生物化學與分子生物學：糖代謝

1、目錄 糖 代 謝 Metabolism of Carbohydrates 第 六 章 目錄 n糖的化學糖的化學 糖糖(carbohydrates)(carbohydrates)即碳水化合物，即碳水化合物， 其化學本質為多羥醛或多羥酮類及其化學本質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 目錄 1. 為生命活動提供能源和碳源為生命活動提供能源和碳源 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、 核苷等物質的原料。核苷等物質的原料。 3. 作為機體組織細胞的組成成分作為機體組織細胞的組成成分 這是糖的主要生理功能。這是糖的主要

2、生理功能。 2. 其他物質的原料其他物質的原料 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。 目錄 糖代謝的概況糖代謝的概況分解、儲存、合成分解、儲存、合成 葡萄糖葡萄糖 酵解途徑酵解途徑 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 目錄 第一節(jié)第一節(jié) 糖的消化吸收與轉運糖的消化吸收與轉運 Digestion, absorpti

3、on and transportation of Carbohydrates 目錄 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 人類食物中的糖主要有植物淀粉、動人類食物中的糖主要有植物淀粉、動 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。 目錄 食物中含有的大量纖維素，因人體食物中含有的大量纖維素，因人體 內無內無 - -糖苷酶而不能對其分解利用，但卻糖苷酶而不能對其分解利用，但卻 具有刺激腸蠕動等作用，也是維持健康具有刺激

4、腸蠕動等作用，也是維持健康 所必需。所必需。 目錄 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 上皮細胞上皮細胞 刷狀緣刷狀緣 口腔口腔 腸腔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 目錄 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

5、形式：單糖單糖 目錄 ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵 小腸粘膜細胞小腸粘膜細胞 腸腔腸腔 門靜脈門靜脈 吸收機制：吸收機制： Na+依賴型葡萄糖轉運體依賴型葡萄糖轉運體 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT) 刷狀緣刷狀緣 細胞內膜細胞內膜 目錄 葡萄糖被小腸黏膜細胞吸收后經(jīng)門靜脈進葡萄糖被小腸黏膜細胞吸收后經(jīng)門靜脈進 入血循環(huán)，供身體各組織利用。肝對于維持血入血循環(huán)，供身體各組織利用。肝對于維持血 糖穩(wěn)定發(fā)揮關鍵作用。當血糖較高時，肝通過糖穩(wěn)定發(fā)揮關鍵作用。當血糖較高時，肝通過 糖原合成和分解葡萄糖來降低血糖；當血糖較糖原合成和

6、分解葡萄糖來降低血糖；當血糖較 低時，肝通過糖原分解和糖異生來升高血糖。低時，肝通過糖原分解和糖異生來升高血糖。 目錄 n葡萄糖轉運進入細胞葡萄糖轉運進入細胞 這一過程依賴于葡萄糖轉運體這一過程依賴于葡萄糖轉運體(glucose transporter，GLUT)。 二、細胞攝取葡萄糖需要轉運體二、細胞攝取葡萄糖需要轉運體 小腸腸腔小腸腸腔腸粘膜上皮細胞腸粘膜上皮細胞 門靜脈門靜脈 肝臟肝臟體循環(huán)體循環(huán) SGLT 各種組織細胞各種組織細胞 GLUT 目錄 第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧分解糖的無氧分解 Glycolysis 目錄 一分子葡萄糖在胞液中可裂解為兩分子丙酮酸，一分子葡萄糖在胞液中可裂解為兩

7、分子丙酮酸， 是葡萄糖無氧氧化和有氧氧化的共同起始途徑，是葡萄糖無氧氧化和有氧氧化的共同起始途徑， 稱為稱為糖酵解（糖酵解（glycolysis）。 在不能利用氧或氧供應不足時，人體將丙酮酸在在不能利用氧或氧供應不足時，人體將丙酮酸在 胞液中還原生成乳酸，稱為胞液中還原生成乳酸，稱為乳酸發(fā)酵（乳酸發(fā)酵（lactic acid fermentation）。 在某些植物和微生物中，丙酮酸可轉變?yōu)橐掖己驮谀承┲参锖臀⑸镏校峥赊D變?yōu)橐掖己?二 氧 化 碳 ， 稱 為二 氧 化 碳 ， 稱 為 乙 醇 發(fā) 酵 （乙 醇 發(fā) 酵 （ e t h a n o l fermentation）。 目錄

8、一、糖無氧氧化反應過程分為糖酵一、糖無氧氧化反應過程分為糖酵 解和乳酸生成兩個階段解和乳酸生成兩個階段 第一階段：第一階段：糖酵解糖酵解 第二階段：第二階段：乳酸生成乳酸生成 糖無氧氧化的反應部位：糖無氧氧化的反應部位：胞液。胞液。 n葡萄糖不利用氧的分解過程分為兩個階段：葡萄糖不利用氧的分解過程分為兩個階段： 目錄 1. 葡萄糖磷酸化為葡糖葡萄糖磷酸化為葡糖-6-磷酸磷酸 ATP ADP Mg2+ 己糖激酶 (hexokinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸

9、甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H HO OH H OH H OH H H 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 (glucose-6-phosphate, G-6-P) P P O CH2O H HO OH H OH H OH H H 目錄 哺乳類動物體內已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動物體內已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工種己糖激酶同工 酶，分別稱為酶，分別稱為至至型。肝細胞中存在的型。肝細胞中存在的 是是型，稱為型，稱為葡萄糖激酶葡萄糖激酶(glucokina

10、se)。 它的特點是：它的特點是：對葡萄糖的親和力很低；對葡萄糖的親和力很低； 受激素調控，受激素調控，對葡糖對葡糖-6-磷酸的反饋抑制磷酸的反饋抑制 并不敏感。并不敏感。 它這些特性使葡萄糖激酶對于肝維持血糖它這些特性使葡萄糖激酶對于肝維持血糖 穩(wěn)定至關重要，只有當血糖顯著升高時，穩(wěn)定至關重要，只有當血糖顯著升高時， 肝才會加快對葡萄糖的利用，起到緩沖血肝才會加快對葡萄糖的利用，起到緩沖血 糖水平的調節(jié)作用。糖水平的調節(jié)作用。 目錄 2. 葡糖葡糖-6-磷酸轉變?yōu)榱姿徂D變?yōu)?果糖果糖-6-磷酸磷酸 己糖異構酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP

11、1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 P P O CH2O H HO OH H OH H OH H H 果糖果糖-6-磷酸磷酸 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 目錄 3. 果糖果糖-6-磷酸轉變?yōu)楣橇姿徂D變?yōu)楣?1,6-二磷酸二磷酸 ATP ADP Mg2+ 磷酸果糖激酶-1 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP

12、 ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 l磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(phosphfructokinase-1) 果糖果糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸(1, 6- fructose-biphosphate, F-1,6-2P) 目錄 CH2O HO C C C C CH2O O H OH OH H H P P P P 果糖果糖-1,6-二磷酸二

13、磷酸 4. 果糖果糖-1,6-二磷酸裂解成二磷酸裂解成2分子磷酸丙分子磷酸丙 糖糖 醛縮酶醛縮酶 (aldolase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 + CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO CH2OH CO CH2POCH2P

14、PO 目錄 5. 磷酸二羥丙酮轉變?yōu)榱姿岫u丙酮轉變?yōu)?-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸丙糖異構酶磷酸丙糖異構酶 (phosphotriose isomerase) 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

15、CH2OH CO CH2POCH2P PO 目錄 6. 3-磷酸甘油醛氧化為磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脫氫酶 (glyceraldehyde-3- phosphate dehydrogenase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 3

16、-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO 目錄 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 這種這種ADP或其

17、他核苷二磷酸的磷酸化作用與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)的反應過程，稱底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應過程，稱 為為 底 物 水 平 磷 酸 化底 物 水 平 磷 酸 化 ( s u b s t r a t e l e v e l phosphorylation) 。 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 目錄 8. 3-磷酸甘油酸轉變?yōu)榱姿岣视退徂D變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,

18、3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase) 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH 目錄 9. 2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸 烯醇化酶 (enolase) Glu G-6-P F-6-P

19、F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH + H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP) COOH C CH2 P PO 目錄 ADP ATP K+ Mg2+ 丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) Glu

20、 G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 10.磷酸烯醇式丙酮酸將高能磷酸基轉磷酸烯醇式丙酮酸將高能磷酸基轉 移給移給ADP生成生成ATP和和丙酮酸丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 COOH C CH2 P PO 丙酮酸丙酮酸 COOH C=O CH 3 目錄 在糖酵解產(chǎn)能階段的在糖酵解產(chǎn)能階段的5 5步反應

21、中，步反應中，2 2分分 子磷酸丙糖經(jīng)兩次底物水平磷酸化轉變成子磷酸丙糖經(jīng)兩次底物水平磷酸化轉變成2 2 分子丙酮酸，總共生成分子丙酮酸，總共生成4 4分子分子ATPATP。 目錄 （二）丙酮酸被還原為乳酸（二）丙酮酸被還原為乳酸 反應中的反應中的NADH+H+ 來自于上述第來自于上述第6步反步反 應中的應中的 3-磷酸甘油醛脫氫反應。磷酸甘油醛脫氫反應。 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 (Lactate dehydrogenase, LDH) NADH + H+ NAD+ COOH CHOH CH3 COOH C=O CH3 目錄 E1:己糖激酶己糖激酶 E2:磷酸果糖激酶磷酸

