生物化學(xué)第五章 糖代謝 課件.ppt

1、生物化學(xué),Biochemistry 生命物質(zhì)的化學(xué),學(xué)習(xí)方法,教材、配套光盤、教材、教學(xué)大綱、教學(xué)網(wǎng)站等； 學(xué)會獨(dú)立思考、掌握獨(dú)立學(xué)習(xí)能力（獨(dú)立工作）； 生物化學(xué)與分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的地位； 生物化學(xué)與分子生物學(xué)，以及醫(yī)學(xué)是實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 考試方法,思考題,論述各糖代謝途徑相互聯(lián)系，關(guān)鍵酶及代謝調(diào)節(jié)方式。 簡述糖酵解、有氧代謝和糖異生的生理意義，并以短期饑餓和長期饑餓狀態(tài)進(jìn)一步闡述。,Metabolism of Carbohydrates,第 五 章 糖代謝,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。,糖的化學(xué),（一）糖的

2、概念,（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu),根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類。,單糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 結(jié)合糖 (glycoconjugate),葡萄糖(glucose) 已醛糖,果糖(fructose) 已酮糖,1. 單糖 不能再水解的糖。,目 錄,半乳糖(galactose) 已醛糖,核糖(ribose) 戊醛糖,目 錄,2. 寡糖,常見的二糖,麥芽糖 (maltose):葡萄糖葡萄糖,蔗 糖 (sucrose):葡萄糖果糖,乳 糖 (lactose):葡萄糖半乳糖,能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之

3、間借脫水縮合的糖苷鍵相連。,3. 多糖 能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。,常見的多糖,淀 粉 (starch),糖 原 (glycogen),纖維素 (cellulose), 淀粉 是植物中養(yǎng)分的儲存形式,淀粉顆粒,目 錄, 糖原 是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式,目 錄, 纖維素：食物中含有，人體因無-糖苷酶而不能利用。有刺激腸蠕動(dòng)等作用。,目 錄,第 一 節(jié) 概 述,Introduction,一、糖的生理功能,1. 氧化供能_主要功能,3. 作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。,2. 體內(nèi)合成其他物質(zhì)提供碳源：氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等。,二、糖的消化與吸收,（一）糖的消化,食物

4、中的糖：淀粉、糖原；麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖。,消化部位：主要在小腸，少量在口腔,淀粉,麥芽糖+麥芽三糖 （40%） （25%）,-臨界糊精+異麥芽糖 （30%） （5%）,葡萄糖,唾液-淀粉酶,-葡萄糖苷酶,-臨界糊精酶,消化過程,腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣,胃,口腔,腸腔,胰液-淀粉酶,（二）糖的吸收,吸收部位：小腸上段 吸收形式 ： 單 糖 吸收機(jī)制： 主動(dòng)耗能 Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 Na+-dependent glucose transporter, SGLT 分布于小腸、腎小管上皮,ADP+Pi,ATP,G,Na+,K+,小腸粘膜細(xì)胞,腸腔,門靜脈,刷狀緣,細(xì)胞內(nèi)膜,4. 吸收途徑,

5、小腸腸腔,腸粘膜上皮細(xì)胞,門靜脈,肝臟,體循環(huán),SGLT,各種組織細(xì)胞,GLUT,GLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter)，已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT 15)。,三、糖代謝的概況,葡萄糖,丙酮酸,H2O及CO2,乳酸,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,核糖 + NADPH+H+,淀粉,第 二 節(jié)糖的無氧分解 Glycolysis,一、糖酵解的反應(yīng)過程,第一階段：葡萄糖分解為丙酮酸 糖酵解途徑,第二階段：丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?*糖酵解(glycolysis)的定義：在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸的過程。,* 糖酵解分為兩個(gè)階段,* 糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿, 葡萄糖磷酸化為6-磷

6、酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖 G-6-P,（一）1葡萄糖分解成2丙酮酸,需ATP供能 不可逆,哺乳類動(dòng)物4種己糖激酶同工酶(至型)。 型己糖激酶(葡萄糖激酶), 存在于肝細(xì)胞,特點(diǎn)： 對葡萄糖的親和力很低 受激素調(diào)控, 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖 F-6-P, 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖,6-磷酸果糖,1,6-雙磷酸果糖 F-1,6-2P,需ATP供能 不可逆,1,6-雙磷酸果糖, 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖, 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化,3-磷酸甘油醛,磷酸二羥丙酮,一分子葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槎肿?3磷酸甘油醛，消耗2分子ATP。 以下可看作2分子3

