糖類與糖代謝zy

1、會計學(xué)1糖類與糖代謝糖類與糖代謝zy一、糖的概念 糖即碳水化合物，是多羥基醛與多羥基酮及其衍生物或多聚物.它主要是由綠色植物經(jīng)光合作用形成的,主要是由C、H、O構(gòu)成的。二、糖的分類 根據(jù)水解后產(chǎn)生單糖殘基的多少分為四大類單糖寡糖多糖結(jié)合糖1.單糖：不能再水解的糖D-D-葡萄糖葡萄糖CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456CHOCCCCCH2OPO3H2HOHOHHHOHHOH6-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 D-D-果果糖糖CH2OHCCCCCH2OHOOHHHOHHOH123456CH2OHCCCCCH2OPO3H2OOHHHOHHOH6-6-磷酸果磷酸果糖糖CH2OHCCC

2、CCH2OPO3H2OOHHHOHHOH核糖核糖HOHCHOCCCCH2OHHOHHOH321455-5-磷酸核糖磷酸核糖HOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHHOH葡萄糖是體內(nèi)糖代謝的中心（1）葡萄糖是食物中糖(如淀粉)的消化產(chǎn)物（2）葡萄糖在生物體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成其它的糖， 如核糖、果糖、半乳糖、糖原等；（3）葡萄糖是哺乳動物及胎兒的主要供能物質(zhì)（4）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被岷椭舅岬奶脊羌?.雙糖雙糖：由兩個相同或不同的單糖組成,常見的有乳糖、蔗糖、麥芽糖等.OCH2OHHHOHHHOHHOHOOHOH2CHOHHOHHHOHH14麥芽糖-D-D-葡萄糖苷葡萄糖苷- -（1414）-D-D-葡

3、萄糖葡萄糖HCH2OHHOHOHHCH2OHOOOHOH2CHOHHOHHHOHH112OOCH2OHHOHHOHHHOHHOCH2OHHHOHHHOHOHH14-D-D-葡萄糖苷葡萄糖苷- -（1212）- -D-D-果糖果糖-D-D-半乳糖苷半乳糖苷- -（1414）- -D-D-葡萄糖葡萄糖乳糖蔗糖3.多糖定義：水解產(chǎn)物含6個以上單糖常見的多糖淀粉、糖原、纖維素等淀粉淀粉(starch)OHHOCH2OHCH2OHOOOOCH2CH2OHOOOOHOOOO藍色藍色: :-1,4-1,4-糖苷鍵糖苷鍵紅色紅色: :-1,6-1,6-糖苷鍵糖苷鍵直鏈淀粉直鏈淀粉支鏈淀粉支鏈淀粉糖原糖原(gl

4、ycogen)非還原端非還原端還原端還原端糖原在體內(nèi)的作用糖原是體內(nèi)糖的貯存形式 糖原貯存的主要器官是肝臟和肌肉組織肝糖原： 含量可達肝重的5%(總量為90-100g)肌糖原： 含量為肌肉重量的1-2%(總量為200-400g) 人體內(nèi)糖原的貯存量有限，一般不超過500g.肝細胞中的糖原顆粒糖原顆粒纖維素纖維素 作為植物的骨架作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵糖苷鍵4.結(jié)合糖糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物常見的結(jié)合糖有：糖脂：是糖與脂類的結(jié)合物糖蛋白：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物 氧化功能 1g葡萄糖 16.7kJ 正常情況下約占機體所需總能量的50-70%構(gòu)成組織細胞的基本成分1、核糖和脫氧核糖是核酸的基本組成成

5、分；2、糖與脂類或蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖脂或糖蛋白/蛋白聚糖 （統(tǒng)稱糖復(fù)合物）。 糖復(fù)合物不僅是細胞的結(jié)構(gòu)分 子，而且是信息分子。 3、體內(nèi)許多具有重要功能的蛋白質(zhì)都是糖蛋白，如抗 體、許多酶類和凝血因子等。三、糖的主要生理功能四 、糖的消化吸收 糖的消化 糖的吸收 糖吸收后的去向1、口腔消化 次要 淀粉 麥芽糖 + 麥芽三糖 + 少量含有4-9個葡萄糖基的寡糖唾液淀粉酶二、糖的消化2、小腸內(nèi)消化 主要淀粉 麥芽糖+麥芽寡糖(65%) +異麥芽糖 +-極限糊精(35%)胰淀粉酶 小腸粘膜刷狀緣各種水解酶各種單糖1.1.部位部位： 小腸上部小腸上部三、糖的吸收 實驗證明：以葡萄糖的吸收速度為100計，