22、果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+ 乳乳 酸酸 糖的無氧氧化糖的無氧氧化 GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2P ATP ADP ATPADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2 E1 E3 NADH+H+ 圖圖6-1 6-1 糖的無氧氧化糖的無氧氧化 目錄 n糖酵解小結糖酵解小結 反應部位：胞漿；反應部位：胞漿； 糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程；糖酵解是一個不

23、需氧的產(chǎn)能過程； 反應全過程中有三步不可逆的反應：反應全過程中有三步不可逆的反應： G G-6-P ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 目錄 產(chǎn)能的方式和數(shù)量產(chǎn)能的方式和數(shù)量 方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化 凈生成凈生成ATP數(shù)量：數(shù)量：從從G開始開始 22-2= 2ATP 從從Gn開始開始 22-1= 3ATP 終產(chǎn)物乳酸的去路終產(chǎn)物乳酸的去路 釋放入血，進入肝臟再進一步代謝：釋放入血，進入肝臟再進一步代謝： 分解利用分解利用 乳酸循環(huán)（糖異生）乳酸循環(huán)（糖異生） 目錄 二、糖酵解的調

24、控是對二、糖酵解的調控是對3個關鍵酶個關鍵酶 活性的調節(jié)活性的調節(jié) 關鍵酶關鍵酶 己糖激酶己糖激酶 果糖果糖-6-磷酸激酶磷酸激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 調節(jié)方式調節(jié)方式 別構調節(jié)別構調節(jié) 共價修飾調節(jié)共價修飾調節(jié) 目錄 （一）（一）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1對調節(jié)糖酵解對調節(jié)糖酵解速率最速率最 重要重要 n別構調節(jié)別構調節(jié) 別構激活劑別構激活劑：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 別構抑制劑別構抑制劑：檸檬酸檸檬酸; ATP（高濃度）（高濃度） 目錄 ATP對磷酸果糖激酶對磷酸果糖激酶-1的調節(jié)：的調節(jié)： ATP結合位點結合位點調節(jié)效應調節(jié)效應 活性中心底物結合部

25、位（低濃度時）活性中心底物結合部位（低濃度時）激活激活 活性中心外別構調節(jié)部位（高濃度時）活性中心外別構調節(jié)部位（高濃度時）抑制抑制 目錄 l果糖果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶二磷酸是磷酸果糖激酶-1最強的別最強的別 構激活劑；構激活劑； l其作用是與其作用是與AMP一起取消一起取消ATP、檸檬酸對磷、檸檬酸對磷 酸果糖激酶酸果糖激酶-1的變構抑制作用。的變構抑制作用。 果糖果糖-2,6-二磷酸對磷酸果糖激酶二磷酸對磷酸果糖激酶-1的調節(jié)的調節(jié)： 目錄 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

26、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） 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2 （無活性）（無活性） FBP-2 （有活性）（有活性） PP 果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-2 目錄 （二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的 調節(jié)點調節(jié)點 n別構調節(jié)別構調節(jié) 別構抑制劑：別構抑制劑：ATP, 丙氨酸丙氨酸 別構激活劑：別構激活劑：1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 目錄 n共價修飾調節(jié)共價修飾調節(jié) 丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮

27、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：鈣調蛋白鈣調蛋白 目錄 （三）己糖激酶受到反饋抑制調節(jié)（三）己糖激酶受到反饋抑制調節(jié) 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 糖激酶不受其抑制。糖激酶不受其抑制。 長鏈脂肪酰長鏈脂肪酰CoA可別構抑制肝葡萄糖激酶。可別構抑制肝葡萄糖激酶。 胰島素可誘導葡萄糖激酶基因的轉錄，促進胰島素可誘導葡萄糖激酶基因的轉錄，促進 酶的合成。酶的

28、合成。 目錄 三、糖無氧氧化的主要生理意義是機三、糖無氧氧化的主要生理意義是機 體不利用氧快速供能體不利用氧快速供能 糖無氧氧化最主要的生理意義在于迅速提供能量，糖無氧氧化最主要的生理意義在于迅速提供能量， 這對肌收縮更為重要。這對肌收縮更為重要。 是某些細胞在氧供應正常情況下的重要供能途徑。是某些細胞在氧供應正常情況下的重要供能途徑。 無線粒體的細胞，如：紅細胞 代謝活躍的細胞，如：白細胞、骨髓細胞 目錄 乳酸酵解時，乳酸酵解時，1mol葡萄糖可經(jīng)底物水平磷酸化生葡萄糖可經(jīng)底物水平磷酸化生 成成4molATP，在葡萄糖和果糖，在葡萄糖和果糖-6-磷酸磷酸化時消磷酸磷酸化時消 耗耗2molAT

