生物化學第八章 糖代謝1課件

第八章糖代謝第八章糖代謝1本章內(nèi)容糖的消化吸收與儲存糖酵解三羧酸循環(huán)磷酸戊糖途徑糖異生糖原降解糖原合成本章內(nèi)容糖的消化吸收與儲存2第一節(jié)糖的消化吸收與儲存第一節(jié)糖的消化吸收與儲存3一、消化（酶水解）以動物消化淀粉為例：1、口腔：淀粉糊精+麥芽糖2、胃：

口腔消化的繼續(xù)，胃酸浸透食物，消化停止，進入腸道。3、小腸：含必需的酶和pH環(huán)境，多、寡、雙糖幾乎全轉(zhuǎn)化為單糖:

麥芽糖→2葡萄糖，蔗糖→葡+果；乳糖→葡+半乳唾液淀粉酶一、消化（酶水解）以動物消化淀粉為例：唾液淀粉酶4二、吸收1、部位：小腸2、途徑：毛細血管肝門靜脈肝體循環(huán)單糖二、吸收1、部位：小腸毛細血管肝門靜脈肝體循環(huán)單糖5三、轉(zhuǎn)運1、入肝前：

肝門靜脈血中糖種類由食物糖類型決定；2、出肝循環(huán)血中：正常情況下僅為葡萄糖。三、轉(zhuǎn)運1、入肝前：6四、儲存：以多糖形式（植物：淀粉）1、糖原形式儲存在肝、肌肉等組織中；2、過量時，葡萄糖→脂肪。四、儲存：以多糖形式（植物：淀粉）7第二節(jié)糖酵解(glycolysis)（一）概念：無氧條件下，在細胞質(zhì)中酶將葡萄糖氧化成2分子丙酮酸并伴隨生成ATP的過程。

Embden-Meyerhof-Parnas途徑，簡稱EMP糖酵解過程全部都在細胞質(zhì)中進行，整個過程雖然有氧化還原反應，但是沒有氧的參加。第二節(jié)糖酵解(glycolysis)（一）概念：8生物化學第八章糖代謝1課件9生物化學第八章糖代謝1課件10生物化學第八章糖代謝1課件11生物化學第八章糖代謝1課件12磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸葡萄糖異構(gòu)酶133、F-6-PF-1,6-BP是糖酵解過程中的第二個磷酸化反應。是EMP途徑中第二個使用ATP的反應。磷酸果糖激酶(phosphofructokinase，PFK)變構(gòu)酶，受ATP、【H+】抑制，AMP和Pi可解除抑制；此為EMP限速酶，糖酵解的速率依賴于該酶。反應不可逆。磷酸果糖激酶3、F-6-PF-1,6-BP是糖酵解過程14生物化學第八章糖代謝1課件154、F-1,6-BP兩分子磷酸丙糖（甘油醛-3-P+磷酸二羥丙酮）（DHAP）

醛縮酶(aldolase)反應可逆，并有利于磷酸己糖的合成，但是生理條件下甘油醛-3-P不斷形成丙酮酸，故甘油醛-3-P低，反應向裂解方向進行。4、F-1,6-BP兩分子磷酸丙糖（甘油醛-3-165)DHAP甘油醛-3-P

丙糖磷酸異構(gòu)酶(triosephosphateisomerase)

兩個磷酸丙糖是可以互變的同分異構(gòu)體，方向有利于磷酸二羥丙酮的生成，平衡時占96％，但是，由于EMP途徑不能利用磷酸二羥丙酮，所以3-磷酸甘油醛不斷被用去，最終全部的磷酸二羥丙酮變?yōu)?－磷酸甘油醛。丙糖磷酸異構(gòu)酶5)DHAP甘油醛-3-P丙糖磷酸異構(gòu)酶17EMP第1階段小結(jié)EMP第1階段小結(jié)18EMP第二階段EMP第二階段196、甘油醛-3-P1,3-BP-甘油酸

反應包括氧化－還原反應、磷酸化反應，均由3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehgde3-phosphatedehydrogenase)催化，NAD+為輔酶，接受氫和電子，需要無機磷酸參加。EMP第一次氧化作用6、甘油醛-3-P1,3-BP-甘油酸反應207、1,3-BP-甘油酸3-P-甘油酸

磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)

底物水平磷酸化：產(chǎn)生2個ATP，在磷酸甘油酸激酶的催化下，1，3—二磷酸甘油酸羧基上的高能磷酸基轉(zhuǎn)移給ADP，生成ATP及3—磷酸甘油酸，這是整個酵解過程中生成ATP的第一個反應。此反應需要有鎂離子的存在，而且可以逆行。磷酸甘油酸激酶7、1,3-BP-甘油酸3-P-甘油酸磷酸218、3-P-甘油酸2-P-甘油酸

同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)變，反應可逆，需要Mg2+參加磷酸甘油酸變位酶(phosphglyceratemutase)磷酸甘油酸變位酶8、3-P-甘油酸2-P-甘油酸229、2-P-甘油酸磷酸烯醇丙酮酸（PEP）

烯醇化酶(enolase)催化；此反應引起分子內(nèi)電子重排和能量重分布，形成一個高能磷酸鍵，為下一步底物水平磷酸化作準備。烯醇化酶9、2-P-甘油酸磷酸烯醇丙酮酸（PE2310、磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸

丙酮酸激酶(pyruvatekinase),并需要Mg2+,K+變構(gòu)酶ATP、乙酰-CoA、長鏈脂肪酸、Ala/抑制，1，6二磷酸果糖、磷酸烯醇式丙酮酸激活第二次底物水平磷酸化，產(chǎn)生2個ATP。反應不可逆，此為EMP限速步驟之三。10、磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶(py24生物化學第八章糖代謝1課件25EMP第2階段小結(jié)2磷酸丙糖→2丙酮酸

有ATP生成EMP第2階段小結(jié)2磷酸丙糖→2丙酮酸26總反應式總反應式27（三）能量轉(zhuǎn)化糖酵解的總反應式葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+??2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2OATP：消耗:反應1,3各1個-2產(chǎn)生:反應7,10各2個+4

凈得2個ATP（三）能量轉(zhuǎn)化糖酵解的總反應式28（四）（四）29有氧氧化與酵解及發(fā)酵的比較有氧氧化與酵解及發(fā)酵的比較30無氧降解的意義：1）反應中NAD+得到再生，保證了NADH的周轉(zhuǎn)。2）許多生物在無或缺氧時以此方式獲能。無氧降解的意義：1）反應中NAD+得到再生，保證了NADH的31（五）糖酵解的調(diào)節(jié)糖酵解途徑多數(shù)反應是可逆的：－－可逆反應的方向和速度是由底物和產(chǎn)物的濃度控制；－－可逆反應的酶活性的變化不能決定反應的方向。糖酵解途徑有三個不可逆的反應：己糖激酶（葡萄糖激酶）（HK或GK）磷酸果糖激酶（FPK）丙酮酸激酶（PK）糖酵解途徑流量的三個調(diào)節(jié)點，受到變構(gòu)劑和激素的調(diào)節(jié)。（五）糖酵解的調(diào)節(jié)糖酵解途徑多數(shù)反應是可逆的：321、磷酸果糖激酶（PFK）：(第3步)1）FPK-1為變構(gòu)酶：

變構(gòu)激活劑:Pi、AMP、ADP、F-6-P、F-2,6-BP

變構(gòu)抑制劑:ATP2）[檸檬酸]↑抑制EMP1、磷酸果糖激酶（PFK）：(第3步)1）FPK-1為變構(gòu)酶333）F-2,6-BP的形成及作用可增強F-6-P與E的親和力，解除ATP對E活的抑制，使酶活化，加速EMP。二E組成相同，僅因-Ser的磷酸化與否而活性不同。+Pi：PFK2↓—Pi：

