第七章 糖代謝課件

第七章糖代謝CarbohydrateMetabolism第七章糖代謝糖的概念糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化學本質為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。第七章糖代謝糖的分類及其結構根據(jù)其水解產物的情況，糖主要可分為以下四大類。單糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)結合糖(glycoconjugate)第七章糖代謝葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖1.

單糖不能再水解的糖。第七章糖代謝半乳糖(galactose)——已醛糖

核糖(ribose)——戊醛糖

第七章糖代謝2.

寡糖常見的幾種二糖有麥芽糖(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，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。第七章糖代謝第七章糖代謝第七章糖代謝醛糖酮糖互變異構：第七章糖代謝常見的多糖有3.多糖

能水解生成多個分子單糖的糖。

淀粉(starch)糖原(glycogen)纖維素(cellulose)直鏈淀粉為螺旋型，每圈6個G，α1－4，玉米中以直鏈淀粉為主。糯米以支鏈淀粉為主。第七章糖代謝②糖原是動物體內葡萄糖的儲存形式第七章糖代謝4.結合糖

糖與非糖物質的結合物。糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖與蛋白質的結合物。

常見的結合糖有

第七章糖代謝

第一節(jié)概述

第七章糖代謝一、糖的生理功能1mol糖－2840KJ（679Kal）第七章糖代謝二、糖的消化與吸收第七章糖代謝（二）糖的吸收1.吸收部位

小腸上段

2.吸收形式

單糖

第七章糖代謝參與食物中糖消化的主要酶類淀粉的主要消化部位在小腸，吸收在小腸上段。第七章糖代謝ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細胞腸腔門靜脈3.吸收機制-主動轉運

Na+依賴型葡萄糖轉運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細胞內膜第七章糖代謝4.吸收途徑小腸腸腔

腸粘膜上皮細胞

門靜脈

肝臟體循環(huán)SGLT各種組織細胞GLUTGLUT：葡萄糖轉運體(glucosetransporter)，已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉運體(GLUT1～5)。第七章糖代謝轉運體分布Km功能GLUT1紅細胞、腦、腎臟、結腸等1mM葡萄糖的恒定攝取GLUT2肝臟、胰腺β細胞15~20mM在肝臟，從血液移走多余的葡萄糖；在胰腺，調節(jié)胰島素分泌GLUT3腦、腎臟等1mM葡萄糖恒定攝取GLUT4心肌、骨骼肌、脂肪組織5mM胰島素促進其葡萄糖攝取GLUT5小腸—葡萄糖吸收葡萄糖轉運體（glucosetransporter,GLUT）-易化擴散

－血液中葡萄糖通過GLUT進入細胞內第七章糖代謝

三、糖代謝的概況

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

第七章糖代謝第二節(jié)糖的無氧分解糖酵解概念：在缺氧情況下，葡萄糖(glucose,G)生成乳酸的過程稱為糖酵解(glycolysis)。一、糖酵解的反應過程第一階段：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolyticpathway)。第二階段：丙酮酸→乳酸。在胞漿中進行。第七章糖代謝一、糖酵解的反應過程第一階段：G→丙酮酸，包括10步反應。第七章糖代謝磷酸化使葡萄糖不能自由逸出細胞；己糖激酶(hexokinase,HK)分四型，肝中為葡萄糖激酶(glucokinase,GK)；反應不可逆。葡萄糖磷酸化成6-磷酸葡萄糖

（glucose-6-phosphate,G-6-P)第七章糖代謝2.

6-磷酸葡萄糖異構為6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)第七章糖代謝3.

6-磷酸果糖轉變成1,6-二磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-BP)是第二個磷酸化反應。磷酸果糖激酶-1(phosphofructo-kinase-1,PFK-1)第七章糖代謝4.磷酸己糖裂解成2個磷酸丙糖反應可逆,由醛縮酶(aldolase)催化第七章糖代謝5.磷酸丙糖同分異構化磷酸丙糖異構酶（triosephosphateisomerase)G→2分子3-磷酸甘油醛，消耗2分子ATP。第七章糖代謝6.3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸醛基氧化成羧基，并加入一分子磷酸，形成混合酸酐。脫下的氫由NAD+接受。第七章糖代謝7.

