(農(nóng)業(yè)大學(xué))生物化學(xué)(12)

1、第九章、糖代謝本章內(nèi)容提要：n第一節(jié)、概述n第二節(jié)、糖酵解*n第三節(jié)、檸檬酸循環(huán)*n第四節(jié)、磷酸戊糖途徑*n第五節(jié)、葡糖異生作用*n第六節(jié)、乙醛酸途徑/循環(huán)n第七節(jié)、糖原的分解和生物合成第一節(jié)、概述一、糖：n是一類化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮及其衍生物的有機(jī)化合物。n在人體內(nèi)糖的主要形式是葡萄糖(glucose，Glc)及糖原(glycogen，Gn)。n葡萄糖是糖在血液中的運(yùn)輸形式，在機(jī)體糖代謝中占據(jù)主要地位；n糖原是葡萄糖的多聚體，是糖在體內(nèi)的儲(chǔ)存形式。n葡萄糖與糖原都能在體內(nèi)氧化提供能量。二、糖的代謝途徑n食物中的糖是機(jī)體中糖的主要來(lái)源，被人體攝入經(jīng)消化成單糖吸收后，經(jīng)血液運(yùn)輸?shù)礁鹘M織細(xì)胞進(jìn)

2、行合成代謝和分解代謝。n機(jī)體內(nèi)糖的代謝途徑：主要有葡萄糖的無(wú)氧酵解、有氧氧化（檸檬酸循環(huán)）、磷酸戊糖途徑、糖原合成與糖原分解、糖異生以及其他己糖代謝等。三、糖的生理功能n1、提供能量。n2、是機(jī)體重要的碳源。n3、組成人體組織結(jié)構(gòu)的重要成分。如糖蛋白、糖脂是細(xì)胞膜的組成成分。n4、特殊生理功能的糖蛋白，作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子。如 激素、酶 、免疫球蛋白等等。返回第二節(jié)、糖酵解（glycolysis）（一）概念n糖酵解：葡萄糖進(jìn)行分解，形成2分子丙酮酸并提供能量（2個(gè)ATP）的一系列反應(yīng)；又稱EMP途徑 。（二）糖酵解過(guò)程n1、糖酵解過(guò)程共有10步反應(yīng)，可劃分為兩個(gè)階段；（圖）n反應(yīng)部位：細(xì)胞溶

3、膠中進(jìn)行。葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸磷酸- -葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸磷酸- -果糖果糖1 1，6-6-二磷酸二磷酸- -果糖果糖磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-3-磷酸磷酸- -甘油醛甘油醛第一階段1 1，3-3-二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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸第二階段己糖激酶己糖激酶磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶醛縮酶磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油酸激酶變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶（1） 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖OHOHHOHHOHHOHCH2HHO葡萄糖葡萄糖GATPADPMg+OHOHH

4、OHHOHHOHCH2HOP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖G-6-P己糖激酶己糖激酶2、第一階段：支付能量的準(zhǔn)備階段；n包括5步反應(yīng)。糖酵解過(guò)程的第一個(gè)限速酶糖酵解過(guò)程的第一個(gè)限速酶(2) 6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖CH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OPOHOHHOHHOHHOHCH2HOP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖G-6-P6-磷酸果糖磷酸果糖F-6-P磷酸己糖異構(gòu)酶磷酸己糖異構(gòu)酶(3)6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖CH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OP6-磷酸果糖磷酸果糖F-6-PATPADPMg2+CH2OCOCHHOCOHHCOHHCH2OPP1,6

5、-二磷酸果糖二磷酸果糖F-1,6-BP磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶（FPK-1）第二個(gè)限速酶（4）磷酸丙糖的生成CH2OCOCHHOCOHHCOHHCH2OPP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖F-1,6-BPCH2OCOCH2OHCHOCOHHCH2OPP磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛醛縮酶醛縮酶（5）磷酸丙糖異構(gòu)化CH2OCOCH2OHPCHOCOHHCH2OP磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛3、第二階段：收入階段。n也包括5步反應(yīng)n磷酸三碳糖轉(zhuǎn)變成丙酮酸，每分子三碳糖產(chǎn)生2分子ATP。OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-