PFK2↑4）FPK2/果糖二磷酸酶2的活性受胰高血糖素共價修飾。cAMP促進磷酸化。PFK2F-6-PF-2,6-BP果糖二磷酸酶23）F-2,6-BP的形成及作用可增強F-6-P與E的親和34生物化學第八章糖代謝1課件352、己糖激酶：反應1受F-6-P反饋抑制G-6-P和ADP變構(gòu)抑制3、丙酮酸激酶：反應10被F-1,6-BP活化；ATP和Ala變構(gòu)抑制。2、己糖激酶：反應1受F-6-P反饋抑制36由此可見：體內(nèi)ATP/AMP調(diào)控EMP速率

當ATP/AMP↑酶被抑制，EMP受抑；

當ATP/AMP↓酶激活，EMP加速。調(diào)控目的：

在于根據(jù)機體對能量的需要來調(diào)整糖酵解速度以適應機體組織器官的需要。由此可見：體內(nèi)ATP/AMP調(diào)控EMP速率37（六）EMP的生理意義：1、迅速提供能量、凈得2個ATP：A、劇烈運動，肌肉相對缺氧，EMP↑B、病理情況下，呼吸或循環(huán)障礙，EMP供能；C、紅細胞只能靠EMP供能；D、神經(jīng)、骨髓也常由EMP供能；2、提供細胞生物合成的原料，聯(lián)系三大代謝；丙酮酸可轉(zhuǎn)變成丙氨酸，丙氨酸可以轉(zhuǎn)也變成其它的氨基酸。蛋白質(zhì)和脂肪可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒獾闹虚g產(chǎn)物，在肝中轉(zhuǎn)變?yōu)楦翁窃推咸烟恰?、EMP的普遍性，反映大氣缺氧時期原始生物的獲能方式。（六）EMP的生理意義：1、迅速提供能量、凈得2個ATP：38生物化學第八章糖代謝1課件39葡萄糖在有氧的條件下徹底氧化成水和二氧化碳的過程。是絕大多數(shù)細胞利用葡萄糖獲取能量的方式。包括：

EMP：葡萄糖→丙酮酸丙酮酸進入線粒體氧化脫羧→乙酰CoA

TCA：丙酮酸→乙酰CoA→CO2+H+電子傳遞鏈及氧化磷酸化：H++1/2O2→H2O第二節(jié)糖的有氧分解葡萄糖在有氧的條件下徹底氧化成水和二氧化碳的過程。第二節(jié)40一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段---

形成乙酰-CoA葡萄糖經(jīng)過糖酵解生成丙酮酸，在線粒體內(nèi)由丙酮酸脫氫酶系催化丙酮酸不可逆的氧化脫羧，并與CoA結(jié)合形成乙酰-CoA和CO2一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段---

形成乙酰-CoA葡41生物化學第八章糖代謝1課件42生物化學第八章糖代謝1課件431、丙酮酸乙酰－CoA的過程（1）丙酮酸脫羧（丙酮酸脫氫酶）1、丙酮酸乙酰－CoA的過程（1）丙酮酸脫羧（丙酮酸脫氫酶44a、發(fā)生在TPP輔基上的催化反應a、發(fā)生在TPP輔基上的催化反應45b、羥乙基形成乙?；鵈2b、羥乙基形成乙?；鵈246（2）乙?；D(zhuǎn)移到CoA分子上形成乙酰－CoA（3）E2和E3的再氧化（2）乙?；D(zhuǎn)移到CoA分子上形成乙酰－CoA（3）E2和E47生物化學第八章糖代謝1課件482、反應過程：2、反應過程：493、意義：處于代謝途徑的分支點，生成的乙酰--CoA既可以進入TCA循環(huán)參加能量代謝，又可以作為脂類合成的起始物，參與脂肪的合成。是哺乳動物將丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴?-CoA的唯一途徑。3、意義：處于代謝途徑的分支點，生成的乙酰--CoA既可以進504、調(diào)控：

