糖代謝藥學(xué)課件

1、1第二篇物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)換2第二篇內(nèi)容概要v 生物氧化v 糖代謝v 脂類代謝v 蛋白質(zhì)的分解代謝v 核酸與核苷酸代謝v 代謝與代謝調(diào)控總論3 糖糖 脂類脂類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)消化消化吸收吸收簡單物質(zhì)簡單物質(zhì)合成合成（同化）（同化）復(fù)雜物質(zhì)復(fù)雜物質(zhì)（異化）（異化）分解分解簡單物質(zhì)簡單物質(zhì)廢物廢物排泄排泄物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝合成合成分解分解轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)生成生成貯存貯存釋放釋放轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化生命現(xiàn)象生命現(xiàn)象能量代謝能量代謝水水無機(jī)鹽無機(jī)鹽維生素維生素纖維素纖維素分分解解4糖糖葡萄糖葡萄糖脂類脂類甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸乙酰乙酰coa co2 nadh+h+fadh2h2o 氧化磷酸化氧化

2、磷酸化adp+piatp三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段5第九章糖 代 謝metabolism of carbohydrates6內(nèi)容提綱v 糖的消化吸收v 糖的分解代謝糖的無氧分解糖的有氧氧化磷酸戊糖途徑v 糖原的合成與分解v 糖異生v 血糖水平的調(diào)節(jié)7糖 代 謝 概 況 葡萄糖葡萄糖 酵解途徑酵解途徑 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 無無氧氧 h2o及及co2 乳酸乳酸 糖異生途徑糖異生途徑 乳酸、氨基酸乳酸、氨基酸及甘油及甘油 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+食物糖食物糖消化與吸收消化與

3、吸收 atp 8分解代謝分解代謝： 無氧氧化無氧氧化葡萄糖在缺氧時生成乳酸葡萄糖在缺氧時生成乳酸 有氧氧化有氧氧化葡萄糖徹底氧化成葡萄糖徹底氧化成co2和和h2o 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑提供核糖、提供核糖、nadph合成代謝合成代謝： 糖原的合成糖原的合成貯存貯存轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化： 糖異生糖異生非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖或糖原非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖或糖原 9第一節(jié) 糖的消化與吸收digestion and absorption of carbohydrates10一、糖的消化淀粉淀粉-淀粉酶（唾液、胰液）淀粉酶（唾液、胰液）麥芽糖麥芽糖 + 麥芽三糖麥芽三糖-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 （包括麥芽糖酶）（包括麥芽

4、糖酶）葡萄糖葡萄糖-臨界糊精臨界糊精+ +異麥芽糖異麥芽糖葡萄糖葡萄糖-臨界糊精酶臨界糊精酶（包括異麥芽糖酶）（包括異麥芽糖酶）消化產(chǎn)物還有少量半乳糖、果糖等單糖消化產(chǎn)物還有少量半乳糖、果糖等單糖11食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無無 -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腸蠕動等作用，也是維持健康所必需。所必需。121. 吸收部位：吸收部位：小腸上段小腸上段 2. 吸收形式：吸收形式：單單 糖糖 二、糖的吸收 吸收機(jī)制：吸收機(jī)制： 依賴特定載體轉(zhuǎn)運(yùn)，主動耗能依賴特定載體轉(zhuǎn)運(yùn)，主動耗能 在吸收過

5、程中同時伴有在吸收過程中同時伴有na+轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) （na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體，依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體，sglt）13144. 吸收途徑吸收途徑 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 各種組織細(xì)胞各種組織細(xì)胞 glut glut：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter)，已發(fā)現(xiàn)有已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體體(glut 15)。15第二節(jié) 糖的分解代謝catabolism of glucose16u 糖的無氧分解u 糖的有氧氧化u 磷酸戊糖途徑 定義定義 反應(yīng)過程反應(yīng)過程 調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶 生理意義生理意義1

