基礎(chǔ)生化第四章糖代謝

基礎(chǔ)生化第四章糖代謝第1頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四一、代謝的基本概念（二）代謝途徑物質(zhì)在細(xì)胞中的轉(zhuǎn)變，通常由一系列酶促反應(yīng)構(gòu)成，各反應(yīng)按照一定次序進(jìn)行。線狀方向環(huán)狀分支狀（一）代謝物反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、產(chǎn)物統(tǒng)稱代謝物。P289第2頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四環(huán)狀代謝途徑第3頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四分支狀代謝途徑——核苷酸的從頭合成概況5-磷酸核糖PRPPUMPIMPAspCO2+Gln氨基甲酰磷酸乳清酸dTMPUTPCTPGlnGlyGln一碳單位一碳單位CO2AspGTPATPAMPGMP第4頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（三）物質(zhì)代謝3種途徑1.分解代謝2.合成代謝3.不定向代謝（兩用途徑）第5頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四奇數(shù)脂肪酸ValIleMetG脂肪酸不定向代謝途徑返回第6頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（四）酶的4種組織方式1.分散存在2.多酶復(fù)合體3.與膜結(jié)合的多酶復(fù)合物4.多功能酶返回第7頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（一）物質(zhì)代謝1.分解代謝二、物質(zhì)代謝和能量代謝（1）大分子轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)元件（2）結(jié)構(gòu)元件進(jìn)一步降解為共同代謝中間物（3）共同代謝中間物經(jīng)共同代謝途徑徹底氧化分解（二）能量代謝ATP和NADPH返回

2.合成代謝第8頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四條件溫和高度調(diào)控代謝途徑不可逆4.代謝途徑都有限速步驟5.各種生物基本代謝途徑高度保守6.代謝途徑高度分室化三、代謝的基本特征返回第9頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四1.放射性同位素示蹤2.代謝抑制劑3.代謝遺傳缺陷型突變體4.基因操作四、代謝的研究方法第10頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第四章糖代謝第一節(jié)概述第二節(jié)糖酵解第三節(jié)三羧酸循環(huán)第四節(jié)磷酸戊糖途徑第五節(jié)糖異生第六節(jié)糖原的合成和分解第11頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)概述一、重要的單糖二、糖的生理功能三、糖代謝的概況第12頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖的概念

糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。一、重要的單糖第13頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四葡萄糖（glucose）結(jié)構(gòu)α-D-葡萄糖第14頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四

二、糖的生理功能1.提供能源（50-70%）構(gòu)成細(xì)胞的成分（蛋白聚糖、糖蛋白參與結(jié)締組織、軟骨構(gòu)成，糖蛋白、糖脂參與生物膜）2.提供碳源（aa、脂類、核苷酸）構(gòu)成某些生物活性物質(zhì)多種糖蛋白是激素、酶、受體、抗體、血漿蛋白第15頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四葡萄糖的主要代謝途徑丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA磷酸戊糖途徑葡萄糖6-磷酸葡萄糖糖酵解（有氧）（無氧）三羧酸循環(huán)（有氧或無氧）糖異生三、糖代謝概況（以G為中心）返回章第16頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)糖酵解一、糖酵解定義

二、糖酵解過程

三、糖酵解要點(diǎn)

四、NADH和丙酮酸的去路

五、糖酵解的生物學(xué)意義

六、糖酵解的調(diào)控第17頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四一、糖酵解定義糖酵解是生物界最為原始的獲取能量的一種方式。在生物進(jìn)化過程中，雖進(jìn)化為在有氧條件下獲取能量，但仍保留了這種原始方式。第18頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四一、糖酵解定義

