糖代谢临床医学医药卫生专业资料课件

糖代糖代谢临床医学医床医学医药卫生生专业资料料糖代糖代谢临谢临床医学医床医学医药卫药卫生生专业资专业资料糖代料糖代谢临谢临床医学医床医学医药卫药卫生生专业资专业资料料1 糖糖其其化化学学本本质质为为多多羟羟基基醛醛或或多羟基酮类及其衍生物或多聚物。多羟基酮类及其衍生物或多聚物。糖的化学糖的化学（一）糖的概念一）糖的概念 也称为也称为碳水化合物碳水化合物。(carbohydrates)糖其化学本糖其化学本质为质为多多羟羟基基醛醛或多或多羟羟基基酮类酮类及其衍生物或多聚物。糖的及其衍生物或多聚物。糖的2 2（二）糖的分类及其结构（二）糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，糖主根据其水解产物的情况，糖主要可分为四大类。要可分为四大类。单糖：单糖：寡糖寡糖:葡萄糖（葡萄糖（Glucose)麦芽糖、蔗糖麦芽糖、蔗糖多糖多糖:淀粉淀粉(starch)糖原糖原(glycogen)纤维素纤维素(cellulose)#5.结合糖结合糖 :基本单位基本单位#4.（二）糖的分（二）糖的分类类及其及其结结构根据其水解构根据其水解产产物的情况，糖主要可分物的情况，糖主要可分为为四大四大3 3D-D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)123456常常见的的单糖糖-葡萄糖葡萄糖(D-D-glucose)glucose)开链开链-D-葡萄糖葡萄糖123456-D-葡萄糖葡萄糖6环状环状D-葡萄糖葡萄糖123456常常见见的的单单糖糖-葡萄糖葡萄糖(D-gluco4 4淀粉淀粉(starch)：是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式淀粉淀粉颗粒颗粒目目 录录淀粉淀粉(starch)：是植物中养分的：是植物中养分的储储存形式淀粉存形式淀粉颗颗粒目粒目 录录5 5淀粉淀粉的结构的结构 蓝色蓝色:-1,4-糖苷键糖苷键红色红色:-1,6-糖苷键糖苷键葡萄糖葡萄糖146淀粉的淀粉的结结构构 蓝蓝色色:葡萄糖葡萄糖1466 6糖原糖原 动物体内葡萄糖的储存形式动物体内葡萄糖的储存形式糖原糖原 动动物体内葡萄糖的物体内葡萄糖的储储存形式存形式7 7 纤维素纤维素作为植物的骨架作为植物的骨架-1,4-糖苷键糖苷键目目 录录 纤维纤维素素 作作为为植物的骨架植物的骨架-1,4-糖苷糖苷键键目目 录录8 8 第第 一一 节节 概概 述述Introduction 第第 一一 节节 概概 述述Introduction9 9一、糖的生理功能一、糖的生理功能体内主要的供能物质体内主要的供能物质 人体组织结构的重要成分人体组织结构的重要成分 核糖与脱氧核糖是体内合成核苷酸核糖与脱氧核糖是体内合成核苷酸的原料的原料 可提供体内合成脂类和某些氨基酸可提供体内合成脂类和某些氨基酸的碳骨架的碳骨架 一、糖的生理功能体内主要的供能物一、糖的生理功能体内主要的供能物质质 1010二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收（一）糖的消化：（一）糖的消化：纤维素：纤维素：*人体内人体内不能被消化不能被消化 （缺乏（缺乏-1,4-1,4-糖苷键水解酶糖苷键水解酶,即即纤维素酶纤维素酶）*可促进肠蠕动，防止便秘。可促进肠蠕动，防止便秘。淀粉：淀粉：*部位：部位：口腔口腔、小肠小肠（主）（主）*酶：酶：口腔：唾液淀粉酶（口腔：唾液淀粉酶（-淀粉酶）淀粉酶）小肠：胰淀粉酶、小肠：胰淀粉酶、-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶、-糊精酶糊精酶 二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收（一）糖的消化：（一）糖的消化：11 11淀粉的消化淀粉的消化淀粉淀粉麦芽三糖麦芽三糖麦芽糖麦芽糖-糊精糊精-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶-糊精酶糊精酶G葡萄糖葡萄糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶（唾液腺、胰腺）（唾液腺、胰腺）胰淀粉酶胰淀粉酶淀粉的消化淀粉麦芽三糖麦芽糖淀粉的消化淀粉麦芽三糖麦芽糖-糊精糊精-葡萄糖苷葡萄糖苷酶酶-糊精糊精酶酶1212（二）糖的吸收（二）糖的吸收1.吸收部位：吸收部位：小肠上段小肠上段 2.吸收方式吸收方式 （1）单纯扩散吸收）单纯扩散吸收:不耗能、无需载体不耗能、无需载体 （2）主动吸收：）主动吸收：耗能、有载体蛋白、逆浓度梯度耗能、有载体蛋白、逆浓度梯度（3）易化扩散吸收：）易化扩散吸收：一种特异载体蛋白协助一种特异载体蛋白协助 二、糖的消化吸收二、糖的消化吸收（二）糖的吸收（二）糖的吸收1.