生物化學(xué)糖代謝

1、第7章 糖代謝,第一節(jié) 糖的化學(xué) 第二節(jié) 糖的消化與吸收 第三節(jié) 糖的分解代謝 第四節(jié) 糖原的合成與分解 第五節(jié) 糖異生 第六節(jié) 血糖水平的調(diào)節(jié),第一節(jié) 糖的化學(xué),一、糖的概念、分布及主要生物學(xué)作用 糖是自然界存在的一大類具有廣譜化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的有機(jī)化合物。 由碳、氫、氧三種元素組成，分子通式一般為Cn(H2O)n。 分布廣、含量多，多以復(fù)合糖形式存在。,糖的概念： 糖是一類多羥基醛或多羥基酮及其聚合物和衍生物的總稱的化合物。,糖類的生物學(xué)作用,糖是生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)（主要功能） 作為生物體的結(jié)構(gòu)成分 糖具有多方面復(fù)雜的生物活性與功能 如：作為其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的

2、前體；作為細(xì)胞識別的信息分子等,二、糖的分類 單糖(Monosaccharides) 寡糖(Oligosaccharides) 多糖(Polysaccharides)：,（一）單糖 凡不能被水解成更小分子的糖稱為單糖。 可根據(jù)其分子中所含碳原子多少分類。,丙糖（甘油醛和二羥丙酮）； 丁糖（赤蘚糖）； 戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脫氧核糖等）； 己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等 庚糖：（景天庚酮糖）,（二）寡糖 由單糖縮合而成的短鏈結(jié)構(gòu)（十碳以下，一般2-6個(gè)單糖分子） 二糖、三糖比較重要，二糖是寡糖中分布最廣的一類，蔗糖、麥芽糖與乳糖是其重要代表（還原性，旋光性）。三糖以棉子糖常見。,重要的二

3、糖,蔗糖,D-麥芽糖（ -型）,乳糖（ -型 ）,纖維二糖（ -型）,（三）多糖,多糖是由多個(gè)單糖分子縮合而形成的長鏈結(jié)構(gòu)。,多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象，無甜味，大多不溶于水。,多糖的結(jié)構(gòu)包括單糖的組成、糖苷鍵的類型、單糖的排列順序3個(gè)基本結(jié)構(gòu)因素。,重要的有淀粉、糖元、纖維素、幾丁質(zhì)、粘多糖等。可分為同多糖和雜多糖。,多糖的化學(xué),一、多糖的分類 （一）按其來源分類： 、植物多糖 、動物多糖 、微生物多糖 、海洋生物多糖 （二）按其在生物體內(nèi)的生理功能分類： 、貯存多糖 、結(jié)構(gòu)多糖,（三）多糖按其組成成分的分類： 同聚多糖（均一多糖）（homopolysaccharide) 雜聚多糖（不均一多糖

4、）(heteropolysaccharide) 黏多糖（mucopolysaccharide)：含氮的不均一多糖，又稱糖胺聚糖 結(jié)合糖(glycoconjugate)：糖復(fù)合物或復(fù)合糖,糖肽鏈,糖核酸,糖脂質(zhì),糖復(fù)合物 (Complex Carbohydrates),二、自然界存在的幾種重要多糖 （一）淀粉 1直鏈淀粉（-amylose）： 由-D-glucose借-1,4-糖苷鍵形成的一種線性聚合物，只有一個(gè)還原性末端。 2.支鏈淀粉（amylopectin）： 高度分支，除含有-1,4-糖苷鍵外，分支處含有-1,6-糖苷鍵。,淀粉的結(jié)構(gòu),淀粉在冷水中不溶解，加熱吸水成糊狀。 直鏈淀粉+碘