1）2種產(chǎn)物抑制，相應反應物解抑制；

乙酰CoA——E2—//—CoA，

NADH——E3—//—NAD+；2）E2的可逆磷酸化的共價調(diào)節(jié)：

磷酸化-失活；去磷酸化-恢復活性砷化物（砒霜）中毒，主要與E2的二氫硫辛酰胺巰基共價結(jié)合4、調(diào)控：1）2種產(chǎn)物抑制，相應反應物解抑制；51二、三羧酸循環(huán)（tricarboxylic

acid,TCA）又稱為檸檬酸循環(huán)或Krebs循環(huán)是由多種酶催化的連續(xù)的化學反應定義：在有氧條件下，酵解產(chǎn)物丙酮酸被氧化分解成CO2和H2O,并以ATP形式貯備大量能量的代謝途徑二、三羧酸循環(huán)（tricarboxylicacid,TCA52丙酮酸乙酰CoA草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸琥珀酰CoA異檸檬酸NADHCO21GTPFADH2NADH加入2CNADHCO2TCA丙酮酸乙酰CoA草酰α-酮琥珀延胡蘋果草酰檸檬琥珀酰異檸檬酸531、反應歷程反應包括8步：①乙酰-CoA(2C)

+

檸檬酸(6C)

草酰乙酸(4C)檸檬酸合酶1、反應歷程反應包括8步：檸檬酸合酶54A、反應能量來自高能硫酯鍵；B、ΔG0’=-31.4KJ/mol，反應不可逆；C、檸檬酸合酶對草酰乙酸Km很低，反應可迅速進行。D、檸檬酸合酶是TCA循環(huán)的限速酶，活性受到ATP、NADH、琥珀酰-CoA、脂酰-CoA的抑制。E、氟乙酰-CoA的致死性反應，殺蟲劑。A、反應能量來自高能硫酯鍵；B、ΔG0’=-31.4KJ55②檸檬酸異檸檬酸(6C)烏頭酸酶中間產(chǎn)物形成順-烏頭酸與酶形成復合物。-OH從C3移到C2②檸檬酸異檸檬酸(6C)烏56③異檸檬酸α-酮戊二酸(5C)+CO2異檸檬酸脫氫酶(isocitratedehydrogenase)第1次氧化脫羧，反應中間產(chǎn)物是一個不穩(wěn)定的酮酸－草酰琥珀酸，脫羧后生成α-酮戊二酸，反應不可逆；NADP+NADPH+H+③異檸檬酸α-酮戊二酸(5C)57說明A、在高等動植物和大多數(shù)細菌中，異檸檬酸脫氫酶的輔酶有兩種：NAD+和NADP+；前者只存在于線粒體中，并需要Mg+或Mn+激活，后者在細胞溶膠中也有發(fā)現(xiàn)。B、異檸檬酸脫氫酶催化脫羧在生物化學酶催反應中具有代表性：先由β－羥酸氧化為β－酮酸，引起脫羧反應，促進了相鄰的C－C鍵斷裂，解決了具有兩個碳原子的乙?；趸徒到鈫栴}，這種反應類型稱為β－裂解。