7、磷酸甘油醛反應(yīng)., 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸 甘油酸,糖酵解中唯一的脫氫反應(yīng) 1，3-二磷酸甘油酸是高能化合物。, 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸,第一次底物水平磷酸化反應(yīng),1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸甘油酸, 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸, 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?2-磷酸甘油酸,PEP 是高能化合物, 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,第二次底物水平磷酸化,(二) 2丙酮酸轉(zhuǎn)變成2乳酸,丙酮酸,乳酸,NADH+H+ 可來自于3-磷酸甘油醛脫氫,糖酵解的代謝

8、途徑,E2,E1,E3,糖酵解小結(jié), 反應(yīng)部位：胞漿 糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程 反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng), 產(chǎn)能的方式和數(shù)量 方式：底物水平磷酸化 凈生成ATP數(shù)量： 一分子葡萄糖 22-2= 2ATP 糖原的一個(gè)糖單位 22-1= 3ATP 終產(chǎn)物乳酸的去路 分解利用 乳酸循環(huán)（糖異生）,其它己糖也可進(jìn)入酵解途徑,二、糖酵解的調(diào)節(jié),關(guān)鍵酶,調(diào)節(jié)方式,（一） 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),* 別構(gòu)調(diào)節(jié),別構(gòu)激活劑： F-2,6-2P; AMP; ADP; F-1,6-2P;,別構(gòu)抑制劑： 檸檬酸; ATP,F-1,6-2P 正反饋性激活 AMP、ATP競爭活性中心外別構(gòu)部位,F

9、-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,PFK-1,磷蛋白磷酸酶,PKA,目 錄,（二）丙酮酸激酶,1. 別構(gòu)調(diào)節(jié),別構(gòu)抑制劑：ATP, 丙氨酸,別構(gòu)激活劑：1,6-雙磷酸果糖,2. 共價(jià)修飾調(diào)節(jié),丙酮酸激酶,丙酮酸激酶,ATP,ADP,Pi,磷蛋白磷酸酶,（無活性）,（有活性）,PKA：蛋白激酶A,CaM：鈣調(diào)蛋白,(三) 己糖激酶或葡萄糖激酶,* 6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。,* 長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。,三、糖酵解的生理意義,1. 機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。,2. 某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。, 無線粒體的細(xì)胞，

10、如：紅細(xì)胞, 代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞,第 三 節(jié)糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate,部位： 胞液及線粒體,*概念: 機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。,一、有氧氧化的反應(yīng)過程,第一階段：酵解途徑,第二階段：丙酮酸的氧化脫羧,第三階段：三羧酸循環(huán),G（Gn）,第四階段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TAC循環(huán),胞液,線粒體,（一）丙酮酸的氧化脫羧,總反應(yīng)式:,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成,酶 E1：丙酮酸脫氫酶 E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶,CO2,Co

11、ASH,NAD+,NADH+H+,5. NADH+H+的生成,1. -羥乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4. 硫辛酰胺的生成,三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)、檸檬酸循環(huán)、Krebs循環(huán)。,（二）三羧酸循環(huán),* 概述,反應(yīng)部位 線粒體,NADH+H+,NAD+,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH2,NADH+H+,NAD+,檸檬酸合酶,順烏頭酸酶,異檸檬酸脫氫酶,-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,琥珀酰CoA合成酶,琥珀酸脫氫酶,延胡索酸酶,蘋果酸脫氫酶,檸檬酸的合成：反應(yīng)不可逆 O=C-COOH C

12、H3 CH2COOH CH2 + C=O HO-C-COO- COOH SCoA CH2COOH 草酰乙酸 乙酰輔酶A 檸檬酸,檸檬酸合成酶,H2O,CoA-SH,反應(yīng)不可逆,異檸檬酸的生成 COO- COO- COO- CH2 CH H-C-OH - OOC-C-OH - OOC-C - OOC-C-H CH2 CH2 CH2 COO- COO- COO- 檸檬酸 酶-順烏頭酸 異檸檬酸,H2O,H2O,第一次氧化脫羧生成-酮戊二酸： COO- COO- H-C-OH C=O -OOC-C-H CH2 CH2 CH2 COO- COO- 異檸檬酸 -酮戊二酸,異檸檬酸脫氫酶,NAD+,NAD