29、P，故凈生成，故凈生成2molATP。 目錄 四、其他單糖可轉變成糖酵解的中間產(chǎn)物四、其他單糖可轉變成糖酵解的中間產(chǎn)物 除葡萄糖外，其他己糖如果糖、半乳糖和甘除葡萄糖外，其他己糖如果糖、半乳糖和甘 露糖也都是重要的能源物質，它們可轉變成糖酵露糖也都是重要的能源物質，它們可轉變成糖酵 解的中間產(chǎn)物磷酸己糖而進入糖酵解提供能量解的中間產(chǎn)物磷酸己糖而進入糖酵解提供能量 目錄 果糖果糖 ( (肌肉肌肉) ) 己糖激酶己糖激酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 丙酮酸丙酮酸 半乳糖半乳糖* * 1- 1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖 葡糖葡糖-1-1-磷酸磷酸 半

30、乳糖激酶半乳糖激酶 變位酶變位酶 甘露糖甘露糖 甘露糖甘露糖-6-6-磷酸磷酸 己糖激酶己糖激酶 變位酶變位酶 除葡萄糖外，其它己糖也可除葡萄糖外，其它己糖也可 轉變成轉變成磷酸己糖磷酸己糖而進入酵解途徑。而進入酵解途徑。 半乳糖血癥半乳糖血癥 果糖果糖 ( (肝肝) ) * 果糖激酶果糖激酶 目錄 （一）果糖被磷酸化后進入糖酵解（一）果糖被磷酸化后進入糖酵解 果糖是膳食中一個重要的燃料來源。果糖是膳食中一個重要的燃料來源。 果糖的代謝一部分在肝，一部分被周圍組織果糖的代謝一部分在肝，一部分被周圍組織 主要為肌和脂肪組織攝取。但這兩部分代謝主要為肌和脂肪組織攝取。但這兩部分代謝 的途徑不同。的

31、途徑不同。 目錄 n果糖在肌和脂肪組織中的代謝果糖在肌和脂肪組織中的代謝 果糖果糖果糖果糖-6-磷酸磷酸 己糖激酶己糖激酶 循糖酵解循糖酵解 途徑分解途徑分解 合成糖原合成糖原 （?。。?n果糖在肝中的代謝果糖在肝中的代謝 果糖果糖1-磷酸果糖磷酸果糖 果糖果糖 激酶激酶 1-磷酸果糖醛縮酶磷酸果糖醛縮酶 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 甘油醛甘油醛 丙糖激酶丙糖激酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 循糖酵解途徑分循糖酵解途徑分 解或合成糖原解或合成糖原 目錄 果糖不耐癥（果糖不耐癥（fructose intolerance）是一種遺傳病。）是一種遺傳病。 其病因為缺乏其病因為缺乏B型醛縮酶，進食果糖

32、會引起型醛縮酶，進食果糖會引起1-磷酸磷酸 果糖堆積，大量消耗肝中磷酸的儲備，進而使果糖堆積，大量消耗肝中磷酸的儲備，進而使 ATP濃度下降，從而加速糖無氧氧化，導致乳酸濃度下降，從而加速糖無氧氧化，導致乳酸 酸中毒和餐后低血糖。這種病癥常表現(xiàn)為自我限酸中毒和餐后低血糖。這種病癥常表現(xiàn)為自我限 制，強烈地厭惡甜食制，強烈地厭惡甜食。 目錄 （二）半乳糖轉變?yōu)椋ǘ┌肴樘寝D變?yōu)槠咸哑咸?1-磷酸磷酸進入糖酵解進入糖酵解 圖圖6-3 6-3 半乳糖的代謝半乳糖的代謝 目錄 半乳糖血癥（半乳糖血癥（galactosemia）是一種遺傳性疾病，）是一種遺傳性疾病， 表現(xiàn)為半乳糖不能轉變成葡萄糖。其原因

33、是缺乏表現(xiàn)為半乳糖不能轉變成葡萄糖。其原因是缺乏 半乳糖半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉移酶，使磷酸尿苷酰轉移酶，使1-磷酸半乳糖生磷酸半乳糖生 成成UDP-半乳糖的過程受阻，導致有毒副產(chǎn)物的積半乳糖的過程受阻，導致有毒副產(chǎn)物的積 累。例如，血液中高濃度的半乳糖使眼睛晶狀體累。例如，血液中高濃度的半乳糖使眼睛晶狀體 中半乳糖含量增加，并還原為半乳糖醇，晶狀體中半乳糖含量增加，并還原為半乳糖醇，晶狀體 中這種糖醇的存在最終導致白內障的形成（晶狀中這種糖醇的存在最終導致白內障的形成（晶狀 體混濁）。體混濁）。 目錄 （三）甘露糖轉變?yōu)椋ㄈ└事短寝D變?yōu)楣枪?6-磷酸磷酸進入糖酵解進入糖酵解 圖圖6-4