吸收部位：小吸收部位：小肠肠上段上段 1313ADP+Pi ATP G Na+K+Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞肠肠腔腔 门静脉门静脉 3.吸收机制吸收机制Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Sodium-dependent glucose transporter,SGLT)刷状缘刷状缘细胞内膜细胞内膜ADP+Pi ATP G Na+K+Na1414糖的吸收糖的吸收-主动吸收主动吸收葡萄糖的吸收是耗能的过程。葡萄糖的吸收是耗能的过程。NaNa+G钠泵钠泵特异载体特异载体Na+GNa+GGNaNa+GNa+GNa+K+K K+ATPATPADP+PiADP+Pi糖的吸收糖的吸收-主主动动吸收葡萄糖的吸收是耗能的吸收葡萄糖的吸收是耗能的过过程。程。Na+G钠泵钠泵15154.吸收途径吸收途径 小肠肠腔小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环SGLT 各种组织细胞各种组织细胞 GLUT 葡葡萄萄糖糖转转运运体体(glucose transporter，GLUT)，(GLUT 15)。4.吸收途径吸收途径 小小肠肠肠肠腔腔 肠肠粘膜上皮粘膜上皮细细胞胞 门门静脉静脉 1616三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况血血中中葡葡萄萄糖糖缺氧缺氧糖的无氧分解糖的无氧分解(糖酵解糖酵解)供氧充足供氧充足有氧氧化有氧氧化（CO2、H2O、ATP）磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（5-磷酸核糖、磷酸核糖、NADPH）糖原糖原合成合成糖异生糖异生食物食物主主糖原糖原分解分解三、糖代三、糖代谢谢的概况血缺氧糖的无氧分解的概况血缺氧糖的无氧分解(糖酵解糖酵解)供氧充足有氧氧化供氧充足有氧氧化17 17第二第二节糖的无氧分解糖的无氧分解 *糖酵解的反应过程糖酵解的反应过程 *糖酵解的调节糖酵解的调节 *糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义 体内组织在无氧情况下，葡萄糖或糖原体内组织在无氧情况下，葡萄糖或糖原生成生成乳酸乳酸(lactate)和少量和少量ATP的过程的过程。又又称为称为EMP途径或糖酵解途径或糖酵解(glycolysis)。定义：定义：第二第二节节 糖的无氧分解糖的无氧分解 *糖酵解的反糖酵解的反应过应过程程 体内体内组织组织1818*反应部位：反应部位：胞浆胞浆*阶段：阶段：2个个，12步反应（糖原步反应（糖原13）第一阶段第一阶段:由葡萄糖分解成丙酮酸的过程由葡萄糖分解成丙酮酸的过程，称之为称之为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。第二阶段第二阶段:由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。一、糖酵解的反应过程糖酵解的反应过程*磷酸己糖的生成磷酸己糖的生成*磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成*3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸磷酸甘油醛转变为丙酮酸*反反应应部位：胞部位：胞浆浆*阶阶段：段：2个，个，12步反步反应应（糖原（糖原13）第一）第一阶阶段段1919 葡萄糖葡萄糖磷酸化生成磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解过程的第一个限速酶糖酵解过程的第一个限速酶葡萄糖葡萄糖ATPMg2+已糖激酶已糖激酶ADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（-）糖酵解途径糖酵解途径 葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖糖酵解磷酸葡萄糖糖酵解过过程的第一个限速程的第一个限速酶酶葡葡2020限速限速酶 /关关键酶1.催化非平衡反应催化非平衡反应特点：特点：2.活性低活性低3.受激素或代谢物的调节受激素或代谢物的调节4.活性的改变可影响整个活性的改变可影响整个 反应体系的反应速度反应体系的反应速度 限速限速酶酶/关关键键酶酶1.催化非平衡反催化非平衡反应应特点：特点：2.活性低活性低3.受激素受激素2121己糖激酶己糖激酶（HK）糖酵解的第一个限速酶糖酵解的第一个限速酶分类：分类：4种（种（至至型）型）肝细胞：肝细胞：型，称为葡萄糖激酶型，称为葡萄糖激酶 (glucokinase，GK)。