6、各種單糖的吸收速度為：D-半乳糖(110) D-葡萄糖(100) D-果糖(43) D-甘露糖(19) L-木酮糖(15) L-阿拉伯糖(9) 結(jié)論：各種單糖的吸收速度不同2.方式：單純擴散 主動吸收（1）糖的吸收-單純擴散Na+GNa+K+K+ATPADP+PiGNa+GNa+G主動吸收:伴有Na+的轉(zhuǎn)運。稱為Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體，主要存在于小腸粘膜和腎小管上皮細胞。葡萄糖的吸收是耗能的過程（2）糖的吸收-主動吸收鈉泵鈉泵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 3. 吸收機制吸收機制Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體(N

7、a+-dependent glucose transporter, SGLT)刷狀緣刷狀緣 細胞內(nèi)膜細胞內(nèi)膜 糖類物質(zhì) 單糖口腔、小腸消化門靜脈肝臟單糖在肝臟中進行代謝肝靜脈血液循環(huán)單糖在肝外組織進行代謝四、糖吸收后的去向糖的消化吸收五、糖代謝的概況 機體的生存需要能量，機體內(nèi)主要提供能量的物質(zhì)是ATP。 ATP的形成主要通過兩條途徑： 一條是由葡萄糖徹底氧化為CO2和水，從中釋放出大量的自由能形成大量的ATP。 另外一條是在沒有氧分子參加的條件下，即無氧條件下，由葡萄糖降解為丙酮酸，并在此過程中產(chǎn)生2分子ATP。 第三節(jié)第三節(jié) 糖無氧分解糖無氧分解（糖酵解）（糖酵解）糖酵解的概述糖酵解的概述

8、三、糖酵解中產(chǎn)生的能量三、糖酵解中產(chǎn)生的能量四、糖酵解的意義四、糖酵解的意義五、糖酵解的調(diào)控五、糖酵解的調(diào)控六、丙酮酸的去路六、丙酮酸的去路丙酮酸葡萄糖“糖酵解”不需氧“磷酸戊糖途徑”需氧有氧情況缺氧情況好氧生物厭氧生物“三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)” CO2 + H2O“乳酸發(fā)酵”乳酸“乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇 CO2 + H2O重點糖酵解的概述糖酵解的概述1、糖酵解的概念、糖酵解的概念 人體內(nèi)葡萄糖或糖原在無氧或缺氧的條件人體內(nèi)葡萄糖或糖原在無氧或缺氧的條件下分解為乳酸，同時產(chǎn)生少量的能量的過下分解為乳酸，同時產(chǎn)生少量的能量的過程稱為無氧分解，或稱糖酵解。程稱為無氧分解，或稱糖酵解。

9、v糖酵解是糖酵解是第一階段第一階段： 磷酸已糖的生成磷酸已糖的生成( (活化活化) )四四 個個 階階 段段第二階段第二階段： 磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成( (裂解裂解) )第三階段第三階段： 3-3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视腿┺D(zhuǎn)變?yōu)?-2-磷酸磷酸 苷油酸苷油酸 第四階段第四階段： 由由2-2-磷酸甘油酸生成丙酮酸磷酸甘油酸生成丙酮酸二、糖酵解過程二、糖酵解過程 (G)HCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHHOH 已糖激酶已糖激酶ATPADPMg2+糖酵解過程的第一個糖酵解過程的第一個限速酶限速酶(G-6-P）HCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHHOHOHO-OHOP 葡萄糖葡萄

10、糖磷酸化生成磷酸化生成 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解過程糖酵解過程1 (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH糖酵解過程糖酵解過程1 磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸葡萄糖異構(gòu)酶(G-6-P）HCCCCCCH2OOHOHOHHHOHHOHPOOHOH糖酵解過程糖酵解過程1(F-1,6-2P）O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-POOHOH 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 （PFKPFK）ATPADPMg2+糖酵解過程的第二個糖酵解過程的第二個限速酶限速酶 (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙

11、酮OHCH2COCH2OPOOHOH3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH (F-1,6-2P）CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH 醛縮酶醛縮酶+ +糖酵解過程糖酵解過程2糖酵解過程糖酵解過程2磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮(dihydroxyacetone phosphate)OHCH2COCH2OPOOHOHOHHOCCHCH2OPOOHOH3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate)磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 2 2 3- 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 上述的上述

