型反應(yīng)6種輔助因子：

TPP、Mg2+、硫辛酸、輔酶A、FAD、NAD+

第62頁(yè)/共144頁(yè)CO2CoASHNAD+NADH+H+5.

NADH+H+的生成1.-羥乙基-TPP的生成

2.乙酰硫辛酰胺的生成

3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成

第63頁(yè)/共144頁(yè)三、乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化（線粒體）反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)特點(diǎn)意義第64頁(yè)/共144頁(yè)三羧酸循環(huán)的概念

概念：在有氧的情況下，葡萄糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸氧化脫羧形成乙酰CoA。乙酰CoA經(jīng)一系列氧化、脫羧，最終生成C2O和H2O并產(chǎn)生能量的過(guò)程.因?yàn)樵谘h(huán)的一系列反應(yīng)中,關(guān)鍵的化合物是檸檬酸,所以稱(chēng)為檸檬酸循環(huán),又因?yàn)樗腥齻€(gè)羧基,所以亦稱(chēng)為三羧酸循環(huán),簡(jiǎn)稱(chēng)TCA循環(huán)。由于它是由H.A.Krebs（德國(guó)）正式提出的，所以又稱(chēng)Krebs循環(huán)。第65頁(yè)/共144頁(yè)

三羧酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的。丙酮酸通過(guò)檸檬酸循環(huán)進(jìn)行脫羧和脫氫反應(yīng);羧基形成CO2,氫原子則隨著載體(NAD+、FAD）進(jìn)入電子傳遞鏈經(jīng)過(guò)氧化磷酸化作用，形成水分子并將釋放出的能量合成ATP。

有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)組織細(xì)胞都通過(guò)有氧氧化獲得能量。第66頁(yè)/共144頁(yè)第一階段：丙酮酸的生成（胞漿）第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA（線粒體）第三階段：乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化（線粒體）三個(gè)階段二.三羧酸循環(huán)的過(guò)程第67頁(yè)/共144頁(yè)⑴乙酰CoA與草酰乙酸

縮合形成檸檬酸TCA循環(huán)檸檬酸合成酶草酰乙酸CH3CO～SCoA乙酰輔酶A檸檬酸(citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸

檸檬酸+CoA-SH關(guān)鍵酶H2O第68頁(yè)/共144頁(yè)異檸檬酸H2O⑵檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸檸檬酸順烏頭酸檸檬酸異檸檬酸TCA循環(huán)順烏頭酸酶第69頁(yè)/共144頁(yè)CO2NAD+異檸檬酸⑶異檸檬酸氧化脫羧

生成α-酮戊二酸α-酮戊二酸草酰琥珀酸NADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸+NAD+α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+關(guān)鍵酶TCA循環(huán)第70頁(yè)/共144頁(yè)CO2⑷α-酮戊二酸氧化脫羧

生成琥珀酰輔酶A

α-酮戊二酸脫氫酶系HSCoANAD+NADH+H+琥珀酰CoAα-酮戊二酸α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

關(guān)鍵酶TCA循環(huán)第71頁(yè)/共144頁(yè)⑸琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵晁崃蚣っ哥牾oAATPADP琥珀酸GDP+PiGTPHSCoA琥珀酰CoA

+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SHTCA循環(huán)第72頁(yè)/共144頁(yè)⑹琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸TCA循環(huán)延胡索酸(fumarate)琥珀酸脫氫酶FADFADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2琥珀酸(succinate)第73頁(yè)/共144頁(yè)⑺延胡索酸水化生成蘋(píng)果酸TCA循環(huán)延胡索酸(fumarate)蘋(píng)果酸(malate)延胡索酸酶H2O延胡索酸+H2O蘋(píng)果酸第74頁(yè)/共144頁(yè)⑻蘋(píng)果酸脫氫生成草酰乙酸