GK的性质：的性质：与葡萄糖亲和力低与葡萄糖亲和力低 Km高高GK的作用：的作用：*调节葡萄糖的磷酸化调节葡萄糖的磷酸化 *维持血糖水平维持血糖水平己糖激己糖激酶酶（HK）糖酵解的第一个限速）糖酵解的第一个限速酶酶2222糖原糖原分解生成分解生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖 原原 (Gn)Gn)H3PO4磷酸化酶磷酸化酶 糖糖 原原(Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原分解生成糖原分解生成6-磷酸葡萄糖糖磷酸葡萄糖糖 原原 (Gn)H3PO2323 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖异构化转变为异构化转变为6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸已糖异构酶磷酸已糖异构酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（G-6-P）（F-6-P）6-磷酸果糖磷酸果糖Mg2+6-磷酸葡萄糖异构化磷酸葡萄糖异构化转变为转变为6-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸已糖异构磷酸已糖异构酶酶62424 6-磷酸果糖磷酸果糖再磷酸化生成再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 (F-6-P）1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(F-1,6-2P)ADPATP 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 （PFK-1）Mg2+F-2,6-2P、AMP、ADP（+）ATP、柠檬酸柠檬酸H+()第二个限速酶第二个限速酶#40.6-磷酸果糖再磷酸化生成磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 (F-62525磷酸丙糖磷酸丙糖的生成的生成磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖醛缩酶醛缩酶(F-1,6-2P)磷酸丙糖的生成磷酸二磷酸丙糖的生成磷酸二羟羟丙丙酮酮3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖2626(5)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮转变为转变为3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸丙糖磷酸丙糖异构酶异构酶(5)磷酸二磷酸二羟羟丙丙酮转变为酮转变为3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛磷酸二磷酸二羟羟丙丙酮酮3-磷酸甘磷酸甘2727 3-磷磷酸甘油醛酸甘油醛氧化为氧化为1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛Pi 糖酵解途径糖酵解途径 中唯一的中唯一的 脱氢脱氢反应反应+NADH+H+NAD+1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHO 3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛氧化氧化为为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛脱脱2828 1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸转变转变为为3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸ADPATP底物分子结构发生改变，内部能量重新分布，生成高底物分子结构发生改变，内部能量重新分布，生成高能磷酸化合物（或高能硫脂化合物），其将能量转移能磷酸化合物（或高能硫脂化合物），其将能量转移至至ADP（或（或GDP）磷酸化生成）磷酸化生成ATP(或或GTP)的过程，的过程，称为称为底物水平磷酸化。底物水平磷酸化。