說明58C、在植物和一些細菌中異檸檬酸的轉(zhuǎn)化有兩條途徑：當需要能量時進行氧化脫羧生成α-酮戊二酸；當能量充足時裂解為琥珀酸和乙醛酸，需要異檸檬酸裂解酶催化。C、在植物和一些細菌中異檸檬酸的轉(zhuǎn)化有兩條途徑：當需要能量時59④α-酮戊二酸琥珀酰~CoA(4C)+CO2此酶需NAD+，并被還原為NADH。α-酮戊二酸脫氫酶系，為3酶的復合體，類似丙酮酸脫氫酶系；但是，α－酮戊二酸脫氫酶系不受磷酸化和去磷酸化的共價修飾調(diào)節(jié)。第2次氧化脫羧，形成一個高能硫脂鍵。輔酶為NAD+，有NADH形成。ΔG0’=-30.24KJ/mol反應不可逆④α-酮戊二酸琥珀酰~CoA60琥珀酰-CoA合成酶；底物水平磷酸化；高能鍵釋放的能量用以合成GTP（主要在動物）或ATP（植物、微生物特有）。⑤琥珀酰~CoA琥珀酸(4C)GTP在生物合成中可以在蛋白質(zhì)合成中提供磷?；鶊F；可以參與信號的傳遞；或?qū)⒏吣芰姿峄鶊F傳遞給ADP形成ATP。琥珀酰-CoA合成酶；⑤琥珀酰~CoA61⑥琥珀酸延胡索酸(4C)琥珀酸脫氫酶，唯一位于線粒體內(nèi)膜上的酶。輔基FAD還原成FADH2，直接進入電子鏈氧化。為何選擇FAD作為H+受體，不選擇NAD+？催化脫氫具有嚴格的立體專一性，丙二酸是抑制劑反丁烯二酸⑥琥珀酸延胡索酸(4C62⑦延胡索酸+水L-蘋果酸(4C）延胡索酸酶(fumaratehydratase)催化水合反應有嚴格的專一性⑦延胡索酸+水L-蘋果酸(463⑧蘋果酸草酰乙酸(4C)蘋果酸脫氫酶（malatedehydrogenase)需NAD+，并被還原為NADH。此反應在熱力學上是不利進行的；但是由于草酰乙酸不斷被用于合成檸檬酸，所以反應向生成草酰乙酸的方向進行。⑧蘋果酸草酰乙酸(4C)64生物化學第八章糖代謝1課件65小結(jié)：TCA循環(huán)一周，將乙酰-CoA的乙酰基氧化成2個CO2產(chǎn)生1個GTP、1個FADH2和3個NADH。一次底物水平磷酸化其它三羧酸、二羧酸并無減少，理論上這些酸只需微量，即可循環(huán)，促使乙酰CoA氧化。因有2步不可逆反應，故反應單方向進行。小結(jié)：TCA循環(huán)一周，66說明TCA表面上是一個二碳化合物被氧化成兩分子的CO2，但是CO2中的碳是來自草酰乙酸并不是來自乙酰-COA；TCA的中間產(chǎn)物草酰乙酸僅相當于催化劑的作用，本身無能量的消耗,但其中的碳的被置換。說明TCA表面上是一個二碳化合物被氧化成兩分子的672、TCA的意義A、形成大量ATP的主要途徑：代謝可產(chǎn)生ATP、NAD(P)H、FADH2、GTP，最終形成ATPB、提供許多重要中間代謝產(chǎn)物。如：α-酮戊二酸→Glu；草酰乙酸→AspC、TCA是聯(lián)系三大代謝的樞紐糖、脂肪和氨基酸的氧化都產(chǎn)生乙酰-COA，然后進入TCA循環(huán)進行降解。2、TCA的意義A、形成大量ATP的主要途徑：68生物化學第八章糖代謝1課件693、TCA的調(diào)控TCA受來自兩個方面的調(diào)控：（1）檸檬酸循環(huán)本身所具有的內(nèi)部相互制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié)；①底物效應：乙酰－CoA和草酰乙酸；②產(chǎn)物積累的反饋抑制作用：NADH③循環(huán)中形成的中間產(chǎn)物的別構(gòu)抑制：檸檬酸是草酰乙酸的競爭性抑制劑；琥珀酸－CoA和乙酰－CoA結(jié)構(gòu)相似，對檸檬酸合酶有競爭性反饋抑制。3、TCA的調(diào)控TCA受來自兩個方面的調(diào)控：70（2）ADP、ATP、和Ca+對TCA的調(diào)節(jié)機體活動消耗大量的ATP，使ADP的含量升高，ADP是異檸檬酸脫氫酶的變構(gòu)促進劑，可增加酶對底物的親和性；機體靜止，ATP消耗減少，濃度上升，對異檸檬酸脫氫酶產(chǎn)生抑制作用。Ca+可作為信號的中介，對某些酶起到激活作用。（2）ADP、ATP、和Ca+對TCA的調(diào)節(jié)71生物化學第八章糖代謝1課件724、葡萄糖有氧分解產(chǎn)生的ATP