蘋(píng)果酸脫氫酶

草酰乙酸(oxaloacetate)NAD+NADH+H+蘋(píng)果酸+

NAD+草酰乙酸+NADH+H+

TCA循環(huán)蘋(píng)果酸(malate)第75頁(yè)/共144頁(yè)P(yáng)三羧酸循環(huán)總圖草酰乙酸CH2CO～SoA(乙酰輔酶A)蘋(píng)果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸2H2HNAD+NAD+FADNAD+第76頁(yè)/共144頁(yè)三羧酸循環(huán)特點(diǎn)①循環(huán)反應(yīng)在線粒體(mitochondrion)中進(jìn)行，為不可逆反應(yīng)。②三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶系。③循環(huán)的中間產(chǎn)物既不能通過(guò)此循環(huán)反應(yīng)生成，也不被此循環(huán)反應(yīng)所消耗。第77頁(yè)/共144頁(yè)④三羧酸循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)，生成兩分子CO2。⑤循環(huán)中有四次脫氫反應(yīng)，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每完成一次循環(huán)，氧化分解掉一分子乙?；缮?0分子ATP。第78頁(yè)/共144頁(yè)三羧酸循環(huán)小結(jié)

TCA運(yùn)轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸僅起載體作用，反應(yīng)前后無(wú)改變。乙酰輔酶A+3NAD++FAD+Pi+2H2O+GDP2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTPTCA中的一些反應(yīng)在生理?xiàng)l件下是不可逆的，所以整個(gè)三羧酸循環(huán)是一個(gè)不可逆的系統(tǒng)TCA的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，故需不斷補(bǔ)充第79頁(yè)/共144頁(yè)高水平的乙酰CoA激活在線粒體內(nèi)進(jìn)行草酰乙酸或循環(huán)中任何一種中間產(chǎn)物不足TCA循環(huán)速度降低乙酰-CoA濃度增加丙酮酸羧化酶產(chǎn)生更多的草酰乙酸第80頁(yè)/共144頁(yè)四.TCA中ATP的形成及其生物學(xué)意義1分子乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)可生成1分子

GTP(可轉(zhuǎn)變成ATP)，共有4次脫氫，生成3分子

NADH和1分子FADH2。當(dāng)經(jīng)呼吸鏈氧化生成H2O時(shí)，前者每對(duì)電子可生成

2.5分子ATP，3對(duì)電子共生成7.5分子ATP；后者則生成1.5分子ATP。因此，每分子乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)可產(chǎn)生10分子ATP。若從丙酮酸開(kāi)始計(jì)算，則1分子丙酮酸可產(chǎn)生12.5分子ATP。1分子葡萄糖可以產(chǎn)生2分子丙酮酸，因此，原核細(xì)胞每分子葡萄糖經(jīng)糖酵解、三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化三個(gè)階段共產(chǎn)生7＋2×12.5＝32個(gè)ATP分子。第81頁(yè)/共144頁(yè)反應(yīng)ATP第一階段兩次耗能反應(yīng)-2兩次生成ATP的反應(yīng)2×2一次脫氫(NADH+H+)2×1.5或2×2.5第二階段一次脫氫(NADH+H+)2×2.5第三階段三次脫氫(NADH+H+)2×3×2.5一次脫氫(FADH2)2×1.5一次生成ATP的反應(yīng)2×1凈生成30或32糖有氧氧化過(guò)程中ATP的生成第82頁(yè)/共144頁(yè)

TCA生物學(xué)意義①

糖的有氧分解代謝產(chǎn)生的能量最多，是機(jī)體利用糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最有效方式。②三羧酸循環(huán)之所以重要在于它不僅為生命活動(dòng)提供能量，而且還是聯(lián)系糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的紐帶。③三羧酸循環(huán)所產(chǎn)生的多種中間產(chǎn)物是生物體內(nèi)許多重要物質(zhì)生物合成的原料。在細(xì)胞迅速生長(zhǎng)時(shí)期，三羧酸循環(huán)可提供多種化合物的碳架，以供細(xì)胞生物合成使用。第83頁(yè)/共144頁(yè)五、有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)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(fù)合體③