6、二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-(1,3-DPG)DPG)3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOHHPO4 2-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+OPO 3 2-（6）3-磷酸甘油醛氧化脫氫成1,3-二磷酸甘油酸n1，3-二磷酸甘油酸（1，3-DPG）為一個(gè)高能化合物；高能鍵以符號(hào)表示。n碘乙酸可抑制磷酸甘油醛脫氫酶的活力。(7) 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶這是糖酵解這是糖酵解中第一次中第一次底物水平底物水平磷酸化反應(yīng)磷酸化反應(yīng)CCHOHCH2OPOPO

7、COOHCHOHCH2OPADPATP1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸n底物水平磷酸化（substrate phosphorylation）：ADP或其他的核苷-5-二磷酸的磷酸化是直接由一個(gè)代謝中間產(chǎn)物上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移而來(lái)，這種磷酸化與電子傳遞鏈無(wú)關(guān)。（8） 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變2-磷酸甘油酸COOHCHOHCH2OP3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COOHCHCH2OHOP2-2-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 （9) 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COOHCCH2O PH2OMg2+磷酸烯醇式丙酮酸磷酸

8、烯醇式丙酮酸(PEP)(PEP)烯醇化酶烯醇化酶COOHCHCH2OHOP（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸酑OOHCCH2O P磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸PEPPEPCOOHCOCH3丙酮酸丙酮酸PAPAADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶這是糖酵解途徑中的這是糖酵解途徑中的第二次第二次底物水平磷酸化。底物水平磷酸化。糖酵解過(guò)程的第三個(gè)限速酶糖酵解過(guò)程的第三個(gè)限速酶葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸磷酸- -葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸磷酸- -果糖果糖1 1，6-6-二磷酸二磷酸- -果糖果糖磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-3-磷酸磷酸- -甘油醛甘油醛第一階段1 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3

9、-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸第二階段己糖激酶己糖激酶磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶醛縮酶磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油酸激酶變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖酵解小結(jié)（三）、由葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞肿颖崮芰哭D(zhuǎn)變的估算n總反應(yīng)式：n葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2On消耗ATP=2個(gè)（G生成6-P-G ，6-P-F生成1,6-2P-F）；n生成ATP=2121=4個(gè)（1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸；PEP生成丙酮酸）； n 凈生成ATP=42=2個(gè)n產(chǎn)生

10、NADH=2 1（3-磷酸甘油醛生成 1， 3-二磷酸甘油酸）（四）、丙酮酸的去路n1、在氧充足時(shí)，丙酮酸脫氫酶系作用下，形成乙酰-CoA，進(jìn)入三羧酸循環(huán)進(jìn)行有氧氧化；n2、丙酮酸羧化酶作用下，形成草酰乙酸； n3、在缺氧或無(wú)氧時(shí)，轉(zhuǎn)化為乳酸、乙醇等，視不同生物而定。（1）乳酸發(fā)酵n高等動(dòng)物在供氧不足時(shí)，或某些微生物在厭氧或相對(duì)厭氧條件下，丙酮酸還原為乳酸，稱為乳酸發(fā)酵。n反應(yīng)由乳酸脫氫酶催化（2）乙醇發(fā)酵（1）酵母在無(wú)氧條件下，將丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己虲O2。（2）丙酮酸乙醛乙醇（3）由丙酮酸脫羧酶、乙醇脫氫酶催化。（五）糖酵解作用的調(diào)節(jié)n在糖酵解途徑中，由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化

