《糖代謝江大生化》PPT課件.ppt

1、丙酮酸,CO2 + H2O,重點,第四節(jié) 糖的中間代謝,葡萄糖,ATP,己糖激酶,6,-,磷酸葡萄糖,磷酸葡萄糖變位酶,磷酸葡萄糖異構(gòu)酶,6,-,磷酸果糖,ATP,磷酸果糖激酶,1,6,二磷酸果糖,醛縮酶,3,-,磷酸甘油醛,磷酸二羥丙酮,活化,G=,-,7.5kcal/mol,(,不可逆,),異構(gòu),G=,-,0.6kcal/mol,(,可逆,),二次活化,G=,-,5.0kcal/mol,(,不可逆,),裂解,G=,-,0.3kcal/mol,(,可逆,),ADP,ADP,Pi,3、回補途徑 能為TCA循環(huán)補充中間產(chǎn)物的代謝途徑稱為回補途徑。 主要有丙酮酸羧化支路和乙醛酸循環(huán),它能為TCA循

2、環(huán)供應(yīng)草酰乙酸和蘋果酸。已經(jīng)證明有好幾種酶催化這一反應(yīng)，其中，最具普遍意義的有丙酮酸羧化酶和蘋果酸酶。 a) 丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸,需要生物素為輔酶。,(1) 丙酮酸羧化支路,b) 在真核細(xì)胞中，蘋果酸酶催化丙酮酸還原羧化成蘋果酸，反應(yīng)不需要ATP，但需要NADH+H+。,(1) 丙酮酸羧化支路,c)在植物、細(xì)菌、人腦和心臟中還存在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶，可催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸。,(1) 丙酮酸羧化支路,許多植物、微生物能夠在乙酸或產(chǎn)生乙酰CoA的化合物中生長。同時種子發(fā)芽時可以將脂肪轉(zhuǎn)化成糖。這是因為它們具有異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合成酶，存在著一個類似于TCA

3、循環(huán)的乙醛酸循環(huán)緣故。這種循環(huán)是TCA循環(huán)的修改形式，但是不存在于動物中。,(2) 乙醛酸循環(huán),乙醛酸循環(huán)的意義 借此附屬路線植物和某些微生物可以利用脂肪酸、乙酸作為唯一能源和碳源獲得生物能量，合成糖類化合物和氨基酸、蛋白質(zhì)，維持正常生長。,(3) 其他回補途徑 天冬氨酸和谷氨酸的轉(zhuǎn)氨作用可以形成草酰乙酸和-酮戊二酸。 異亮氨酸、纈氨酸和蘇氨酸、甲硫氨酸也會形成琥珀酸。,三、磷酸戊糖途徑 （HMP） 生物體中除TCA循環(huán)外，還有其他糖代謝途徑，其中磷酸戊糖途徑是較為重要的一種。在動物和許多微生物中約有30%的葡萄糖可能由此途徑進(jìn)行氧化。 1、HMP途徑的生化過程,2、HMP途徑的生理意義 1)

4、 產(chǎn)生大量的NADPH，為生物合成提供還原力。如 脂肪酸、氨基酸、核苷酸等生物合成途徑中需要 大量的NADPH，主要靠HMP途徑提供。 2) 產(chǎn)生磷酸戊糖參加核酸代謝。 3) NADPH使紅細(xì)胞中的還原性谷胱苷肽再生，對維 持紅細(xì)胞的還原性有重要作用。 4) HMP途徑是植物光合作用中從CO2合成葡萄糖的部 分途徑。,四、糖的異生(gluconeogenesis) 糖的異生是指由非糖物質(zhì)(丙酮酸、甘油、乳酸和某些氨基酸等)合成葡萄糖的過程。 人腦對葡萄糖有高度的依賴性。紅細(xì)胞也需要提供葡萄糖。成人腦每日大約需要120 g葡萄糖，占人體對葡萄糖的每日總需要量（約為160 g）的絕大部分。 從糖原