5、藍(lán)色 支鏈淀粉+碘 紫紅色 淀粉水解 淀粉糊精（遇碘藍(lán)色） 紅糊精（遇碘紅色） 無色糊精（遇碘不顯色） 麥芽糖 葡萄糖,（二）糖原(glycogen) 結(jié)構(gòu)與淀粉相似，是一種動物淀粉。 糖原遇碘呈紅色，徹底水解后產(chǎn)生D-葡萄糖。 糖原的生理功能：肌肉中的糖原為肌肉收縮所需要的能源。肝糖原可分解為葡萄糖進(jìn)入血液運(yùn)輸?shù)礁鹘M織利用。,Glycogen,又稱右旋糖苷，是酵母菌及某些細(xì)菌中的儲存多糖。 幾乎均為-1,6-糖苷鍵連接。 作為代血漿已用于臨床。,（三）葡聚糖(dextran),（四）糖胺聚糖（粘多糖） 糖胺聚糖是一類含己糖胺和糖醛酸的雜多糖，是由多個(gè)二糖單位構(gòu)成的長鏈多聚物。 基本功能：結(jié)締

6、組織間質(zhì)和細(xì)胞間特有的成分，是一類天然粘合劑。,明質(zhì)酸(hyaluronate): 約由25000個(gè)二糖單位構(gòu)成。 硫酸皮膚素、硫酸-4-軟骨素、硫酸角質(zhì)素和硫酸-6-軟骨素：主要存在于腱、軟骨和其他結(jié)締組織中。 肝素(heparin): 天然的抗凝血物質(zhì)，它能同抗凝血酶()強(qiáng)烈地結(jié)合，阻止血液凝固。,第二節(jié) 糖的消化吸收,食物中糖一般以淀粉為主 單糖可被吸收,一、糖的消化,淀粉,麥芽糖+麥芽三糖 （40%） （25%）,-臨界糊精+異麥芽糖 （30%） （5%）,葡萄糖,唾液中的-淀粉酶,-葡萄糖苷酶,-臨界糊精酶,消化過程,腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣,口腔,腸腔,胰液中的-淀粉酶,ADP+Pi,

7、ATP,G,Na+,K+,小腸粘膜細(xì)胞,腸腔,門靜脈,吸收機(jī)制,Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT),刷狀緣,細(xì)胞內(nèi)膜,二、糖的吸收,小腸腸腔,腸粘膜上皮細(xì)胞,門靜脈,肝臟,體循環(huán),SGLT,各種組織細(xì)胞,GLUT,GLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter),血 中 葡 萄 糖,糖酵解（乳酸）,有氧氧化（CO2、H2O、ATP）,糖原,分解,三、糖代謝的概況,生物體內(nèi)葡萄糖（糖原）的分解主要有三條途徑： 無O2情況下，葡萄糖（G）丙酮酸（Pyr）乳酸（Lac) 有O2情況下，G CO2 + H2O（經(jīng)

8、三羧酸循環(huán)） 有O2情況下，G CO2 + NADPH（經(jīng)磷酸戊糖途徑）,第三節(jié) 糖的分解代謝,糖酵解（glycolysis）： 糖酵解是體內(nèi)組織在缺氧情況下，葡萄糖或糖原降解為乳酸并伴隨著ATP生成的一系列反應(yīng)，是生物體內(nèi)普遍存在的葡萄糖降解的途徑。反應(yīng)過程類似酵母生醇發(fā)酵，故也稱之為無氧酵解。該途徑也稱作Embden-Meyerhof-Parnas途徑，簡稱EMP途徑。,一、糖的無氧分解,1940年被闡明。(研究歷史) Embden,Meyerhof,Parnas等人貢獻(xiàn)最多，故糖酵解過程一也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途徑，簡稱EMP途徑。,第一階段,第二階段,* 糖酵

9、解分為兩個(gè)階段,由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為酵解途徑(glycolytic pathway)。,由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。,全部反應(yīng)在胞質(zhì)中進(jìn)行,(一)糖酵解途徑,1、酵解途徑,1. 葡萄糖磷酸化成為6-磷酸葡糖,（一）酵解第一階段準(zhǔn)備階段,哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，分別稱為至型。 肝細(xì)胞中存在的是型，稱為葡糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是： 對葡萄糖的親和力很低 受激素調(diào)控,2. 6-磷酸葡糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖,果糖-6-磷酸 (fructose-6-phosphate, F-6-P),3. 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-二磷酸果糖,磷酸果糖激酶 (ph

