講義教案第5章糖代謝

1、E1供能E2GluATPG-6-PF-6-PATPF-1, 6-2PADPADP3-磷酸甘油醛NAD+ NADH+H+1,3-二磷酸甘油酸ADPATP3-磷酸甘油酸磷酸二羥E1:己糖激酶E2: 6-磷酸果糖激酶-1E3:酸激酶乳 酸NAD+NADH+H+2-磷酸甘油酸ATPADP酸磷酸烯醇式酸1E3Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of糖酵解的代謝途徑第三節(jié)糖的有氧氧化Aerobic Oxidation of Carbohydrate2Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of

2、 Education of*概念糖的有氧氧化（aerobic oxidation）葡萄糖或糖原在有氧條件下徹底氧化成H2O和CO2，并出大量能量的過程。是機體主要供能方式。*部位胞液及線粒體3Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of一、有氧氧化的反應(yīng)過程G（Gn）胞液酸第一階段：酵解途徑第二階段：酸的氧化脫羧乙酰CoA第三階段：三線粒體CO2第四階段：氧化磷酸化TCA循環(huán)ONADH+H+ FADH2H O2ATPADP4Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Educatio

3、n of（一）葡萄糖或糖原生成酸E1E2GluG-6-PF-6-PATPF-1, 6-2PATPADPADP3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+1,3-二磷酸甘油酸ADPATP3-磷酸甘油酸磷酸二羥 酵解途徑2-磷酸甘油酸ATPADP酸磷酸烯醇式酸E35Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A（二）酸進入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA（acetyl CoA）?？偡磻?yīng)式:NAD+ , HSCoACO2 , NADH + H+酸乙酰CoA酸脫氫酶復合體6Key Lab of Laboratory Medi

4、cine, Ministry of Education of酸脫氫酶復合體的組成HSCoANAD+輔 酶酶E1：酸脫氫酶TPP硫辛酸（ L HSCoAFAD, NAD+S）E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶SE3：二氫硫辛酰胺脫氫酶7Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of酸脫氫酶復合體催化的反應(yīng)過程酸脫羧形成羥乙基-TPP。1.2. 由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3. 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)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（-SH）。4. 二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使

5、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(zhuǎn)移給NAD+，形成NADH+H+。8Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of1. -羥乙基-TPP的生成CO22.乙酰硫辛酰胺的生成NADH+H+5. NADH+H+的生成NAD+CoASH3.乙酰CoA的生成4. 硫辛酰胺的生成（三）三*概述三（Tricarboxylic acid Cycle, TAC）也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因為循環(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三的學說，

6、故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反應(yīng)組成。反應(yīng)部位*所有的反應(yīng)均粒體中進行。10Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education ofH2OH2OH OCoASH2NADH+H+NAD+檸檬酸合酶順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復合體琥珀酰CoA琥珀酸脫氫酶酶NAD+NADH+H+延胡索酸酶酸脫氫酶NAD+CO2H2OGDP+Pi GTP CoASHNADH+H+FADCO2FADH2CoASH小結(jié) 三的概念：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(yīng)的過程。 T

7、AC過程的反應(yīng)部位是線粒體。12Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of 三經(jīng)過一次三 消耗一的要點，乙酰CoA，脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。 生成1FADH2，3GTP。NADH+H+，2CO2， 1 關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶-酮戊二酸脫氫酶復合體異檸檬酸脫氫酶 整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of13 三的中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本三身無量的變化，不可能通過三直接從中其他產(chǎn)中乙酰CoA草酰乙酸或三物，同樣中間

8、產(chǎn)物也不能直接在三被氧化為CO2及H2O。14Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of三的生理意義 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)代謝的樞紐15Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education ofTAC的數(shù)量與性循環(huán)中的中間產(chǎn)物是否保持恒定？.機體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此、相互配合的，TAC中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變其他。物質(zhì)，借以糖和其他物質(zhì)代謝之間的例如： 草酰乙酸-酮戊二酸檸檬酸琥珀酰CoA天冬氨酸谷氨酸脂肪酸卟啉16Key Lab of

9、Laboratory Medicine, Ministry of Education of.機體糖供不足時，可能引起TAC運轉(zhuǎn)，這時一酸、草酰乙酸可脫羧生成酸，再進乙酰CoA進入TAC氧化分解。NAD+酸NADH + H+CO2酸酸酶CO2草酰乙酸酸草酰乙酸脫羧酶所以，草酰乙酸必須不斷被更新補充。Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of17Ø 草酰乙酸的來源如下：酸檸檬酸裂解酶脫氫酶酸檸檬酸NADH+H+NAD+乙酰CoA-酮戊二酸谷氨酸CO2酸天冬氨酸酸羧化酶谷草轉(zhuǎn)氨酶18Key Lab of Laborato

10、ry Medicine, Ministry of Education of草酰乙酸二、有氧氧化生成的ATPH+ + e 進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP。ONADH+H+H2O、3ATPOFADH2H2O、2ATP19Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of第一階段：酵解途徑 ？酸的氧化脫羧 ？第二階段：第三階段：三葡萄糖經(jīng)酵解途徑產(chǎn)生的能量？120Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of反應(yīng)輔酶最終獲得ATP第一階段（胞

11、漿）葡糖糖6-磷酸葡糖糖6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛2×1,3-二磷酸甘油酸2×1,3-二磷酸甘油酸2×3-磷酸甘油酸-1-14或6*222NADH2×磷酸烯醇式酸2×酸第二階段（線粒體基質(zhì)）酸2×乙酰CoA2×2NADH6第三階段（線粒體基質(zhì)）2×異檸檬酸2×-酮戊二酸2×-酮戊二酸2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA2×琥珀酸2×琥珀酸2×延胡索酸2NADH2NADH662462FADH22NADH酸2×草

12、酰乙酸2×36或38由一個葡糖糖總共獲得21Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of三、有氧氧化的調(diào)節(jié) 酵解途徑：己糖激酶酸激酶6-磷酸果糖激酶-1關(guān)鍵酶酸的氧化脫羧：酸脫氫酶復合體 三：檸檬酸合酶-酮戊二酸脫氫酶復合體異檸檬酸脫氫酶22Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of酸脫氫酶復合體1. 別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)激活劑：AMP; ADP; NAD+別構(gòu)抑制劑：乙酰CoA; NADH; ATP* 乙酰CoA/HSCoA­或 NADH/NA

13、D+­時，其活性也受到抑制。23Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of 共價修飾調(diào)節(jié)24Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of乙酰CoA2. 三的調(diào)節(jié)ATP檸檬酸NADH 琥珀酰CoA+ ADP ATP、ADP的影響檸檬酸合酶草酰乙酸檸檬酸 產(chǎn)物堆積引起抑制異檸檬酸酸FADH2NADHATP異檸檬酸脫氫酶+ ADP循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)-酮戊二酸 Ca2+中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶-酮戊二酸脫氫酶復合體琥珀酰CoA+ Ca2+琥珀酰CoA

14、GTPATP3.其他，如Ca2+可激活許多酶NADH25Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of四、有氧氧化的生理意義 糖的有氧氧化是機體產(chǎn)能最主要的途徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次，相當一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。簡言之，即“供能”26Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of五、相*概念節(jié)效應(yīng)（Pastuer effect）指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。* 機制有氧時，NADH+H+進入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進入線進一步氧化

15、而不生成乳酸;缺氧時，酵解途徑加強，NADH+H+在胞漿濃度升高，酸作為氫接受體生成乳酸。27Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of第四節(jié)磷酸戊糖途徑PentosePhosphatePathway28Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of* 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(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過程。29Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of

16、Education of一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程* 細胞定位：胞液* 反應(yīng)過程可分為二個階段Ø 第一階段：氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2Ø 第二階段則是非氧化反應(yīng)一系列基團轉(zhuǎn)移。30Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of1. 磷酸戊糖生成6-磷酸葡萄糖脫氫酶NADP+COH2OHHNADPH+H+H6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸CH2OHC=OCHO6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶HH HC CCOHOH OHCO2NADP+NADPH+H+CH2O5-磷酸核糖5-磷酸核酮

17、糖Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of31NADP+G-6-PNADPH+H+NADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖CO2 催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。 兩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非常重要的中間產(chǎn)物。32Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of2. 基團轉(zhuǎn)移反應(yīng) 每36-磷酸葡萄糖同時參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過3C、4C、6C、7C等演變階段，最終生

18、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(pentose phosphate shunt)。33Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of5-磷酸核酮糖(C5) ×35-磷酸核糖C57-磷酸C74-磷酸赤蘚糖C46-磷酸果糖C65-磷酸木酮糖C53-磷酸甘油醛C36-磷酸果糖C65-磷酸木酮糖C53-磷酸甘油醛C334Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of6-磷酸葡萄糖(

19、C6)×33NADP+6-磷酸葡萄糖脫氫酶3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)×3第一階段6-磷酸葡萄糖酸(C )×363NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶CO25-磷酸核酮糖(C5) ×35-磷酸核糖C57-磷酸C74-磷酸赤蘚糖C46-磷酸果糖5-磷酸木酮糖C53-磷酸甘油醛C36-磷酸果糖C65-磷酸木酮糖C5第二階段3-磷酸甘油醛C3Key Lab of LCabo6ratory Medicine, Ministry of Education of35磷酸戊糖途徑總反應(yīng)式3×6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+2

20、×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO236Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of二、磷酸戊糖途徑的生理意義（一）產(chǎn)生5-磷酸核糖，參加核酸的生物（二）產(chǎn)生NADPH+H+作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)1. NADPH是體內(nèi)許多代謝的供氫體2. NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與肝臟生物轉(zhuǎn)化有關(guān)3. NADPH可維持GSH（谷胱甘肽）的還原性AAH22G-SHG-S-S-GNADPH+H+NADP+（三）提供糖類物質(zhì)相互轉(zhuǎn)變的平臺Key Lab of Laboratory Medicine, Min

21、istry of Education of37第五節(jié)糖異生作用Gluconeogenesis38Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of* 概念糖異生（gluconeogenesis）是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。* 部位主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體* 原料主要有酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸39Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of一、糖異生的代謝途徑* 定義糖異生途徑（gluconeogenic pathway）指從丙酮酸生成葡萄糖的具

22、體反應(yīng)過程。* 過程Ø 糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；Ø 酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時，另外的反應(yīng)和酶代替。40Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education ofE1E2GluG-6-PF-6-PATPF-1, 6-2PATPADPADP3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+1,3-二磷酸甘油酸ADPATP3-磷酸甘油酸磷酸二羥E1:己糖激酶E2: 6-磷酸果糖激酶-1E3:酸激酶乳 酸NAD+NADH+H+2-磷酸甘油酸ATPADP酸磷酸烯醇式酸E341Key Lab o

23、f Laboratory Medicine, Ministry of Education of糖酵解的代謝途徑酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式酸(PEP)1.GTPGDPATPADP+Pi草酰乙酸酸PEPCO2CO2酸羧化酶（pyruvate carboxylase），輔酶為生物素（反應(yīng)粒體） 磷酸烯醇式胞液）酸羧激酶（反應(yīng)粒體、42Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of43Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of草酰乙酸轉(zhuǎn)運出線粒體出線粒體草酰乙酸酸酸草酰乙酸天

24、冬氨酸 出線粒體 天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸44Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of草酰乙酸轉(zhuǎn)運出線粒體PEP磷酸烯醇式胞液GDP + CO2酸羧激酶酸GTP草酰乙酸天冬氨酸酸icine, Ministry of Education of45Key Lab of Labo天冬氨酸酸NAD+-酮戊二酸NADH + H+谷氨酸草酰乙酸ADP + PiATP + CO酸羧化酶2酸線粒體2. 1,6-二磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖Pi1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖果糖二磷酸酶3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖Pi6-磷酸葡萄糖葡

25、萄糖-6-磷酸酶葡萄糖46Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of非糖物質(zhì)進入糖異生的途徑 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物-NH2-酮酸生糖氨基酸甘油乳酸-磷酸甘油2H磷酸二羥酸 前述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進入糖異生途徑， 異生為葡萄糖或糖原47Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of葡萄糖-6-磷酸酶Pi6-磷酸葡萄糖葡萄糖ATPADP己糖激酶概念：果糖二磷酸酶-1底物循環(huán)substrate cycle無效循環(huán)futile cyclePi6-磷酸果糖

26、1,6-二磷酸果糖ADPATP6-磷酸果糖激酶-1GTPADP+Pi磷酸烯醇式酸酸羧化酶CO +ATP草酰乙酸羧激酶2GDP+PiPEP +CO2ATP酸ADP酸激酶48Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of二、糖異生的調(diào)節(jié)È 激素的調(diào)節(jié)È 原料供應(yīng)的影響脂肪動員加強甘油 饑餓氨基酸組織蛋白質(zhì)分解加強劇烈運動乳酸49Key Lab of Laboratory Medicine, Ministry of Education of糖異生作用加強三、糖異生的生理意義（一）維持血糖濃度恒定（二）乳酸再利用（三）協(xié)助氨基酸代謝（四）促進腎臟泌氨、調(diào)節(jié)酸堿平衡H+激活磷酸烯醇式酸羧激酶谷氨酸、谷氨酰胺補充三50Key Lab of Labo