1,3-二磷酸甘油酸轉變成3-磷酸甘油酸此步為底物水平磷酸化反應可逆第七章糖代謝8.3-磷酸甘油酸轉變?yōu)?-磷酸甘油酸第七章糖代謝9.2-磷酸甘油酸轉變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)反應引起分子內能量重新分布，形成高能磷酸鍵。第七章糖代謝10.PEP轉變成丙酮酸（pyruvate)第二個底物水平磷酸化，反應不可逆。烯醇式立即自發(fā)轉變?yōu)橥健５谄哒绿谴x第二階段：丙酮酸→乳酸(lactate)。此為還原反應，NADH+H+來自于3-磷酸甘油醛脫氫。乳酸是糖酵解的終產物。第七章糖代謝糖酵解的全過程：第七章糖代謝小結1.己糖激酶和葡萄糖激酶之比較

己糖激酶

葡萄糖激酶分布肝外組織肝Km0.01mM10-20mM特異性己糖（葡萄糖、果糖、甘露糖）葡萄糖別位調節(jié)G6P胰島素誘導生成第七章糖代謝2.不可逆反應及關鍵酶第七章糖代謝3.ATP的消耗與生成消耗：生成第七章糖代謝ATP的生成第七章糖代謝ATP生成的方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化1mol葡萄糖生成2mol乳酸，2×2-2=2ATP凈生成2molATP。

從Gn開始2×2-1=3ATP⑸終產物乳酸的去路釋放入血，進入肝臟再進一步代謝。分解利用乳酸循環(huán)（糖異生）第七章糖代謝4.氧化還原反應第七章糖代謝5.糖酵解的總反應式：G+2ADP+2Pi2乳酸+2ATP+2H2O第七章糖代謝二、糖酵解的調節(jié)關鍵酶①己糖激酶

②

6-磷酸果糖激酶-1

③

丙酮酸激酶

調節(jié)方式①變構調節(jié)

②共價修飾調節(jié)

第七章糖代謝（一）6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）：第七章糖代謝*變構調節(jié)

別構激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P別構抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）F-1,6-2P

正反饋調節(jié)該酶

第七章糖代謝F-2,6-BP的合成和分解：PFK-2是一種雙功能酶，磷酸化后激酶活性下降，磷酸酶活性升高。第七章糖代謝F-6-PF-1,6-2PATP

ADPPFK-1磷蛋白磷酸酶PiPKAATPADPPi胰高血糖素ATPcAMP活化F-2,6-2P+++–/+AMP+檸檬酸–AMP+檸檬酸–PFK-2（有活性）FBP-2（無活性）6-磷酸果糖激酶-2

PFK-2（無活性）FBP-2（有活性）PP果糖雙磷酸酶-2

第七章糖代謝（二）丙酮酸激酶1.

別構調節(jié)別構抑制劑：ATP,丙氨酸別構激活劑：1,6-雙磷酸果糖第七章糖代謝2.

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：鈣調蛋白第七章糖代謝

(三)己糖激酶或葡萄糖激酶*6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。*長鏈脂肪酰CoA可別構抑制肝葡萄糖激酶。第七章糖代謝

三、糖酵解的生理意義

是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。2.

是某些細胞在氧供應正常情況下的重要供能途徑。①無線粒體的細胞，如：紅細胞②代謝活躍的細胞，如：白細胞、骨髓細胞第七章糖代謝

第三節(jié)

糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate第七章糖代謝

糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。糖的有氧氧化第七章糖代謝一、有氧氧化的反應過程部位：胞液及線粒體分為四個階段：第七章糖代謝第一階段：酵解途徑

(胞漿)第二階段：丙酮酸的氧化脫羧（線粒體）第三階段：三羧酸循環(huán)（線粒體）

G（Gn）第四階段：氧化磷酸化（線粒體）

丙酮酸乙酰CoACO2

NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循環(huán)

胞液

線粒體第七章糖代謝（一）丙酮酸的氧化脫羧經脫氫、脫羧、酰化生成乙酰CoA，這是不可逆反應。在線粒體內進行。第七章糖代謝酶E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶輔酶

TPP

硫辛酸HSCoA

FAD,NAD+丙酮酸脫氫酶復合體第七章糖代謝Thestructureofpyruvatedehydrogenasecomplex第七章糖代謝第七章糖代謝

HSCoANAD+三種酶五種輔助因子第七章糖代謝第七章糖代謝輔酶A結構：CH3CO～SCOA第七章糖代謝

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

5.NADH+H+的生成第七章糖代謝1.

丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP。2.由二氫硫辛酰胺轉乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3.二氫硫辛酰胺轉乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基。4.二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時將氫傳遞給FAD。5.在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將FADH2上的H轉移給NAD+，形成NADH+H+。丙酮酸脫氫酶復合體催化的反應過程第七章糖代謝

（二）三羧酸循環(huán)（tricarboxylicacidcycle,TAC)

1953年

H.A.Krebs克雷布斯

概念：由乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸開始，經反復脫氫、脫羧再生成草酰乙酸的循環(huán)反應過程。又叫檸檬酸循環(huán)和Krebs循環(huán)。1.三羧酸循環(huán)的反應過程第七章糖代謝第七章糖代謝第七章糖代謝第七章糖代謝2.小結①三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，反復的進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復循環(huán)反應的過程。②TAC過程的反應部位是線粒體。第七章糖代謝③三羧酸循環(huán)的要點經過一次三羧酸循環(huán)，消耗一分子乙酰CoA，經四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。生成2分子CO2；能量：

1.5(1FADH2）＋7.5(3NADH+H+）＋1(GTP）＝10ATP第七章糖代謝總反應式： 乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O 2CO2+3NADH+3H++FADH2+GTP+HSCoA

⑤循環(huán)中有三步不可逆反應:

檸檬酸合酶

α-酮戊二酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶④整個循環(huán)反應為不可逆反應第七章糖代謝⑥三羧酸循環(huán)的中間產物三羧酸循環(huán)中間產物起催化劑的作用，本身無量的變化，不可能通過三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產物，同樣中間產物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。第七章糖代謝⑦草酰乙酸必須不斷被更新補充草酰乙酸

檸檬酸檸檬酸裂解酶乙酰CoA

丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2蘋果酸蘋果酸脫氫酶NADH+H+NAD+天冬氨酸谷草轉氨酶α-酮戊二酸

谷氨酸第七章糖代謝第七章糖代謝⑧三羧酸循環(huán)的生理意義是三大營養(yǎng)物質氧化分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質代謝聯(lián)系的樞紐；為其它物質代謝提供小分子前體；為呼吸鏈提供NADH＋H+和FADH2，生成ATP。第七章糖代謝例如：草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸

谷氨酸檸檬酸脂肪酸琥珀酰CoA

卟啉

機體內各種物質代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，TAC中的某些中間代謝物能夠轉變合成其他物質，借以溝通糖和其他物質代謝之間的聯(lián)系。第七章糖代謝第七章糖代謝二、有氧氧化生成的ATP第七章糖代謝反應輔酶最終獲得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）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質）2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×蘋果酸→2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一個葡糖糖總共獲得30或32第七章糖代謝三、有氧氧化的調節(jié)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③

三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶

α-酮戊二酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶

丙酮酸激酶

6-磷酸果糖激酶-1第七章糖代謝1.

丙酮酸脫氫酶復合體⑴別構調節(jié)別構抑制劑：乙酰CoA;NADH;ATP別構激活劑：AMP;ADP;NAD+*乙酰CoA/HSCoA

或NADH/NAD+

時，其活性也受到抑制。第七章糖代謝⑵共價修飾調節(jié)

SerSer第七章糖代謝2.檸檬酸合酶變構激活劑：ADP變構抑制劑：NADH、琥珀酰CoA、檸檬酸、ATP3.異檸檬酸脫氫酶變構激活劑：ADP、Ca2+變構抑制劑：ATP第七章糖代謝4.