11、的反應(yīng)基本上是不可逆的，因此，這三種酶都具有調(diào)節(jié)糖酵解途徑的作用。n1.磷酸果糖激酶：（-）ATP、檸檬酸；（+）AMP、2，6-二磷酸果糖。n2.己糖激酶：n（-）葡萄糖-6-磷酸。n3.丙酮酸激酶：n（-）ATP、丙氨酸；（+）1，6-二磷酸果糖。1、糖酵解過(guò)程是生物最古老、最原始的獲取能量的一種方式，是生物體共同經(jīng)歷的途徑；2、在機(jī)體缺氧時(shí)迅速提供能量。 n在無(wú)氧條件下迅速提供能量,供機(jī)體需要。如:肌肉收縮，人到高原，呼吸障礙等n某些細(xì)胞在不缺氧條件下的能量來(lái)源。如：成熟紅細(xì)胞（六）糖酵解意義返回第三節(jié)、檸檬酸循環(huán)n檸檬酸循環(huán)又稱為三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cyc

12、le，TCA循環(huán)）、Krebs循環(huán)。nH. Krebs通過(guò)總結(jié)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，于1937年提出了三羧酸循環(huán)假設(shè)并用實(shí)驗(yàn)證明了三羧酸循環(huán)的存在；n檸檬酸循環(huán)是在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的。HOCH2COOHCCOOHCH2COOH一、丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段-形成乙酰-CoAn葡萄糖在轉(zhuǎn)變?yōu)楸岷?，在進(jìn)入檸檬酸循環(huán)之前，先進(jìn)行氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴?CoA。n丙酮酸通過(guò)線粒體內(nèi)膜上特異載體進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化。1、丙酮酸脫氫酶系催化的反應(yīng)n丙酮酸+ CoA+NAD+ 乙酰-CoA+CO2+NADH +H+ （圖）NAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸乙酰CoA丙酮酸脫氫

13、酶系+ CoA-SH輔酶A+ CO22、丙酮酸脫氫酶系的組成n為包括三種不同酶的多酶復(fù)合體，分別是：丙酮酸脫氫酶、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；?、二氫硫辛酸脫氫酶。3、參加上述反應(yīng)過(guò)程的輔助因子： CoA ， NAD+ ，TPP，F(xiàn)AD，硫辛酸，Mg2+等二、檸檬酸循環(huán)反應(yīng)過(guò)程-TCAFADH2FADGTPPiGDPNADHNAD+CO2NADHNAD+CO2NADHNAD+草酰乙酸蘋果酸延胡索酸琥珀酸琥珀酰CoA酮戊二酸異檸檬酸順烏頭酸檸檬酸乙酰CoA1、乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸HOCH2COOHCCOOHCH2COOH乙酰CoA草酰乙酸檸檬酸合成酶H2O HSCoACH3SCoAOCCOO

14、HCH2COOHCO+ 檸檬酸乙酰乙酰CoACoA+ +草酰乙酸草酰乙酸 檸檬酸檸檬酸 + + CoA-SHCoA-SH檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸H2OH2OHOCH2COOHCCOOHCH2COOH CHCOOHC COOHCH2COOHCOOHCHCOOHCCOOHCH2HOH2、 檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸3、異檸檬酸氧化脫羧生成-酮戊二酸NAD+ NADH+H+ CO2異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶OCCOOHCH2CH2COOHCOOHCH COOHCCOOHCH2HOH- 酮戊二酸 ( -KG)第一次氧化脫羧4、 -酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶A- 酮戊二酸 ( -KG)NAD+ NADH+H

15、+HSCoA CO2 -KG脫氫酶 復(fù)合體COOHCH2CH2COSCoAOCCOOHCH2CH2COOH琥珀酰CoA第二次氧化脫羧n-酮戊二酸脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系的組成和結(jié)構(gòu)有相似之處。n由-酮戊二酸脫氫酶（E1）、二氫硫辛酸轉(zhuǎn)琥珀酰酶（E2）和二氫硫辛酰脫氫酶（E3）組成；n輔助因子： CoA ， NAD+ ，TPP，F(xiàn)AD，硫辛酸，Mg2+等5、琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵牾oAGDP GTP Pi HSCoA琥珀酰CoA合成酶琥珀酸COOHCH2CH2CO SCoA CH2CH2COOHCOOH GTP+ADPGDP+ATP底物水平磷酸化6、琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸CH2CH2

16、COOHCOOH琥珀酸琥珀酸脫氫酶FAD FADH2延胡索酸COOHCCHHHOOC7、延胡索酸水化生成蘋果酸延胡索酸CHCH2COOHCOOHHOH2O 延胡索酸酶蘋果酸COOHCCHHHOOC8、蘋果酸脫氫生成草酰乙酸CHCH2COOHCOOHHO蘋果酸NAD+ NADH+H+ 蘋果酸脫氫酶草酰乙酸COOHCH2COOHCOO C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA (乙酰輔酶乙酰輔酶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

17、COOHCOOHCH2COOHCHHO-C異檸檬酸異檸檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTPO C COOHCH2COOH三羧酸循環(huán)總圖2H2H三、檸檬酸循環(huán)的特點(diǎn)n總反應(yīng)式：n乙酰-CoA+3 NAD+ +FAD+ GDP +Pi+2H2O2CO2+3 NADH +2H+ FADH2 + GTP + CoA1、在有O2條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，是生成ATP的主要途徑；n循環(huán)中有4次脫氫，生成3分子NADH，1分子FADH2，另有1次底物水平磷酸化。n每一次循環(huán)最終可產(chǎn)生10個(gè)ATP分子，2、循環(huán)一周產(chǎn)生2分子CO2；nCO2來(lái)自草酰乙酸而不是乙酰CoA，但凈

18、結(jié)果是氧化了1分子乙酰CoA；3、限速酶：檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、-KG脫氫酶復(fù)合體； 四、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控n在檸檬酸循環(huán)中，對(duì)循環(huán)速度調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用的三種酶：n1、檸檬酸合酶： n（+） ADP； （-）ATP、琥珀酰CoA、 NADH；n2、異檸檬酸脫氫酶： n（+）ADP、 Ca2+；（-) NADH、琥珀酰CoA、 ATPn3、-酮戊二酸脫氫酶： n(+) Ca2+；（-）NADH、琥珀酰CoAn4、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體(PDH)的調(diào)節(jié)：n(+) AMP、NAD+、Ca2+ ；(-) ATP、乙酰CoA、NADH （圖）五、三羧酸循環(huán)的生物學(xué)意義1、為機(jī)體提供大量自由能的重要代謝系

19、統(tǒng)。（圖）2、是糖、脂肪、蛋白質(zhì)分解的最終代謝通路；是三大物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；（圖）3、可為其他合成代謝提供小分子前體。 糖原糖原脂肪脂肪蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)葡萄糖葡萄糖脂肪酸脂肪酸 甘油甘油氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoACoAeH+1/22+2ADP ATPPi O2H2OTCACoA營(yíng)養(yǎng)物分解代謝的三個(gè)階段CoA乙酰檸檬酸異檸檬酸酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸TCA-丙酮酸脂肪酸TyrPheLeuIleTrp草酰乙酸乙酰CoA脂肪酸膽固醇蛋白質(zhì)奇數(shù)脂肪酸血紅素IleMetValThrAspPheTyr葡萄糖AspGlu蛋白質(zhì)六、回補(bǔ)/填補(bǔ)反應(yīng)（anaplerotic reaction