糖酵解是第一個(gè)明確的代謝途徑。指將葡萄糖降解為丙酮酸并伴隨著ATP生成的一系列反應(yīng)，是生物體內(nèi)普遍存在的葡萄糖降解的途徑。該途徑也稱作Embden-Meyethof途徑，簡(jiǎn)稱ＥＭＰ途徑。返回節(jié)第19頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四EMP的化學(xué)歷程糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸第一階段第二階段第三階段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATP的生成二、糖酵解過程P316第20頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（1）

PhophorylationofGlucose不可逆己糖激酶或葡萄糖激酶第21頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（2）

ConversionofGlucose6-PhosphatetoFructose6-Phosphate

磷酸葡萄糖異構(gòu)酶第22頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（3）

PhosphorylationofFructose6-PhosphatetoFructose1,6-Bisphosphate不可逆反應(yīng)酶的催化效率很低磷酸果糖激酶第23頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四

F-6-P形成果糖-1，6-二磷酸

Onesubunitofthetetramericphosphofructokinase-1(PFK-1)RegulatoryATP第24頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（4）（5）

羥醛裂解反應(yīng)醛縮酶磷酸丙糖異構(gòu)酶第25頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（6）

OxidationofGlyceraldehyde3-phosphateto1,3-Bisphosphoglycerate巰基酶3-磷酸甘油醛脫氫酶第26頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四3-磷酸甘油醛脫氫酶的抑制劑NAD+CysCysSHNAD+SH+CH3HgCl+NAD+CysS+HINAD+CysS+HClHgCH3HgCH3第27頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（7）

PhosphrylTransferfrom1,3-BisphosphoglyceratetoADP底物水平磷酸化磷酸甘油酸激酶第28頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（8）

Conversionof3-Phosphoglycerateto2-Phosphoglycerate磷酸甘油酸變位酶第29頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（9）

Dehydrationof2-PhosphoglyceratetoPhosphoenolpyruvate烯醇化酶第30頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解途徑（10）

TransferofthePhosphorylGroupfromPhophoenolpyruvatetoADP

底物水平磷酸化不可逆反應(yīng)丙酮酸激酶第31頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第一階段：葡萄糖的磷酸化

ATPADPATPADP激酶磷酸果糖激酶異構(gòu)酶葡萄糖磷酸化的意義：極性增加第32頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第二階段：磷酸己糖的裂解醛縮酶異構(gòu)酶第33頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第三階段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成

NAD+

NADH+H+

PiADP

ATPH2OMg或MnATPADP丙酮酸PEP丙酮酸激酶脫氫酶激酶變位酶烯醇化酶返回節(jié)第34頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四1.還原力：1次產(chǎn)生2（NADH+H+）三、糖酵解要點(diǎn)2.ATP：2次底物水平磷酸化生成ATP，2次消耗ATP，凈合成2ATP。3.三步不可逆反應(yīng)4.總反應(yīng)式

C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O返回節(jié)第35頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（一）無氧條件下1.乳酸發(fā)酵（動(dòng)物、細(xì)菌等）2.乙醇發(fā)酵（酵母等）四、NADH和丙酮酸的去路輔酶I的再生P324第36頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四1.NADH去路：經(jīng)呼吸鏈氧化產(chǎn)生5ATP，即共產(chǎn)生7ATP。在某些組織，如某些神經(jīng)和肌肉細(xì)胞中，NADH經(jīng)磷酸甘油穿梭系統(tǒng)得FAD，產(chǎn)生1.5ATP，總計(jì)產(chǎn)生5ATP。（二）有氧條件下：第37頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四2.丙酮酸去路（EMP）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循環(huán)

NAD+

NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解第38頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四丙酮酸脫氫酶系催化的反應(yīng)連接糖酵解和三羧酸循環(huán)的中心環(huán)節(jié)P332第39頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四丙酮酸脫氫酶復(fù)合體定位于線粒體基質(zhì)中