Mg2+1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHO 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变为转变为3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2929 3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变为2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸Mg2+3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘磷酸甘油酸磷酸甘3030 2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸转变为 磷磷酸酸烯醇式丙醇式丙酮酸酸 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为 磷酸磷酸烯烯醇式丙醇式丙3131 磷磷酸酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸转变转变为为烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK)磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸(PEP)烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸糖酵解过程的第三个限速酶糖酵解过程的第三个限速酶也是第二次底物水平磷酸化反应也是第二次底物水平磷酸化反应Mg2+、K+磷酸磷酸烯烯醇式丙醇式丙酮酮酸酸转变为烯转变为烯醇式丙醇式丙酮酮酸酸ADPATP丙丙酮酮酸激酸激酶酶3232 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸转变转变为丙酮酸为丙酮酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸ADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸自发进行自发进行 烯烯醇式丙醇式丙酮酮酸酸转变为转变为丙丙酮酮酸酸ATP磷酸磷酸烯烯醇式丙醇式丙酮酮酸酸 3333（12）丙丙酮酸酸还原原为乳酸乳酸乳酸乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶NADNAD+丙酮酸丙酮酸NADH+H+NAD3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛Pi 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-DPG)PHCOOCHCH2OOOHOHO（12）丙）丙酮酮酸酸还还原原为为乳酸乳酸乳酸脱乳酸乳酸乳酸脱氢氢酶酶NAD+丙丙酮酮酸酸NADH34342丙酮酸丙酮酸2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2Pi2NADH+2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸22H2O糖原糖原(Gn)6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiGn-1ADPATP葡萄糖葡萄糖糖糖酵酵解解过程程反应部位：胞浆反应部位：胞浆2丙丙酮酮酸酸2烯烯醇式丙醇式丙酮酮酸酸2ADP2ATP2乳酸乳酸6-磷磷3535GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2糖酵解过程中糖酵解过程中ATP的生成的生成反反 应应 ATPG G-6-P-1F-6-P F-1,6-2P-11,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸21磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸211 分子葡萄糖分子葡萄糖 21 分子糖原分子糖原3GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP3636糖酵解小结糖酵解小结反应部位：胞浆反应部位：胞浆糖酵解是一个不需氧的产能过程糖酵解是一个不需氧的产能过程反应全过程中有三步不可逆的反应反应全过程中有三步不可逆的反应G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1ADP ATP PEP 丙丙酮酸酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖酵解小糖酵解小结结 反反应应部位：胞部位：胞浆浆G G-6-P ATP A3737 产能的方式和数量产能的方式和数量方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化净生成净生成ATPATP数量数量 从从G G开始开始 22-2=2 22-2=2ATPATP从从GnGn开始开始 22-1=3 22-1=3ATPATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏释放入血，进入肝脏分解利用分解利用 乳酸循环（糖异生）乳酸循环（糖异生）反应总方程式：反应总方程式：C6H12O6+2ADP+2H3PO4 