5、可隨時提供的葡萄糖大約為190g。因此機體在一般情況下，體內(nèi)的葡萄糖量足夠維持一天的需要，但是如果機體處于饑餓狀態(tài)，則必須由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成葡萄糖提供急需。當(dāng)機體處于劇烈運動時，也需要由非糖物質(zhì)及時提供葡萄糖。,1、糖異生的途徑,草酰乙酸不能穿越線粒體內(nèi)膜,該酶僅存在線粒體中,糖異生的途徑不是簡單的酵解途徑的逆轉(zhuǎn)，因為從葡萄糖到丙酮酸的代謝過程中有三步是不可逆的，在糖異生中它們由另一些酶來催化。糖異生有其特殊的調(diào)控酶，需要ATP供能，以保證合成途徑的進(jìn)行。,2、糖異生的生理意義 1)糖異生是一個非常重要的生物合成葡萄糖的途徑。糖異生主要在肝臟中進(jìn)行。紅細(xì)胞和腦是以葡萄糖為主要燃料，因此，血中葡萄

6、糖濃度降低時，首先是腦細(xì)胞受損。 2) 在饑餓、劇烈運動造成糖原下降后，糖異生會使酵解產(chǎn)生的乳酸，脂肪分解產(chǎn)生的甘油以及生糖氨基酸等中間產(chǎn)物重新生成糖，這對維持血糖濃度，滿足組織對糖的需求是十分重要的。,3、葡糖異生作用的調(diào)節(jié) 葡糖異生作用和糖酵解作用有密切的相互協(xié)調(diào)關(guān)系。如果糖酵解作用活躍。則葡糖異生作用必受一定限制。如果糖酵解的主要酶受到抑制，則葡糖異生作用酶的活性就受到促進(jìn)。 葡萄糖的濃度對糖酵解起調(diào)節(jié)作用。 乳酸濃度以及其他葡萄糖前體的濃度對葡糖異生都起調(diào)節(jié)作用。,第五節(jié) 糖原的合成與分解,糖原（glycogen）是葡萄糖的貯存形式，當(dāng)細(xì)胞中能量充足時，進(jìn)行糖原合成而貯存能量。當(dāng)能量供

7、應(yīng)不足時，糖原分解產(chǎn)生ATP，以保證供應(yīng)生命活動所需要的能量。 糖原的分解與合成是分別進(jìn)行的不同途徑，它們的反應(yīng)速度受激素、別構(gòu)酶的精細(xì)調(diào)節(jié)。,一、糖原的降解（Glycogen breakdown） 糖原的結(jié)構(gòu)類似于支鏈淀粉，分支短鏈的平均長度是12-18個葡萄糖單位，比支鏈淀粉短(24-30)；分支度比支鏈淀粉高，每隔3個葡萄糖單位即有一個支鏈，相對分子量在2.7105-3.5106。 糖原的分解途徑,糖原磷酸化酶,脫支酶,1.磷酸化酶催化糖原非還原性末端磷酸解 磷酸化酶催化的特點是，從糖原分子的非還原性末端斷下一個葡萄糖分子，同時出現(xiàn)一個新的非還原性末端葡萄糖分子。 2.磷酸化酶催化糖原14糖苷鍵磷酸解,二、糖原的合成（Glycogen biosynthesis） 葡萄糖是合成糖原的唯一原料，半乳糖和果糖都要通過酶轉(zhuǎn)變成磷酸葡萄糖才能轉(zhuǎn)變成糖原。 1、催化糖原合成的三種酶 糖原的生物合成通過3個步驟，包括3種酶的催化作用: （1）UDP一葡萄糖焦磷酸化酶 （2）糖原合酶 （3）分支酶,2、糖原合成 途徑:,糖原代謝的調(diào)控,磷酸化酶和糖原合酶的的作用都受到嚴(yán)格的調(diào)控。 當(dāng)磷酸化酶充分活動時，糖原合酶幾乎不起作用; 而當(dāng)