丙酮酸脫氫酶※由3種酶組成二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；付淞蛐刘Ｃ摎涿浮?（5）種輔助因子：TPP（VB1）、NAD+（Vpp）、硫辛酸、FAD（VB2）、HSCoA（泛酸）、（Mg2+）第40頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四丙酮酸脫氫酶系NAD++H+丙酮酸脫氫酶FAD硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶CO2乙酰硫辛酸二氫硫辛酸NADH+H+TPP硫辛酸CoASHNAD+CH3-C-SCoAOP333第41頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四焦磷酸硫胺素（TPP）在丙酮酸脫羧中的作用C-H+C-CH3-C-COOHOHCO2丙酮酸噻唑環(huán)第42頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四丙酮酸脫氫酶系NAD++H+丙酮酸脫氫酶FAD硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶CO2乙酰硫辛酸二氫硫辛酸NADH+H+TPP硫辛酸CoASHNAD+CH3-C-SCoAOP333第43頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四硫辛酸的氫載體和?；d體作用

氧化型硫辛酸SSCCC(CH2)4COO-SHSCCC(CH2)4COO-乙酰二氫硫辛酸+2H-2H二氫硫辛酸HSHSCCC(CH2)4COO-第44頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四丙酮酸脫氫酶系NAD++H+丙酮酸脫氫酶FAD硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶CO2乙酰硫辛酸二氫硫辛酸NADH+H+TPP硫辛酸CoASHNAD+CH3-C-SCoAOP333返回節(jié)第45頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四1.產(chǎn)生能量ATP缺氧時(shí)合成ATP的主要途徑或某些細(xì)胞唯一途徑，如：劇烈運(yùn)動(dòng)的肌肉細(xì)胞；成熟紅細(xì)胞；神經(jīng)、白細(xì)胞、骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常有糖酵解提供部分能量。2.中間物質(zhì)作為其它物質(zhì)合成的原料如磷酸二羥丙酮、G-6-P等3.是有氧和無氧代謝的共同途徑五、糖酵解的生物學(xué)意義返回節(jié)第46頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四限速反應(yīng)/關(guān)鍵反應(yīng)在物質(zhì)代謝整個(gè)反應(yīng)鏈中，某一步反應(yīng)速度決定整個(gè)反應(yīng)鏈的速度，這一步反應(yīng)稱~催化該反應(yīng)的酶稱限速酶/關(guān)鍵酶

糖酵解途徑調(diào)控酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶

六、糖酵解的調(diào)控P325第47頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四酶活力隨血糖濃度的變化（一）己糖激酶(HK)和葡糖激酶(GK)第48頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四己糖激酶葡萄糖激酶存在部位肝外組織肝Km

值

0.1mmol/L

10mmol/L底物G,果糖,甘露糖G調(diào)節(jié)

G-6-P反饋抑制胰島素誘導(dǎo)功能分解釋放能量合成肝糖原己糖激酶和葡萄糖激酶的比較

G-6-P參與很多代謝途徑，因此HK不是糖酵解最關(guān)鍵酶第49頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（二）磷酸果糖激酶(PFK)（關(guān)鍵酶？）F-6-PF-1,6-BPPFK-1AMP、ADP、F-2,6-BPATP、檸檬酸P325

1.別構(gòu)抑制劑：ATP(能量)、檸檬酸（碳骨架）、質(zhì)子

2.別構(gòu)激活劑：AMP、ADP6-磷酸果糖、2，6-二磷酸果糖第50頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四ATP的作用ATP既是S，又是別構(gòu)抑制劑，濃度低時(shí)和高時(shí)作用不同第51頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四ATP對(duì)PFK-1的別構(gòu)抑制

Onesubunitofthetetramericphosphofructokinase-1(PFK-1)RegulatoryATP

ATP既是底物又是抑制劑，PFK-1上有兩個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)：別構(gòu)位點(diǎn)和活性中心，且與活性中心的親和力高。當(dāng)ATP濃度高與別構(gòu)位點(diǎn)結(jié)合后，使酶轉(zhuǎn)變?yōu)門態(tài)，降低了酶與F-6-P的親和力。巴斯德效應(yīng)第52頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四2，6-FBP對(duì)PFK的別構(gòu)激活（最強(qiáng)激活劑）P3262，6-FBP控制PFK的構(gòu)象轉(zhuǎn)換，提高PFK對(duì)S的親和力并能降低ATP的抑制效應(yīng)。第53頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四

