糖代謝3 完整版

糖代謝MetabolismofCarbohydrates內(nèi)容提綱概述糖的分解代謝糖的無氧氧化糖的有氧氧化磷酸戊糖途徑

糖原的合成與分解

糖異生作用

血糖及其調(diào)節(jié)201糖的無氧氧化02糖的有氧氧化03磷酸戊糖途徑04糖醛酸途徑Contents糖的分解代謝3第四節(jié)磷酸戊糖途徑概念反應(yīng)過程調(diào)節(jié)——關(guān)鍵酶生理意義4pentosephosphatepathway磷酸戊糖途徑指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過程。概念5磷酸戊糖旁路、葡糖酸磷酸支路6磷酸戊糖途徑磷酸戊糖反應(yīng)部位：細(xì)胞質(zhì)第一階段：氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段第二階段則是非氧化反應(yīng)包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程76-磷酸葡萄糖酸

5-磷酸核酮糖

NADPH+H+

NADP+

⑴H2O

NADP+

CO2

NADPH+H+

⑵6-磷酸葡萄糖脫氫酶

6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶

HCOHCH2OHCO6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯

5-磷酸核糖

1.磷酸戊糖和NADPH+H+生成8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(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。9G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過3C、4C、5C、6C、7C等演變階段，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。103-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進(jìn)入糖酵解。因此，磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路(pentosephosphateshunt)。2.基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)這些基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)可分為兩類：11一類是轉(zhuǎn)酮醇酶（transketolase）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移含1個(gè)酮基、1個(gè)醇基的2碳基團(tuán)；接受體都是醛糖。另一類是轉(zhuǎn)醛醇酶（transaldolase）反應(yīng)，轉(zhuǎn)移3碳單位；接受體也是醛糖。5-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖

C55-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤蘚糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C312磷酸戊糖途徑第一階段第二階段5-磷酸木酮糖

C55-磷酸木酮糖

C57-磷酸景天糖

C73-磷酸甘油醛

C34-磷酸赤蘚糖

C46-磷酸果糖

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C35-磷酸核糖

C56-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×33NADP+3NADPH+3H+

6-磷酸葡萄糖脫氫酶

3NADP+3NADPH+3H+

6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶3CO213總反應(yīng)式3×6-磷酸葡萄糖

+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6(NADPH+H+)+3CO2

14磷酸戊糖途徑的特點(diǎn)15⑴脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。⑵反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。⑶反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物——5-磷酸核糖⑷一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)16關(guān)鍵酶：6-磷酸葡萄糖脫氫酶其活性的高低決定G-6-P進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。NADPH+H+對該酶有強(qiáng)烈抑制作用。NADPH+H+/NADP+比值↑，則酶活性↓；比值↓，則酶激活↑。三、磷酸戊糖途徑的生理意義171.為核酸的生物合成提供核糖

2.提供NADPH+H+作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)（1）NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體

（2）NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物合成或生物轉(zhuǎn)化有關(guān)（3）NADPH+H+可維持GSH的還原性2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+AAH2谷胱甘肽還原酶18還原型谷胱甘肽能保護(hù)許多蛋白質(zhì)和酶等分子中的巰基免受氧化劑損害，保護(hù)紅細(xì)胞膜的完整性。蠶豆病病因：6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏；癥狀：急性血管內(nèi)溶血(溶血性黃疸)；誘因：食用新鮮蠶豆或接觸蠶豆花粉，服用或接觸某些藥物、感染等。196-磷酸葡萄糖脫氫酶↓→NADPH+H+↓→GSH↓

GSH過低，紅細(xì)胞易于破裂而發(fā)生溶血性貧血磷酸戊糖途徑要求20磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶和生理意義及NADPH+H+的作用；【掌握】磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程；【熟悉】01糖的無氧氧化02糖的有氧氧化03磷酸戊糖途徑04糖醛酸途徑Contents糖的分解代謝21磷酸戊糖途徑糖醛酸途徑反應(yīng)過程：22↑5-磷酸木酮糖↑D-木酮糖↑木糖醇↑L-木酮糖↑維生素C非靈長類L-古洛糖酸主要在肝中進(jìn)行6-磷酸葡萄糖↓1-磷酸葡萄糖↓UDPG↓UDPGA↓1-磷酸葡糖醛酸↓葡糖醛酸NAD+NADH+H+生成活化的葡糖醛酸，即UDPGA。①UDPGA是葡糖醛酸的供體，參與蛋白聚糖（如透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、肝素等）的生物合成過程。②UDPGA是生物轉(zhuǎn)化中最重要的結(jié)合劑，可與許多代謝產(chǎn)物、藥物和毒物等結(jié)合，促其排泄。23生理意義：多元醇途徑葡萄糖代謝過程中可生成一些多元醇，如木糖醇(xylitol)、山梨醇(sorbitol)等，所以被稱為多元醇途徑(polyolpathway)。這些代謝過程局限于某些組織，對整個(gè)葡萄糖代謝所占比重極少。24糖的分解代謝小結(jié)25葡萄糖糖酵解丙酮酸無氧