13、H+H+ CO2,Mg2+,反應(yīng)不可逆,第二次氧化脫羧生成琥珀酰CoA: COO- O=CSCoA C=O CH2 CH2 CH2 CH2 COO- COO- -酮戊二酸 琥珀酰CoA 高能化合物,-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,NAD+,CoA-SH,NADH+H+,CO2,反應(yīng)不可逆,底物水平磷酸化：琥珀酰-CoA合成酶催化 O=CSCoA COO- CH2 CH2 CH2 CH2 COO- COO- 琥珀酰-CoA 琥珀酸 三羧酸循環(huán)中唯一的底物水平磷酸化反應(yīng)，產(chǎn)生GTP。,琥珀酰-CoA合成酶,GDP+Pi,GTP,+CoA,琥珀酸脫氫生成延胡索酸: CH2-COO- HC-COO- CH2-

14、COO- -OOC-C-H 琥珀酸 延胡索酸,琥珀酸脫氫酶,FAD,FADH2,蘋果酸的生成： HC-COO- HO-CH-COO- -OOC-C-H CH2-COO- 延胡索酸 蘋果酸,延胡索酸酶,H2O,草酰乙酸的再生成： HO-CH-COO- O=C-COOH CH2-COO- CH2-COO- 蘋果酸 草酰乙酸,蘋果酸脫氫酶,NAD+,NADH+H+,TAC小結(jié)：, 三羧酸循環(huán)的概念：乙酰CoA+草酰乙酸檸檬酸反復(fù)的脫氫脫羧草酰乙酸。乙酰CoA被氧化。 反應(yīng)過程在線粒體。, 三羧酸循環(huán)的要點(diǎn) 四次脫氫，三個(gè)不可逆反應(yīng)，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。 每分子乙酰CoA經(jīng)TAC生成：1分子

15、FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP。共產(chǎn)生12ATP 。 關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶, 整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng) 三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物起催化劑作用，本身無量的變化。 三羧酸循環(huán)不能直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物； 中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。,三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的影響： TAC中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，如：,機(jī)體糖供不足時(shí)，蘋果酸、草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA TAC，草酰乙酸缺乏， TAC障礙。,* 草酰乙酸的補(bǔ)充：,草酰乙酸,2. 三羧酸循環(huán)的生理意義,三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分

16、解的共同途徑； 三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐； 為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體； 為呼吸鏈提供H+ + e。,H+ + e 進(jìn)入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時(shí)ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP。,二、有氧氧化生成的ATP,第一階段：2（3）2+4-2=6（8） 第二階段：3 2=6 第三階段：122=24 =36（38） mol,每mol葡萄糖經(jīng)有氧氧化生成的ATP：,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,此表按傳統(tǒng)方式計(jì)算ATP。目前有新的理論，在此不作詳述,有氧氧化的生理意義 ：,機(jī)體絕大多數(shù)組織供能的最主要途徑。,三、有氧氧化的調(diào)節(jié),關(guān)鍵酶, 酵解途徑：己糖激酶, 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體, 三

17、羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶,丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1,-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶,1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體, 別構(gòu)調(diào)節(jié), 共價(jià)修飾調(diào)節(jié),目 錄,異檸檬酸 脫氫酶,檸檬酸合酶,-酮戊二酸 脫氫酶復(fù)合體,檸檬酸,Ca2+, ATP、ADP的影響, 產(chǎn)物堆積抑制, 循環(huán)后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別構(gòu)反饋抑制, 其他，如Ca2+可激活許多酶,2. 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié),有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn), 關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié) ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié) 氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán) 三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。酵解途徑根據(jù)三羧酸循環(huán)需要量，相應(yīng)提供丙酮酸以生成乙酰CoA。,體內(nèi)ATP濃度是AMP的50倍，

18、經(jīng)上述反應(yīng)后，ATP/AMP變動(dòng)比ATP變動(dòng)大，產(chǎn)生信號放大作用。,ATP/ADP或ATP/AMP比值的調(diào)節(jié)， ATP/AMP效果更顯著。,四、巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)：,* 概念：有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。,第 四 節(jié) 磷酸戊糖途徑Pentose Phosphate Pathway,* 概念：,磷酸戊糖途徑是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。,* 細(xì)胞定位：胞 液,第一階段：氧化反應(yīng) 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2,一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程,* 反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段,第二階段：基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。,6-