三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體第84頁(yè)/共144頁(yè)丙酮酸脫氫酶系Pyruvatedehydrogenasecomplex乙酰CoA、ATPNADH+H+-+AMP、ADPNAD+*乙酰CoA/HSCoA或NADH/NAD+時(shí)，其活性也受到抑制。1、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體第85頁(yè)/共144頁(yè)乙酰CoA檸檬酸

草酰乙酸琥珀酰CoA

α-酮戊二酸

異檸檬酸

蘋(píng)果酸

NADHFADH2GTP

ATP異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶

α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體–ATP+ADP

ADP+ATP

–檸檬酸

琥珀酰CoA

NADH–琥珀酰CoANADH

①ATP、ADP的影響②產(chǎn)物堆積引起抑制③循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物反饋抑制前面反應(yīng)中的酶2、檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)第86頁(yè)/共144頁(yè)檸檬酸合酶citratesynthaseATP檸檬酸、琥珀酰CoANADH+H+-+ADP第87頁(yè)/共144頁(yè)異檸檬酸脫氫酶isocitratedehydrogenaseATP-+AMP，ADP第88頁(yè)/共144頁(yè)-酮戊二酸脫氫酶系-ketoglutaratedehydrogenasecomplex琥珀酰CoANADH+H+-第89頁(yè)/共144頁(yè)3、有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)⑴有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。⑵ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。⑶氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。⑷三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。第90頁(yè)/共144頁(yè)六、巴斯德效應(yīng)*概念*機(jī)制

有氧時(shí)，NADH+H+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;缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，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(yīng)(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。第91頁(yè)/共144頁(yè)

概念過(guò)程小結(jié)生理意義調(diào)節(jié)

第五節(jié)磷酸戊糖途徑第92頁(yè)/共144頁(yè)1.概念：以6-磷酸葡萄糖開(kāi)始，在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，進(jìn)而代謝生成以磷酸戊糖為中間代謝物的過(guò)程，稱(chēng)為磷酸戊糖途徑，簡(jiǎn)稱(chēng)PPP途徑。又稱(chēng)磷酸已糖旁路一、磷酸戊糖途徑的概念2.反應(yīng)部位：胞漿第93頁(yè)/共144頁(yè)第一階段：

氧化反應(yīng)生成NADPH和CO2第二階段：

非氧化反應(yīng)

一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)

(生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖)二、磷酸戊糖途徑的過(guò)程第94頁(yè)/共144頁(yè)(1)6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+6-磷酸葡萄糖glucose6-phosphate6-磷酸葡萄糖脫氫酶PPP途徑限速酶，對(duì)NADP+有高度特異性6-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate第95頁(yè)/共144頁(yè)CO2NADP+NADPH+H+(3)6-磷酸葡萄糖酸

轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶PPP途徑第96頁(yè)/共144頁(yè)5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate(4)三種五碳糖的互換5-磷酸核糖ribose5-phosphate異構(gòu)酶5-磷酸木酮糖xylulose5-phosphate差向酶PPP途徑第97頁(yè)/共144頁(yè)許多細(xì)胞中合成代謝消耗的NADPH遠(yuǎn)比核糖需要量大，因此，葡萄糖經(jīng)此途徑生成了多余的核糖。第二階段反應(yīng)的意義就在于能通過(guò)一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而與糖酵解過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，因此磷酸戊糖途徑亦稱(chēng)為磷酸已糖旁路。第98頁(yè)/共144頁(yè)(5)二分子五碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)酮酶PPP途徑第99頁(yè)/共144頁(yè)(6)七碳糖與三碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)7-磷酸景天庚酮糖sedoheptulose7-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate轉(zhuǎn)醛酶4-磷酸赤蘚糖erythrose4-phosphate6-磷酸果糖fructose6-phosphatePPP途徑第100頁(yè)/共144頁(yè)(7)四碳糖與五碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)4-磷酸赤蘚糖erythrose4-phosphate5-磷酸木酮糖ribulose5-phosphate6-磷酸果糖Fructose6-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate轉(zhuǎn)酮酶PPP途徑第101頁(yè)/共144頁(yè)磷酸戊糖途徑二個(gè)階段的反應(yīng)式6-磷酸葡萄糖+2NADP+