EMP：產(chǎn)生8/7個ATP2ATP+2NADH×1.5/2.5=5/7

丙酮酸氧化脫羧產(chǎn)生：2NADH(H+)×2.5ATP=5個ATP

TCA產(chǎn)生：

20個ATP2×(3NADH×2.5+FADH2×1.5+GTA(ATP))=20

總共30/32個ATP4、葡萄糖有氧分解產(chǎn)生的ATPEMP：產(chǎn)生8/7個A73

(pentosephosphatepathway簡稱PPP途徑）此途徑從G-6-P開始，又稱磷酸己糖支路（hexosephosphateshunt，簡稱HMS)。部位：胞質(zhì)此途徑雖然是糖的分解途徑，但主要意義不是產(chǎn)生ATP。第三節(jié)戊糖磷酸途徑(pentosephosphatepathway簡74一、戊糖磷酸途徑的主要反應歷程可分2個階段：氧化階段:產(chǎn)生磷酸戊糖、CO2和NADPH非氧化階段:基團轉(zhuǎn)移,產(chǎn)生不同碳原子數(shù)的磷酸單糖一、戊糖磷酸途徑的主要反應歷程可分2個階段：751、氧化階段G-6-P→→核酮糖-5-P+2NADPH(H+)+CO2G-6-P脫氫酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶1、氧化階段G-6-P脫氫酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶762、非氧化階段

1）異構(gòu)化

a、核酮糖-5-P→核糖-5-P該酶通過形成一個烯二醇的中間產(chǎn)物完成酮－醛異構(gòu)化。

2、非氧化階段

1）異構(gòu)化a、核酮糖-5-P→核糖77b、核酮糖-5-P→木酮糖-5-P差向異構(gòu)酶（3－表異構(gòu)酶）可催化核酮糖－5－磷酸C3上的羥基與氫對調(diào)，即為木酮糖－5－磷酸。b、核酮糖-5-P→木酮糖-5-P78注意(1)如果需要NADPH和5-磷酸核糖參與其它反應，該通路就終止在這里；（2）如果只是需要NADPH而不需要5-磷酸核糖，那么5-磷酸核糖就可以通過碳骨架的重新整理回到6-磷酸葡萄糖而重新進入糖酵解途徑。注意79生物化學第八章糖代謝1課件802）基團轉(zhuǎn)移并與EMP連接：

通過基團轉(zhuǎn)移可以產(chǎn)生不同碳原子數(shù)的單糖。最終核糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)?－磷酸葡萄糖和3－磷酸甘油醛，二者都進入糖酵解途徑。中間有赤蘚糖－4－磷酸和景天庚酮糖－7－磷酸生成。2）基團轉(zhuǎn)移并與EMP連接：通過基團轉(zhuǎn)移可以產(chǎn)生不同碳81轉(zhuǎn)酮酶：轉(zhuǎn)移含有一個酮基和一個醇基的二碳單位（羥乙醛）轉(zhuǎn)醛酶：轉(zhuǎn)移三碳單位（二羥丙酮）兩種酶轉(zhuǎn)移基團的受體都是醛糖。基團轉(zhuǎn)移通過轉(zhuǎn)酮酶和轉(zhuǎn)醛酶進行轉(zhuǎn)酮酶：轉(zhuǎn)移含有一個酮基和一個醇基的二碳單位（羥乙醛）基團轉(zhuǎn)82

a、核糖-5-P和木酮糖-5-P形成景天庚酮糖-7-磷酸和甘油醛-3-磷酸a、核糖-5-P和木酮糖-5-P形成景天庚酮糖-7-磷酸83

b、景天庚酮糖-7-磷酸和甘油醛-3-磷酸形成赤蘚糖-4-磷酸和果糖-6-磷酸b、景天庚酮糖-7-磷酸和甘油醛-3-磷酸84

c、赤蘚糖-4-磷酸和木酮糖-5-P形成甘油醛-3-磷酸和果糖-6-磷酸c、赤蘚糖-4-磷酸和木酮糖-5-P形成甘油醛-3-磷酸85生物化學第八章糖代謝1課件86經(jīng)一系列反應：

6C6→5C6+6CO2

總反應：6(G-6-P)+7H2O+12NADP+↓5(G-6-P)+6CO2+12NADPH+12H++Pi經(jīng)一系列反應：6C6→87二、PPP途徑的反應特點不經(jīng)EMP和TCA，葡萄糖直接脫氫脫羧；反應中脫氫酶的輔酶是NADP+；可以產(chǎn)生3、4、5、6、7C分子骨架。二、PPP途徑的反應特點不經(jīng)EMP和TCA，葡萄糖直接脫氫脫88三、調(diào)控：