–酮戊二酸脫氫酶復合體與丙酮酸脫氫酶復合體相似。氧化磷酸化促進TAC。ATP/ADP↑，抑制TAC，氧化磷酸化↓；ATP/ADP↓，促進TAC，氧化磷酸化↑。第七章糖代謝乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸蘋果酸NADH

FADH2

GTPATP異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶

α-酮戊二酸脫氫酶復合體

–ATP

+ADP

ADP

+ATP

–檸檬酸琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoA

NADH

+Ca2+

Ca2+

①ATP、ADP的影響②產物堆積引起抑制③循環(huán)中后續(xù)反應中間產物別位反饋抑制前面反應中的酶④其他，如Ca2+可激活許多酶2.

三羧酸循環(huán)的調節(jié)第七章糖代謝有氧氧化的調節(jié)特點⑴

有氧氧化的調節(jié)通過對其關鍵酶的調節(jié)實現(xiàn)。⑵

ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調節(jié)。該比值升高，所有關鍵酶均被抑制。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。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應產生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。第七章糖代謝2ADPATP+AMP腺苷酸激酶體內ATP濃度是AMP的50倍，經上述反應后，ATP/AMP變動比ATP變動大，有信號放大作用，從而發(fā)揮有效的調節(jié)作用。ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低則促進有氧氧化。ATP/AMP效果更顯著。另外第七章糖代謝四、巴斯德效應*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)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。第七章糖代謝漢斯·克雷布斯，李普曼

因發(fā)現(xiàn)檸檬酸循環(huán)而獲諾貝爾生理或醫(yī)學獎（1953年）

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年在德國多所大學學醫(yī)，1926——1930年間成為瓦爾堡的助手，因納粹上臺而移居英國，在謝菲爾德大學主持生物化學研究所。1945年任該校生化學教授，1954年去牛津執(zhí)教.第七章糖代謝第四節(jié)磷酸戊糖途徑

（pentosephosphatepathway)一、磷酸戊糖途徑的反應過程在胞漿中進行。第七章糖代謝*概念磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進一步轉變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應過程。第七章糖代謝*細胞定位：胞液

第一階段：氧化反應生成磷酸核糖，NADPH+H+及CO2一、磷酸戊糖途徑的反應過程*反應過程可分為二個階段

第二階段則是非氧化反應包括一系列基團轉移。第七章糖代謝1.OxidativePhase第七章糖代謝催化第一步脫氫反應的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關鍵酶。兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH+H+。反應生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間產物。G-6-P

5-磷酸核糖NADP+

NADPH+H+

NADP+

NADPH+H+

CO2

第七章糖代謝每3分子6-磷酸葡萄糖同時參與反應，在一系列反應中，通過3C、4C、6C、7C等演變階段，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進入酵解途徑。因此，磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路(pentosephosphateshunt)。2.非氧化反應第七章糖代謝2.Non-oxidativePhase第七章糖代謝Non-oxidativePhase第七章糖代謝第七章糖代謝總反應式3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2

第七章糖代謝磷酸戊糖途徑的特點⑴脫氫反應以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。

⑵反應過程中進行了一系列酮基和醛基轉移反應，經過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。⑶反應中生成了重要的中間代謝物——5-磷酸核糖。⑷一分子G-6-P經過反應，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。第七章糖代謝二、磷酸戊糖途徑的調節(jié)*6-磷酸葡萄糖脫氫酶

此酶為磷酸戊糖途徑的關鍵酶，其活性的高低決定6-磷酸葡萄糖進入磷酸戊糖途徑的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外NADPH對該酶有強烈抑制作用。第七章糖代謝

三、磷酸戊糖途徑的生理意義（一）為核苷酸的生成提供核糖（二）提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應

第七章糖代謝NADPH是體內許多合成代謝的供氫體2.NADPH參與體內的羥化反應，與生物合成或生物轉化有關3.NADPH可維持GSH的還原性

2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+AAH2

GSH保護紅細胞膜的完整性。缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶－溶血性貧血(蠶豆黃)。第七章糖代謝第五節(jié)

糖原的合成與分解

GlycogenesisandGlycogenolysis第七章糖代謝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。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70~100g，維持血糖水平糖原(glycogen)糖原儲存的主要器官及其生理意義第七章糖代謝1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。2.