20、）、回補(bǔ)反應(yīng)：對(duì)檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物有補(bǔ)充作用的反應(yīng)。、幾個(gè)常見(jiàn)反應(yīng)NADHNAD+蘋果酸脫氫酶OCOOHCCH2COOH蘋果酸酶NADP+CO2NADPHOCH3CCOOHHOHCCH2COOHCOOH丙酮酸羧化酶P iA DPCO2A TPOC O O HCC H2C O O HOC H3CC O O H返回第四節(jié)、磷酸戊糖途徑一、戊糖磷酸途徑的發(fā)現(xiàn)n1、戊糖磷酸途徑（pentose phosphate pathway，PPP）：又稱磷酸單已糖途徑，(hexose monophosphate pathway,HMP)或Warburg-Dikens途徑。n2、19311953年間發(fā)現(xiàn)。n3、戊

21、糖磷酸途徑是糖代謝的第二條重要途徑；n4、有關(guān)作用的酶都在于細(xì)胞溶膠中。二、戊糖磷酸途徑的主要反應(yīng)n磷酸戊糖途徑：以6-磷酸葡萄糖為起始物，在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，進(jìn)而生成磷酸戊糖為中間代謝物的過(guò)程。n第一階段：氧化反應(yīng)，生成NADPH和CO2n第二階段：非氧化反應(yīng)，一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)1、氧化反應(yīng)階段：生成NADPH和CO2NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-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限速酶

22、限速酶，對(duì)對(duì)NADPNADP+ +有高度特異性有高度特異性（1）6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯（2） 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖酸CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶COCO2 2（3） 6-磷酸葡萄糖酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸核酮糖OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2O

23、PO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖2、非氧化反應(yīng)階段： 一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸戊糖異構(gòu)酶磷酸戊糖異構(gòu)酶OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖差向酶差向酶（1）三種五碳糖的異構(gòu)（2）二分子五碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖

24、HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖OHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCO7-7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶(TPP)OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH（3）七碳糖與三碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)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HOHHOHOHCCCCCH2OPO3H2HOHHCH2OHCO轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)醛酶OHCHOCCCH2OPO3

25、H2HOHH4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖HOHOHCCCH2OPO3H2HHOHCH2OHCCO6-6-磷酸果糖磷酸果糖（4）四碳糖與五碳糖的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)OHCHOCCCH2OPO3H2HOHH4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHOHCHOCCH2OPO3H2H3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛HOHOHCCCH2OPO3H2HHOHCH2OHCCO6-6-磷酸果糖磷酸果糖轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶 (TPP)(TPP)n第二階段的非氧化反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，保證細(xì)胞能以極大的靈活性滿足自己對(duì)代謝中

26、間產(chǎn)物的需求。磷酸戊糖途徑總覽：n戊糖磷酸途徑的總反應(yīng)式： 6 6 G-6-P+12NADPG-6-P+12NADP+ +7H+7H2 2O5G-6-O5G-6-P+6COP+6CO2 2+12NADPH+12H+12NADPH+12H+ +H+H3 3POPO4 4 n 凈結(jié)果是：1分子G-6-P徹底降解放出6CO2，同時(shí)還原12分子NADP生成12分子NADPH。 三、磷酸戊糖途徑的特點(diǎn)n氧化階段總反應(yīng)式： 6 6 G-6-P+12NADPG-6-P+12NADP+ +6H+6H2 2O6 5-P-O6 5-P-核酮糖核酮糖+6CO+6CO2 2+12NADPH+12H+12NADPH+1

27、2H+ +n非氧化階段總反應(yīng)式： 6 5-P-6 5-P-核酮糖核酮糖+H+H2 2O5 G-6-P+ HO5 G-6-P+ H3 3POPO4 4 四、磷酸戊糖途徑的調(diào)控n1、6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化的反應(yīng)在生理?xiàng)l件下屬于限速反應(yīng)，是一個(gè)重要的調(diào)控點(diǎn)。n2、最重要的調(diào)節(jié)因素：n該酶受NADPH/NADPNADPH/NADP+ +的調(diào)節(jié)nNADPH、NADP+競(jìng)爭(zhēng)與G-6-PD結(jié)合；nATP、6-磷酸葡萄糖競(jìng)爭(zhēng)與G-6-PD結(jié)合。 五、戊糖磷酸途徑的生物學(xué)意義n1、是細(xì)胞產(chǎn)生還原力（NADPH）的主要途徑。nNADPH在還原性生物合成中起負(fù)氫離子供體的作用，如脂肪酸的生物合成、核糖核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