第一步反應為限速不可逆反應,G-6-P脫氫酶為限速酶

G-6-P脫氫酶活性被[NADP+]調(diào)節(jié)：

細胞需NADPH時，[NADP+]↑，刺激酶活↑，加速反應。當NADPH/NADP+比值↑，抑制此途徑當NADPH/NADP+比值↓，激活此途徑磷酸戊糖途徑流量取決于機體對NADPH的需求。另外，還受到機體對核糖-5-磷酸和ATP的需求的調(diào)節(jié)。三、調(diào)控：第一步反應為限速不可逆反應,G-6-P脫氫酶為限89四、生物學意義：1）產(chǎn)生NADPH+H+，為生物合成提供還原力；2）產(chǎn)生磷酸戊糖參加核酸代謝；3）產(chǎn)物將糖代謝的3條途徑（EMP、TCA、PPP）聯(lián)系起來，構(gòu)成糖分解代謝的多樣性，以適應環(huán)境變化。4）提供多種C3～C7的糖，為生物合成提供碳架來源。四、生物學意義：1）產(chǎn)生NADPH+H+，為生物合成提供還90生物化學第八章糖代謝1課件91第四節(jié)糖的其它代謝途徑第四節(jié)糖的其它代謝途徑92一、葡糖異生作用葡糖異生作用：由非糖物質(zhì)作為前體合成葡萄糖或糖原的過程。在饑餓或劇烈活動時對保持血糖水平是重要的。腦和紅細胞幾乎完全靠血糖作能源。

此作用主要在肝、腎糖異生前體：丙酮酸、乳酸、甘油、琥珀?！獵oA、α-酮戊二酸、草酰乙酸等。一、葡糖異生作用葡糖異生作用：93生物化學第八章糖代謝1課件94（1）由丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸a、丙酮酸在丙酮酸羧化酶作用下生成草酰乙酸需生物素和鎂離子，鎂離子與ATP結(jié)合，提供能量，生成羧基生物素，再轉(zhuǎn)給丙酮酸，形成草酰乙酸。1、葡萄糖異生作用的途徑（1）由丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸1、葡萄糖異生作用的途徑95b、草酰乙酸過膜：異生在細胞質(zhì)中進行，草酰乙酸要轉(zhuǎn)化為蘋果酸才能出線粒體膜，在細胞質(zhì)中再氧化成草酰乙酸。b、草酰乙酸過膜：異生在細胞質(zhì)中進行，草酰乙酸要轉(zhuǎn)化為蘋果酸96c、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化草酰乙酸生成PEP。反應需GTP提供磷?；?，速度受草酰乙酸濃度和激素調(diào)節(jié)。

總反應為：丙酮酸+ATP+GTP+H2O=PEP+ADP+GDP+Pi+H+c、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化草酰乙酸生成PEP。反應需G97

（2）果糖-1，6-二磷酸水解為果糖-6-磷酸果糖二磷酸酶催化需鎂離子，是別構(gòu)酶，AMP強烈抑制酶活，平時抑制酶活50%。果糖2，6-二磷酸也抑制，ATP、檸檬酸和3-磷酸甘油酸可激活。（2）果糖-1，6-二磷酸水解為果糖-6-磷酸98

（3）6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖由葡萄糖-6-磷酸酶催化，需鈣離子。此酶存在于肝臟，腦和肌肉沒有。（3）6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖99葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖-6-磷酸酶1003、能量使用：丙酮酸→草酰乙酸：-1個ATP草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸:-1個GTP甘油酸-3-P→甘油酸-1,3-BP:-1個ATP

∴2丙酮酸→葡萄糖：-6個ATP總反應：

2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH(H+)+6H2O→G+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi

3、能量使用：丙酮酸→草酰乙酸：-1個1014、意義：

1、是十分重要的生物合成葡萄糖的途徑。2、保持血糖濃度；3、調(diào)節(jié)酸堿平衡：

有機酸、aa用于糖異生。4、意義：1、是十分重要的生物合成葡萄糖的途徑。1025、調(diào)控1）己糖激酶：[G-6-P]↑抑制酵解，促進糖異生；2）PFK和F-1,6二磷酸酶：