約10個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非還原端.非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結構特點及其意義第七章糖代謝G,glycogenin(糖原生成蛋白),theprimermoleculeforglycogensynthesis.)第七章糖代謝一、糖原的合成代謝（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程。組織定位：主要在肝臟、肌肉細胞定位：胞漿第七章糖代謝1.

葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATP

ADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）（三）糖原合成途徑第七章糖代謝1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶

6-磷酸葡萄糖2.6-磷酸葡萄糖轉變成1-磷酸葡萄糖這步反應中磷酸基團轉移的意義在于：由于延長形成α-1,4-糖苷鍵，所以葡萄糖分子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。半縮醛羥基與磷酸基之間形成的O-P鍵具有較高的能量。第七章糖代謝*UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內充作葡萄糖供體。+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶3.1-磷酸葡萄糖轉變成尿苷二磷酸葡萄糖2Pi+能量

1-磷酸葡萄糖

尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)第七章糖代謝糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)

UDPUTPADP

ATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷鍵式結合糖原合成時每加上一個G消耗2個ATP第七章糖代謝*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)

第七章糖代謝（四）糖原分枝的形成

分支酶

(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷鍵

α-1,4-糖苷鍵第七章糖代謝近來人們在糖原分子的核心發(fā)現(xiàn)了一種名為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？第七章糖代謝

二、糖原的分解代謝*定義*亞細胞定位：胞漿

*肝糖元的分解

糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖

磷酸化酶

1.糖原的磷酸解糖原分解(glycogenolysis)習慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。第七章糖代謝脫枝酶

(debranchingenzyme)2.脫枝酶的作用①轉移葡萄糖殘基②水解

-1,6-糖苷鍵磷酸化酶

轉移酶α-1,6糖苷酶第七章糖代謝1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶

3.

1-磷酸葡萄糖轉變成6-磷酸葡萄糖

4.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖

葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖6-磷酸葡萄糖5.肝糖原分解產物－補充血糖G1P85％，G15％第七章糖代謝6.肌糖原的分解－為肌活動提供能量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6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖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。第七章糖代謝⑵G-6-P的代謝去路G（補充血糖）G-6-P

F-6-P（酵解途徑及有氧氧化）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

6-磷酸葡萄糖內酯（磷酸戊糖途徑）

葡萄糖醛酸（葡萄糖醛酸途徑）小結⑴反應部位：肝－胞漿第七章糖代謝3.糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶

磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原nPi

磷酸化酶

葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n

第七章糖代謝

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：它們的快速調節(jié)有共價修飾和變構調節(jié)二種方式。它們都以活性、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。磷酸化酶

a-p－有活性，磷酸化酶

b－無活性糖原合酶a－有活性，糖原合酶b-p－無活性第七章糖代謝①兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；②此調節(jié)為酶促反應，調節(jié)速度快；③調節(jié)有級聯(lián)放大作用，效率高；④受激素調節(jié)。

1.共價修飾調節(jié)

第七章糖代謝第七章糖代謝腺苷環(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ATPcAMP

PKA(無活性)磷酸化酶b激酶

糖原合酶a

糖原合酶b-P

PKA(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血糖升高糖原合成糖原分解血糖降低（無活性）（有活性）第七章糖代謝2.

變構調節(jié)葡萄糖、ATP是磷酸化酶的變構抑制劑AMP是磷酸化酶的變構激活劑第七章糖代謝肌肉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)，而肌肉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6-磷酸葡萄糖糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖??