19、磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮糖,6-磷酸葡萄糖脫氫酶,6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯,1. 磷酸戊糖生成,5-磷酸核糖,6-磷酸葡萄糖脫氫酶是關(guān)鍵酶。 兩次脫氫生成NADPH + H+。 磷酸核糖是非常重要的中間產(chǎn)物。,G-6-P,5-磷酸核糖,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,磷酸戊糖通過3C、4C、6C、7C等演變，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進(jìn)入酵解途徑。,2. 基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng),5-磷酸核酮糖(C5) 3,5-磷酸核糖 C5,磷酸戊糖途徑,第一階段,第二階段,總反應(yīng)式 ：,36-磷酸葡

20、萄糖 + 6 NADP+,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2,磷酸戊糖途徑的特點(diǎn),生成NADPH+H+ 生成5-磷酸核糖 3、4、5、6、7碳糖的演變,二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié),* 6-磷酸葡萄糖脫氫酶是關(guān)鍵酶,* NADPH/NADP+比值升高抑制， 降低激活。,三、磷酸戊糖途徑的生理意義,（一）為核苷酸的生成提供核糖,（二）提供NADPH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可維持GSH的還原性,2G-SH G-S-S-G,NADP+ NADPH+H+,A

21、AH2,第 五 節(jié) 糖原的合成與分解 Glycogenesis and Glycogenolysis,糖原儲存的主要器官及其生理意義 肌糖原，180 300g，為肌肉收縮氧化供能 肝糖原，70 100g，維持血糖水平,1. 葡萄糖單元以-1,4-糖苷 鍵形成長鏈。 2. 約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以-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,目 錄,一、糖原的合成代謝,（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。,肝、肌肉細(xì)胞胞漿,葡萄

22、糖,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,變位酶,UDPG,UDPG焦磷酸化酶,UTP,PPi,（三）糖原合成途徑,1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,2. 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖,+,3. 1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖,1- 磷酸葡萄糖,尿苷二磷酸葡萄糖 UDPG,4. -1,4-糖苷鍵式結(jié)合糖鏈延長,糖原n：較小糖原分子，糖原引物，UDPG 上葡萄糖基的接受體。,糖原合酶催化糖原糖鏈末端延長：,糖原合酶,p,p,尿苷,p,p,尿苷,糖原（n）,糖原（n+1）,反應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，糖鏈不斷延長。,5.糖原分枝的形成,當(dāng)糖鏈長度達(dá)到12 18個(gè)葡萄糖基時(shí),轉(zhuǎn)

23、移67個(gè)葡萄糖基,近來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)。Glycogenin可對其自身進(jìn)行共價(jià)修飾，將UDP-葡萄糖分子的C1結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。,作為引物的第一個(gè)糖原分子從何而來？,二、糖原的分解代謝,* 定義,* 肝糖元的分解,糖原分解 (glycogenolysis )習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。,糖原（n）,糖原（n-1）,磷酸,1-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,H2O,Pi,葡萄糖6-磷酸酶,（肝、腎）,糖原磷酸化酶,6-磷酸果糖,糖酵解途徑,（肌肉）,1. 糖原的磷

24、酸解,2. 脫枝酶的作用,轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基 水解-1,6-糖苷鍵,轉(zhuǎn)移酶活性,目 錄,* 肌糖原的分解,GluG-6-P同肝糖原分解 肌肉組織中無葡萄糖-6-磷酸酶，所以6-磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖補(bǔ)充血糖，只能進(jìn)入酵解途徑代謝。 肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān)。,糖原的合成與分解小結(jié),G-6-P的代謝去路,G（補(bǔ)充血糖）,G-6-P,F-6-P （進(jìn)入糖酵解途徑）,G-1-P,合成糖原,UDPG,6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯 （進(jìn)入磷酸戊糖途徑）,葡萄糖醛酸 （進(jìn)入葡萄糖醛酸途徑）,三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié),關(guān)鍵酶的特點(diǎn)： * 有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。 * 都有活性（高活性）、無（低）活性二種

25、形式，通過磷酸化和去磷酸化互變。,調(diào)節(jié)有級聯(lián)放大作用，效率高；,兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反 磷酸化酶b：去磷酸形式，活性極低； 磷酸化酶a：磷酸化形式，高活性。,此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快；,受激素調(diào)節(jié)。,1. 共價(jià)修飾調(diào)節(jié),胰高血糖素或腎上腺素,腺苷酸環(huán)化酶,ATP,cAMP,蛋白激酶A（無活性）,蛋白激酶A（有活性）,磷酸化酶b激酶,磷酸化酶b激酶,p,（有活性）,（無活性）,磷酸化酶b,磷酸化酶a,p,+,糖原分解,磷蛋白磷酸酶-1,H2O,pi,-,磷酸化酶的調(diào)節(jié),胰高血糖素或腎上腺素,腺苷酸環(huán)化酶,ATP,cAMP,無活性蛋白激酶A,有活性蛋白激酶A,糖原合酶a（有活性）