6、7一、糖的無氧分解v 概念概念 在缺氧的情況下，葡萄糖經(jīng)一系在缺氧的情況下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而還原生成乳酸的列酶促反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而還原生成乳酸的過程稱為糖的無氧氧化（過程稱為糖的無氧氧化（anaerobic oxidation），亦稱），亦稱糖酵解（糖酵解（glycolysis）。 18糖無氧分解的總反應(yīng)式：葡萄糖葡萄糖 + 2pi + 2adp2乳酸乳酸 + 2atp + 2h2o19（一）糖無氧分解的反應(yīng)過程（一）糖無氧分解的反應(yīng)過程 第一階段：葡萄糖分解為丙酮酸第一階段：葡萄糖分解為丙酮酸 糖酵解途徑糖酵解途徑 第二階段：丙酮酸還原為乳酸第二階段：丙酮酸還原為乳酸*

7、糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿20乳酸乳酸糖酵解過程 21p3ppoohohch2ch2oo12546ch2ocoh2cohp磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮123+oohohch2ch2ohopp異構(gòu)異構(gòu)6-磷酸果糖磷酸果糖hcohcohh2cop564磷酸甘油醛磷酸甘油醛ppcohcohh2coo1，3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸pcohcohh2cooh3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸pcoh2ccoo hohh2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸coch2coo hp磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸coch3oohc丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖oohch2oppgg葡萄糖葡萄糖活化活化裂解裂解

8、脫氫脫氫異構(gòu)異構(gòu)ppoohohch2ch2oop1，6-二磷二磷酸果糖酸果糖活化活化產(chǎn)能產(chǎn)能脫水脫水異構(gòu)異構(gòu)產(chǎn)能產(chǎn)能hhoh22 葡萄糖磷酸化為葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖atp adpmg2+ 己糖激酶(hexokinase)glu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp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 hoohh

9、 oh h oh h h6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, g-6-p)p p o ch2oh hoohh oh h oh h h第一階段： 葡萄糖分解成2分子丙酮酸23哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶種己糖激酶同工酶，分別稱為同工酶，分別稱為至至型。肝細(xì)胞中存型。肝細(xì)胞中存在的是在的是型，稱為葡萄糖激酶型，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是：它的特點(diǎn)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(diào)控受激素調(diào)控 24 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿崞咸烟寝D(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖異構(gòu)酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄

10、糖 p p o ch2oh hoohh oh h oh h h6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, f-6-p)glu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸25 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峁寝D(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果雙磷酸果糖糖 atp adp mg2+ 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 1(6-

11、phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖(1, 6-fructose-biphosphate, f-1,6-2p)glu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸26ch2ohoccccch2oohohohhhp pp p1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 磷酸己糖裂解成磷酸己糖裂解

12、成2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖 醛縮酶(aldolase)磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 + +chochohchohohch2poch2p poch2ohcoch2poch2p poglu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸27 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶 磷酸丙糖異構(gòu)酶 (

13、phosphotriose isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 chochohchohohch2poch2p po磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 ch2ohcoch2poch2p poglu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸28 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+ n

14、adh+h+ 3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 chochohchohohch2poch2p po1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 o=ccohch2pop pop poglu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙

15、酮酸29 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 adp atp 磷酸甘油酸激酶 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸o=ccohch2pop pop po3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 coohcohch2pop po磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase) glu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯

16、醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸30 在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使新分布，生成高能鍵，使adp磷酸化生成磷酸化生成at p 的 過 程 ， 稱 為的 過 程 ， 稱 為 底 物 水 平 磷 酸 化底 物 水 平 磷 酸 化(substrate level phosphorylation) 。 31 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视退徂D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 coohcohch2pop po2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 coohcch2p

17、op poohohglu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸32 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖崃姿岣视退徂D(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?烯醇化酶(enolase)2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 coohcch2pop poohoh+ + h2o磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, p

18、ep)coohcch2p poglu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸33adp atp k+ mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase) 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸， 并并通過通過底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成atp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 coohcc

19、h2p po丙酮酸丙酮酸 coohc=och3glu g-6-p f-6-p f-1,6-2patp adp atp adp 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-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3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛nad+nadh+h+adpatpadpatp磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸34第二階段：丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸nadh+h+ 來自于上述第來自于上述第6步反應(yīng)中步反應(yīng)中的的 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(ldh) nadh + h+ nad+ 35乳酸乳酸

20、糖酵解過程一次脫氫一次脫氫二次底物二次底物水平磷酸化水平磷酸化已糖激酶已糖激酶6-磷酸果糖磷酸果糖激酶激酶-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶三個關(guān)鍵酶三個關(guān)鍵酶 36e1:己糖激酶己糖激酶 e2: 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -1 e3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 nad+ 乳乳 酸酸 糖酵解的代謝途徑glug-6-pf-6-pf-1, 6-2patp adp atpadp1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 nad+ nadh+h+ adp atp adp atp

21、磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 e2e1e3nadh+h+ 37 糖酵解的要點(diǎn) 一次脫氫（一次脫氫（nadh） 二個底物水平磷酸化反應(yīng)二個底物水平磷酸化反應(yīng) 三次不可逆反應(yīng)三次不可逆反應(yīng) 關(guān)鍵酶有：關(guān)鍵酶有：己糖激酶或葡萄糖激酶己糖激酶或葡萄糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 產(chǎn)能：生成產(chǎn)能：生成4個個atp，消耗，消耗2個個atp， 凈生成凈生成2個個atp38果糖果糖己糖激酶glug-6-pf-6-pf-1,6-2patpadpatpadp丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖半乳糖激酶變位酶甘露糖甘露糖6-磷酸甘露糖磷酸甘露

22、糖己糖激酶變位酶除葡萄糖外，其它除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己磷酸己糖糖而進(jìn)入酵解途徑。而進(jìn)入酵解途徑。 39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 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) 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) （二）糖酵解的調(diào)節(jié)401. 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 變構(gòu)調(diào)節(jié)：變構(gòu)調(diào)節(jié)： 激活劑激活劑 amp、adp 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 （正反饋）（正反饋） 2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 抑制劑抑制劑 檸檬酸檸檬酸、 atp（高濃度）高濃度） 此酶有二個結(jié)合此酶有二個結(jié)合atp的部位：的部位： 活性中心底物結(jié)合

23、部位（低濃度時）活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時） 活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時） 41f-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）6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 -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 -2 6-磷酸果糖磷酸

24、果糖激酶激酶-1的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)422. 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 變構(gòu)調(diào)節(jié)：激活劑變構(gòu)調(diào)節(jié)：激活劑 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 抑制劑抑制劑 atp、丙氨酸丙氨酸 共價修飾調(diào)節(jié)：丙酮酸激酶被磷酸化后共價修飾調(diào)節(jié)：丙酮酸激酶被磷酸化后 即失活即失活43atp adp pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 （有活性） 胰高血糖素胰高血糖素 pka, cam激酶激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 （無活性）（無活性） patp camp 丙酮酸激酶的丙酮酸激酶的共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)443. 葡萄糖激酶或己糖激酶葡萄糖激酶或己糖激酶* 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，可反饋抑制己糖激酶

25、，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。但肝葡萄糖激酶不受其抑制。* 長鏈脂肪酰長鏈脂肪酰coa可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶?？蓜e構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。* 胰島素胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的表達(dá)，促進(jìn)可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的表達(dá)，促進(jìn)酶蛋白的合成。酶蛋白的合成。45 迅速提供能量迅速提供能量 機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式機(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某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。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，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞（三）糖酵解的生理意義46v 糖的無氧氧化小結(jié)

26、事件：糖酵解事件：糖酵解地點(diǎn)：胞漿地點(diǎn)：胞漿條件：缺氧條件：缺氧目的：快速產(chǎn)能目的：快速產(chǎn)能領(lǐng)銜主演：葡萄糖（領(lǐng)銜主演：葡萄糖（g）聯(lián)合主演：己糖激酶聯(lián)合主演：己糖激酶 磷酸磷酸果糖激酶果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶后事如何？后事如何？產(chǎn)能的方式：產(chǎn)能的方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化產(chǎn)能的數(shù)量：產(chǎn)能的數(shù)量：從從g開始開始 2 22 - 2= 2 2 - 2= 2 atp 從從gn開始開始 2 22 - 1= 3 2 - 1= 3 atp47 終產(chǎn)物乳酸的去路終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。u分解利用分解利用 u乳酸循環(huán)（糖異生）乳酸循環(huán)（

27、糖異生）48（一）有氧氧化的反應(yīng)過程（一）有氧氧化的反應(yīng)過程 1 1. 葡萄糖分解成丙酮酸葡萄糖分解成丙酮酸 2 2. 丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰coa 3 3. 三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化 （二）有氧氧化的生理意義（二）有氧氧化的生理意義（三）有氧氧化的調(diào)節(jié)（三）有氧氧化的調(diào)節(jié)二、糖的有氧氧化49 糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在機(jī)體氧供充足時，指在機(jī)體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化葡萄糖徹底氧化成成h2o和和co2，并釋放出并釋放出能量能量的過程。的過程。是機(jī)體主要供能方式。是機(jī)體主要供能方式。* 部位：胞液及線粒體部位：胞

28、液及線粒體 * * 概念概念 50糖的有氧氧化概況o2o2o2胞液胞液線粒體線粒體6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰coatacco2h+eh2o51（一）有氧氧化的反應(yīng)過程（一）有氧氧化的反應(yīng)過程 第一階段：糖酵解途徑（胞液）第一階段：糖酵解途徑（胞液） 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧（線粒體）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)及氧化磷酸化第三階段：三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化 （線粒體）（線粒體） 521.1.丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸丙酮酸乙酰輔酶乙酰輔酶a丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體nad， hscoa nadhh，c

29、o2 丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰coa (acetyl coa)?？偡磻?yīng)式總反應(yīng)式: 53丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成hscoanad+ 酶酶 輔輔 酶酶 ssl硫辛酸硫辛酸（ )hscoafad, nad+e3：二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶e2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶tppe1：丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶54丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程1. 丙酮酸脫羧形成羥乙基丙酮酸脫羧形成羥乙基-tpp。 2. 由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(e2)催化形成乙酰硫辛催化形成乙

30、酰硫辛酰胺酰胺-e2。3. 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(e2)催化生成乙酰催化生成乙酰coa, 同時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為同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(zhuǎn)移給轉(zhuǎn)移給nad+，形成形成nadh+h+。55co2 coashnad+nadh+h+5.5. nadh+h+的生成的生成1. 1. - -羥乙基羥乙基- -tpp的生成的生成

31、 2.2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.3.乙酰乙酰coa的生成的生成4. 4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 56（二）三羧酸循環(huán)（二）三羧酸循環(huán) 乙酰乙酰coa進(jìn)入由一連串反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)進(jìn)入由一連串反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)體系，被氧化生成體系，被氧化生成co2和還原當(dāng)量。由于這和還原當(dāng)量。由于這個循環(huán)反應(yīng)開始于乙酰個循環(huán)反應(yīng)開始于乙酰coa與草酰乙酸縮合與草酰乙酸縮合生成含有三個羧基的檸檬酸，因此稱之為生成含有三個羧基的檸檬酸，因此稱之為三三羧酸循環(huán)羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle，tac)或或檸檬酸循環(huán)。檸檬酸循環(huán)。 nad+nadh+ h+nadh+hnad

32、nadh + h+gdp+pigtpfadh2fad+nad+co2h 2 oco2乙酰乙酰 coa(1)(5)(6)(7)(8)(3)(4)(2)檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰 coa琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸h o2h2ohscoahscoahscoah 2 oh 2 o1 12 23 34 4(2)57三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程草酰乙酸草酰乙酸 + 乙酰乙酰coa檸檬酸檸檬酸檸檬酸合酶檸檬酸合酶異檸檬酸異檸檬酸hscoa異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶- -酮戊二酸酮戊二酸 nadh + h+nad+co2琥珀酰琥珀酰coa

33、-酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體脫氫酶復(fù)合體 nadh + h+nad+co2hscoa58三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸底物水平磷酸化底物水平磷酸化hscoa蘋果酸蘋果酸nadh + h+nad+草酰乙酸草酰乙酸gdp+pigtpfadfadh2h2o59coashnadh+h+nad+nad+nadh+h+fadfadh2nadh+h+nad+h2oh2oh2ocoashcoashh2o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異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)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

34、脫氫酶蘋果酸脫氫酶gtpgdpatpadp核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶60乙酰乙酰coa + 3nad+ + fad + gdp + pi + 2h2o 2co2 +3nadh +3h+ +fadh2 +gtp +hscoagtpgdpatpadp61 三羧酸循環(huán)的要點(diǎn) 一次底物水平磷酸化（一次底物水平磷酸化（1分子分子gtp） 二次脫羧（二次脫羧（2分子分子co2） 三次不可逆反應(yīng)三次不可逆反應(yīng) 關(guān)鍵酶有：關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶檸檬酸合酶 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 四次脫氫四次脫氫 (1分子分子fadh2，3分子分子nadh+h+ )62三羧酸循

35、環(huán)的生理意義三羧酸循環(huán)的生理意義v是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；v是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；v為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體；為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體；v為呼吸鏈提供為呼吸鏈提供h+ + e。63（二）有氧氧化的生理意義（二）有氧氧化的生理意義 糖的有氧氧化是機(jī)體糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的產(chǎn)能最主要的途徑途徑。它不僅。它不僅產(chǎn)能效率高產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成atp，所以所以能量的利用率也高能量的利用率也高。64h+ + e 進(jìn)入進(jìn)入呼吸

36、鏈呼吸鏈徹底氧化生成徹底氧化生成h2o 的的同時同時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 有氧氧化生成的atp 65有氧氧化生成的有氧氧化生成的atp第三階段第三階段第二階段第二階段第一階段第一階段30或或32atpatp產(chǎn)生產(chǎn)生輔酶輔酶反反 應(yīng)應(yīng) -1葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2.52 nad+蘋果酸蘋果酸 草酰乙酸草酰乙酸1.52fad琥珀酸琥珀酸 延胡索酸延胡索酸 12琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶a a 琥珀酸琥珀酸2.52nad+ -酮戊二酸酮戊二酸 琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶a2.52nad+異檸檬酸異

37、檸檬酸 -酮戊二酸酮戊二酸2.52nad+丙酮酸丙酮酸 乙酰輔酶乙酰輔酶a 12磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 121,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油磷酸甘油酸酸2.5(或或1.5)2nad+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸酸 -1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-二磷酸果二磷酸果糖糖66糖酵解與有氧氧化的儲能效率糖酵解與有氧氧化的儲能效率v糖酵解：糖酵解： +2adp+2pi +2atp+2h2o g0 - 47kcal/mol （每（每mol atp儲能儲能7.3kcal） 儲能效率儲能效率=2 7.3 / 47= 31%提問提問：其余能量

38、何處去？：其余能量何處去？答案答案：以熱量形式。一部分維持體溫，一部分散失。：以熱量形式。一部分維持體溫，一部分散失。v有氧氧化：有氧氧化：c6h12o6 + 3032adp + 3032pi6o2 3032atp + 6co244 h2o g0 -679kcal/mol 儲能效率儲能效率=32 (30)7.3/679= 34.4%（32.3%)v比世界上任何一部熱機(jī)的效率都高！比世界上任何一部熱機(jī)的效率都高！67（三）有氧氧化的調(diào)節(jié)（三）有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 酵解途徑：酵解途徑：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：三羧

39、酸循環(huán)：檸檬酸合酶檸檬酸合酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體681.1.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)v 變構(gòu)調(diào)節(jié)：變構(gòu)調(diào)節(jié)： 抑制劑抑制劑 ：乙酰：乙酰coa、 atp、 nadh 激活劑激活劑 ：amp、adp、nad+ * 乙酰乙酰coa/hscoa 或或 nadh/nad+ 時，時，其活性會受到抑制。其活性會受到抑制。69v 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) 70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

40、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 -酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體脫氫酶復(fù)合體 atp adp atp 檸檬酸 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)物別位反饋抑中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶制前面反應(yīng)中的酶 其他，如其他，如ca2+可可激活許多酶激活許多酶2. 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)adp 71三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)與上游和下游反應(yīng)相協(xié)調(diào)三羧酸循環(huán)與上游和下游反應(yīng)相協(xié)調(diào)三羧酸

41、循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰循環(huán)需要多少乙酰coa，則酵解途徑相應(yīng)則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰coa；氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)，前者速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。率降低，則后者速率也減慢。72有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn) 有氧氧化的調(diào)節(jié)是為了適應(yīng)機(jī)體或器有氧氧化的調(diào)節(jié)是為了適應(yīng)機(jī)體或器官對能量的需要官對能量的需要 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶的調(diào)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)實(shí)現(xiàn) atp/adp或或atp/amp比值全程影響有比值全程影響有氧氧化的速率

42、氧氧化的速率73 巴斯德效應(yīng) 有氧氧化抑制生醇發(fā)酵（或糖酵解）有氧氧化抑制生醇發(fā)酵（或糖酵解）的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)（的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)（pastuer effect）。）。* 機(jī)制機(jī)制 有氧時，有氧時，nadh+h+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，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丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸; 缺氧時，酵解途徑加強(qiáng)，缺氧時，酵解途徑加強(qiáng)，nadh+h+在胞在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。74糖的有氧氧化與糖酵解的區(qū)別機(jī)體產(chǎn)能的主要方式機(jī)體產(chǎn)能的主要方式生理意義生理意義糖酵解關(guān)鍵酶加上丙酮酸脫氫糖酵解關(guān)鍵酶

43、加上丙酮酸脫氫酶復(fù)合體，檸檬酸合酶，異檸酶復(fù)合體，檸檬酸合酶，異檸檬酸脫氫酶，檬酸脫氫酶，-酮戊二酸脫氫酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酶復(fù)合體關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶1mol葡萄糖凈生成葡萄糖凈生成3 303 32molatp產(chǎn)能產(chǎn)能糖原、葡萄糖糖原、葡萄糖h2o+co2底物產(chǎn)物底物產(chǎn)物有氧有氧需氧條件需氧條件胞液，線粒體胞液，線粒體反應(yīng)部位反應(yīng)部位有氧氧化有氧氧化迅速供能迅速供能6-磷酸果糖激磷酸果糖激-1,-1,己糖激酶己糖激酶, ,丙酮酸激酶丙酮酸激酶1 1mol葡萄糖凈生成葡萄糖凈生成2 2molatp糖原、葡萄糖糖原、葡萄糖乳酸乳酸無氧或缺氧無氧或缺氧胞液胞液糖酵解糖酵解75* * 概念概念磷酸戊糖途徑磷

44、酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸磷酸戊糖戊糖及及nadph+h+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過程。磷酸果糖的反應(yīng)過程。三、磷酸戊糖途徑磷酸戊糖磷酸戊糖76* * 細(xì)胞定位：胞細(xì)胞定位：胞 液液 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（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程* 反應(yīng)過程可分為二個階段反應(yīng)過程可分為二個階段 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。 77cccccooch2ohohohohhhhoh

45、p p6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 ch2ohc=occch2oohohhhp p5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 nadph+h+ nadp+ h2o nadp+ co2 nadph+h+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶 ch2oh c o 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 cccccch2ohohohohhhhohhop p6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 ccccc=och2ohohohhhhohop p1. 磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖 78v催化第一步脫氫反應(yīng)的催化第一步脫氫反應(yīng)的6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。v兩次脫氫脫下的氫均由兩次脫氫脫下的氫均由nadp+接受生成接受生成nadph + h+。v反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間產(chǎn)物。產(chǎn)物。g-6-p 5-5-磷酸核糖磷酸核