12、的5步反應(yīng)完成了糖酵解的準備階步反應(yīng)完成了糖酵解的準備階段。酵解的準備階段包括段。酵解的準備階段包括兩個磷酸化步驟兩個磷酸化步驟由六碳糖裂解為兩分子三碳糖，由六碳糖裂解為兩分子三碳糖，最后都轉(zhuǎn)最后都轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)?-磷酸甘油醛磷酸甘油醛。 在準備階段中，并沒有從中獲得任何能在準備階段中，并沒有從中獲得任何能量，與此相反，卻量，與此相反，卻消耗了兩個消耗了兩個ATP分子分子。 以下的以下的5步反應(yīng)包括氧化步反應(yīng)包括氧化還原反應(yīng)、還原反應(yīng)、磷酸化反應(yīng)。這些反應(yīng)正是磷酸化反應(yīng)。這些反應(yīng)正是從從3-磷酸甘油磷酸甘油醛提取能量形成醛提取能量形成ATP分子分子。OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,

13、3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)糖酵解過程糖酵解過程33-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛( (glyceraldehyde 3-phosphate)glyceraldehyde 3-phosphate)OHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶糖酵解糖酵解中唯一的中唯一的脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng)+ NADH+H+NAD+HPO4 2-OPO 3 2-糖酵解過程糖酵解過程33-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)這是糖酵解這是糖酵解中第一次中

14、第一次底物水平底物水平磷酸化反應(yīng)磷酸化反應(yīng)OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)OPO 3 2-ADPATPMg2+3-3-磷酸甘油磷酸甘油(3-phosphoglycerate)HOHOOCCHCH2OPOOHOH糖酵解過程糖酵解過程3磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)OHHO-OOCCHCH2O-POOHOH 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸（PEP）O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2

15、POOHOH糖酵解過程糖酵解過程4烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O氟化物能與Mg2+絡(luò)合而抑制此酶活性ADPATPMg2+, K+磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK ) 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸COOHOHCH2C糖酵解過程的第三個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)糖酵解過程糖酵解過程4糖酵解過程糖酵解過程4ATPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸ADPADP丙酮酸激丙酮酸激酶酶P3PPOOHOHCH2CH2OO12546CH2OCOH2COHP磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮123+

16、OOHOHCH2CH2OHOPP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葡萄糖葡萄糖活化裂解脫氫異構(gòu)PPOOHOHCH2CH2OOP1，6-二磷二磷酸果糖酸果糖活化產(chǎn)能脫水異構(gòu)產(chǎn)能HHOHE1:己糖激酶己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶丙酮

17、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 ATPADP1,3-二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 丙丙 酮酮 酸酸 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 E2E1E3NADH+H+ 2 1葡葡 萄萄 糖糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 - 6 - 磷酸果糖磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖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磷酸烯醇

18、式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸 -1 反反 應(yīng)應(yīng) ATP -1-12 1 葡萄糖葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O三、糖酵解中產(chǎn)生的能三、糖酵解中產(chǎn)生的能量量四、糖酵解意義四、糖酵解意義1、主要在于它可在無氧條件下迅速提供少量的能量以應(yīng)急.如:肌肉收縮、人到高原。2、是某些細胞在不缺氧條件下的能量來源。3、是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生作用大部分逆過程.非糖物質(zhì)可以逆著糖酵解的途徑異生成糖,但必需繞過不可逆反應(yīng)。5、糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑.其中間產(chǎn)物是許多重要物質(zhì)合成的原料。6、若糖酵解過度，可因乳

19、酸生成過多而導(dǎo)致乳酸中毒。肌肉收縮與糖酵解供能肌肉收縮與糖酵解供能肌肉內(nèi)ATP含量很低； 肌肉中磷酸肌酸儲存的能量可 供肌肉收縮所急需的化學(xué)能; 即使氧不缺乏，葡萄糖進行有氧氧化的過程 比糖酵解長得多,來不及滿足需要;肌肉局部血流不足，處于相對缺氧狀態(tài)。結(jié)論：結(jié)論： 糖酵解為肌肉收縮迅速提供能量 u細胞對酵解速度的調(diào)控是為了滿足細胞細胞對酵解速度的調(diào)控是為了滿足細胞對能量及碳骨架的需求。對能量及碳骨架的需求。u在代謝途徑中，催化在代謝途徑中，催化不可逆反應(yīng)的酶不可逆反應(yīng)的酶所所處的部位是控制代謝反應(yīng)的有力部位。處的部位是控制代謝反應(yīng)的有力部位。u糖酵解中有三步反應(yīng)不可逆，分別由糖酵解中有三步反