PFK2和F-2,6-BPase是多功能酶位于一條多肽鏈上，是同一蛋白的兩種不同形式，PFK2為去磷酸化形式，F(xiàn)-2,6-BPase是Ser-OH磷酸化形式。G過剩，胰島素分泌↑，胰高血糖素分泌↓，則促進(jìn)去磷酸化，F(xiàn)-2,6-BP↑，糖酵解加速。2，6-FBP的合成與分解

第54頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四

F-6-P2，6-FBP激活PFK

前饋激活作用；抵消ATP的抑制。

PFK2F-6-P的別構(gòu)激活

AMP和ADP的別構(gòu)激活解除ATP抑制作用

第55頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（三）丙酮酸激酶

1.別構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：ATP、丙氨酸、乙酰CoA、脂肪酸

變構(gòu)激活劑：F-6-P、1，6-FBP

2.共價(jià)修飾—去磷酸化為活躍形式P326第56頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四丙酮酸激酶催化活性控制關(guān)系圖磷酸化的丙酮酸激酶（低活性）去磷酸化的丙酮酸激酶（高活性）H2OPiATPADPATP—丙氨酸—1，6-FBP+低血糖Pi+—P326第57頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖酵解小結(jié)1.糖酵解幾乎是生物的公共途徑，一分子葡萄糖氧化成2分子丙酮酸，并把能量以ATP和NADH形式貯存。2.糖酵解過程有10個(gè)酶，全部在胞質(zhì)中。有10個(gè)中間產(chǎn)物，都是磷酸化的六碳或三碳化合物。3.糖酵解的準(zhǔn)備階段，用ATP把葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,6-二磷酸果糖，然后C3和C4間的鍵斷裂生成二分子三糖磷酸。4.在回報(bào)階段，來自葡萄糖的3-磷酸甘油醛在C1上發(fā)生氧化，反應(yīng)能量以一分子NADH和二分子ATP形式貯存。6.糖酵解受到其他產(chǎn)能途徑的調(diào)控，以保證ATP的不斷供給。己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶都受到變構(gòu)調(diào)控?？刂仆ㄟ^這個(gè)途徑的碳流量，維持代謝中間物的水平不變。5.總反應(yīng)式：Glc+2NAD++2ADP+2Pi→2Pyr+2NADH+2H++2ATP+2H2O返回章第58頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)三羧酸循環(huán)同位素示蹤；尿素循環(huán)第59頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)三羧酸循環(huán)一、TCA概念

二、TCA反應(yīng)歷程

三、TCA要點(diǎn)

四、TCA的生理意義

五、TCA的回補(bǔ)反應(yīng)

六、糖酵解的調(diào)控

七、乙醛酸循環(huán)第60頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)三羧酸循環(huán)一、TCA的概念三羧酸循環(huán)(Tricarboxylicacidcircle)，又稱檸檬酸循環(huán)，Krebs循環(huán)，簡(jiǎn)寫為TCA循環(huán)有氧條件下，由乙酰CoA和草酰乙酸縮合成有三個(gè)羧基的檸檬酸，再經(jīng)一系列氧化和脫羧，最終生成二氧化碳和還原型輔酶并產(chǎn)生能量的過程。第61頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四場(chǎng)所:

真核細(xì)胞的線粒體基質(zhì)反應(yīng)過程的酶，除了琥珀酸脫氫酶是定位于真核生物線粒體內(nèi)膜，其余均位于線粒體基質(zhì)中。

返回節(jié)第62頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四二、三羧酸循環(huán)的反應(yīng)歷程