Ca2+磷酸化酶b的δ亞基結合第七章糖代謝肌糖原合成分解受細胞內能量狀態(tài)控制：第七章糖代謝

四、糖原積累癥糖原累積癥(glycogenstoragediseases)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。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。

第七章糖代謝型別缺陷的酶受害器官糖原結構Ⅰ葡萄糖-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第七章糖代謝第六節(jié)糖異生

（gluconeogenesis）概念：由非糖物質轉變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱為糖異生。原料：如乳酸、丙酮酸和生糖氨基酸(Gly,Ser,Val,His,Arg,Cys,Pro,Ala,Glu,Gln,Asp,Asn,Met)等部位：主要在肝臟、腎臟的胞漿及線粒體。第七章糖代謝一、糖異生途徑糖異生途徑(gluconeogenicpathway)指從非糖物質（丙酮酸、乳酸、生糖AA）生成葡萄糖的反應過程。異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應是共有的、可逆的；但是糖酵解途徑的三個關鍵酶催化的反應是放能的不可逆反應，又叫能障。需要另外的酶催化繞過這三個能障。第七章糖代謝1.丙酮酸羧化支路第七章糖代謝

①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）第七章糖代謝※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

草酰乙酸第七章糖代謝丙酮酸

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3磷酸甘油酸1,3二磷酸甘油酸ATPADP第七章糖代謝第七章糖代謝F-1,6-BP→F-6-P

果糖二磷酸酶-1（FBP-1）

第七章糖代謝G-6-P→G

葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-P酶）第七章糖代謝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第七章糖代謝要點：①2分子乳酸或丙酮酸異生成G共消耗6個ATP。②糖異生途徑的四個關鍵酶：丙酮酸羧化酶（輔基為生物素）

PEP羧激酶果糖二磷酸酶-1(FBP酶-1)

葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-P酶)第七章糖代謝

二、糖異生的調節(jié)第七章糖代謝6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖ATP

ADP

6-磷酸果糖激酶-1

Pi果糖雙磷酸酶-1

2,6-雙磷酸果糖

AMP

1.

6-磷酸果糖與1,6-雙磷酸果糖之間－底物循環(huán)胰高血糖素;促進糖異生，抑制糖分解－胰島素，促進糖分解，抑制糖異生第七章糖代謝

底物循環(huán)：兩種代謝物分別由不同酶催化的單向互變過程，催化這種單向反應的酶為限速酶。第七章糖代謝2.

磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間－底物循環(huán)PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶1,6-雙磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸丙酮酸羧化酶PEP羧激酶第七章糖代謝

三、糖異生的生理意義（一）維持血糖濃度恒定：空腹、饑餓時，甘油、氨基酸異生成糖補充血糖

（二）補充肝糖原

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。（三）調節(jié)酸堿平衡（乳酸異生為糖）

第七章糖代謝

-酮戊二酸谷氨酰胺谷氨酸＋NH3NH3+H+=NH＋4

尿排除防止酸中毒第七章糖代謝四、乳酸循環(huán)

當肌肉在缺氧或劇烈運動時，肌糖原經酵解產生大量乳酸，通過血液循環(huán)運到肝臟，在肝內異生為葡萄糖，葡萄糖可再經血液返回肌肉利用，這個循環(huán)稱為乳酸循環(huán)，也叫Cori循環(huán)。意義：防止酸中毒；利于乳酸再利用。第七章糖代謝糖異生活躍有葡萄糖-6磷酸酶[]肝肌肉

乳酸循環(huán)(lactosecycle)

———（Cori循環(huán)）⑴循環(huán)過程葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途徑

丙酮酸乳酸NADHNAD+乳酸乳酸NAD+NADH丙酮酸糖異生途徑

血液糖異生低下沒有葡萄糖-6磷酸酶

[]第七章糖代謝Cori循環(huán)第七章糖代謝⑶

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。⑵

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。

第七章糖代謝第七節(jié)

血糖及其調節(jié)

BloodGlucoseandTheRegulationofBloodGlucoseConcentration第七章糖代謝*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

第七章糖代謝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。第七章糖代謝血糖食物糖消化，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（肌）糖原磷酸戊糖途徑等

其它糖脂類、氨基酸合成代謝

脂肪、氨基酸

一、血糖來源和去路來源去路第七章糖代謝來源去路第七章糖代謝

二、血糖水平的調節(jié)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*主要依靠激素的調節(jié)第七章糖代謝（一）胰島素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?！w內唯一降低血糖水平的激素胰島素的