2C3H6O3+2ATP+2H2O 产产能的方式和数量反能的方式和数量反应总应总方程式：方程式：C6H12O6+2AD3838二、糖酵解的调节二、糖酵解的调节关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节方式调节方式变构调节变构调节共价修饰调节共价修饰调节 二、糖酵解的二、糖酵解的调节调节关关键键酶酶 己糖激己糖激酶酶 6-磷酸果糖激磷酸果糖激酶酶-3939（一）（一）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*变构调节变构调节:变构激活剂：变构激活剂：F-2,6-2P（最强）（最强）AMP、ADP、F-1,6-2P#25.变构抑制剂：柠檬酸、变构抑制剂：柠檬酸、ATP（高浓度）高浓度）最重要最重要（一）（一）6-磷酸果糖激磷酸果糖激酶酶-1(PFK-1)*变变构构调节调节:4040（二）丙酮酸激酶二）丙酮酸激酶1.1.变构调节变构调节变构抑制剂：变构抑制剂：ATP、丙氨酸丙氨酸变构激活剂：变构激活剂：1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖（二）丙（二）丙酮酮酸激酸激酶酶1.变变构构调节变调节变构抑制构抑制剂剂：ATP、丙氨酸丙氨酸变变构构41412.共价修饰调节共价修饰调节丙丙酮酸激酸激酶丙丙酮酸激酸激酶-Pi 磷蛋白磷酸磷蛋白磷酸酶（无活性）（无活性）（有活性）（有活性）PATP ADP 胰高血糖素胰高血糖素 cAMP蛋白激酶蛋白激酶A2.共价修共价修饰调节饰调节丙丙酮酮酸激酸激酶酶 丙丙酮酮酸激酸激酶酶-Pi 磷磷4242 (三三)葡萄糖激酶葡萄糖激酶(GK)或己糖激酶或己糖激酶(HK)*6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖可可反反馈馈抑抑制制HK，但但肝肝GK不受其抑制。不受其抑制。*长链脂肪酰长链脂肪酰CoA可变构抑制肝可变构抑制肝GK。*胰岛素胰岛素可促进可促进GK的合成。的合成。(三三)葡萄糖激葡萄糖激酶酶(GK)或己糖激或己糖激酶酶(HK)*6-磷酸葡萄磷酸葡萄4343三、糖酵解的生理意三、糖酵解的生理意义为机体迅速提供能量为机体迅速提供能量,对肌肉组织尤为重对肌肉组织尤为重要；要；是某些细胞在氧供应正常情况下的重要是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径；供能途径；无线粒体的细胞，如：成熟红细胞无线粒体的细胞，如：成熟红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞特殊情况下机体应激供能的有效方式。特殊情况下机体应激供能的有效方式。缺氧或剧烈运动缺氧或剧烈运动 乳酸性酸中毒乳酸性酸中毒三、糖酵解的生理意三、糖酵解的生理意义为义为机体迅速提供能量机体迅速提供能量,对对肌肉肌肉组织组织尤尤为为重要；重要；4444第三节第三节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化?概念概念?过程程?小小结?意意义第三第三节节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 概念概念4545一、一、一、一、糖有氧氧化的概念糖有氧氧化的概念糖有氧氧化的概念糖有氧氧化的概念葡萄糖或糖原在葡萄糖或糖原在有氧有氧条件下，彻底条件下，彻底氧化分解生成氧化分解生成COCO2 2和和H H2 2O O并释放并释放大量大量能量能量的过程。的过程。糖的有氧氧化是指糖的有氧氧化是指：*有氧氧化是糖氧化的主要方式有氧氧化是糖氧化的主要方式*部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 一、糖有氧氧化的概念葡萄糖或糖原在有氧条件下，一、糖有氧氧化的概念葡萄糖或糖原在有氧条件下，彻彻底氧化分解生底氧化分解生4646糖有氧氧化概况糖有氧氧化概况葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2+H2O+ATP三羧酸循环三羧酸循环糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解线粒体内线粒体内胞浆胞浆糖有氧氧化概况葡萄糖糖有氧氧化概况葡萄糖丙丙酮酮酸酸丙丙酮酮酸酸乙乙酰酰CoACO2+4747二、糖有氧氧化的过程第一阶段：第一阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成（胞浆）（胞浆）三三 个个 阶阶 段段第二阶段：第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoACoA（线粒体）线粒体）第三阶段：第三阶段：乙酰乙酰CoACoA进入三羧酸循环进入三羧酸循环 