10、osphfructokinase，PFK),果糖-6-磷酸,果糖-1,6-二磷酸 (1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P),4. 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,5. 磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛,丙糖磷酸異構(gòu)酶 (triose phosphate isomerase),上述步反應(yīng)為酵解途徑的耗能階段，1分子葡萄糖的代謝消耗了2分子ATP，產(chǎn)生了2分子3-磷酸甘油醛。,Energy- Requiring Steps of Glycolysis,ATP ADP,6. 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛脫氫酶 (glyceraldehyde

11、-3-phosphate dehydrogenase),（二）第二階段放能階段,7. 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase),這是酵解過程中第一次產(chǎn)生ATP的反應(yīng)，將底物的高能磷酸鍵直接轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，這種ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用與底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應(yīng)稱為底物水平磷酸化(substrate-level phosphorylation) 。,8. 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase),9、2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?10.

12、 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸， 并通過底物水平磷酸化生成ATP,這是酵解途徑中的第二次底物水平磷酸化,2、丙酮酸生成乳酸,葡萄糖+2Pi+2ADP 2乳酸+2ATP+2H2O,動物在激烈運(yùn)動時(shí)或由于呼吸、循環(huán)系統(tǒng)障礙而發(fā)生供氧不足時(shí)。 生長在厭氧或相對厭氧條件下的許多細(xì)菌。,己糖激酶,6-磷酸果糖激酶-1,丙酮酸激酶,糖酵解的代謝途徑,E2,E1,E3,總結(jié) 1、糖酵解過程在胞漿中進(jìn)行 2、反應(yīng)分為兩大階段（耗能、產(chǎn)能） 3、關(guān)鍵酶是：己糖激酶（HK）、 6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）、丙酮酸激酶（PK） 4、終產(chǎn)物是乳酸,葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸+2ATP+2NA

13、DH+2H+ +2H2O,糖酵解時(shí)，1mol葡萄糖可經(jīng)底物水平磷酸化生成4mol ATP，在葡萄糖和6-磷酸果糖磷酸化時(shí)消耗2mol ATP，故凈生成2mol ATP。,5、能量的變化,（二）糖酵解的調(diào)節(jié),1、6-磷酸果糖激酶-1 （PFK-1） 催化的反應(yīng)是糖酵解的限速步驟。 結(jié)構(gòu)-變構(gòu)酶 調(diào)節(jié) 變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸，H+ 變構(gòu)激活劑：AMP， ADP ，1,6二磷酸果糖, 2,6二磷酸果糖，無機(jī)磷,丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)-變構(gòu)酶 調(diào)節(jié) 變構(gòu)抑制劑：ATP、乙酰輔酶A， 長鏈脂肪酸，Ala(肝) 變構(gòu)激活劑： 1,6-二磷酸果糖,2、丙酮酸激酶（PK）的調(diào)節(jié),3、

14、己糖激酶（HK）或葡萄糖激酶活性的調(diào)節(jié), 結(jié)構(gòu)-變構(gòu)酶 調(diào)節(jié)-己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié) 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(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。 胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)酶的合成。,（三）糖酵解的生理意義,乳酸酵解最主要的生理意義在于迅速提供能量，這對肌肉收縮更為重要。 當(dāng)機(jī)體缺氧或劇烈運(yùn)動肌肉局部血流不足時(shí)，能量主要通過糖酵解獲得。 紅細(xì)胞沒有線粒體，完全依賴乳酸酵解供應(yīng)能量。 神經(jīng)、白細(xì)胞和骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由乳酸酵解提供部分能量。,概念 基本過程 關(guān)鍵酶 能量變化 生理意義,知識重點(diǎn)把握,糖酵解 作業(yè),畫出從葡萄

15、糖開始到乳酸發(fā)酵，全過程的圖解，并指出其中的限速酶，及能量變化。 糖酵解意義？,概念： 葡萄糖在有氧的條件下通過丙酮酸生成乙酰輔酶A在經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化生成水和二氧化碳的過程。是糖氧化的主要方式。是體內(nèi)能量獲得的主要來源。 部位：胞液及線粒體,二、糖的有氧氧化（aerobic oxidation）,(一)有氧氧化的反應(yīng)過程,1、葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解，胞液中進(jìn)行）,2、丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA （線粒體基質(zhì)中進(jìn)行） （丙酮酸 乙酰輔酶A，簡寫為乙酰CoA）,3、乙酰COA進(jìn)入TCA循環(huán) （線粒體中進(jìn)行） 三羧酸循環(huán)（乙酰CoA H2O 和CO2，釋放出能量）,糖的有氧氧化