26、,糖原合酶b（無活性）,p,磷蛋白磷酸酶-1,糖原合成,-,糖原合酶的調(diào)節(jié),磷酸化酶b激酶,糖原合酶,糖原合酶-P,磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷蛋白磷酸酶抑制劑,2. 別構(gòu)調(diào)節(jié),磷酸化酶二種構(gòu)像緊密型(T)和疏松型(R) ，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。,* 葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。,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,* 肝糖原分解代謝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變構(gòu)效應(yīng)物主要為AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。,調(diào)節(jié)小結(jié), 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

27、。, 雙重調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。, 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糖素， 分解肌糖原的激素主要為腎上腺素。, 關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級聯(lián)效應(yīng)。, 關(guān)鍵酶都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。,四、糖原積累癥,糖原累積癥(glycogen storage diseases)是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積。引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。,糖原積累癥分型,第 六 節(jié) 糖 異 生 Gluconeogenesis,糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化

28、合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。,* 部位,* 原料,* 概念,主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體,主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸,一、糖異生途徑,* 糖異生途徑:丙酮酸葡萄糖的過程。,* 過程,3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)須另外的酶。,糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；,1. 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),丙酮酸,草酰乙酸,PEP, 丙酮酸羧化酶,輔酶生物素（線粒體）, 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（線粒體、胞液）, 草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體,丙酮酸,線粒體,胞液,糖異生途徑所需NADH+H+的來源,糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+H+。, 由氨基

29、酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)， NADH+H+則由線粒體脂酸的-氧化或三羧酸循環(huán)提供，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。,2. 1,6-雙磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖,糖酵解與糖異生的三個(gè)不可逆反應(yīng),1，6雙磷酸果糖 6-磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖,果糖雙磷酸酶-1,H2O,6-磷酸果糖激酶-1,ADP,ATP,糖異生,糖酵解,葡萄糖-6-磷酸酶,己糖激酶,H2O,Pi,Pi,ATP,ADP,非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑, 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物, 上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原,目 錄,二、糖異生的調(diào)節(jié)

30、,當(dāng)作用物的互變分別由不同酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)。,糖異生途徑與酵解途徑相互協(xié)調(diào)，主要是對前述底物循環(huán)中的后2個(gè)底物循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。,當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，則不能將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而稱之為無效循環(huán)。,6-磷酸果糖,1,6-雙磷酸果糖,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-1,Pi,果糖雙磷 酸酶-1,1. 6-磷酸果糖與1,6-雙磷酸果糖之間,2. 磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間,PEP,丙 酮 酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,乙 酰 CoA,草酰乙酸,三、糖異生的生理意義,（一）維持血糖濃度恒定,（二）補(bǔ)充肝糖原,三碳途徑： 進(jìn)食后，葡萄糖丙酮酸、乳

31、酸糖異生途徑糖原,（三）調(diào)節(jié)酸堿平衡 長期饑餓，腎糖異生增強(qiáng)： 長期饑餓代謝性酸中毒pH腎磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶合成 糖異生 乳酸異生為糖 糖異生腎-酮戊二酸 谷氨酰胺、谷氨酸脫氨 NH3 腎小管泌NH3、泌H+ 。,八、乳酸循環(huán)(lactose cycle) （Cori 循環(huán)）, 循環(huán)過程,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,乳酸,丙酮酸,血液, 生理意義, 乳酸再利用，避免了乳酸的損失。, 防止乳酸的堆積引起酸中毒。, 乳酸循環(huán)是一個(gè)耗能的過程,2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。,第 七 節(jié) 血糖及其調(diào)節(jié)Blood Glucose and The Regulation of Blood Glucose Concentration,* 血糖，指血液中的葡萄糖。,* 血糖水平，即血糖濃度。 正常血糖濃度 ：3.896.11mmol/L,血糖及血糖水平的概念,血糖水平恒定的生理意義,保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。,腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能； 紅細(xì)胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲能； 骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍，經(jīng)常利用葡萄糖供能。,血糖,一、血糖來源和去路,二、血糖水平的調(diào)節(jié),* 主要依靠激素的調(diào)節(jié),（一） 胰島素, 促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)