彻底氧化彻底氧化（线粒体）（线粒体）二、糖有氧氧化的二、糖有氧氧化的过过程第一程第一阶阶段：段：丙丙酮酮酸的生成（胞酸的生成（胞浆浆）三）三 4848丙丙酮酸氧化脱酸氧化脱羧生成生成乙乙酰辅酶ANAD+NADH+H+CH3COSCoA丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+CoA-SH辅酶辅酶ASCoA+C O2COO丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶复复合合体体ADP(+)ATP、乙酰乙酰CoA(-)丙丙酮酮酸氧化脱酸氧化脱羧羧生成乙生成乙酰辅酰辅酶酶ANAD+4949丙丙酮酸脱酸脱氢酶复合体复合体 酶酶(3种种)辅辅 酶酶(6种种)E1:丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 TPP、Mg2+E2:二氢硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺转乙酰酶 硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A E3:二氢硫辛酰胺脱氢酶二氢硫辛酰胺脱氢酶 FAD、NAD+HSCoANAD+丙丙酮酮酸脱酸脱氢氢酶酶复合体复合体 酶酶(3种种)5050CO2 CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的生成的生成1.-羟乙基羟乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4.硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 CO2 CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H5151乙乙酰辅酶A进入三入三羧酸循酸循环三羧酸循环三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TAC)又称柠檬酸循环或又称柠檬酸循环或Krebs循环循环 *概念概念:乙酰辅酶乙酰辅酶A与与草酰乙酸草酰乙酸缩合成含缩合成含3个个羧基的羧基的柠檬酸柠檬酸开始开始,经过一系列代谢反应，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三羧酸循环。过程称为三羧酸循环。*反应部位：反应部位：所有反应均在所有反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。乙乙酰辅酰辅酶酶A进进入三入三羧羧酸循酸循环环三三羧羧酸循酸循环环(tricarboxyli5252乙乙酰CoA与草与草酰乙酸乙酸缩合形成合形成柠檬檬酸酸柠檬酸合酶柠檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸CH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶A柠檬酸柠檬酸CoASH+H2OAMPATP长链脂酰长链脂酰CoA（）（+）TAC 的第的第一个关键酶一个关键酶不可逆反应不可逆反应乙乙酰酰CoA与草与草酰酰乙酸乙酸缩缩合形成合形成柠柠檬酸檬酸柠柠檬酸合檬酸合酶酶草草酰酰乙酸乙酸CH35353异柠檬酸异柠檬酸H2O 柠檬酸檬酸异构化生成异构化生成异异柠檬酸檬酸柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸顺乌头酸顺乌头酸酶酶异异柠柠檬酸檬酸H2O 柠柠檬酸异构化生成异檬酸异构化生成异柠柠檬酸檬酸柠柠檬酸檬酸顺乌头顺乌头酸酸顺乌顺乌5454CO2NAD+异柠檬酸异柠檬酸异异柠檬酸氧化脱檬酸氧化脱羧生成生成-酮戊二酸戊二酸-酮戊二酮戊二酸酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶TAC 的第的第2个关键酶个关键酶AMPADPATP（）（+）NADH不可逆不可逆,最慢最慢CO2NAD+异异柠柠檬酸檬酸异异柠柠檬酸氧化脱檬酸氧化脱羧羧生成生成-酮酮戊二酸戊二酸-5555C O2-酮戊二酸戊二酸氧化脱氧化脱羧生成生成琥珀琥珀酰辅酶A A-酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶脱氢酶复合体复合体CoASHNAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸不可逆反应不可逆反应TAC 的第的第3个个关键酶关键酶C O2-酮酮戊二酸氧化脱戊二酸氧化脱羧羧生成琥珀生成琥珀酰辅酰辅酶酶A-酮酮戊二酸戊二酸5656琥珀琥珀酰CoA转变为琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酸琥珀酸CoASH底物水平磷酸化底物水平磷酸化 