34、 6-4 甘露糖的代謝甘露糖的代謝 目錄 第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 目錄 機體利用氧將葡萄糖徹底氧化成機體利用氧將葡萄糖徹底氧化成H2O 和和CO2的反應過程，稱為的反應過程，稱為糖的有氧氧化糖的有氧氧化 (aerobic oxidation) 。是體內糖分解供能。是體內糖分解供能 的主要方式。的主要方式。 目錄 葡萄糖有氧氧化概況葡萄糖有氧氧化概況 目錄 一、糖的有氧氧化分為三個階段一、糖的有氧氧化分為三個階段 第一階段：糖酵解第一階段：糖酵解 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第二階段：丙酮酸的氧化脫羧 第三階段：檸

35、檬酸循環(huán)第三階段：檸檬酸循環(huán) G（Gn） 氧化磷酸化氧化磷酸化 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 目錄 （一）葡萄糖經(jīng)糖酵解生成丙酮酸（一）葡萄糖經(jīng)糖酵解生成丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脫氫酶復合體丙酮酸脫氫酶復合體 n 總反應式: （二）丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰二）丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA 目錄 n 丙酮酸脫氫酶復合體丙酮酸脫氫酶復合體 的組成的組成 E1：丙酮酸脫氫酶：丙酮酸脫氫酶 E2：二氫硫辛酰胺轉乙酰

36、酶：二氫硫辛酰胺轉乙酰酶 E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶：二氫硫辛酰胺脫氫酶 HSCoA NAD+ TPP 硫辛酸（硫辛酸（ ) HSCoA FAD, NAD+ S S L 酶酶輔酶輔酶 目錄 在哺乳類動物細胞中，丙酮酸脫氫酶復合體由在哺乳類動物細胞中，丙酮酸脫氫酶復合體由60 個轉乙酰酶組成核心，周圍排列著個轉乙酰酶組成核心，周圍排列著12個丙酮酸脫個丙酮酸脫 氫酶和氫酶和6個二氫硫辛酰胺脫氫酶。個二氫硫辛酰胺脫氫酶。 參與反應的輔酶有硫胺素焦磷酸酯（參與反應的輔酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫）、硫 辛酸、辛酸、FAD、NAD+ 和和CoA。 其中硫辛酸是帶有二硫鍵的八碳羧酸，通過與轉其中硫辛酸

37、是帶有二硫鍵的八碳羧酸，通過與轉 乙酰酶的賴氨酸殘基的乙酰酶的賴氨酸殘基的-氨基相連，形成與酶結氨基相連，形成與酶結 合的硫辛酰胺而成為酶的柔性長臂，可將乙?；系牧蛐刘０范蔀槊傅娜嵝蚤L臂，可將乙?；?從酶復合體的一個活性部位轉到另一個活性部位。從酶復合體的一個活性部位轉到另一個活性部位。 目錄 n 丙酮酸脫氫酶復合體催化的反應過程：丙酮酸脫氫酶復合體催化的反應過程： 1. 丙酮酸脫羧形成羥乙基丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP，由，由丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶 催化催化(E1)。 2. 由由二氫硫辛酰胺轉乙酰酶二氫硫辛酰胺轉乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛催化形成乙酰硫辛 酰胺酰胺-E2。 3. 二

38、氫硫辛酰胺轉乙酰酶二氫硫辛酰胺轉乙酰酶(E2)催化生成乙酰催化生成乙酰CoA, 同同 時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基。個巰基。 4. 二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺使還原的二氫硫辛酰胺 脫氫，同時將氫傳遞給脫氫，同時將氫傳遞給FAD。 5. 在二氫硫辛酰胺脫氫酶在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將催化下，將FADH2上上 的的H轉移給轉移給NAD+，形成，形成NADH+H+。 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

39、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 目錄 （三）乙酰（三）乙酰CoA進入檸檬酸循環(huán)以及氧化磷酸進入檸檬酸循環(huán)以及氧化磷酸 化生成化生成ATP 檸檬酸循環(huán)的第一步是乙酰檸檬酸循環(huán)的第一步是乙酰CoA與草酰乙酸縮合與草酰乙酸縮合 成成6個碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過一系列反個碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過一系列反 應重新生成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)。應重新生成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)。 經(jīng)過一輪循環(huán)，乙酰經(jīng)過一輪循環(huán)，乙酰CoA的的2個碳原子被氧化成個碳原子被氧化成 CO2；在循環(huán)中有；在循環(huán)中有1次底物水平磷酸化，可生成次底物水平磷酸化，可生成1