5-磷酸核糖+2(NADPH+H+)+CO23×5-磷酸核糖

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛3×6-磷酸葡萄糖

+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6(NADPH+H+)+3CO2

三、磷酸戊糖途徑的小結(jié)第102頁(yè)/共144頁(yè)磷酸戊糖途徑總反應(yīng)圖糖酵解途徑3×6-磷酸葡萄糖5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛4-磷酸赤蘚糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖3×6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯3NADPH3×6-磷酸葡萄糖酸3H2O3×5-磷酸核酮糖3NADPH3CO2第103頁(yè)/共144頁(yè)磷酸戊糖途徑第一階段第二階段5-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤蘚糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脫氫酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶3CO2第104頁(yè)/共144頁(yè)磷酸戊糖途徑小結(jié)

反應(yīng)部位：

胞漿

反應(yīng)底物：

6-磷酸葡萄糖

重要反應(yīng)產(chǎn)物：

NADPH、5-磷酸核糖

限速酶：

6-磷酸葡萄糖脫氫酶(G-6-PD)第105頁(yè)/共144頁(yè)四、磷酸戊糖途徑的生物學(xué)意義1、磷酸戊糖途徑也是普遍存在的糖代謝的一種方式2、產(chǎn)生大量的NADPH，為細(xì)胞的各種合成反應(yīng)提供還原力3、該途徑的反應(yīng)起始物為6-磷酸葡萄糖，不需要ATP參與起始反應(yīng)，因此磷酸戊糖循環(huán)可在低ATP濃度下進(jìn)行。4、此途徑中產(chǎn)生的5-磷酸核酮糖是輔酶及核苷酸生物合成的必需原料。5、磷酸戊糖途徑是機(jī)體內(nèi)核糖產(chǎn)生的唯一場(chǎng)所。第106頁(yè)/共144頁(yè)磷酸戊糖途徑的速度主要受生物合成時(shí)NADPH的需要所調(diào)節(jié)。

NADPH反饋抑制6-P-葡萄糖脫氫酶的活性。五、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)第107頁(yè)/共144頁(yè)

戊糖磷酸途徑的生理意義為核酸的生物合成提供核糖NADPH作為供氫體參與多種代謝

NADPH是體內(nèi)血多合成代謝的供氫體NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)NADPH還用于維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)先天性缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶患者進(jìn)食蠶豆后易誘發(fā)貧血或溶血性黃疸，被稱(chēng)為蠶豆病。第108頁(yè)/共144頁(yè)糖原的合成與分解是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量?jī)?chǔ)備。糖原是由葡萄糖殘基構(gòu)成的含許多分支的大分子高聚物。糖原糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義肌肉：肌糖原，180—300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70—100g，維持血糖水平第109頁(yè)/共144頁(yè)1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長(zhǎng)鏈。2.