琥珀琥珀酰酰CoA转变为转变为琥珀酸琥珀琥珀酸琥珀酰酰CoA合成合成酶酶琥珀琥珀酰酰CoAG5757FAD琥珀酸琥珀酸氧化脱氧化脱氢生成生成延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸延胡索酸FADH2TAC中唯一存在于中唯一存在于线粒体内膜上的酶线粒体内膜上的酶FAD 琥珀酸氧化脱琥珀酸氧化脱氢氢生成延胡索酸琥珀酸琥珀酸脱生成延胡索酸琥珀酸琥珀酸脱氢氢酶酶延胡索延胡索5858延胡索延胡索酸酸水化水化生成生成苹果苹果酸酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸苹果酸H2O 延胡索酸水化生成苹果酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸水化生成苹果酸延胡索酸延胡索酸酶酶苹果酸苹果酸H2O5959苹果酸苹果酸脱脱氢生成生成草草酰乙乙酸酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+苹果酸脱苹果酸脱氢氢生成草生成草酰酰乙酸乙酸 苹果酸脱苹果酸脱氢氢酶酶 草草酰酰乙酸苹乙酸苹6060CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激核苷二磷酸激酶目目 录录CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+6161三羧酸循环小结三羧酸循环小结(1）每循环一次）每循环一次:消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。酸化。(2个碳原子来源于草酰乙酸个碳原子来源于草酰乙酸)（2）关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶（主要的限速酶）异柠檬酸脱氢酶（主要的限速酶）三三羧羧酸循酸循环环小小结结(1）每循）每循环环一次一次:6262三羧酸循环小结三羧酸循环小结(3(3）能量生成能量生成3NADH+H+2.5ATP =7.5ATP FADH2 1.5ATP =1.5ATP一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化 1ATP 共生成共生成10分子分子ATP(4)4)体内凡是能转变为体内凡是能转变为乙酰乙酰CoACoA的物质，都的物质，都能进入三羧酸循环而被彻底氧化。能进入三羧酸循环而被彻底氧化。(5)(5)“添补反应添补反应”以以草酰乙酸草酰乙酸的补充最为重要的补充最为重要 三三羧羧酸循酸循环环小小结结(3）能量生成）能量生成6363*草酰乙酸的来源草酰乙酸的来源:草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸裂解酶裂解酶裂解酶裂解酶 乙酰乙酰CoA 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶羧化酶羧化酶 CO2 苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶 NADH+H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸 AST AST -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸*草草酰酰乙酸的来源乙酸的来源:草草酰酰乙酸乙酸 柠柠檬酸檬酸 柠柠檬酸裂解檬酸裂解酶酶 6464阶段阶段反应反应辅酶辅酶生成生成ATP数数第一阶段第一阶段葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-16-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖-123-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+21.5*(或或22.5*)21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸212磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸21第二阶段第二阶段2丙酮酸丙酮酸2乙酰辅酶乙酰辅酶ANAD+22.5第三阶段第三阶段2异柠檬酸异柠檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸NAD+22.52-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶ANAD+22.52琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A2琥珀酸琥珀酸212琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸FAD+21.52苹果酸苹果酸2草酰乙酸草酰乙酸NAD+22.5净生成净生成30（或（或32）糖有氧氧化过程中糖有氧氧化过程中ATP的生成的生成阶阶段反段反应辅应辅酶酶生成生成ATP数第一数第一阶阶段葡萄糖段葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-166565糖有氧氧化糖有氧氧化过程中程中ATP的生成的生成25第一阶段：葡萄糖第一阶段：葡萄糖 