40、 分子分子ATP；有；有4次脫氫反應，氫的接受體分別為次脫氫反應，氫的接受體分別為 NAD +或 或FAD，生成，生成3分子分子NADH+H +和 和1分子分子 FADH2。 目錄 它們既是檸檬酸循環(huán)中的脫氫酶的輔酶，又是電它們既是檸檬酸循環(huán)中的脫氫酶的輔酶，又是電 子傳遞鏈的第一個環(huán)節(jié)。子傳遞鏈的第一個環(huán)節(jié)。 電子傳遞鏈是由一系列氧化還原體系組成，它們電子傳遞鏈是由一系列氧化還原體系組成，它們 的功能是將的功能是將H+或電子依次傳遞至氧，生成水。或電子依次傳遞至氧，生成水。 在在H+/電子沿電子傳遞鏈傳遞過程中能量逐步釋放，電子沿電子傳遞鏈傳遞過程中能量逐步釋放， 同時伴有同時伴有ADP磷酸

41、化成磷酸化成ATP，即氧化與磷酸化反，即氧化與磷酸化反 應是偶聯(lián)在一起的，稱為氧化磷酸化。應是偶聯(lián)在一起的，稱為氧化磷酸化。 目錄 檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)也稱為也稱為三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic acid Cycle, TCA cycle) ，是由線粒體內一系列酶，是由線粒體內一系列酶 促反應構成的循環(huán)反應系統(tǒng)。因為該學說由促反應構成的循環(huán)反應系統(tǒng)。因為該學說由Krebs 正式提出，亦稱為正式提出，亦稱為Krebs循環(huán)循環(huán)。 二、檸檬酸循環(huán)是以形成檸檬酸為二、檸檬酸循環(huán)是以形成檸檬酸為 起始物的循環(huán)反應系統(tǒng)起始物的循環(huán)反應系統(tǒng) n概述概述 n反應部位：反應部位：線粒體線粒體

42、目錄 （一）檸檬酸循環(huán)由八步反應組成（一）檸檬酸循環(huán)由八步反應組成 1.乙酰乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸與草酰乙酸縮合成檸檬酸 2.檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉變?yōu)楫悪幟仕釞幟仕峤?jīng)順烏頭酸轉變?yōu)楫悪幟仕?3.異檸檬酸氧化脫羧轉變?yōu)楫悪幟仕嵫趸擊绒D變?yōu)?酮戊二酸酮戊二酸 4.-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA 5.琥珀酰琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應合成酶催化底物水平磷酸化反應 6.琥珀酸脫氫生成延胡索酸琥珀酸脫氫生成延胡索酸 7.延胡索酸加水生成蘋果酸延胡索酸加水生成蘋果酸 8.蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 1. 乙酰乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸

43、檬酸與草酰乙酸縮合成檸檬酸 乙酰輔酶乙酰輔酶A（acetyl CoA）與草酰乙酸）與草酰乙酸 （oxaloacetate）縮合成檸檬酸（）縮合成檸檬酸（citrate） 反應由反應由催化催化 2.檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉變?yōu)楫悪幟仕釞幟仕峤?jīng)順烏頭酸轉變?yōu)楫悪幟仕?此反應是由催化的異構化反應 由兩步反應構成，（1）：脫水反應 （2）：水合反應 3.異檸檬酸氧化脫羧轉變?yōu)楫悪幟仕嵫趸擊绒D變?yōu)?酮戊二酸酮戊二酸 異檸檬酸異檸檬酸在 作用下，氧化脫羧而轉變 成 - -酮戊二酸酮戊二酸（ - Ketoglutarate） 4. -酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA 在催化下-酮戊二

44、酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA)； 該脫氫酶復合體的組成及催化過程與丙酮酸脫 氫酶復合體類似。 5.琥珀酰琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應合成酶催化底物水平磷酸化反應 在催化下，琥珀酰CoA的高 能硫酯鍵水解與GDP磷酸化偶聯(lián)，生成琥珀酸、 GTP和輔酶A。 這是三羧酸循環(huán)中唯一直接生成高能磷酸鍵的 反應。 6.琥珀酸脫氫生成延胡索酸琥珀酸脫氫生成延胡索酸 此步反應由催化，其輔酶是 FAD，是三羧酸循環(huán)中唯一與內膜結合的酶。 7.延胡索酸加水生成蘋果酸延胡索酸加水生成蘋果酸 8. 蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 催化此步反應，輔酶是NAD+。 CoA

45、SH NADH+H+ NAD+ NAD+ NADH+H+ FAD FADH2 NADH+H+ NAD+ H2O H2O H2O CoASHCoASH H2O 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 順烏頭酸梅順烏頭酸梅 異檸檬酸脫氫酶 -酮戊二酸脫氫酶復合體酮戊二酸脫氫酶復合體 琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶 延胡索酸酶延胡索酸酶 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 GTPGDP ATPADP 核苷二磷酸激酶 目錄 經(jīng)過一次檸檬酸循環(huán)，經(jīng)過一次檸檬酸循環(huán)， l消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA； l經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化；經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化； l生成生成1