16、的三個(gè)步驟:,糖的有氧氧化反應(yīng)的3個(gè)階段,第一階段：酵解途徑,第二階段：丙酮酸的氧化脫羧,第三階段：三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化,G,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TCA循環(huán),胞液,線粒體,1、 葡萄糖 丙酮酸 在胞漿內(nèi)進(jìn)行 反應(yīng)過程類似酵解 能量變化： 2mol ATP 2對NADH + H+產(chǎn)生,2、丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段 氧化脫羧生成乙酰-CoA,丙酮酸脫氫酶系是一個(gè)非常復(fù)雜的多酶體系，主要包括：三種不同的酶（丙酮酸脫氫酶組分E1、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；窫2和二氫硫辛酸脫氫酶E3）和6種輔因子（TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA和Mg2+）。,丙酮酸的氧化脫羧作用

17、,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成,酶 E1：丙酮酸脫氫酶組分 E2：二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰基酶 E3：二氫硫辛酸脫氫酶,Mg2+,*丙酮酸經(jīng)丙酮酸脫氫酶系催化后生成乙 酰輔酶A，產(chǎn)生一分子CO2和一對NADH+H+（在線粒體中NADH+H+經(jīng)呼吸鏈的傳遞， 氧化磷酸化產(chǎn)生3個(gè)ATP。）,3、三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程,三羧酸循環(huán) （tricarboxylic acid cycle, TCA cycle, citric acid cycle, krebs cycle） 乙酰輔酶A和草酰乙酸縮合，生成帶有三個(gè)羧基的檸檬酸，再經(jīng)過一系列的反應(yīng)重新生成草酰乙酸完成一個(gè)循環(huán)。,德國科學(xué)家Hans Krebs 1937年提出

18、，1953年獲得諾貝爾獎(jiǎng)，并被稱為ATP循環(huán)（檸檬酸循環(huán)）之父。,乙酰CoA的徹底氧化分解 檸檬酸循環(huán),化學(xué)反應(yīng)歷程（10步反應(yīng)、8種酶）,三羧酸循環(huán),草酰乙酸,檸檬酸,異檸檬酸,a-酮戊二酸,琥珀酸輔酶A,琥珀酸,延胡索酸,蘋果酸,乙酰輔酶A,1 、乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸（檸檬酸合酶）,單向不可逆 可調(diào)控的限速步驟,C-CH3,S-CoA,O,CH2,COO-,HO-C -COO-,COO-,CH2,檸檬酸合酶,+,CoA,三羧酸,H2O,+ HS-CoA+H+,2、檸檬酸異構(gòu)化成異檸檬酸 （烏頭酸酶）,在pH7.0，25C的平衡態(tài)時(shí)， 檸檬酸：順烏頭酸：異檸檬酸= 90：4：6

19、,CH2,H2O,H2O,檸檬酸,順烏頭酸,異檸檬酸,COO-,HO- CH,CH-COO-,COO-,3 、由異檸檬酸氧化脫羧生成-酮戊二酸（異檸檬酸脫氫酶）,TCA中第一次氧化作用、脫羧過程 異檸檬酸脫氫酶為第二個(gè)調(diào)節(jié)酶 三羧酸到二羧酸的轉(zhuǎn)變,NAD+,NADH+H+,H+,CO2,草酰琥珀酸,Mg 2+,-酮戊二酸,異檸檬酸,4 、-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰CoA（-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體）,TCA中第二次氧化作用、脫羧過程 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似 -酮戊二酸脫氫酶E1 二氫硫辛酰轉(zhuǎn)琥珀酰酶E2 二氫硫辛酸脫氫酶E3 6種輔因子：TPP、硫辛酸、CoA、FAD、N

20、AD+、Mg2+,+CoASH+NAD+,+NADH+H+ +CO2,5、琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP（琥珀酰CoA 合成酶）,TCA中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸化合物的步驟 GTP+ADP GDP+ATP,GDP+Pi,GTP+HSCoA,6 、琥珀酸脫氫生成延胡索酸 （琥珀酸脫氫酶）,+FAD,+FADH2,TCA中第三次氧化的步驟 丙二酸為該酶的競爭性抑制劑 開始四碳酸之間的轉(zhuǎn)變,琥珀酸脫氫酶,HC,嵌入線粒體內(nèi)膜,7 、 延胡索酸被水化生成L-蘋果酸 （延胡索酸酶）,+H2O,延胡索酸酶,延胡索酸酶具有高度立體特異性,8 、蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 （蘋果酸脫氫酶）,+

21、NAD+,+NADH+H+,TCA中第四次氧化的步驟，最后一步。,三羧酸循環(huán)過程總結(jié)(一次循環(huán)) 10步反應(yīng) 8種酶催化 生成3分子還原型NADH 生成1分子FADH2 生成1分子ATP 三羧酸循環(huán)總反應(yīng)式,TCA循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算,1、三羧酸循環(huán)的總反應(yīng)式為： 乙酰CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O 2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoA+3H+,TCA循環(huán)一次消耗一個(gè)乙?；?。即兩個(gè)碳原子進(jìn)入循環(huán)。又有兩個(gè)碳原子以CO2的形式離開循環(huán)。但這兩個(gè)碳原子并不是剛剛進(jìn)入循環(huán)的那兩個(gè)碳原子。 在循環(huán)中有4對H原子通過4步氧化反應(yīng)脫下，其中3對用以還原NAD+生成3個(gè)NADH+H

22、+，1對用以還原FAD，生成1個(gè)FADH2。,2、TCA循環(huán)的特點(diǎn)：,三羧酸循環(huán)實(shí)質(zhì)是： 1mol乙酰輔酶A徹底氧化生成CO2、H2O、和12個(gè)ATP的過程。 一個(gè)三羧酸循環(huán)包括： 一次底物水平磷酸化 二次脫羧 一個(gè)循環(huán) 四個(gè)限速酶 產(chǎn)生12個(gè)ATP 四次脫氫,（1）普遍存在 （2）三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)氧化分解必經(jīng)的共同通路，是氧化釋放能量產(chǎn)生ATP最多的階段。,三羧酸循環(huán)的生理意義,()三羧酸循環(huán)是物質(zhì)代謝樞紐。 即是糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝的最后共同通路，有時(shí)另一些物質(zhì)代謝如：糖異生、脂肪酸合成、膽固醇合成和轉(zhuǎn)氨基作用等的起點(diǎn)。 ()生物體獲得能量的最有效方式 ()獲得微生物發(fā)酵產(chǎn)品的途

23、徑 檸檬酸、谷氨酸,1、糖的有氧氧化是在胞漿與線粒體中進(jìn)行 2、反應(yīng)分為三個(gè)階段 3、有氧氧化的關(guān)鍵酶: (1)己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶 (2)丙酮酸脫氫酶系 (3)檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、 -酮戊二酸脫氫酶系,(一)糖有氧氧化的生理意義,4、每進(jìn)行一次三羧酸循環(huán): 消耗1mol乙?；a(chǎn)生CO2，H2O和12個(gè)ATP 5、糖的有氧氧化總反應(yīng)式： C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 6、糖的有氧氧化能量的計(jì)算: 1mol葡萄糖徹底氧化產(chǎn)生36或38個(gè)ATP。,有氧氧化生成的ATP,胞漿,胞膜,線粒體,在細(xì)胞漿中產(chǎn)生的NADH+H+可經(jīng)過兩個(gè)穿梭系統(tǒng)進(jìn)入線粒體，再

24、經(jīng)呼吸鏈、氧化磷酸化產(chǎn)生ATP： （1）-磷酸甘油穿梭系統(tǒng)：2個(gè)ATP （2）蘋果酸穿梭系統(tǒng)： 3個(gè)ATP,1.-磷酸甘油穿梭作用 （glycerol-phosphate shuttle) 特點(diǎn)： (1)線粒體內(nèi)外的-磷酸甘油脫氫酶的 輔酶不同 胞液-NAD+ 線粒體-FAD+ (2)FADH2經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈 2ATP (3)主要存在于骨骼肌、腦、神經(jīng)細(xì)胞,線粒體外NADH的氧化 穿梭系統(tǒng)（shuttle system),-磷酸甘油穿梭,（線粒體基質(zhì)）,磷酸二羥丙酮,3-磷酸甘油,磷酸二羥丙酮,3-磷酸甘油,FAD,FADH2,NADHFMN CoQ b c1 c aa3 O2,NADH,

25、NAD+,線粒體內(nèi)膜,（細(xì)胞液）,特點(diǎn)： (1)蘋果酸脫氫酶的輔酶是NAD+ (2)線粒體內(nèi)的草酰乙酸生成天冬氨酸 再穿過線粒體膜。 (3)通過NADH氧化呼吸鏈產(chǎn)生3ATP (4) 主要存在于肝、心肌組織中。,2.蘋果酸穿梭系統(tǒng)(malate-aspartate shuttle）,蘋果酸-草酰乙酸穿梭作用,細(xì)胞液,線粒體內(nèi)膜體,天冬氨酸,-酮戊二酸,蘋果酸,草酰乙酸,谷氨酸,-酮戊二酸,天冬氨酸,蘋果酸,谷氨酸,NADH+H+,NAD+,草酰乙酸,NAD+,線粒體基質(zhì),NADH+H+,（、 、 、 為膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)載體）,呼吸鏈,1.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié) 變構(gòu)效應(yīng)調(diào)節(jié) 變構(gòu)抑制劑：ATP、乙

26、酰輔酶A，NADH + H+ 變構(gòu)激活劑：AMP 共價(jià)修飾調(diào)節(jié),（三）糖有氧氧化的調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)點(diǎn)：三個(gè)關(guān)鍵酶 a、檸檬酸合成酶 變構(gòu)抑制劑：琥珀酰輔酶A，NADH 變構(gòu)激活劑：ADP b、異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶系 變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、琥珀酰輔酶A 變構(gòu)激活劑：ADP、NAD+、鈣,2.TCA循環(huán)的調(diào)節(jié),檸檬酸循環(huán) 作業(yè),計(jì)算：1分子葡萄糖完全氧化得到多少分子的ATP？要求寫出計(jì)算步驟（糖酵解和檸檬酸循環(huán)分開寫）,概念： 是葡萄糖氧化分解的另一途徑。從6-磷酸葡萄糖開始，以6-磷酸葡萄糖脫氫酶為關(guān)鍵酶，生成具有重要生理功能的5-磷酸核糖、NADPH+H+，生成CO2，完成三碳、

27、四碳、五碳、六碳、七碳糖轉(zhuǎn)換，而不生成ATP的重要代謝途徑。,三、 磷酸戊糖途徑（又名:己糖旁路pentose phosphate pathway,HMP）,磷酸戊糖途徑分氧化階段和非氧化階段,第一階段（氧化階段）：6-磷酸葡萄糖脫氫脫羧生成5-磷酸核酮糖、NADPH+H+及CO2 第二階段（非氧化階段）：5-磷酸核酮糖分子重排，產(chǎn)生不同碳鏈長度的磷酸單糖，進(jìn)入酵解途徑，包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移,（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程,6-磷酸葡糖脫氫酶,6-磷酸葡糖酸脫氫酶,（1） 6-磷酸葡糖在氧化階段生成磷酸戊糖和NADPH,5-磷酸核糖,催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。 兩

28、次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH + H+。 反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。,G-6-P,5-磷酸核糖,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)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。,（2）非氧化階段經(jīng)過基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)進(jìn)入糖酵解途徑,這些基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)可分為兩類：,一類是轉(zhuǎn)酮醇酶（transketolase）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移含1個(gè)酮基、1個(gè)醇基的2碳基團(tuán)；接受體都是醛糖。 另一類是轉(zhuǎn)醛醇酶（transaldolase）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移3碳單位；接受體也是醛糖。,5-

29、磷酸核酮糖(C5) 3,5-磷酸核糖 C5,第二階段反應(yīng)的意義就在于通過一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而進(jìn)入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路（pentose phosphate shunt）。,第一階段,第二階段,磷酸戊糖途徑,過程,6葡萄糖-6-磷酸,磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式：,36-磷酸葡糖 + 6 NADP+,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2,磷酸戊糖途徑的特點(diǎn), 脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。 反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。 反應(yīng)中生成了重要的中間代

30、謝物5-磷酸核糖。 一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。,（二）磷酸戊糖途徑的生理意義,（1）磷酸戊糖途徑為核苷酸的生成提供核糖,（2）提供NADPH + H+作為供氫體參與多種代謝反應(yīng),NADPH + H+是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體； NADPH + H+參與體內(nèi)羥化反應(yīng)； NADPH + H+還用于維持谷胱甘肽（glutathione）的還原狀態(tài)。,（3）提供能量,還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可以保護(hù)一些含-SH基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化劑，尤其是過氧化物的損害。 在紅細(xì)胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保護(hù)紅細(xì)胞膜

31、蛋白的完整性。（蠶豆?。?第四節(jié) 糖原的合成與分解,體內(nèi)由葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原合成作用（glycogenesis),一、糖原的合成作用,磷酸葡萄糖的生成 磷酸葡萄糖的生成 尿苷二磷酸葡萄糖的生成 ，糖苷鍵葡萄糖聚合物的生成 糖原的生成,UDPG的結(jié)構(gòu),糖核苷酸的生成,糖原合成酶反應(yīng),UDPG,UDP,糖原（n個(gè)G分子）,糖原（n+1）,分枝酶的作用,糖原分解（glycogenolysis)是指肝糖原分解成為葡萄糖,二、糖原的分解作用,糖原磷酸解的步驟,非還原端,糖原核心,磷酸化酶a,脫枝酶轉(zhuǎn)移作用,脫枝酶（釋放1個(gè)葡萄糖）,G -1-P,G,脫枝酶的作用,轉(zhuǎn)移酶活性,糖原的合成與分解,

32、糖原合成酶和磷酸化酶分別是糖原合成與分解代謝中的限速酶. 它們的活性是受磷酸化或去磷酸化的共價(jià)修飾的調(diào)節(jié)及變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)節(jié)。二種酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反: 磷酸化的磷酸化酶有活性，而磷酸化的糖原合成酶則失去活性； 脫磷酸化的糖原磷酸化酶失去活性，而糖原合成酶則增加活性。,三、糖原代謝的調(diào)節(jié),糖原分解和合成的調(diào)控,糖原合成酶 a ( 有活性),糖原磷酸化酶 b ( 無活性),OH,OH,ATP,ADP,H2O,Pi,糖原合成酶 b ( 無活性),糖原磷酸化酶 a ( 有活性),糖原合成與分解的調(diào)節(jié),激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+ 受體,糖異生是指從非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^

33、程。 非糖物質(zhì)包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳動物的肝臟中轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?第五節(jié) 糖異生,提問：哪些物質(zhì)可以通過糖異生途徑形成糖原？,答案：凡能轉(zhuǎn)變成糖代謝中間產(chǎn)物的物質(zhì)。,乳酸回爐再造解毒、節(jié)能,饑餓狀態(tài)下氨基酸、甘油維持血糖濃度,？,這一過程基本上是糖酵解途徑的逆過程，但具體過程并不是完全相同，因?yàn)樵诮徒膺^程中有三步是不可逆的反應(yīng)，而在糖異生中要通過其它的旁路途徑來繞過這三步不可逆反應(yīng)，完成糖的異生過程。 糖酵解在細(xì)胞液中進(jìn)行，糖異生則分別在線粒體和細(xì)胞液中進(jìn)行。,葡萄糖,6-P葡萄糖,6-P果糖,1，6-二P果糖,3-磷酸甘油醛,P-二羥丙酮,1，3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,PEP,丙酮酸,糖異生途徑,(一),糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一,1、丙酮酸羧化生成磷酸烯醇式丙酮酸,PEP,丙酮酸,草酰乙酸（不能跨越 線粒體膜）,CO2+ATP+H2O,ADP+Pi,丙酮酸羧化酶,丙酮酸,蘋果酸,蘋果酸,草酰乙酸,草