28、脫氧核糖核苷酸等。n2、是細(xì)胞內(nèi)不同結(jié)構(gòu)糖分子的重要來(lái)源，并為各種單糖的相互轉(zhuǎn)變提供條件。n3、一些中間產(chǎn)物為重要的合成前體n、核糖-5-磷酸（核酸、核糖核苷酸輔酶）n、核酮糖-5-磷酸核酮糖-1，5-二磷酸（C3途徑CO2受體、嘌呤的合成、色氨酸等氨基酸的合成）n、赤蘚糖-4-磷酸（芳香族氨基酸的合成）返回第五節(jié)、葡糖異生作用n一、概念n1、葡糖異生作用：以非糖物質(zhì)作為前體合成葡萄糖的作用。n非糖物質(zhì)包括乳酸、丙酮酸、丙酸、甘油以及氨基酸等；n2、糖異生作用：由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程。二、意義n維持血糖濃度的相對(duì)穩(wěn)定，尤其對(duì)于機(jī)體饑餓時(shí)和激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)維持血糖水平非常重要；保證不間斷地

29、將葡萄糖提供給那些主要以葡萄糖為能源的組織。如：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、紅細(xì)胞等。三、葡糖異生作用和糖酵解作用的關(guān)系n1、葡糖異生作用的主要起點(diǎn)可認(rèn)為是丙酮酸；n2、葡糖異生作用并不是糖酵解過(guò)程的直接逆反應(yīng)。n3、由丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，凡在糖酵解過(guò)程中的可逆反應(yīng)都可被利用；但遇到不可逆反應(yīng)則必須繞道。糖酵解三個(gè)不可逆過(guò)程:葡萄糖葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2丙酮酸丙酮酸6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2Pi2NADH+ 2H+2NAD+2 3-磷

30、酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2O2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP四、葡糖異生對(duì)糖 酵 解 的不可逆過(guò)程采取的迂回措施n丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化的反應(yīng)繞過(guò)丙酮酸激酶催化的反應(yīng)；n果糖-1，6-二磷酸酶繞過(guò)磷酸果糖激酶；n葡萄糖-6-磷酸酶繞過(guò)己糖激酶。1、丙酮酸通過(guò)草酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际搅姿岜岜岜?+ + COCO2 2 + ATP + ATP 草酰乙酸草酰乙酸 + + ADP + PiADP + PiCH3C=OCOOH+ + COCO2 2 +ATP+ATPCOOHCH2C=OCOOH+ + ADP + PiAD

31、P + Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素、生物素、Mg Mg 2+2+（1）丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜幔?）草酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖岵蒗Ｒ宜岵蒗Ｒ宜?+ + GTP GTP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 + + GDP + GDP + COCO2 2COOHCH2C=OCOOH 草酰乙酸草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸PO3H2OCOOHCCH2GDPGDPGTPGTPCOCO2 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶羧激酶草酰乙酸通過(guò)形成蘋果酸跨過(guò)線粒體膜途徑：線粒體線粒體 丙丙酮酮酸酸丙丙酮酮酸酸草草酰酰乙乙酸酸蘋蘋果果酸酸蘋蘋果果酸酸草草酰酰乙乙酸酸磷磷酸酸烯烯醇醇式式