（1）檸檬酸的合成P336高度放能反應(yīng)。檸檬酸有嚴(yán)格的立體專一性，生成S-檸檬酸第63頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四

（2）檸檬酸的異構(gòu)化羥基加在來源于OAA的β-碳上前手性第64頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四

（3）異檸檬酸的氧化脫羧主要是輔酶I哺乳動(dòng)物中有以輔酶Ⅱ?yàn)檩o因子的同工酶，不只存在于線粒體中，細(xì)胞溶膠中也存在。第65頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（4）α-酮戊二酸的氧化脫羧類似于丙酮酸脫氫酶復(fù)合體第66頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（5）琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化為琥珀酸底物水平磷酸化琥珀酰-CoA合成酶，琥珀酰硫激酶植物、微生物直接生成ATP合成酶與合酶第67頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（6）琥珀酸脫氫成延胡索酸琥珀酸脫氫酶有嚴(yán)格的立體異構(gòu)專一性，生成反式結(jié)構(gòu)。真核生物該酶定位于線粒體內(nèi)膜上，也是電子傳遞鏈的組分之一。丙二酸是該酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。第68頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（7）延胡索酸水合為L(zhǎng)-蘋果酸也有嚴(yán)格的立體異構(gòu)專一性，只形成L-蘋果酸（S-蘋果酸）。第69頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（8）蘋果酸氧化為草酰乙酸自由能變表明，該反應(yīng)在熱力學(xué)上是不利反應(yīng)。但由于OAA與乙酰CoA的縮合是高度放能反應(yīng)，同時(shí)OAA大量消耗，因而得以進(jìn)行。第70頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四TCA概貌第71頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四TCA概貌第72頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四TCA概貌返回節(jié)第73頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四三、TCA要點(diǎn)第74頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四三、TCA要點(diǎn)1.1次底物水平磷酸化生成1ATP2.兩次氧化脫羧（碳原子去向）3.三次NADH，一次FADH2（氫原子來源和去向）4.嚴(yán)格需氧5.消耗2分子水6.總反應(yīng)式Pyr+2H2O+4NAD++FAD+GDP+Pi3CO2+4NADH+4H++FADH2+GTP第75頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四碳原子的去向形成乙酰CoA時(shí)生成一個(gè)CO2釋放乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)釋放兩個(gè)CO2，分別在TCA第三步和第四步反應(yīng)第76頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四

但經(jīng)同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TCA中釋放的兩個(gè)CO2中的碳原子并不是直接來自乙?；?，而是原先草酰乙酸中的兩個(gè)碳原子。這是由于酶與底物以特殊方式結(jié)合，經(jīng)酶催化進(jìn)行了不對(duì)稱反應(yīng)。第77頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四G有氧氧化的過程及能量變化

TCA是葡萄糖完全氧化的前奏，經(jīng)氧化磷酸化過程后葡萄糖完全氧化。（1）糖酵解途徑（胞漿）葡萄糖→2丙酮酸Glc+2NAD++2ADP+2Pi→2Pyr+2H2O+2NADH++2H++2ATP第78頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（3）三羧酸循環(huán)：2乙酰CoA→4CO2（線粒體基質(zhì)）2CH3CO~SCoA+4H2O+6NAD++2FAD+2GDP+2Pi→4CO2+2CoA-SH+6NADH+6H++2FADH2+2GTP（2）2丙酮酸→2乙酰CoA（線粒體基質(zhì)）2Pyr+2CoA-SH+2NAD+

→2CH3CO~SCoA+2CO2+2NADH+2H+（4）還原型輔酶或輔基必須通過電子傳遞系統(tǒng)和氧化磷酸化系統(tǒng)被分子氧氧化成水。第79頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四能量變化有氧氧化能量變化：以每分子葡萄糖計(jì)