20、應(yīng)不可逆，分別由己己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化，催化，因此這三種酶對酵解速度起調(diào)節(jié)作用。因此這三種酶對酵解速度起調(diào)節(jié)作用。五、糖酵解的調(diào)控五、糖酵解的調(diào)控1 1、磷酸果糖激酶（、磷酸果糖激酶（PFKPFK）的調(diào)控的調(diào)控磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-16-phosphofructokinase-1ATP檸檬酸檸檬酸-ADP、AMP1,6-1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖2,6-2,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖+2、己糖激酶的調(diào)控、己糖激酶的調(diào)控己糖激酶己糖激酶hexokinaseG-6-P-丙酮酸激酶丙酮酸激酶pyruvate kinaseATP丙氨酸丙氨酸( (肝

21、肝) )-1,6-1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖+3、丙酮酸激酶的調(diào)控、丙酮酸激酶的調(diào)控丙酮酸丙酮酸(pyruvate)OCH3COOHC3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶Pi 乳酸乳酸(lactate)HHOCH3COOHC乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶NADH+H+NAD +OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸OPO 3 2 糖的有氧氧化代謝途徑可分為：葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脫羧和三羧酸循環(huán)三個階段。TAC循環(huán)循環(huán) G（Gn） 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O

22、O ATP ADP 胞液胞液 線粒體線粒體 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2+H2O+ATP三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)胞漿胞漿細胞質(zhì)細胞質(zhì)細胞細胞胞漿胞漿線粒體線粒體葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸( (糖酵解糖酵解) )葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸CO2+H2O+ATP( (糖的有氧氧化）糖的有氧氧化）丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP +2Pi 2（丙酮酸丙酮酸+ ATP + NADH+ H+ ）2丙酮酸丙酮酸進入線粒體進一步氧化進入線粒體進一步氧化2(2(NADH+ HNADH+ H+ +

23、 ) )2H2O + 3/5 ATP線粒體內(nèi)膜上特異載體線粒體內(nèi)膜上特異載體穿梭系統(tǒng)穿梭系統(tǒng)氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈NAD+ NADH+H+ OCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸CH3COSCoA乙酰乙酰CoACoA+ CoA-SH輔酶輔酶A A+ C O2丙酮酸脫氫酶系丙酮酸丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰乙酰CoA + C O2 + NADH+H+ 多酶復(fù)合體：多酶復(fù)合體：是催化功能上有聯(lián)系的幾種酶通過是催化功能上有聯(lián)系的幾種酶通過非非共價鍵共價鍵連接彼此嵌合形成的復(fù)合體。其中每一個酶都連接彼此嵌合形成的復(fù)合體。其中每一個酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的輔酶。有其特定的催化功能，

24、都有其催化活性必需的輔酶。3 3 種種 酶：酶： 丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶( (TPPTPP、MgMg2+2+) ) 催化催化丙酮酸氧化脫羧丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)反應(yīng) 二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶( (硫辛酸硫辛酸、輔酶輔酶A A) ) 催化催化將乙?；D(zhuǎn)移到將乙?；D(zhuǎn)移到CoACoA反應(yīng)反應(yīng) 二氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶( (FADFAD、NADNAD+ +) ) 催化催化將還原型硫辛酰胺轉(zhuǎn)變成為氧化型將還原型硫辛酰胺轉(zhuǎn)變成為氧化型反應(yīng)反應(yīng)6 6種輔助因子：種輔助因子： TPPTPP、 Mg Mg2+2+、硫辛酸、硫辛酸、 輔酶輔酶A A、FADFAD、NADNAD+ + CO2

25、 CoASHNAD+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 y 反應(yīng)過程y 反應(yīng)特點y 意 義一.一.三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)的概念的概念 概念：在概念：在有氧有氧的情況下，葡萄糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸氧化的情況下，葡萄糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸氧化脫羧形成乙酰脫羧形成乙酰CoA。乙酰乙酰CoA經(jīng)一系列氧化、脫羧，最經(jīng)一系列氧化、脫羧，最終生成終生成C2O和和H2O并產(chǎn)生能量的過程并產(chǎn)生能量的過程. 因為在循環(huán)的一系列反應(yīng)中因為在循環(huán)的一系列反應(yīng)中,關(guān)鍵的化