[ATP]↑抑制酵解，促進糖異生；

[F-6-P]↑抑制糖異生，促進酵解；3）丙酮酸羧化酶：乙酰-CoA、ATP激活、而ADP抑制；ATP、Ala、NADH抑制酵解。5、調(diào)控1）己糖激酶：103二、乳酸的再利用和可立氏循環(huán)二、乳酸的再利用和可立氏循環(huán)104三、乙醛酸循環(huán)許多植物和微生物可將脂肪轉(zhuǎn)化為糖，是通過一個類似三羧酸循環(huán)的乙醛酸循環(huán)，將2個乙酰輔酶A合成一個草酰乙酸。此循環(huán)生成異檸檬酸后經(jīng)異檸檬酸裂合酶催化，生成琥珀酸和乙醛酸，乙醛酸與另一個乙酰輔酶A由蘋果酸合成酶催化縮合產(chǎn)生蘋果酸，然后與三羧酸循環(huán)相同。三、乙醛酸循環(huán)許多植物和微生物可將脂肪轉(zhuǎn)化為糖，是通過一個類105生物化學第八章糖代謝1課件106總反應式:2乙酰-CoA+2NAD++FAD↓草酰乙酸+2CoA-SH+2NADH+FADH2+2H+總反應式:2乙酰-CoA+2NAD++FAD107第五節(jié)糖原分解與合成第五節(jié)糖原分解與合成108糖原是動物體內(nèi)糖的儲存形式，當機體需要葡萄糖時可以迅速的動員。肝糖元主要是用以迅速補充血糖肝臟和肌肉肌糖原主要是供給肌肉收縮時的能量糖原是動物體內(nèi)糖的儲存形式，當機體需要葡萄糖時可以迅速的動員109生物化學第八章糖代謝1課件110糖原（glycogen)的結(jié)構(gòu)特點：樹枝狀的多聚葡萄糖，分子量100-1000萬。糖原含有一個還原性末端和多個非還原性末端，（合成和分解都從此末端開始）。其直鏈８～12個葡萄糖殘基大部分以α-1，4-糖苷鍵連接，分支由α-1，6-糖苷鍵連接。糖原（glycogen)的結(jié)構(gòu)特點：111一、糖原分解1、概念糖原分解為葡萄糖或1-磷酸葡萄糖的過程，在胞內(nèi)可生成ATP、維持血糖平衡。正常人血糖水平為每100ml血液中含有80mg葡萄糖，約4.5mmol/L；饑餓時首先動員的是肝糖原，可在１～２天內(nèi)降低到正常水平的10%。機體為何選擇糖原而不是脂肪作為動員對象呢？一、糖原分解1、概念正常人血糖水平為每100ml血液中含有8112（1）糖原磷酸化酶只能從糖原的非還原性末端催化1→4糖苷鍵的磷酸解，距離α-1，6糖苷鍵4個葡萄糖單位時，停止磷酸解。磷酸吡哚醛是磷酸化酶的必需輔助因子。2、過程糖原分解主要是磷酸解需要３種酶共同作用：（1）糖原磷酸化酶2、過程113（2）糖原脫支酶（包括糖基轉(zhuǎn)移酶）

脫支酶的肽鏈上具有兩個作用不同的活性部位，一種可以起葡糖殘基轉(zhuǎn)移作用，稱為糖基轉(zhuǎn)移酶；另一種起分解葡糖1→6糖苷鍵的作用，稱為糖原脫支酶又稱α－（1，6）糖苷酶。脫支酶轉(zhuǎn)移3個葡萄糖單位到其它的分支末端并以α-1，4糖苷鍵連接，同時水解α-1，6糖苷鍵連接的葡萄糖分子形成游離的葡萄糖分子。（2）糖原脫支酶（包括糖基轉(zhuǎn)移酶）脫支酶的肽鏈上具有兩114生物化學第八章糖代謝1課件115（3）磷酸葡萄糖變位酶糖原分解產(chǎn)生的葡萄糖－1－磷酸必須在磷酸葡萄糖變位酶