2ATP和2GTP(底物水平磷酸化反應(yīng)形成)胞漿中2(NADH+H+)線粒體中8(NADH+H+)和2FADH2還原型輔酶或輔基必須通過電子傳遞系統(tǒng)和氧化磷酸化系統(tǒng)被分子氧氧化成水第80頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四每分子葡萄糖氧化成CO2+H2O時(shí)合成的ATPP342返回節(jié)第81頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四四、TCA的生理意義1.是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化的共同途徑2.是分解代謝和合成代謝途徑的樞紐（兩用性、雙重作用）3.提供多種分子的合成前體4.脫羧產(chǎn)生的CO2，其中一部分排出體外，其余部分供機(jī)體生物合成需要5.是需氧生物獲得能量的主要途徑(進(jìn)入呼吸鏈)第82頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四①TCA是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化的共同途徑。第83頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四②TCA是三大物質(zhì)分解和合成代謝的樞紐奇數(shù)脂肪酸ValIleMetG脂肪酸P344雙重作用第84頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四四、TCA的生理意義1.是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化的共同途徑2.是分解代謝和合成代謝途徑的樞紐（兩用性）3.提供多種分子的合成前體4.脫羧產(chǎn)生的CO2，其中一部分排出體外，其余部分供機(jī)體生物合成需要5.是需氧生物獲得能量的主要途徑(進(jìn)入呼吸鏈)返回節(jié)P343第85頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四1、丙酮酸羧化（最重要的填補(bǔ)反應(yīng)）五、TCA的回補(bǔ)反應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充TCA的中間物P343Pyr羧化酶第86頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四2、PEP羧化PEP羧激酶PEP+CO2

草酰乙酸PEP羧化酶（高等植物、細(xì)菌和酵母）（心肌和骨骼?。㏄EP羧化酶返回節(jié)3、Asp和Glu脫氨

Asp草酰乙酸

Gluα-酮戊二酸4、奇數(shù)脂肪酸、Ile等產(chǎn)生琥珀酰CoA第87頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（一）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)

1、變構(gòu)調(diào)節(jié)

六、TCA的調(diào)控2、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)（磷酸化失活）P342Pyr、ADP、抑制丙酮酸脫氫酶激酶Ca2+通過抑制丙酮酸脫氫酶激酶和激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶第88頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四HO-CH2HO-CH2O-PCH2CH2O-PTPPTPP

ADP

乙酰CoANAD+NADH2ATP

-

+2ADP

2Pi

+

2H2OCa2+

胰島素

（無活性）（活性）蛋白激酶磷酸酶TPPTPP2、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)激酶和磷酸酶的活性受別構(gòu)效應(yīng)物控制TPPTPP第89頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（二）檸檬酸合酶(多見于原核生物)變構(gòu)激活劑：ADP變構(gòu)抑制劑：NADH、琥珀酰CoA、檸檬酸、ATPTCA中酶活性主要由酶的底物供應(yīng)情況和產(chǎn)物濃度調(diào)節(jié)，底物乙酰CoA、OAA及產(chǎn)物NADH、終產(chǎn)物ATP是最關(guān)鍵的調(diào)節(jié)物。第90頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（四）–酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似，沒有共價(jià)修飾。別構(gòu)激活劑：Ca2+、AMP別構(gòu)抑制劑:琥珀酰CoA、NADH（三）異檸檬酸脫氫酶（最重要）1.別構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)激活劑：ADP、Ca2+（是肌肉收縮的信號(hào)）變構(gòu)抑制劑：NADH、