32、丙丙酮酮酸酸T TC CA AN NA AD DH H+ +H H+ +N NA AD D+ +N NA AD D+ +N NA AD DH H+ +H H+ +G GT TP PC CO O2 2+ +G GD DP P丙丙酮酮酸酸羧羧化化酶酶P PE EP P羧羧激激酶酶GOTCH2OCOCHHOCOHHCOHHCH2OPP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖F-1,6-BP果糖二磷酸酶-1+ H2OCH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OP6-磷酸果糖磷酸果糖F-6-P+ Pi2、1,6-二磷酸果糖的水解成6-磷酸果糖OHOHHOHHOHHOHCH2HHOOHOHHOHHOHHOHCH2H

33、OP葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖3、6-磷酸葡萄糖的水解成葡萄糖糖酵解與糖異生比較1： 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ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰乙酸ATPADPCO2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素CO2GTPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶6-6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP糖的分解代謝糖的分解代謝磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1H3PO4 H2O糖的異生作用糖的異生作用果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1-1糖酵解與糖異生比較2：葡萄糖葡萄糖 6-

34、6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADPATP ADP糖的分解代謝糖的分解代謝葡萄糖激酶葡萄糖激酶( (肝肝) )H H3 3POPO4 4 H H2 2O O糖的異生作用糖的異生作用葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶肝肝糖酵解與糖異生比較3： T TC CA AN NA AD DH H+ +H H+ +N NA AD D+ +N NA AD D+ +N NA AD DH H+ +H H+ +N NA AD DH H+ +H H+ +N NA AD D+ +A AT TP PA AD DP PN NA AD D+ +N NA AD DH H+ +H H+ +A AT TP PA AD DP PH

35、 H2 2O OH H2 2O OA AT TP PA AD DP PN NA AD D+ +N NA AD DH H+ +H H+ +丙丙酮酮酸酸丙丙酮酮酸酸草草酰酰乙乙酸酸蘋蘋果果酸酸蘋蘋果果酸酸草草酰酰乙乙酸酸G GT TP PC CO O2 2+ +G GD DP P3 3- -P P- -甘甘油油醛醛P P二二羥羥丙丙酮酮P P甘甘油油甘甘油油F F- -1 1, ,6 6- -B BP PF F- -6 6- -P PG G- -6 6- -P PG GP Pi iP Pi iP PE EP P乳乳酸酸糖異生途徑總覽圖 五、糖異生的調(diào)節(jié)n1、AMP、F-2,6-BP抑制果糖-1，6

36、-二磷酸酶激活6-磷酸果糖激酶， A AT TP PA AD DP PH H2 2O OA AM MP P糖糖異異生生F F- -6 6- -P PF F- -1 1, ,6 6- -B BP PP Pi i6 6- -磷磷酸酸果果糖糖激激酶酶- -1 1果果糖糖二二磷磷酸酸酶酶- -1 1F F- -2 2, ,6 6- -B BP P( (+ +) )( (- -) )糖糖酵酵解解2、丙酮酸激酶受高濃度ATP和丙氨酸抑制，受果糖-1，6-二磷酸激活；丙酮酸羧化酶受乙酰-CoA激活，受ADP抑制ADPATPA Al la a糖異生PEP丙酮酸F F- -1 1, ,6 6- -B BP P(

37、+)丙丙酮酮酸酸激激酶酶草酰乙酸丙丙酮酮酸酸羧羧化化酶酶P PE EP P羧羧激激酶酶乙酰CoA(+)(-)(-)返回第六節(jié)、乙醛酸途徑/循環(huán)（glyoxylate pathway/cycle）n1、乙醛酸循環(huán)：是某些植物、細(xì)菌和酵母中檸檬酸循環(huán)的修改形式，通過(guò)該循環(huán)可以由乙酰-CoA經(jīng)草酰乙酸凈生成葡萄糖。該循環(huán)繞過(guò)了檸檬酸循環(huán)中生成兩個(gè)CO2的步驟。n乙醛酸循環(huán)的實(shí)質(zhì)：是2分子乙酰-CoA生成1分子草酰乙酸。在此過(guò)程中，還形成2分子NADH和1分子FADH2。n2、分布：在動(dòng)物體內(nèi)并不存在，只存在于植物和微生物中。3、與檸檬酸循環(huán)的比較n該途徑特有兩種酶：異檸檬酸裂合酶和蘋果酸合酶；其他的