46、分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子CO2， 1分子分子GTP； l關鍵酶有：關鍵酶有：檸檬酸合酶，檸檬酸合酶，-酮戊二酸脫氫酶復合酮戊二酸脫氫酶復合 體，體， 異檸檬酸脫氫酶。異檸檬酸脫氫酶。 整個循環(huán)反應為不可逆反應。整個循環(huán)反應為不可逆反應。 檸檬酸循環(huán)的要點：檸檬酸循環(huán)的要點： 目錄 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)本身無量的變化，不可能通過檸檬酸循環(huán) 直接從乙酰直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或檸檬酸循環(huán)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)物也不能直接在中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能

47、直接在 檸檬酸循環(huán)中被氧化為檸檬酸循環(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： 目錄 表面上看來，檸檬酸循環(huán)運轉必不可少的草酰表面上看來，檸檬酸循環(huán)運轉必不可少的草酰 乙酸在檸檬酸循環(huán)中是不會消耗的，它可被反復利乙酸在檸檬酸循環(huán)中是不會消耗的，它可被反復利 用。實際上：用。實際上： 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 .機體內各種物質代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合機體內各種物質代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合 的，的，TCA循環(huán)中的某些中間代謝物能夠轉變合成循環(huán)中

48、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)其他物質，借以溝通糖和其他物質代謝之間的聯(lián) 系。系。 目錄 .機體糖供不足時，可能引起機體糖供不足時，可能引起TCA循環(huán)運轉障礙，循環(huán)運轉障礙， 這時蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再這時蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再 進一步生成乙酰進一步生成乙酰CoA進入進入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充。所以，草酰乙酸必須不斷被更新補充。 目錄

49、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： 目錄 （三）檸檬酸循環(huán)在三大營養(yǎng)物質代謝中（三）檸檬酸循環(huán)在三大營養(yǎng)物質代謝中 具有重要生理意義具有重要生理意義 1.檸檬酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質分解產(chǎn)能的共檸檬酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質分解產(chǎn)能的共 同通路同通路 。 2.檸檬酸循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系檸檬酸循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系 的樞紐的樞紐。 目錄 H+ + e 進入進入呼吸鏈呼吸鏈徹底氧化生成徹底氧化生成H2O 的同的同 時時ADP偶聯(lián)磷酸化生成偶聯(lián)磷酸化生成ATP。 NADH+H+ H2O

50、、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 目錄 反反 應應輔輔 酶酶最終獲得最終獲得ATPATP 第一階段（胞漿）第一階段（胞漿） 葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-磷酸磷酸-1 果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸-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）第二階段（線粒體基質） 2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5 第三階段（線粒體基質）第三階段（線粒體基質） 2異檸檬酸異檸檬酸2

51、-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 5 由一個葡糖糖總共獲得由一個葡糖糖總共獲得30或或32* 獲得獲得ATP的數(shù)量取決于還原當量進入線粒體的穿梭機制的數(shù)量取決于還原當量進入線粒體的穿梭機制 目錄 糖的有氧氧化是機體糖的有氧氧化是機體產(chǎn)能最主要的途徑產(chǎn)能最主要的途徑。它不。它不 僅僅產(chǎn)能效率高產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次 釋放，相當一部分形成釋放，相當一部分形成A

52、TP，所以，所以能量的利用能量的利用 率也高率也高。 目錄 四、糖有氧氧化的調節(jié)四、糖有氧氧化的調節(jié) 關關 鍵鍵 酶酶 酵解途徑：酵解途徑： 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復合體丙酮酸脫氫酶復合體 三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)： 己糖激酶己糖激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復合體酮戊二酸脫氫酶復合體 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 目錄 （一）（一）丙酮酸脫氫酶復合體的調節(jié)丙酮酸脫氫酶復合體的調節(jié) 別構調節(jié)別構調節(jié) 別構抑制劑：乙酰別構抑制劑：乙酰CoA；NADH；ATP 別構激活劑：別構激活劑：AMP；ADP；NAD+

53、 乙酰乙酰CoA / HSCoA 或或 NADH / NAD+ 時，時， 其活性也受到抑制。這兩種情況見于饑餓、大量其活性也受到抑制。這兩種情況見于饑餓、大量 脂酸被動員利用時，這時糖的有氧氧化被抑制，脂酸被動員利用時，這時糖的有氧氧化被抑制， 大多數(shù)組織器官利用脂酸作為能量來源以確保腦大多數(shù)組織器官利用脂酸作為能量來源以確保腦 等重要組織對葡萄糖的需要。等重要組織對葡萄糖的需要。 目錄 共價修飾調節(jié)共價修飾調節(jié) 目錄 乙酰乙酰CoA 檸檬酸檸檬酸 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

54、脫氫酶脫氫酶 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸酮戊二酸 脫氫酶復合體脫氫酶復合體 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)反應循環(huán)中后續(xù)反應 中間產(chǎn)物別位反饋抑中間產(chǎn)物別位反饋抑 制前面反應中的酶制前面反應中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可 激活許多酶激活許多酶 （二）檸檬酸循環(huán)的調節(jié)（二）檸檬酸循環(huán)的調節(jié) 目錄 2檸檬酸循環(huán)與上游和下游反應協(xié)調檸檬酸循環(huán)與上游和下游反應協(xié)調 在正常情況下，（糖）酵解途徑和檸檬酸循在正常情況

55、下，（糖）酵解途徑和檸檬酸循 環(huán)的速度是相協(xié)調的。這種協(xié)調不僅通過高環(huán)的速度是相協(xié)調的。這種協(xié)調不僅通過高 濃度的濃度的ATP、NADH的抑制作用，亦通過檸檬的抑制作用，亦通過檸檬 酸對磷酸果糖激酶酸對磷酸果糖激酶-1的別構抑制作用而實現(xiàn)。的別構抑制作用而實現(xiàn)。 氧化磷酸化的速率對檸檬酸循環(huán)的運轉也起氧化磷酸化的速率對檸檬酸循環(huán)的運轉也起 著非常重要的作用。著非常重要的作用。 目錄 有氧氧化的調節(jié)特點有氧氧化的調節(jié)特點 有氧氧化的調節(jié)通過對其有氧氧化的調節(jié)通過對其關鍵酶關鍵酶的調節(jié)實現(xiàn)。的調節(jié)實現(xiàn)。 ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程調節(jié)。該比值比值全程調節(jié)。該比值 升高，所有關鍵酶均被

56、抑制。升高，所有關鍵酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影響檸檬酸循環(huán)。前者速率降氧化磷酸化速率影響檸檬酸循環(huán)。前者速率降 低，則后者速率也減慢。低，則后者速率也減慢。 檸檬酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調。檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調。檸檬酸循環(huán) 需要多少乙酰需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應產(chǎn)生多少，則酵解途徑相應產(chǎn)生多少 丙酮酸以生成乙酰丙酮酸以生成乙酰CoA。 目錄 2ADPATP+AMP 腺苷酸激酶腺苷酸激酶 體內體內ATP濃度是濃度是AMP的的50倍，經(jīng)上述反應倍，經(jīng)上述反應 后，后，ATP/AMP變動比變動比ATP變動大，有信號放大變動大，有信號放大 作用，從而發(fā)揮有效的調節(jié)作用。作用

57、，從而發(fā)揮有效的調節(jié)作用。 有氧氧化全過程中許多酶的活性都受細胞內有氧氧化全過程中許多酶的活性都受細胞內 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。協(xié)調。 目錄 五、糖有氧氧化可抑制糖無氧氧化五、糖有氧氧化可抑制糖無氧氧化 * 概念概念 * 機制機制 有氧時，有氧時，NADH+H+進入線粒體內氧化，丙進入線粒體內氧化，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，缺氧時，酵解途徑加強，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

58、應巴斯德效應(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。 目錄 第第 四四 節(jié)節(jié) 磷酸戊糖途徑 pentose phosphate pathway 目錄 磷酸戊糖途徑（磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway） 是指從糖酵解的中間產(chǎn)物是指從糖酵解的中間產(chǎn)物6-磷酸磷酸-葡萄糖葡萄糖開始形開始形 成旁路，通過氧化、基團轉移兩個階段生成成旁路，通過氧化、基團轉移兩個階段生成果果 糖糖-6-磷酸和磷酸和3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛，從而返回糖酵解的，從而返回糖酵解的 代謝途徑，亦稱為代謝途徑，亦稱為磷酸

59、戊糖旁路（磷酸戊糖旁路（pentose phosphate shunt）。 磷酸戊糖途徑不能產(chǎn)生磷酸戊糖途徑不能產(chǎn)生ATP，其主要意義，其主要意義 是生成是生成NADPH和磷酸核糖，和磷酸核糖， 目錄 n細胞定位：細胞定位：胞液胞液 第一階段：氧化反應第一階段：氧化反應 一、磷酸戊糖途徑的分為兩個反階段一、磷酸戊糖途徑的分為兩個反階段 n反應過程可分為二個階段反應過程可分為二個階段: : 第二階段：非氧化反應第二階段：非氧化反應 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2。 包括一系列基團轉移。包括一系列基團轉移。 目錄 C C C C COO CH2O H OH OH OHH H

60、 HO H P P 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 CH2OH C=O C C CH2O OH OHH H P P 核酮糖核酮糖 -5-磷酸磷酸 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 葡糖-6-磷酸脫氫酶脫氫酶 葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶 CH2OH C O 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 C C C C C CH2O H OH OH OH H H HO H H O P P 葡糖葡糖-6-磷酸內酯磷酸內酯 C C C C C=O CH2O H OH OH H H HO H O P P （一）第一階段是氧化反應（一）第一階段是氧化反應 5-磷酸核糖磷酸核糖 目錄 催