ATP2.共價(jià)修飾磷酸化失活返回節(jié)第91頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四返回節(jié)P343巴斯德效應(yīng))有氧氧化抑制糖酵解，關(guān)鍵在NADH。第92頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四七、乙醛酸循環(huán)——三羧酸循環(huán)支路（一）是三羧酸循環(huán)支路（二）兩個(gè)酶（三）生理意義P345第93頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)——三羧酸循環(huán)支路在異檸檬酸與蘋果酸間搭了一條捷徑異檸檬酸檸檬酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸CoASHTCA乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH①②走那條途徑取決于異檸檬酸脫氫酶和裂合酶的活性P345第94頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四植物和微生物兼具有這樣的途徑異檸檬酸裂解酶異檸檬酸琥珀酸乙醛酸①②乙醛酸乙酰CoA蘋果酸蘋果酸合酶第95頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四（三）乙醛酸循環(huán)的生理意義檸檬酸異檸檬酸琥珀酸＋乙醛酸蘋果酸蘋果酸ＯＡＡＰＥＰＧ乙醛酸循環(huán)體線粒體琥珀酸草酰乙酸TCAAspAsp草酰乙酸乙酰CoA異生Gluα-酮戊二酸α-酮戊二酸GluP345乙酰CoA第96頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖異生油料種子發(fā)芽脂代謝糖乙醛酸循環(huán)草酰乙酸乙酰CoA意義不在于產(chǎn)能而是使乙酰CoA凈轉(zhuǎn)變?yōu)椋堑?7頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四原始細(xì)菌生存乙酸菌以乙酸為主要食物的細(xì)菌乙酸NH3生存乙醛酸循環(huán)四碳、六碳化合物轉(zhuǎn)化乙酸

+ATP+CoASH

乙酰CoA+H2O+AMP+PPi乙酰CoA合成酶第98頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)磷酸戊糖途徑——重要的分解代謝支路

除糖酵解及糖的有氧氧化代謝途徑外，在細(xì)胞內(nèi)還存在糖的其它分解途徑。我們將這些途徑稱為分解代謝支路或旁路

(Catabolismshunt)

磷酸己糖旁路

(Hexosemonophosphateshunt,HMS,也稱磷酸戊糖途徑,pentosephosphatepathway)是這些支路中較為重要的一種。在細(xì)胞溶膠內(nèi)進(jìn)行，廣泛存在于動(dòng)植物細(xì)胞中。動(dòng)物體中有30%的葡萄糖通過此途徑分解。在組織勻漿中添加糖酵解的酶抑制劑（碘乙酸抑制3-P甘油醛脫氫酶），但仍有一定量的G被氧化成CO2和H2O；用同位素14C分別標(biāo)記C1和C6，結(jié)果C1更容易氧化生成CO2（如果通過EMP則二者的生成速度是相同的）第99頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)磷酸戊糖途徑一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程

二、磷酸戊糖途徑的幾個(gè)特點(diǎn)

三、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)

四、磷酸戊糖途徑的生理意義第100頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程在胞漿中進(jìn)行。TPP是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶。是一個(gè)循環(huán)式反應(yīng)體系P376第101頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四脫氫酶脫氫酶磷酸戊糖途徑氧化階段脫氫酶內(nèi)酯酶P372第102頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四磷酸戊糖途徑非氧化階段轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)酮酶第103頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程磷酸戊糖途徑和糖酵解途徑之間的溝通主要通過C的轉(zhuǎn)換過程實(shí)現(xiàn)：C5+C5C7+C3C7+C3C4+C6C5+C4C3+C6第104頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四返回節(jié)P376第105頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四二、PPP的幾個(gè)特點(diǎn)1個(gè)G不能完成全部反應(yīng)，至少要3個(gè)2.1個(gè)G進(jìn)入PPP只有1個(gè)碳被氧化（1號(hào)）3.不是產(chǎn)生NADPH的唯一途徑4.發(fā)生在胞液，不需氧氣5.有4中不同模式存在（細(xì)胞的需求不同）P377返回節(jié)3分子五碳糖生成2分子六碳糖和1分子三碳糖，6NADPH第106頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四三、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)6-磷酸葡萄糖脫氫酶為限速酶。NADPH/NADP+↑抑制該酶；