約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3.每條鏈都終止于一個(gè)非還原端.非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義第110頁(yè)/共144頁(yè)α-1,6-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵第111頁(yè)/共144頁(yè)（二）合成部位（一）定義糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的過(guò)程。組織定位：主要在肝臟、肌肉細(xì)胞定位：胞漿糖原的合成代謝第112頁(yè)/共144頁(yè)1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖（磷酸化）（三）合成途徑（1）活化ATPADP葡萄糖激酶Mg2+第113頁(yè)/共144頁(yè)磷酸葡萄糖變位酶2.6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖（異構(gòu)）

1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖第114頁(yè)/共144頁(yè)*UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。+UTP

尿苷

PPPPPiUDPG焦磷酸化酶3.1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖（轉(zhuǎn)形）2Pi+能量1-磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)第115頁(yè)/共144頁(yè)UDPG葡萄糖引物糖原合成酶(Gn+1)UDP（2）縮合第116頁(yè)/共144頁(yè)糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合成酶(glycogensynthase)

UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶*糖原n

為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱(chēng)為糖原引物(primer)，作為UDPG上葡萄糖基的接受體。第117頁(yè)/共144頁(yè)（3）分支當(dāng)直鏈長(zhǎng)度達(dá)12個(gè)葡萄糖殘基以上時(shí)，在分支酶(branchingenzyme)的催化下，將距末端6—7個(gè)葡萄糖殘基組成的寡糖鏈由-1,4-糖苷鍵轉(zhuǎn)變?yōu)?1,6-糖苷鍵，使糖原出現(xiàn)分支。第118頁(yè)/共144頁(yè)糖原引物糖原合成酶分枝酶限速酶12~18G糖原分枝的形成第119頁(yè)/共144頁(yè)糖原的合成與分解代謝G-6-P

G

己糖(葡萄糖)激酶

磷酸葡萄糖變位酶

G-1-P

UDPG焦磷酸化酶

UTP

UDPG

PPi

糖原合酶

Gn+1

UDP

Gn

葡萄糖-6-磷酸酶（肝）

糖原磷酸化酶

Pi

Gn

第120頁(yè)/共144頁(yè)（二）糖原合成的特點(diǎn)：1．必須以原有糖原分子作為引物；2．合成反應(yīng)在糖原的非還原端進(jìn)行；3．合成為一耗能過(guò)程，每增加一個(gè)葡萄糖殘基，需消耗2個(gè)高能磷酸鍵

4．其關(guān)鍵酶是糖原合酶。5．需UTP參與（以UDP為載體）。第121頁(yè)/共144頁(yè)（分解代謝）GG-6-P在糖代謝中的作用G-6-P

6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯（磷酸戊糖途徑）G-1-PGnUDPG（糖原合成）（糖原分解）乳酸（無(wú)氧酵解）CO2+H2O（有氧氧化）（補(bǔ)充血糖）（糖異生）F-6-P丙酮酸（酵解途徑）第122頁(yè)/共144頁(yè)第五節(jié)糖異生作用

（單糖的生物合成）糖異生作用是指以非糖物質(zhì)作為前體合成為葡萄糖的作用。*部位*原料*概念主要在肝臟、腎臟細(xì)胞的胞漿及線粒體

主要有乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸第123頁(yè)/共144頁(yè)一、糖異生的反應(yīng)過(guò)程

*過(guò)程酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛

NAD+

NADH+H+

ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸*糖異生途徑(gluconeogenicpathway)是從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過(guò)程。第124頁(yè)/共144頁(yè)1.丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在胞液）第125頁(yè)/共144頁(yè)第126頁(yè)/共144頁(yè)丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi蘋(píng)果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸

α-酮戊二酸天冬氨酸蘋(píng)果酸草酰乙酸PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2線粒體胞液第127頁(yè)/共144頁(yè)糖異生途徑所需NADH+H+的來(lái)源糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+H+。①由乳酸為原料異生糖時(shí)，NADH+H+由下述反應(yīng)提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+第128頁(yè)/共144頁(yè)②由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH+H+則由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來(lái)自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過(guò)草酰乙酸與蘋(píng)果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋(píng)果酸線粒體蘋(píng)果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞漿第129頁(yè)/共144頁(yè)2.1,6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖Pi二磷酸果糖磷酸酯酶3.6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶第130頁(yè)/共144頁(yè)非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑⑴糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)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(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原第13