38、反應(yīng)都和“檸檬酸循環(huán)”相同。n、異檸檬酸琥珀酸+乙醛酸n、乙酰-CoA+乙醛酸+H2OL-蘋果酸+CoA異檸檬酸裂解酶異檸檬酸裂解酶蘋果酸合成酶蘋果酸合成酶異檸檬酸裂解酶異檸檬酸裂解酶蘋果酸合成酶蘋果酸合成酶乙醛酸途徑示意圖乙醛酸途徑反應(yīng)總覽4、意義n在植物種子中，它使萌發(fā)的種子將貯存的三酰甘油通過(guò)乙酰-CoA轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蜓a(bǔ)充三羧酸循環(huán)中的琥珀酸，促進(jìn)脂酸代謝；n微生物利用乙酸等作能源也是通過(guò)該循環(huán)。返回第七節(jié)、糖原的分解和生物合成n糖原是貯存能量的、容易動(dòng)員的多糖。n形狀：樹(shù)枝狀n還原端：一個(gè)（含有半縮醛羥基端）n非還原端：多個(gè)n糖原的合成與分解都由非還原性末端開(kāi)始。糖原分子示意圖非還原性

39、末端非還原性末端還原性末端還原性末端OOHCH2OHOOCH2OHOOCH2OOOCH2OHOHOCH2OHOOHCH2OHO-1,6-糖苷鍵糖苷鍵-1,4-糖苷鍵糖苷鍵非還原性末端非還原性末端一、糖原的降解n糖原分子90%降解為葡糖-1-磷酸，其余10%被水解成為葡萄糖分子，因此，糖原的降解為磷酸解作用。n磷酸解：由正磷酸引起斷鍵反應(yīng)，正磷酸作為一個(gè)基團(tuán)加到斷鍵的一側(cè)。n糖原的降解需要三種酶的作用：糖原磷酸化酶、糖原脫支酶、磷酸葡萄糖變位酶。糖原磷酸解為1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶n1、簡(jiǎn)稱磷酸化酶。n2、從非還原性末端斷下一個(gè)葡萄糖分子。n3、只催化14糖苷鍵的磷酸解；只到糖原的分支點(diǎn)前4個(gè)

40、葡萄糖殘基處即不能再繼續(xù)進(jìn)行催化。n4、調(diào)控機(jī)制：n磷酸化酶a：酶分子絲氨酸14上的羥基被磷酸化，有活性；n磷酸化酶b：酶分子絲氨酸14上的羥基未被磷酸化，無(wú)活性。脫支酶的作用脫支酶n一種雙重功能的酶，具有糖基轉(zhuǎn)移酶和糖原脫支酶兩種酶活性。n糖基轉(zhuǎn)移酶：轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基。n糖原脫支酶：分解16-糖苷鍵；水解，不是磷酸解。1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH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6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OH6-磷酸葡萄糖

41、磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2H H3 3POPO4 4H H2 2O O葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶糖原糖原 Gn+11-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiPiG Gn n磷酸化酶磷酸化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖葡萄糖H H2 2O OPiPi葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶糖分解代謝糖分解代謝糖原分解圖二、糖原的生物合成n糖原的生物合成和分解是完全不同的途徑。n糖原的生物合成通過(guò)3個(gè)步驟，包括3種酶的催化作用： UDP-葡萄糖焦磷酸化酶、糖原合酶、糖原分支酶。葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖 葡萄糖激酶葡萄糖激酶ATPADPMg2

42、+葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H26-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖的生成OHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHOH1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPOHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHO尿苷POOHO尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶n在糖原的生物合成中，糖基的供體為尿苷二磷酸葡萄糖（UDP-葡萄糖或UDPG）n高能態(tài)的