NADPH/NADP+↓激活該酶。返回節(jié)第107頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四四、磷酸戊糖途徑的生理意義1．產(chǎn)生的糖類為合成其他物質(zhì)的前體。為核酸的生物合成提供核糖。為芳香族氨基酸和VB6的合成提供4-P-赤蘚糖2.產(chǎn)生NADPH的主要途徑。

NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體；參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；用于維持谷胱甘肽（紅細(xì)胞）的還原狀態(tài)。參與激素、藥物和毒物的生物轉(zhuǎn)化過程脂肪組織、干臟、腎上腺、乳腺;脫氧核苷酸合成返回章P377第108頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)糖異生人腦、紅細(xì)胞等依賴G供能，一般體內(nèi)儲(chǔ)存的G足夠維持一天的需要，但饑餓狀態(tài)下或肝糖原耗盡如何供能？第109頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)糖異生一、糖異生的概念

二、糖異生的途徑

三、糖異生的前體物質(zhì)

四、乳酸循環(huán)

五、糖異生途徑的生理意義

六、糖異生的調(diào)節(jié)第110頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四是指由非糖物質(zhì)，如甘油、乳酸和各種生糖氨基酸等，經(jīng)過系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成葡萄糖或糖原的過程。

糖異生作用場(chǎng)所主要為肝（80%），部分在腎（20%）中進(jìn)行。此外大腦、骨骼肌或心肌也進(jìn)行極少量的糖異生作用。一、糖異生概念:返回節(jié)P380第111頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四二、糖異生的途徑糖異生作用的中心途徑是由Pyr轉(zhuǎn)化為G的過程。糖異生和糖酵解的關(guān)系：糖異生途徑大部分是EMP的逆反應(yīng)，但不是簡(jiǎn)單的糖酵解途徑的逆轉(zhuǎn)。因?yàn)樘墙徒膺^程有3步不可逆反應(yīng)（己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶），糖異生需要繞過這三步反應(yīng)（另外的酶來催化）。P381第112頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四丙酮酸羧化支路1．丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸：耗能？第113頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四2.F-1,6-BP→F-6-P第114頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四3.G-6-P→G由葡萄糖-6-磷酸酶催化進(jìn)行水解。該酶結(jié)合在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，肝、腎、腸細(xì)胞內(nèi)G-6-P轉(zhuǎn)變?yōu)椋呛筮M(jìn)入血液，維持血糖濃度。多數(shù)組織中不存在該酶，如腦、肌肉組織，故肌肉組織中G-6-P不能轉(zhuǎn)變?yōu)椋?，而主要用于釋放能量。?15頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四糖異生途徑總覽

反應(yīng)方程式：

2Pyr+4ATP+2GTP+2NADH+2H++6H2O

G+2NAD++4ADP+2GDP+6PiP383返回節(jié)第116頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四三、糖異生的前體物質(zhì)甘油乳酸氨基酸丙酸代謝三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物進(jìn)入糖異生作用的途徑氧化成丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮轉(zhuǎn)化成草酰乙酸生糖氨基酸生酮氨基酸無法進(jìn)入糖異生途徑葡萄糖-丙氨酸循環(huán)通過TCA生成草酰乙酸進(jìn)入糖異生途徑進(jìn)入糖異生途徑返回節(jié)第117頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四四、乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)）肌肉肝G丙酮酸乳酸糖酵解NADH+H+NAD+乳酸乳酸丙酮酸NAD+NADH+H+GG糖異生血液P384第118頁，共133頁，2023年，2月20日，星期四Cori循環(huán)概念：肌收縮（尤其是氧供應(yīng)不足時(shí)）通過糖酵解產(chǎn)生乳酸，因?yàn)榧∪鈨?nèi)糖異生活性低，所以乳酸通過細(xì)胞膜彌散進(jìn)入血液后，再入肝，在肝內(nèi)異生為葡萄糖，葡