26、合物是檸檬酸關(guān)鍵的化合物是檸檬酸,所以稱為所以稱為檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán),又因為它有三個羧基又因為它有三個羧基,所以亦稱為所以亦稱為三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán), 簡稱簡稱TCA循環(huán)循環(huán)。由于它是由。由于它是由H.A.Krebs（德德國國）正式提出的，所以又稱）正式提出的，所以又稱Krebs循環(huán)。循環(huán)。 三羧酸循環(huán)在三羧酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)中進行的中進行的。丙丙酮酸通過酮酸通過檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)進行脫羧和脫氫反應(yīng)進行脫羧和脫氫反應(yīng); ;羧基羧基形成形成COCO2 2, ,氫原子氫原子則隨著載體則隨著載體( (NADNAD+ +、FADFAD）進入電子傳遞鏈經(jīng)過氧化磷酸化作用，形進入電子傳遞鏈經(jīng)

27、過氧化磷酸化作用，形成成水分子水分子并將釋放出的能量合成并將釋放出的能量合成ATPATP。 有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)組織細胞都通過有氧氧化獲得能量。第一階段：第一階段：丙酮酸的生成（胞漿）丙酮酸的生成（胞漿）第二階段：第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoA CoA（線粒體）線粒體）第三階段：第三階段：乙酰乙酰CoACoA進入三羧酸循環(huán)進入三羧酸循環(huán) 徹底氧化（線粒體）徹底氧化（線粒體）三三 個個 階階 段段二二. . 三羧酸三羧酸循環(huán)的過程循環(huán)的過程TCA循環(huán)循環(huán)檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰輔酶乙酰

28、輔酶A ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH檸檬酸檸檬酸( (citrate)citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸 檸檬酸 + CoA-SH關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶H2O異檸檬酸異檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O檸檬酸檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH順烏頭酸順烏頭酸COOHCOOHCH2CCOOHCH檸檬酸檸檬酸 異檸檬酸異檸檬酸TCA循環(huán)循環(huán)順烏頭酸酶順烏頭酸酶CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC異檸檬酸異檸檬酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+

29、H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸異檸檬酸+NAD+ -酮戊二酸酮戊二酸 +CO2+NADH+H+關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶TCA循環(huán)循環(huán)CO2 -酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系HSCoANAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAOCOOHCH2CH2COOHC-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸 + CoA-SH+ NAD+ 琥珀酰琥珀酰CoA + C O2 + NADH+H+ 關(guān)鍵酶TCA循環(huán)循環(huán)琥珀酸硫激酶琥珀酸硫激酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸GDP+PiGTPHSCoA琥珀酰琥珀酰CoA

30、 + GDP + Pi 琥珀酸琥珀酸+ GTP + CoA-SHTCA循環(huán)循環(huán)TCA循環(huán)循環(huán)HOOCCHCHCOOH延胡索酸延胡索酸(fumarate)琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶FADFADH2琥珀酸琥珀酸 + FAD 延延胡索酸胡索酸 +FADH2HHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸(succinate)TCA循環(huán)循環(huán)延胡索酸延胡索酸(fumarate)HOOCCHCHCOOHOHCOOHCH2CH COOH蘋果酸蘋果酸(malate)延胡索酸酶延胡索酸酶H2O延延胡索酸胡索酸 + H2O 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 草酰乙酸草酰乙酸(oxaloacetate)OCOOHCH

31、2CCOOHNAD+NADH+H+蘋果酸蘋果酸 + + NADNAD+ + 草酰乙酸草酰乙酸 + + NADH+HNADH+H+ + TCA循環(huán)循環(huán)HOHCOOHCH2CCOOH蘋果酸蘋果酸(malate)PO CCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA (乙酰乙酰輔酶輔酶A)OHCHCOOHCH2COOH蘋果酸蘋果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮酮戊二酸戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C異檸檬酸異檸檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C檸檬酸檸檬酸CO22H

32、CO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸2HO C COOHCH2COOH2HNAD+NAD+FADNAD+ 循環(huán)反應(yīng)在線粒體(mitochondrion)中進行，為不可逆反應(yīng)。 三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶系。 循環(huán)的中間產(chǎn)物既不能通過此循環(huán)反應(yīng)生成，也不被此循環(huán)反應(yīng)所消耗。 三羧酸循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)，生成兩分子CO2。 循環(huán)中有四次脫氫反應(yīng)，生成三分子NADH和一分子FADH2。 循環(huán)中有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。 每完成一次循環(huán)，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成10分子ATP。 TCA運轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化1分子乙酰CoA，

