第04 糖代謝(復(fù)習(xí)課)

第4章糖代謝MetabolismofCarbohydrates課程標(biāo)準(zhǔn)了解：糖的重要功能及其在體內(nèi)的消化、吸收。糖酵解、糖有氧氧化及糖異生的調(diào)節(jié)。巴斯德效應(yīng)的概念。磷酸戊糖途徑的主要反應(yīng)過程和調(diào)節(jié)。肝糖原合成與分解的調(diào)節(jié)、乳酸循環(huán)及其生理意義。高血糖、低血糖的產(chǎn)生現(xiàn)象。理解：糖酵解的概念、糖酵解途徑的基本反應(yīng)過程、部位、限速酶、ATP生成及生理意義。糖的有氧氧化概念、糖的有氧氧化途徑中丙酮酸氧化脫羧及三羧酸循環(huán)的基本反應(yīng)過程、限速酶、ATP生成、作用部位及生理意義。磷酸戊糖途徑的生理意義（核糖和NADPH的作用）。正常人血糖的來源、去路及激素（胰島素、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素及腎上腺素）對(duì)血糖水平的調(diào)節(jié)作用。理解在運(yùn)動(dòng)或饑餓時(shí)糖代謝的適應(yīng)性變化，糖尿病時(shí)糖代謝的異常變化。掌握：糖的分解代謝的基本途徑、細(xì)胞定位、限速酶及生理意義。肝糖原合成與分解的限速酶、催化反應(yīng)及其意義。糖異生的概念、限速酶及其生理意義。重點(diǎn)：糖酵解和三羧酸循環(huán)的基本過程及生理意義。難點(diǎn)：糖代謝途徑的協(xié)同調(diào)節(jié)。第一節(jié)

概述一、概念糖（carbohydrates）：碳水化合物化學(xué)本質(zhì)：多羥醛或多羥酮類及其衍生物、多聚物。分類：單糖、寡糖、多糖、結(jié)合糖葡萄糖（glucose）（已醛糖）果糖（已酮糖）單糖——不能再水解的糖其它：半乳糖（已醛糖）、核糖（戊醛糖）寡糖常見二糖：麥芽糖（maltose）：葡萄糖—葡萄糖蔗糖（sucrose）：葡萄糖—果糖乳糖（lactose）：葡萄糖—半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借糖苷鍵相連。多糖——能水解生成多個(gè)單糖。淀粉（starch）糖原（glycogen）纖維素（cellulose）結(jié)合糖——糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。糖脂（glycolipid）：糖與脂類的結(jié)合物。糖蛋白（glycoprotein）：糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。二、生理功能——氧化供能提供碳源和能源。提供合成原料。作為組成成分。三、消化與吸收消化部位：主要在小腸，少量在口腔。消化產(chǎn)物：淀粉→糊精→麥芽糖→葡萄糖吸收部位：小腸上段吸收形式：單糖吸收機(jī)制：Na+-K+ATP酶依賴的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖酵解途徑丙酮酸有氧無氧H2O及CO2乳酸糖異生途徑乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途徑

核糖+NADPH+H+淀粉消化與吸收ATP四、代謝概況第二節(jié)

糖的無氧分解

Glycolysis糖的無氧氧化（anaerobicoxidation）：在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而還原生成乳酸的過程。反應(yīng)部位：胞漿。一、過程①：葡萄糖----

丙酮酸（pyruvate）又稱糖酵解途徑（glycolyticpathway）②：丙酮酸----

乳酸兩個(gè)階段：（一）葡萄糖----

丙酮酸（糖酵解）

ATP

ADPMg2+己糖激酶1.葡萄糖6-磷酸葡萄糖哺乳動(dòng)物有4種己糖激酶同工酶（Ⅰ至Ⅳ型），肝細(xì)胞中的是Ⅳ型，特稱為葡萄糖激酶。特點(diǎn)：①對(duì)葡萄糖的親和力很低；②受激素調(diào)控。己糖異構(gòu)酶2.6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸丙糖異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛5.磷酸二羥丙酮醛縮酶1,6-雙磷酸果糖磷酸二羥丙酮+3-磷酸甘油醛

4.

ATP

ADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-13.6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖Pi、NAD+NADH+H+

3-磷酸甘油醛脫氫酶6.3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）。ADPATP

磷酸甘油酸激酶7.1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶8.3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸烯醇化酶9.2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）ADPATP

K+Mg2+丙酮酸激酶10.磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸底物水平磷酸化（二）丙酮酸

乳酸丙酮酸乳酸乳酸脫氫酶（LDH）NADH+H+

NAD+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+ADPATP

ADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+小結(jié)反應(yīng)部位：胞漿；不需氧、產(chǎn)能；三步不可逆反應(yīng)：GG-6-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATP

PEP丙酮酸丙酮酸激酶產(chǎn)能方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量：從G開始2×2-2=2ATP從Gn開始2×2-1=3ATP乳酸的去路由血入肝臟：分解利用、乳酸循環(huán)（糖異生）二、調(diào)控關(guān)鍵酶①

己糖激酶②

6-磷酸果糖激酶-1③

丙酮酸激酶調(diào)節(jié)方式①別構(gòu)調(diào)節(jié)②共價(jià)修飾調(diào)節(jié)三、生理意義機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。①無線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞（主要供能方式）②代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞第三節(jié)

糖的有氧氧化

AerobicOxidationofCarbohydrate糖的有氧氧化（aerobicoxidation）：在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機(jī)體主要供能方式。部位：胞液及線粒體一、反應(yīng)過程第一階段：酵解第二階段：丙酮酸氧化脫羧第三階段：三羧酸循環(huán)G（Gn）第四階段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循環(huán)胞液線粒體（一）糖酵解丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體總反應(yīng)式:（二）丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA三羧酸循環(huán)（TricarboxylicAcidCycle，TAC/TCA）：乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個(gè)羧基的檸檬酸，反復(fù)進(jìn)行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程。因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個(gè)中間產(chǎn)物是含三個(gè)羧基的檸檬酸，因此也稱為檸檬酸循環(huán)。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說，又稱為Krebs循環(huán)。二、三羧酸循環(huán)（TCA）概念反應(yīng)部位：線粒體（一）TCA反應(yīng)過程乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕岙悪幟仕嵫趸擊绒D(zhuǎn)變?yōu)棣?酮戊二酸α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應(yīng)產(chǎn)生琥珀酸琥珀酸脫氫生成延胡索酸延胡索酸加水生成蘋果酸蘋果酸脫氫生成草酰乙酸CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①檸檬酸合酶②順烏頭酸酶③異檸檬酸脫氫酶④α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脫氫酶⑦延胡索酸酶⑧蘋果酸脫氫酶草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸蘋果酸經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，消耗：1乙酰CoA；4次脫氫，2次脫羧，1次底物水平磷酸化；生成：1FADH2、3NADH+H+、2CO2、1GTP；關(guān)鍵酶：檸檬酸合酶、α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體、異檸檬酸脫氫酶。整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。TAC小結(jié)：（二）TCA循環(huán)生理意義1.3大營養(yǎng)素的最終代謝通路，其作用是為氧化磷酸化提供原料（大量NADH+H+）。2.糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。反應(yīng)輔酶最終獲得ATP第一階段（胞漿）葡糖糖→6-磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二階段（線粒體基質(zhì)）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質(zhì)）2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA