生化課件：第06章 糖代謝

1、第二篇第二篇 物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié) 代謝類型代謝類型 合成代謝合成代謝 分解代謝分解代謝 總體代謝概況總體代謝概況 物質(zhì)代謝途徑中的要點(diǎn)物質(zhì)代謝途徑中的要點(diǎn) l 概念概念 l 部位（組織、亞細(xì)胞）部位（組織、亞細(xì)胞） l 初始物（原料）初始物（原料） l 重要的中間產(chǎn)物重要的中間產(chǎn)物 l 限速酶（關(guān)鍵酶）、限速步驟限速酶（關(guān)鍵酶）、限速步驟 l 終產(chǎn)物終產(chǎn)物 l 能量的生成、消耗能量的生成、消耗 l 代謝途徑的生理意義代謝途徑的生理意義 Metabolism of Carbohydrates n糖的化學(xué)糖的化學(xué) 糖糖(carbohydrates)(carbohydrates)即碳水

2、化合物，即碳水化合物， 其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及 其衍生物或多聚物。其衍生物或多聚物。 糖的概念糖的概念 二、糖的分類及其結(jié)構(gòu)二、糖的分類及其結(jié)構(gòu) OH OHH HOH HOH O OH O OH H H H OH OH HOH H CH2OH 葡萄糖葡萄糖(glucose) 已醛糖已醛糖 果糖果糖(fructose) 已酮糖已酮糖 OH O HOH OHH HOH HOH 1. 單糖單糖 不能再水解的糖。不能再水解的糖。 O OH OH HOH2C H H OH H CH2OH O OH H H OH H OH H OH H CH2OH O H HH H

3、OHOH OH HOH2C OH O HOH OHH OHH HOH 半乳糖半乳糖(galactose) 已醛糖已醛糖 核糖核糖(ribose) 戊醛糖戊醛糖 OH HOH HOH OH O H 2. 寡糖寡糖 常見的幾種二糖有常見的幾種二糖有 麥芽糖麥芽糖 (maltose) 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 蔗蔗 糖糖 (sucrose) 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 乳乳 糖糖 (lactose) 葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖 各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連而成的各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連而成的 短鏈結(jié)構(gòu)，能水解生成幾分子單糖的糖。短鏈結(jié)構(gòu)，能水解生成幾分子單糖的糖。 3. 多糖多糖 由許多單

4、糖分子縮合而成的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，由許多單糖分子縮合而成的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，能水能水 解生成多個(gè)分子單糖的糖。解生成多個(gè)分子單糖的糖。 常見的多糖有常見的多糖有 淀淀 粉粉 (starch) 糖糖 原原 (glycogen) 纖維素纖維素 (cellulose) 淀粉淀粉 直鏈淀粉直鏈淀粉 由由a-1,4a-1,4糖苷鍵相連而成的直鏈結(jié)構(gòu)。糖苷鍵相連而成的直鏈結(jié)構(gòu)。 支鏈淀粉支鏈淀粉 由多個(gè)較短的由多個(gè)較短的a-1a-1，4 4糖苷鍵直鏈結(jié)合而成。糖苷鍵直鏈結(jié)合而成。 每?jī)蓚€(gè)短直鏈之間的連接為每?jī)蓚€(gè)短直鏈之間的連接為a-1,6a-1,6糖苷鍵。糖苷鍵。 淀粉淀粉 是植物中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式是植物中養(yǎng)分的儲(chǔ)存形式

5、淀粉顆粒淀粉顆粒 糖原糖原 是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲(chǔ)存形式 纖維素纖維素 作為植物的骨架作為植物的骨架 -1,4-糖苷鍵糖苷鍵 1. 為生命活動(dòng)提供能源為生命活動(dòng)提供能源 如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、 核苷等物質(zhì)的原料。核苷等物質(zhì)的原料。 3. 作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分 這是糖的主要生理功能。這是糖的主要生理功能。 2. 提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料 如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。 糖代謝的概況糖代謝的概況3條合成條

6、合成+3條分解條分解 葡萄糖葡萄糖 酵解酵解 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 無氧無氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖異生途徑糖異生途徑 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 （肝糖原和肌糖原）（肝糖原和肌糖原） 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 核糖核糖 + + NADPH+H+ 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 ATP 第一節(jié)第一節(jié) 糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn) Digestion, absorption and transportation of Carbohydrates 一、糖消化后以單體形式吸收一、糖消化后以單體形式吸收 n糖的消化糖的消化

7、人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng) 物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖 等，其中以等，其中以淀粉淀粉為主。為主。 消化部位：消化部位： 主要在小腸，少量在口腔。主要在小腸，少量在口腔。 淀粉淀粉 麥芽糖麥芽糖+ +麥芽三糖麥芽三糖 （40%40%） （25%25%） - -臨界糊精臨界糊精+ +異麥芽糖異麥芽糖 （30%30%） （5%5%） 葡萄糖葡萄糖 唾液中的唾液中的- -淀粉酶淀粉酶 - -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 - -臨界糊精酶臨界糊精酶 消化過程消化過程： 腸粘膜腸粘膜 上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞 刷狀緣刷狀緣 口腔口腔 腸腔

8、腸腔胰液中的胰液中的- -淀粉酶淀粉酶 乳糖乳糖蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖半乳糖半乳糖 乳糖酶乳糖酶 蔗糖酶蔗糖酶 n糖的吸收糖的吸收 吸收部位：吸收部位：小腸上段小腸上段 吸收形式：吸收形式：?jiǎn)翁菃翁?ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵 小腸粘膜細(xì)胞小腸粘膜細(xì)胞 腸腔腸腔 門靜脈門靜脈 吸收機(jī)制：吸收機(jī)制： Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT) 刷狀緣刷狀緣 細(xì)胞內(nèi)膜細(xì)胞內(nèi)膜 葡萄糖被葡萄糖被小腸黏膜細(xì)胞小腸黏膜細(xì)胞吸收后經(jīng)吸收后經(jīng)門靜脈門靜脈進(jìn)進(jìn) 入入血循環(huán)血循環(huán)，供身體各組織利

9、用。，供身體各組織利用。 肝肝對(duì)于維持血糖穩(wěn)定發(fā)揮關(guān)鍵作用。對(duì)于維持血糖穩(wěn)定發(fā)揮關(guān)鍵作用。 當(dāng)血糖較高時(shí)，肝通過糖原合成和分解葡當(dāng)血糖較高時(shí)，肝通過糖原合成和分解葡 萄糖來降低血糖；當(dāng)血糖較低時(shí)，肝通過糖原萄糖來降低血糖；當(dāng)血糖較低時(shí)，肝通過糖原 分解和糖異生來升高血糖。分解和糖異生來升高血糖。 n葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞 這一過程依賴于這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter，GLUT)。 二、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運(yùn)體二、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運(yùn)體 小腸腸腔小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞腸粘膜上皮細(xì)胞 門靜脈門靜脈 肝臟肝臟體循環(huán)體循環(huán) SGLT 各種

10、組織細(xì)胞各種組織細(xì)胞 GLUT 第第 二二 節(jié)節(jié) 糖的無氧氧化糖的無氧氧化 第一階段第一階段 第二階段第二階段 由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之，稱之 為為糖酵解糖酵解(glycolysis)。 丙酮酸在無氧條件下加氫還原為乳酸丙酮酸在無氧條件下加氫還原為乳酸, ,稱之為稱之為 乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵 （lactic acid fementationlactic acid fementation）。）。 一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵 解和乳酸生成兩個(gè)階段解和乳酸生成兩個(gè)階段 1、葡萄糖葡萄糖磷酸化為磷酸化為葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 葡萄

11、糖經(jīng)糖酵解分解為兩分子丙酮酸葡萄糖經(jīng)糖酵解分解為兩分子丙酮酸 特點(diǎn)：消耗特點(diǎn)：消耗1分子分子ATP，反應(yīng)不可逆。，反應(yīng)不可逆。 葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝） 葡萄糖葡萄糖 O H H H H OH OH HOH OH CH2OH Mg2+ A AT TP P 已糖激酶已糖激酶 A AD DP P 糖酵解過程的第一個(gè)糖酵解過程的第一個(gè)限速酶限速酶 O H H H H OH OH HOH OH CH2OPO 3H2 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同種己糖激酶同 工酶，分別稱為工酶，分別稱為至至型。肝細(xì)胞中存在的型。肝細(xì)胞中存在的 是是型型，

12、稱為葡萄糖激酶，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的。它的 特點(diǎn)是：特點(diǎn)是： 對(duì)葡萄糖的親和力很低對(duì)葡萄糖的親和力很低 受激素調(diào)控受激素調(diào)控 磷酸已糖異構(gòu)酶磷酸已糖異構(gòu)酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 O H H H H OH OH HOH OH CH2OPO3H2 (G-6-P） (F-6-P） OHCH2 C C C C CH2O O OHH HOH HOH PO OH OH 果糖果糖-6-磷酸磷酸 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸 CHO C C C C CH2OH HOH OHH HOH HOH 1 2 3 4 5 6 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸

13、O-CH2 C C C C CH2O O OHH HOH HOH PO OH OH (F-6-P(F-6-P） OHCH2 C C C C CH2O O OHH HOH HOH PO OH OH O-PO OH OH A AD DP PA AT TP P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 （PFK1PFK1） Mg2+ 果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸(F-1,6-BP) 第二個(gè)限速酶，第二個(gè)限速酶， 也是也是最重要的最重要的 限速酶限速酶 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 OHCH2 CO CH2OPO OH OH OH H O C CH CH2OP

14、O OH OH 1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖 C C C C CH2O O OHH HOH HOH CH2OPO OH OH PO OH OH 醛縮酶醛縮酶 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 5 5、磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?、磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 CH2OH CO CH2POCH2P PO OH O- O C CH CH2OPO OH OH 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-BPG)(1,3-BPG) 3-3-磷酸甘油醛

15、脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 OH H O C CH CH2OPO OH OH HPOHPO4 4 2 2- 糖酵解糖酵解 中唯一的中唯一的 脫氫脫氫反應(yīng)反應(yīng) + NADNADH H+ +H H+ +NADNAD+ + OPOOPO3 32- 2- 6 6、3- 3-磷酸甘油醛氧化生成磷酸甘油醛氧化生成1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 H OH O O C CH CH2OPO OH OH 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 OH O- O C CH CH2OPO OH OH 1,3-1,3-二磷酸甘油二磷酸甘油 酸酸 (1,3-B

16、PG)(1,3-BPG) OPOOPO3 32- 2-ADPADPATPATP 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation) 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 H OH O O C CH CH2OPO OH OH 磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 OH H O- O O C CH CH2 O-PO OH OH Mg2+ 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸 O- HO O C C CH2 P+O OH OH 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 H OH H O O O C C CH2 PO OH OH 烯醇化酶烯

17、醇化酶 (Mg2+/Mn2+ ) H2O 9 9、 2- 2-磷酸甘油酸脫水成為磷酸甘油酸脫水成為磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 形成一個(gè)高能化合物形成一個(gè)高能化合物 ADPADPA AT TP P 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ( (PKPK ) ) 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸 O- HO O C C CH2 P+O OH OH 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 C O OH OH CH2 C 糖酵解過程的第三個(gè)限速酶糖酵解過程的第三個(gè)限速酶 也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng) MgMg2+ 2+, K , K+ + 磷酸烯醇式丙酮酸將高能磷酸基轉(zhuǎn)移給磷酸烯醇式丙酮酸將高能磷

18、酸基轉(zhuǎn)移給ADP 生成生成ATP和和丙酮酸丙酮酸 糖糖 原原 (Gn)Gn) H3PO4 磷酸化酶磷酸化酶 OH OH OP OH O CH2 OH OH OH O 糖糖 原原 (Gn-1) 葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸 PO OH OH O O CH2 OH OH OH OH 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 丙酮酸丙酮酸 O CH3C O OHC NADH+H+ 乳酸乳酸 H H O CH3C O OHC 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 NAD + 2丙酮酸丙酮酸 2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 2ADP 2ATP 2乳酸乳酸 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖

19、ADPATP 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2Pi2NADH+ 2H+ 2NAD+ 2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2ADP 2ATP 2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2H2O 糖原糖原(Gn) 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 Pi Gn-1 ADPATP 葡萄糖葡萄糖 糖糖 酵酵 解解 過過 程程 反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)部位：胞液 G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸

20、丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 （最主要的調(diào)節(jié)位點(diǎn)最主要的調(diào)節(jié)位點(diǎn) ） 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)方式 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)（能量水平、底物產(chǎn)物（能量水平、底物產(chǎn)物 ） 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) （激素，（激素， 磷酸化位點(diǎn)是絲氨酸殘基的羥基）磷酸化位點(diǎn)是絲氨酸殘基的羥基） n變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) 變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑：AMP; ADP; ATP(低濃度低濃度)；F- 1,6-2P; 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑：檸檬酸檸檬酸; ATP（高濃度）（高濃度） ATP結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)調(diào)節(jié)效應(yīng)調(diào)節(jié)效應(yīng) 活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）活性中心底

21、物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）激活激活 活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）抑制抑制 果糖果糖-2,6-二磷酸對(duì)磷酸果糖激酶二磷酸對(duì)磷酸果糖激酶-1的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)： F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素胰高血糖素 ATP cAMP 活化活化 F-2,6-2P + + + /+ AMP + 檸檬酸檸檬酸 AMP + 檸檬酸檸檬酸 PFK-2 （有活性）（有活性） FBP-2 （無活性）（無活性） 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2 （無活性）（無活性） FBP-2 （有活

22、性）（有活性） PP 果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-2 2、丙酮酸激酶丙酮酸激酶 1) 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) 變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP, 丙氨酸丙氨酸 變構(gòu)激活劑：果糖變構(gòu)激活劑：果糖-1,6-二磷酸二磷酸 2)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 （無活性）（無活性） （有活性）（有活性） 胰高血糖素胰高血糖素 PKA, CaM激酶激酶 P PKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein kinase A) CaM：鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄 糖激

23、酶不受其抑制。糖激酶不受其抑制。 長(zhǎng)鏈脂肪酰長(zhǎng)鏈脂肪酰CoA可變構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。可變構(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)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。酶的合成。 ( (三）糖無氧氧化的生理意義三）糖無氧氧化的生理意義 1. 1. 迅速供能：是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效迅速供能：是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效 方式。方式。 2. 生理供能：生理供能：是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下 的重要供能途徑。的重要供能途徑。 無線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞無線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞 代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞代謝活躍的細(xì)胞

24、，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞 3. 病理供能：病理供能：嚴(yán)重貧血、呼吸功能障礙和循環(huán)功嚴(yán)重貧血、呼吸功能障礙和循環(huán)功 能障礙。能障礙。 第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在機(jī)體指在機(jī)體 氧供充足時(shí)，氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成葡萄糖徹底氧化成H2O和和CO2， 并釋放出并釋放出能量能量的過程。是的過程。是機(jī)體主要供能方式機(jī)體主要供能方式。 * * 部位部位：胞液及線粒體胞液及線粒體 第一階段：酵解途徑第一階段：酵解途徑 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第二階段：丙酮酸的

25、氧化脫羧 （線粒體）（線粒體） 第三階段：三羧酸循環(huán)及第三階段：三羧酸循環(huán)及 氧化磷酸化（線粒體）氧化磷酸化（線粒體） G（Gn） 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2 H2O O ATP ADP TAC循環(huán)循環(huán) 胞液胞液 線粒體線粒體 NAD+ NADH+H+ CH3 COSCoAO CH3 C COOH 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA + CoA-SH 輔酶輔酶A SCoA + C O2 COO 丙丙 酮酮 酸酸 脫脫 氫氫 酶酶 復(fù)復(fù) 合合 體體 （一）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰（一）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA CoA 限速酶限速酶 丙酮酸脫氫

26、酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 3 3 種種 酶酶： E E1 1: : 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶(TPP(TPP、MgMg2+ 2+) ) E E2 2: : 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶( (硫辛酸、輔酶硫辛酸、輔酶A)A) E E3 3: : 二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶(FAD(FAD、NADNAD+ +) ) 6 6種輔助因子種輔助因子： TPPTPP、 MgMg2+ 2+、硫辛酸、輔酶 、硫辛酸、輔酶A A、FADFAD、NADNAD+ + （含（含B B1 1、硫辛酸、泛酸、硫辛酸、泛酸、B B2 2 、 、PPPP五種維生素）五種維生素） HSCoA NAD+

27、CO2 CoASH NAD+ NADH+H+ 5. NADH+H+ 的生成的生成 1. -羥乙基羥乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰 胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA 的生成的生成 4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。 * * 概述概述 * * 反應(yīng)部位反應(yīng)部位 1900-19811900-1981，德籍英國(guó)生物化學(xué)家，德籍英國(guó)生物化學(xué)家 因發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)而獲得因發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)而獲得19531953年諾年諾 貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 19321932年發(fā)現(xiàn)尿素循環(huán)年發(fā)現(xiàn)尿素循環(huán) 19371937年發(fā)現(xiàn)三羧酸

28、循環(huán)年發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán) 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 草酰乙酸草酰乙酸 OCOOHC CH2COOH CH3COSCoA 乙酰輔酶乙酰輔酶A COOHCH2 OHCOOHC CH2COOH 檸檬酸檸檬酸 CoASH + H2O 三羧酸循環(huán)的第一個(gè)限速酶三羧酸循環(huán)的第一個(gè)限速酶 異檸檬酸異檸檬酸 HO H COOH COOH CH2 C COOHCH H2O 檸檬酸檸檬酸 H OH COOH COOH CH2 C COOHCH 順烏頭酸順烏頭酸 COOH COOH CH2 C COOHCH 烏頭酸酶烏頭酸酶 CO2 NAD+ H HO COOH COOH CH2 CH COOHC 異檸檬酸異檸檬酸-酮戊二

29、酸酮戊二酸 O COOHCH2 CH2 COOHC 草酰琥珀酸草酰琥珀酸 O COOH COOH CH2 CH COOHC NADH+H+ 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 三羧酸循環(huán)中第二個(gè)限速酶三羧酸循環(huán)中第二個(gè)限速酶 C O2 -酮戊二酸酮戊二酸 脫氫酶系脫氫酶系 CoASH NAD+ NADH+H+ O COOHCH2 CH2 COOHCO COOHCH2 CH2 SCoAC 琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸 4、-酮戊二酸酮戊二酸氧化脫羧生成氧化脫羧生成琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶A 三羧酸循環(huán)中第三羧酸循環(huán)中第 三個(gè)限速酶三個(gè)限速酶 琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶 O COOHCH2 CH

30、2 SCoAC 琥珀酰琥珀酰CoA GDP+Pi GTP ATP ADP COOHCH2 CH2COOH 琥珀酸琥珀酸 CoASH 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 FAD H HCOOHCH CH COOH 琥珀酸琥珀酸 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶 HOOC CH CHCOOH 延胡索酸延胡索酸 FADH2 COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸 延胡索酸延胡索酸 HOOCCH CHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶 OH COOHCH2 CH COOH 蘋果酸蘋果酸 H2O 8 8、蘋果酸脫氫生成、蘋果酸脫氫生成草酰乙酸草酰乙酸 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 H OH COOHCH2 CCOOH 草酰乙

31、酸草酰乙酸 O COOHCH2 CCOOH 蘋果酸蘋果酸 NAD+NADH+H+ O C COOH CH2COOH 草酰乙酸草酰乙酸 CH2COSoA (乙酰輔酶乙酰輔酶A) OHCHCOOH CH2COOH 蘋果酸蘋果酸 CH2COOH CH2COOH 琥珀酸琥珀酸CH2COOH CH2COSCoA 琥珀酰琥珀酰CoA COOH CH2COOH CH2 O=C -酮戊二酸酮戊二酸 COOH COOH CH2COOH CH HO-C 異檸檬酸異檸檬酸 COOH COOH CH2COOH HO-C H2C 檸檬酸檸檬酸 CO2 2H CO22H GTP CHHOOC CHCOOH 延胡索酸延胡索

32、酸 2H O C COOH CH2COOH 2H 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) （TCA） 小小 結(jié)結(jié) 1 1、TACTAC過程的反應(yīng)部位是過程的反應(yīng)部位是線粒體線粒體 2 2、三羧酸循環(huán)是能量產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)。、三羧酸循環(huán)是能量產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)。 經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，經(jīng)一次底物水平磷酸化、二經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，經(jīng)一次底物水平磷酸化、二 次脫羧、三個(gè)限速酶、四次脫氫。共產(chǎn)生次脫羧、三個(gè)限速酶、四次脫氫。共產(chǎn)生1 1分子個(gè)分子個(gè) GTPGTP，3 3分子分子NADH+HNADH+H+ + 和和1 1分子分子FADHFADH2 2 3、整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng) 4 4、關(guān)鍵酶有：、關(guān)鍵

33、酶有：檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶。 檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用， 本身無量的變化，不可能通過檸檬酸循環(huán)直本身無量的變化，不可能通過檸檬酸循環(huán)直 接從乙酰接從乙酰CoA合成草酰乙酸或檸檬酸循環(huán)中合成草酰乙酸或檸檬酸循環(huán)中 其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在檸檬其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在檸檬 酸循環(huán)中被氧化為酸循環(huán)中被氧化為CO2及及H2O。 檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物： 表面上看來，檸檬酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰表面上看來，檸檬酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰 乙酸在檸檬酸循環(huán)

34、中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利乙酸在檸檬酸循環(huán)中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利 用。實(shí)際上：用。實(shí)際上： 例如：例如： 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 檸檬酸檸檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 .機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合 的，的，TCA循環(huán)中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成循環(huán)中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成 其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián) 系。系。 .機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起TCA循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)障礙， 這時(shí)

35、蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再這時(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再 進(jìn)一步生成乙酰進(jìn)一步生成乙酰CoA進(jìn)入進(jìn)入TAC氧化分解。氧化分解。 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸脫羧酶草酰乙酸脫羧酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸酶蘋果酸酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ 所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。 草酰乙酸草酰乙酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ NAD+ -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸的來源如下：草酰乙酸的來源如下： u三羧酸循環(huán)的生理意義 l 是糖、脂肪、氨基酸三大營(yíng)養(yǎng)素的最終代謝通路是糖、脂肪、氨

36、基酸三大營(yíng)養(yǎng)素的最終代謝通路 l 是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐 H+ + e 進(jìn)入進(jìn)入呼吸鏈呼吸鏈徹底氧化生成徹底氧化生成H2O 的同的同 時(shí)時(shí)ADP偶聯(lián)磷酸化生成偶聯(lián)磷酸化生成ATP。 NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化的生理意義三、糖有氧氧化的生理意義 1. 1. 有氧氧化是機(jī)體獲得有氧氧化是機(jī)體獲得ATPATP的主要方式的主要方式 反反 應(yīng)應(yīng)輔輔 酶酶最終獲得最終獲得ATPATP 第一階段（胞漿）第一階段（胞漿） 葡糖糖葡糖糖6-磷酸葡糖糖磷酸葡糖糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖

37、二磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NADH3或或5* 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2 第二階段（線粒體基質(zhì)）第二階段（線粒體基質(zhì)） 2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5 第三階段（線粒體基質(zhì)）第三階段（線粒體基質(zhì)） 2異檸檬酸異檸檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸 2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA 2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸 2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸 2蘋果酸蘋果酸2草酰乙酸草酰乙酸 2NADH 2NADH 2FADH2 2NADH 5 5 2 3

38、 5 由一個(gè)葡糖糖總共獲得由一個(gè)葡糖糖總共獲得30或或32 關(guān)鍵酶：關(guān)鍵酶： 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 異檸檬酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、 a-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié) 1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) 變構(gòu)抑制劑：乙酰變構(gòu)抑制劑：乙酰CoA; NADH; ATP 變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：AMP; ADP; NAD+ 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 2 2、TCATCA的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié) 乙酰乙酰CoA 檸檬酸檸檬酸

39、 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 異檸檬酸異檸檬酸 蘋果酸蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸異檸檬酸 脫氫酶脫氫酶 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫酮戊二酸脫 氫酶復(fù)合體氫酶復(fù)合體 ATP + ADP ADP + ATP 檸檬酸檸檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH + Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影響的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制產(chǎn)物堆積引起抑制 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)循環(huán)中后續(xù)反應(yīng) 中間產(chǎn)物別位反中間產(chǎn)物別位反 饋抑制前面反應(yīng)饋抑制前面反應(yīng) 中的酶中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可 激活許多酶激活許多酶 2ADPATP

40、+AMP 腺苷酸激酶腺苷酸激酶 體內(nèi)體內(nèi)ATP濃度是濃度是AMP的的50倍，經(jīng)上述反應(yīng)倍，經(jīng)上述反應(yīng) 后，后，ATP/AMP變動(dòng)比變動(dòng)比ATP變動(dòng)大，有信號(hào)放大變動(dòng)大，有信號(hào)放大 作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。 有氧氧化全過程中許多酶的活性都受細(xì)胞內(nèi)有氧氧化全過程中許多酶的活性都受細(xì)胞內(nèi) ATP/ADP或或ATP/AMP比率的影響，因而能得以比率的影響，因而能得以 協(xié)調(diào)。協(xié)調(diào)。 * 概念概念 * 機(jī)制機(jī)制 有氧時(shí)，有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙進(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

41、途徑加強(qiáng)，缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，NADH+H+在胞漿在胞漿 濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。 巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)指有氧氧化抑指有氧氧化抑 制生醇發(fā)酵（或無氧氧化）的現(xiàn)象。制生醇發(fā)酵（或無氧氧化）的現(xiàn)象。 第四節(jié)第四節(jié) 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 Pentose Phosphate Pathway * 概念概念 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖是指由葡萄糖-6-磷酸生磷酸生 成成磷酸戊糖磷酸戊糖及及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步，前者再進(jìn)一步 轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反應(yīng)過的反應(yīng)

42、過 程。程。 組織部位：組織部位：肝臟、脂肪組織、哺乳期的肝臟、脂肪組織、哺乳期的 乳腺、腎上腺皮質(zhì)和性腺等乳腺、腎上腺皮質(zhì)和性腺等 亞細(xì)胞定位：亞細(xì)胞定位：胞液胞液 關(guān)鍵酶：關(guān)鍵酶：6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 第一階段：氧化反應(yīng)第一階段：氧化反應(yīng) 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2 * * 反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段 第二階段則是非氧化反應(yīng)第二階段則是非氧化反應(yīng) 包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。 一、磷酸戊糖途徑的分為兩個(gè)階段一、磷酸戊糖途徑的分為兩個(gè)階段 NADP+ NADPH+H+ C C C C C CH2OPO3H2 HOH H

43、OH OHH H H OH O 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 C C C C C CH2OPO3H2 HOH HOH OHH H O O 6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 (G6PD)(G6PD) 限速酶限速酶，對(duì)，對(duì) NADP+有高有高 度特異性度特異性 （一）第一階段是氧化反應(yīng)（一）第一階段是氧化反應(yīng) C C C C C CH2OPO3H2 HOH HOH OHH H O O 6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 OH OH C C C C C CH2OPO3H2 HOH HOH OHH H O 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 H H

44、2 2O O 內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶 COCO2 2 OH OH C C C C C CH2OPO3H2 HOH HOH OHH H O 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 OH OH C C C C C CH2OPO3H2 HOH HOH OHH H O OH CH2OH C C C CH2OPO3H2 O HOH H NADP+ NADPH+H+ OH CH2OH C C C CH2OPO3H2 O HOH H 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 酸脫氫酶酸脫氫酶 OH CH2OH C C C CH2OPO3H2 O HOH H 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 HOH OH C

45、HO C C C CH2OPO3H2 HOH H 5-5-磷酸核糖磷酸核糖 異構(gòu)酶異構(gòu)酶 （二）第二階段是一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)（二）第二階段是一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng) 糖酵解途徑糖酵解途徑 3 36-6-磷磷 酸葡萄糖酸葡萄糖 5-5-磷酸磷酸 木酮糖木酮糖 5-5-磷酸磷酸 核糖核糖 5-5-磷酸磷酸 木酮糖木酮糖 7-7-磷酸磷酸 景天糖景天糖 3-3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 4-4-磷酸磷酸 赤蘚糖赤蘚糖 6-6-磷酸磷酸 果糖果糖 3-3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 6-6-磷酸磷酸 果糖果糖 3 36-6-磷酸葡磷酸葡 萄糖酸內(nèi)酯萄糖酸內(nèi)酯 3NADPH3NADPH 3 36-6-磷酸磷酸 葡萄

46、糖酸葡萄糖酸 3H3H2 2O O 3 35-5-磷磷 酸核酮糖酸核酮糖 3NADPH3NADPH 3CO3CO2 2 3 3、 基團(tuán)移換基團(tuán)移換 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 第一階段第一階段 第第 二二 階階 段段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C5 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C5 7-磷酸景天糖磷酸景天糖 C7 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C3 4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 C4 6-磷酸果糖磷酸果糖 C6 6-磷酸果糖磷酸果糖 C6 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 C3 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核

47、酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C5 3NADP+ 3NADPH+3H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 3NADP+ 3NADPH+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶 CO2 1. 為核酸的生物合成提供為核酸的生物合成提供核糖核糖 2. 提供提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)作為供氫體參與多種代謝反應(yīng) (1) NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體 (2) NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物生物 合成合成或或生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化有關(guān)有關(guān) (3) NADPH可維持可維持GSH的還原狀態(tài)的還原狀態(tài) 2G-SH

48、 G-S-S-G NADP+ NADPH+H+ A AH2 hemolysis溶血溶血 hemolytic anemia 溶血性貧血溶血性貧血 谷胱甘肽過氧化物酶谷胱甘肽過氧化物酶 谷胱甘肽還原酶谷胱甘肽還原酶 Favism (蠶豆病蠶豆病) Oxidative damage to lipids, protein, enzymes, intact of RBC membrane, Hb, DNA defect 第第 五五 節(jié)節(jié) 糖原的合成與分解糖原的合成與分解 Glycogenesis and Glycogenesis and GlycogenolysisGlycogenolysis 是動(dòng)物體

49、內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能是動(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。迅速動(dòng)用的能量?jī)?chǔ)備。 肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收縮所需主要供肌肉收縮所需 肝臟：肝糖原，肝臟：肝糖原，70 100g，維持血糖水平維持血糖水平 糖糖 原原 (glycogen) (glycogen) l糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義 還原端還原端 非還原端非還原端 1. 1. 葡萄糖單元以葡萄糖單元以 -1,4-1,4-糖苷糖苷 鍵鍵 形成長(zhǎng)鏈。形成長(zhǎng)鏈。 2. -1,6-1,6-糖苷鍵連接為分支結(jié)糖苷鍵連接為分支結(jié) 構(gòu)構(gòu) 3. 每條鏈都終止于一個(gè)

50、非還原每條鏈都終止于一個(gè)非還原 端端. .非還原端增多，以利于非還原端增多，以利于 其被酶分解。其被酶分解。 l糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義 合成部位合成部位 定義定義 糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合指由葡萄糖合 成糖原的過程。成糖原的過程。 組織定位：組織定位：主要在肝臟、肌肉主要在肝臟、肌肉 細(xì)胞定位：細(xì)胞定位：胞漿胞漿 一、一、糖原合成是由葡萄糖連接成多聚體糖原合成是由葡萄糖連接成多聚體 1、葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖 葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶; 葡萄糖激酶（

51、肝）葡萄糖激酶（肝） OH OH OP OH O CH2 OH OH OH O 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄磷酸葡萄 糖變位酶糖變位酶 PO OH OH O O CH2 OH OH OH OH 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2、葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸磷酸 O H H H H OH OH HOH O CH2OH P O OH OH 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 UTPUTP O H H H H OH OH HOH O CH2OH P O OH O尿苷P O OH O 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG) PPiPPi UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷

52、酸化酶 H2O 2Pi 3、尿苷二磷酸葡萄糖（、尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的生成）的生成 * UDPG是是葡萄糖葡萄糖的活化形式的活化形式，在體內(nèi)充作葡萄，在體內(nèi)充作葡萄 糖供體。糖供體。 尿苷PP O H H H H OH OH HOH CH2OH 尿苷二磷酸葡尿苷二磷酸葡 萄糖萄糖(UDPG) R OH O O H H H H OH HOH CH2OH O O H H H H OH HOH CH2OH 糖原引物糖原引物(Gn) R O O O H H H H OH HOH CH2OH O O H H H H OH HOH CH2OH O H H H H OH OH HOH CH2OH 糖

53、原合酶糖原合酶 糖原糖原(Gn+1 n+1) UDP （二）尿苷二磷酸葡萄糖連接形成直鏈和支鏈（二）尿苷二磷酸葡萄糖連接形成直鏈和支鏈 glycogenin蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。Glycogenin可對(duì)其自身進(jìn)可對(duì)其自身進(jìn) 行共價(jià)修飾，將行共價(jià)修飾，將UDP-葡萄糖分子的葡萄糖分子的C1結(jié)合到其酶結(jié)合到其酶 分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié) 合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。 糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子 從何而來？從何而來？ 糖原分枝的形成糖原分枝的

54、形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷鍵糖苷鍵 -1,4-糖苷鍵糖苷鍵 糖原引物糖原引物 糖原合酶糖原合酶 分支酶分支酶 糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶 * 定義定義 * * 亞細(xì)胞定位：亞細(xì)胞定位：胞胞 漿漿 * * 肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n + 1-n + 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1. 1. 糖原的磷酸解糖原的磷酸解 糖原分解糖原分解 (glycogenolysis )習(xí)慣上指肝糖原習(xí)慣上指肝糖原 分解成為葡萄糖的過程。分解成為葡萄糖的過程。 二、糖原分解從非還原末端進(jìn)行磷酸解二、糖原分解從非

55、還原末端進(jìn)行磷酸解 G G G-1-PG-1-P PiPi 脫枝酶脫枝酶 脫枝酶脫枝酶 2 2、脫支酶的作用、脫支酶的作用 OH OH OP OH O CH2 OH OH OH O 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 PO OH OH O O CH2 OH OH OH OH 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 O H H H H OH OH HOH OH CH2OH H H3 3POPO4 4H H2 2O O 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 （肝、腎）（肝、腎） PO OH OH O O CH2 OH OH OH OH 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 肌肉組織細(xì)肌肉

56、組織細(xì) 胞缺乏此酶，胞缺乏此酶， 因此肌糖原因此肌糖原 無法補(bǔ)充血無法補(bǔ)充血 糖糖 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)： * * 它們的快速調(diào)節(jié)有它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾共價(jià)修飾和和變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)二二 種方式。種方式。 * * 它們都以活性、無（低）活性二種形式存它們都以活性、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在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸 化而相互轉(zhuǎn)變?；嗷マD(zhuǎn)變。 腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶 （無活性）（無活性） 腺苷環(huán)化酶（有活性）腺苷環(huán)化酶（有活性

57、） 激素（胰高血糖素、腎上腺素等）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+ 受體受體 ATP cAMP PKA (無活性無活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶(a) 糖原合酶糖原合酶-P (b) PKA (有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 第六節(jié)第六節(jié) 糖糖 異異 生生 Gluconeogenesis 糖異生糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖是指從非糖 化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程?；衔镛D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱?/p>

58、原的過程。 * * 部位部位 * * 原料原料 * * 概念概念 主要在主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸 糖異生作用的部位糖異生作用的部位 生理?xiàng)l件下生理?xiàng)l件下 饑餓期間饑餓期間 空腹及長(zhǎng)期饑餓時(shí)葡萄糖的異生作用空腹及長(zhǎng)期饑餓時(shí)葡萄糖的異生作用 空空 腹腹 100300 90% 10% 速率速率(g/day) 肝肝 腎腎 饑餓饑餓5-6天后天后 約約 100 55% 45% D 基本上是糖酵解的逆過程基本上是糖酵解的逆過程 D 跨越三個(gè)能障跨越三個(gè)能障 D 一個(gè)膜障（以一個(gè)膜障（以丙酮酸丙酮酸為代表的物質(zhì)）為代表的

59、物質(zhì)） 一、糖異生不完全是糖酵解的逆反應(yīng)一、糖異生不完全是糖酵解的逆反應(yīng) 丙酮酸丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 ADPADP ATPATP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 草酰乙酸草酰乙酸 ATPATP ADPADP COCO2 2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 生物素生物素 COCO2 2GTPGTPGDPGDP 磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸 羧激酶羧激酶 （一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇 式丙酮酸式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP + CO2 ADP + Pi 蘋果酸蘋果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 蘋果酸蘋果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2 線線 粒粒 體體 胞胞 液液 6-磷酸