33、草酰乙酸僅起載體作用，反應(yīng)前后無改變。乙酰輔酶A+3NAD+ +FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(NADH+H+ )+FADH2+ HSCoA+GTPTCA中的一些反應(yīng)在生理條件下是不可逆的，所以整個三羧酸循環(huán)是一個不可逆的系統(tǒng)TCA的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，故需不 斷補充高水平的乙酰高水平的乙酰CoA激活激活在線粒體內(nèi)進行草酰乙酸或草酰乙酸或循環(huán)中任何循環(huán)中任何一種中間產(chǎn)一種中間產(chǎn)物不足物不足TCA循環(huán)循環(huán)速度降低速度降低乙酰乙酰-CoA濃度增加濃度增加丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶產(chǎn)生更多的草酰乙酸產(chǎn)生更多的草酰乙酸四.TCA中ATP的形成及其生物學(xué)意義v1分子乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸

34、循環(huán)可生成1分子 GTP(可轉(zhuǎn)變成ATP)，共有4次脫氫，生成3分子 NADH和1分子 FADH2。v當(dāng)經(jīng)呼吸鏈氧化生成H2O時，前者每對電子可生成 2.5分子ATP，3對電子共生成7.5分子ATP；后者則生 成1.5分子ATP。v因此，每分子乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)可產(chǎn)生10分 子ATP。若從丙酮酸開始計算，則1分子丙酮酸可 產(chǎn)生12.5分子ATP。v1分子葡萄糖可以產(chǎn)生2分子丙酮酸，因此，原核細 胞每分子葡萄糖經(jīng)糖酵解、三羧酸循環(huán)及氧化磷 酸化三個階段共產(chǎn)生7212.532個ATP分子。反反 應(yīng)應(yīng)ATP第一階段第一階段兩次耗能反應(yīng)兩次耗能反應(yīng)-2兩次生成兩次生成ATP的反應(yīng)的反應(yīng)22一次脫氫

35、一次脫氫(NADH+H+)21.5 或或22.5第二階段第二階段一次脫氫一次脫氫(NADH+H+)22.5第三階段第三階段三次脫氫三次脫氫(NADH+H+)232.5一次脫氫一次脫氫(FADH2)21.5一次生成一次生成ATP的反應(yīng)的反應(yīng)21凈生成凈生成30或或32 TCA生物學(xué)意義 糖的有氧分解代謝產(chǎn)生的能量最多，是機體利用糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最有效方式。 三羧酸循環(huán)之所以重要在于它不僅為生命活動提供能量，而且還是聯(lián)系糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的紐帶。 三羧酸循環(huán)所產(chǎn)生的多種中間產(chǎn)物是生物體內(nèi)許多重要物質(zhì)生物合成的原料。在細胞迅速生長時期，三羧酸循環(huán)可提供多種化合物的碳架，以供細胞生

36、物合成使用。五、有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶 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)三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶檸檬酸合酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激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)合體丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系Pyruvate dehydrogenase complex乙酰乙酰CoA、ATPNADH+H+-+AMP、ADPNAD+ * 乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+ 時，其活時，其活性也受到抑制。性也受到抑制。1、 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 乙酰CoA

37、檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 異檸檬酸 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 -酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體脫氫酶復(fù)合體 ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸檸檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 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)物反饋抑制前中間產(chǎn)物反饋抑制前面反應(yīng)中的酶面反應(yīng)中的酶2、檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)檸檬酸合酶檸檬酸合酶citrate synthaseATP檸檬酸、琥珀酰檸檬酸、琥珀酰CoANADH+H+-+AD

38、P異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶isocitrate dehydrogenaseATP-+AMP，ADP -酮戊二酮戊二酸脫氫酶系酸脫氫酶系 -ketoglutarate dehydrogenase complex琥珀酰琥珀酰CoANADH+H+- 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實現(xiàn)。 ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。 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。 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CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。六、巴斯德效應(yīng)* 概念概念* 機制機制 有氧時，有氧時，NAD

39、H+H+進入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進入線粒體進一步氧化進入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進入線粒體進一步氧化而不生成乳酸而不生成乳酸; 缺氧時，酵解途徑加強，缺氧時，酵解途徑加強，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。接受體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。解的現(xiàn)象。 概概 念念 過過 程程 小小 結(jié)結(jié) 生理意義生理意義 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 第五節(jié)第五節(jié) 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑一、磷酸戊糖途徑的概念第一階段： 氧化反應(yīng) 生成NADPH和CO2第二階段： 非氧化反應(yīng) 一系列基團轉(zhuǎn)移反應(yīng) (生成

40、3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖)二、磷酸戊糖途徑的過程NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖glucose 6-phosphateglucose 6-phosphate6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶PPP途途徑徑限速酶，對NADP+有高度特異性O(shè)HOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateCOCO2 2NADP+NADPH+H+OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄

41、糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateOHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖ribulose 5-phosphateribulose 5-phosphate6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶PPP途徑途徑OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖ribulose 5-phosphateribulose 5-phosphateHOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷

42、酸核糖磷酸核糖ribose 5-phosphateribose 5-phosphate異構(gòu)酶異構(gòu)酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖xylulose 5-phosphatexylulose 5-phosphate差向酶差向酶PPP途徑途徑 許多細胞中合成代謝消耗的NADPH遠比核糖需要量大，因此，葡萄糖經(jīng)此途徑生成了多余的核糖。 第二階段反應(yīng)的意義就在于能通過一系列基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而與糖酵解過程聯(lián)系起來，因此磷酸戊糖途徑亦稱為磷酸已糖旁路。OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖

43、HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCO7-7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖OHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHPPP途徑途徑HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCO7-7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖sedoheptulose 7-phosphateOHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛glyceraldehyde 3-p

44、hosphate轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)醛酶OHCHOCCCH2OPO3H2HOHH4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖erythrose 4-phosphateHOHOHCCCH2OPO3H2HHOHCH2OHCCO6-6-磷酸果糖磷酸果糖fructose 6-phosphatePPP途徑途徑HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCOOHCHOCCCH2OPO3H2HOHH4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖erythrose 4-phosphateOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖ribulose 5-phosphateribulose 5-phosphat

45、eHOHOHCCCH2OPO3H2HHOHCH2OHCCO6-6-磷酸果糖磷酸果糖Fructose 6-phosphateOHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛glyceraldehyde 3-phosphate轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶PPP途徑途徑6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 2 NADPNADP+ + 5-5-磷酸核糖磷酸核糖 + 2(+ 2(NADPH+HNADPH+H+ +) + CO) + CO2 2 35-磷酸核糖 26-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 2 6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛+6(NADPH+H+ ) + 3CO2 三、

46、磷酸戊糖途徑的小結(jié)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3NADPH3NADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3H3H2 2O O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3NADPH3NADPH3CO3CO2 2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 C55-磷

47、酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-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-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶 3CO2x 反應(yīng)部位： 胞漿x 反應(yīng)底物： 6-磷酸葡萄糖x 重要反

48、應(yīng)產(chǎn)物： NADPH、5-磷酸核糖x 限速酶： 6-磷酸葡萄糖脫氫酶(G-6-PD)四、磷酸戊糖途徑的生物學(xué)意義1、磷酸戊糖途徑也是普遍存在的糖代謝的一種方式2、產(chǎn)生大量的NADPH，為細胞的各種合成反應(yīng)提供還原力3、該途徑的反應(yīng)起始物為6-磷酸葡萄糖，不需要 ATP參與起始反應(yīng)，因此磷酸戊糖循環(huán)可在低ATP濃度下進行。4、此途徑中產(chǎn)生的5-磷酸核酮糖是輔酶及核苷酸生物合成的必需原料。5、磷酸戊糖途徑是機體內(nèi)核糖產(chǎn)生的唯一場所。l磷酸戊糖途徑的速度主要受生物合成時NADPH的需要所調(diào)節(jié)。l NADPH反饋抑制6-P-葡萄糖脫氫酶的活性。五、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)l為核酸的生物合成提供核糖lNADP

49、H作為供氫體參與多種代謝 NADPH是體內(nèi)血多合成代謝的供氫體 NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng) NADPH還用于維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)l先天性缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶患者進食蠶豆后易誘發(fā)貧血或溶血性黃疸，被稱為蠶豆病。是動物體內(nèi)糖的儲存形式之一，是機體能迅速動用的能量儲備。糖原是由葡萄糖殘基構(gòu)成的含許多分支的大分子高聚物。肌肉：肌糖原，180300g，主要供肌肉收縮所需 肝臟：肝糖原，70100g，維持血糖水平 1. 葡萄糖單元以葡萄糖單元以 -1,4-1,4-糖苷糖苷 鍵鍵形成長鏈。形成長鏈。2. 約約1010個葡萄糖單元處形成分個葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以枝，分枝處葡萄糖以 -1,6

50、-1,6-糖苷鍵糖苷鍵連接，連接，分支增加，溶分支增加，溶解度增加。解度增加。3. 每條鏈都終止于一個非還原每條鏈都終止于一個非還原端端. .非還原端增多，以利于其非還原端增多，以利于其被酶分解。被酶分解。-1,6- -糖苷鍵糖苷鍵-1,4- -糖苷鍵糖苷鍵（二）合成部位（一）定義糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成糖原的過程。組織定位：主要在肝臟、肌肉細胞定位：胞漿1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖（磷酸化）ATPADP 葡萄糖激酶葡萄糖激酶Mg2+OHHHHOHOHHOHOHCH2OHOHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 2.6-

51、磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖（異構(gòu)） OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖* UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖 （轉(zhuǎn)形） 2Pi+能量能量 1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P

52、 P尿苷PPOHHHHOHOHHOHCH2OHUDPGROHOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OH葡萄糖引物葡萄糖引物ROOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OHOHHHHOHOHHOHCH2OH糖原合成酶糖原合成酶(Gn+1n+1)UDP（2）縮合 糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合成酶糖原合成酶( glycogen synthase ) UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶* 糖原糖原n 為原有的細胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為為原有的細胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物糖原引物(primer)，

53、作為作為UDPG 上葡萄糖基的上葡萄糖基的接受體。接受體。 糖原引物糖原引物 糖原合成酶糖原合成酶分枝酶分枝酶限速酶限速酶1218G糖原分枝的形成 G-6-P G 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶 G-1-P UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 UTP UDPG PPi 糖原合酶糖原合酶 Gn+1 UDP Gn 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 Pi Gn （分解代謝）（分解代謝）GG-6-P 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯內(nèi)酯（磷酸戊糖途徑）（磷酸戊糖途徑）G-1-PGnUDPG（糖原合成）（糖原合成）（糖原分解）（糖原分

54、解）乳酸乳酸（無氧酵解）（無氧酵解）CO2+H2O（有氧氧化）（有氧氧化）（補充血糖）（補充血糖）（糖異生）（糖異生）F-6-P丙酮酸丙酮酸（酵解途徑）（酵解途徑）糖異生糖異生作用作用是指以非糖物質(zhì)作為前體是指以非糖物質(zhì)作為前體合成為葡萄糖的作用。合成為葡萄糖的作用。* * 部位部位* * 原料原料* * 概念概念 主要在主要在肝臟、腎臟細胞的胞漿及線粒體肝臟、腎臟細胞的胞漿及線粒體 主要有乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸* * 過程過程 酵解途徑中有酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)。在糖異生時，須由另外。在糖異生時，須由另外

55、的反應(yīng)和酶代替。的反應(yīng)和酶代替。 糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸* *糖異生途徑糖異生途徑(gluconeogenic pathway)是從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。是從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。1. 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸丙

56、酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）體） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在胞液）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在胞液）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 + CO2ADP + 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

57、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糖異生途徑所需NADH+H+的來源 糖異生途徑中，糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成二磷酸甘油酸生成3-磷磷酸甘油醛時，需要酸甘油醛時，需要NADH+H+。 由乳酸為原料異生糖時，由乳酸為原料異生糖時， NADH+H+由下述由下述 反應(yīng)提供。反應(yīng)提供。乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 LDH NAD+ NADH+H+ 由氨基酸為原料進行糖異生時，由氨基酸為原料進行糖異生時， NADH+H+則由則由線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來自于脂酸的提供，它們來自于脂酸的-氧化或三羧酸循環(huán)，氧化或三羧酸循環(huán)，NADH

58、+H+轉(zhuǎn)運則通過草酰轉(zhuǎn)運則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運。乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運。蘋果酸蘋果酸 線粒體線粒體 蘋果酸蘋果酸 草酰草酰乙酸乙酸草酰草酰乙酸乙酸NAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+ 胞漿胞漿 2. 1,6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿峁寝D(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 二磷酸果糖磷酸酯酶二磷酸果糖磷酸酯酶3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖磷酸葡萄糖水解為葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶磷酸葡萄糖磷酸酯酶 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)

59、物 生糖氨基酸生糖氨基酸 -酮酸酮酸 -NH2 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 2H 上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進入糖異生途徑，上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異生為葡萄糖或糖原 在前面的三個反應(yīng)過程中，作用物的互變分別由不同酶催化其單向反應(yīng)，這樣一對由不同酶催化所進行的正逆反應(yīng)稱之為底物循環(huán)6-磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 磷酸果糖磷酸酯酶磷酸果糖磷酸酯酶 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶己糖激酶己糖激酶 ATP ADP Pi PEP 丙酮酸草酰乙酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶GDP+Pi +CO2 因此，有必要通過調(diào)節(jié)使糖異生途徑與酵解途徑相互協(xié)調(diào)，主要是對6-磷酸果糖與1,6-二磷酸果糖之間和磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間進行調(diào)節(jié)。當(dāng)兩種酶活性相等時，則不能將代謝向前推進，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而稱之為無效循環(huán)(futile cycle)。6-