H2O及CO2乳酸ATP

有氧

磷酸戊糖途徑核糖和NADPH+H+糖醛酸途徑

UDPGA第五節(jié)糖原的合成與分解糖原的合成糖原的分解糖原合成與分解的調(diào)節(jié)糖原貯積癥26GlycogenesisandGlycogenolysis是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量儲備。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70~100g，維持空腹血糖濃度腎臟：腎糖原，極少，主要參與調(diào)節(jié)腎的酸堿平衡糖原(glycogen)糖原儲存的主要器官及其生理意義

271.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。2.約10個(gè)葡萄糖單元處形成分支，分支處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3.每條鏈都終止于一個(gè)非還原端，非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義

28還原端非還原端非還原端非還原端非還原端非還原端α-1,4-糖苷鍵一、糖原的合成29合成部位定義糖原的合成(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(xì)胞定位：細(xì)胞質(zhì)糖原的合成途徑30葡萄糖（G）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖己糖（葡萄糖）激酶ATPADPUDPG糖原引物（Gn）糖原（Gn+1）糖原合酶(glycogensynthase)UDP還原端UTPPPiUDPG焦磷酸化酶變位酶糖原分支的形成分支酶

(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵31糖原合成反應(yīng)的特點(diǎn)糖原合酶為過程的關(guān)鍵酶糖原合酶只能延長糖鏈，不能形成分支。分支時(shí)需要分支酶的作用。合成時(shí)不能從頭開始，需要糖原引物。

UDPG是活性葡萄糖基的供體，其生成過程消耗ATP和UTP，因此，糖原引物上每加上一個(gè)葡萄糖，需要消耗兩個(gè)高能磷酸鍵。32人們在糖原分子的核心發(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的蛋白質(zhì)（糖原蛋白）。糖原蛋白可對其自身進(jìn)行化學(xué)修飾，將UDPG分子的C1結(jié)合到自身的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這種糖基化的糖原蛋白即成為糖原合成時(shí)的引物。糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子從何而來？3334糖原引物的第一個(gè)糖原分子的來源二、糖原的分解35定義細(xì)胞定位：細(xì)胞質(zhì)糖原分解(glycogenolysis)是指糖原分解為6-磷酸葡萄糖或葡萄糖的過程。習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。糖原的分解代謝36葡萄糖（肝、腎）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖糖原（Gn）糖無氧氧化或有氧氧化（肌肉）葡萄糖-6-磷酸酶PiPi糖原磷酸化酶非還原端脫支酶

(debranchingenzyme)脫支酶的作用①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基②水解

-1,6-糖苷鍵磷酸化酶①轉(zhuǎn)移酶活性②α-1,6糖苷酶活性37UDPG焦磷酸化酶

G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶分支酶磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶

糖原nPi磷酸化酶脫支酶葡糖-6-磷酸酶（肝）

糖原n糖原的合成與分解總圖38三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)39關(guān)鍵酶

①糖原合成：糖原合酶

②糖原分解：糖原磷酸化酶

這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：有化學(xué)修飾和別構(gòu)調(diào)節(jié)兩種方式。以有活性、無（低）活性兩種形式存在，通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。（一）化學(xué)修飾調(diào)節(jié)40③調(diào)節(jié)有級聯(lián)放大作用，效率高；①兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；②此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快；④受激素調(diào)節(jié)。糖原磷酸化酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)糖原合酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)PKA41磷酸化酶b激酶磷酸化酶b（無活性）磷酸化酶b激酶-磷酸化酶a-（有活性）PP糖原合酶-（無活性）糖原合酶（有活性）PKAP腺苷環(huán)化酶（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）

激素（胰高血糖素、腎上腺素）ATPcAMP

PKA(無活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶a

糖原合酶b-

PKA(有活性)

磷酸化酶b磷酸化酶a-

Pi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶抑制劑PKA（有活性）

42PP磷酸化酶b激酶-

P磷蛋白磷酸酶抑制劑-

P———級聯(lián)反應(yīng)43在一個(gè)連鎖反應(yīng)中，一個(gè)酶被磷酸化或去磷酸化激活后，后續(xù)的其他酶可同樣的依次被其上游的酶化學(xué)修飾而激活，引起原始信號的放大，這種多重化學(xué)修飾的連鎖反應(yīng)稱為級聯(lián)反應(yīng)（cascadereaction）。主要作用：產(chǎn)生快速、高效的放大效應(yīng)。磷酸化酶二種構(gòu)象——疏松型(R)和緊密型(T)，其中T型的14位Ser暴露，便于被磷蛋白磷酸酶-1去磷酸化而失活。葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。磷酸化酶a(R)[疏松型]磷酸化酶a(T)[緊密型]葡萄糖（二）別構(gòu)調(diào)節(jié)44肌肉內(nèi)糖原代謝的二個(gè)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同在糖原分解代謝時(shí)肝主要受胰高血糖素的調(diào)節(jié)，而肌肉主要受腎上腺素調(diào)節(jié)。肌肉內(nèi)糖原合酶及磷酸化酶的別構(gòu)效應(yīng)物：

糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP、6-磷酸葡萄糖

＋＋45Ca2+濃度的升高可引起肌糖原分解增加46鈣調(diào)蛋白（磷酸化酶b激酶的d亞基）Ca2+磷酸化酶b激酶磷酸化酶b

激活肌糖原分解+磷酸化酶a-

P②雙向調(diào)控：對合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)合成則減弱分解，或反之。③雙重調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。⑤肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點(diǎn)：如：分解肝糖原的激素主要為胰高血