2 2丙酮酸丙酮酸第二阶段：第二阶段：2 2丙酮酸丙酮酸 2 2乙酰乙酰CoACoA第三阶段：第三阶段：2 2乙酰乙酰CoACoA2 2COCO2 2+4H+4H2 2O O 2ATP 糖糖 的的 有有 氧氧 氧氧 化化 底物磷酸化底物磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化22.5ATP29ATP葡萄糖葡萄糖 6 COCO2 2+6H+6H2 2O O+？mol ATP糖原中的糖原中的1mol葡萄糖葡萄糖 6 COCO2 2+6H+6H2 2O O+？mol ATP 32/30 ATP33/31 ATP22.5/1.5ATP2ATP糖有氧氧化糖有氧氧化过过程中程中ATP的生成的生成25第一第一阶阶段：葡萄糖段：葡萄糖 2丙丙酮酮6666糖有氧氧化的生理意糖有氧氧化的生理意义p基本生理功能是基本生理功能是氧化供能氧化供能,是机体获是机体获取能量的主要途径。取能量的主要途径。p是体内三大营养物质代谢的总枢纽。是体内三大营养物质代谢的总枢纽。三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 p与体内糖的其他代谢途径有着密切的联与体内糖的其他代谢途径有着密切的联系。系。69总反应式：总反应式：葡萄糖葡萄糖+30/32ADP+30/32Pi+6O2 30/32ATP+6CO2+36H2O糖有氧氧化的生理意糖有氧氧化的生理意义义基本生理功能是氧化供能基本生理功能是氧化供能,是机体是机体获获取能量的取能量的6767 三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质代谢联系的枢纽；是三大营养物质代谢联系的枢纽；为其它物质代谢提供小分子前体；为其它物质代谢提供小分子前体；为呼吸链提供为呼吸链提供H+e。三三羧羧酸循酸循环环的生理意的生理意义义 是三大是三大营营养物养物质质氧化分解的共同途径；氧化分解的共同途径；6868三、有氧氧化的调节三、有氧氧化的调节关关键键酶酶 酵解途径酵解途径：己糖激酶己糖激酶丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：三羧酸循环：柠檬酸合酶柠檬酸合酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体三、有氧氧化的三、有氧氧化的调节调节关关键键酶酶 酵解途径：己糖激酵解途径：己糖激酶酶 丙丙酮酮酸的酸的6969 (一一)丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节 别构调节（变构效应别构调节（变构效应)和共价修饰调节和共价修饰调节 别构调节：别构调节：变构抑制剂变构抑制剂:乙酰乙酰CoA、NADH、ATP变构激活剂：变构激活剂：AMP、ADP、NAD+乙酰乙酰CoA/HSCoA 或或 NADH/NAD+时，酶活性受到抑制时，酶活性受到抑制。(一一)丙丙酮酮酸脱酸脱氢氢酶酶复合体的复合体的调节调节 别别构构调节调节（变变构效构效应应7070(一一)丙酮酸脱氢酶复合体的调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节有活性有活性无活性无活性2 2H H2 2O OADPADPNADNAD+(-)(-)乙酰乙酰CoACoANADHNADH(+)(+)TPPTPP胰岛素胰岛素CaCa2+2+磷酸酶磷酸酶2 2PiPi(+)(+)蛋白激酶蛋白激酶2 2ATPATP2 2ADPADPTPPTPPPP(+)(2)共价修饰调节共价修饰调节:磷酸化使之失活，去磷酸化使之激活。磷酸化使之失活，去磷酸化使之激活。(一一)丙丙酮酮酸脱酸脱氢氢酶酶复合体的复合体的调节调节有活性无活性有活性无活性2H2OADP(-71 71(二二)三羧酸循环的调节三羧酸循环的调节柠檬酸合酶柠檬酸合酶 、异柠檬酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶是该途径的关键酶。是该途径的关键酶。（1）NADH/NAD+、ATP/ADP比率升比率升高时这三个酶的活性都被反馈抑制，高时这三个酶的活性都被反馈抑制，反之，其活性升高。反之，其活性升高。（2）Ca2+为激活剂为激活剂(二二)三三羧羧酸循酸循环环的的调节柠调节柠檬酸合檬酸合酶酶、异、异柠柠檬酸脱檬酸脱氢氢酶酶和和-酮酮戊戊7272四、巴斯德效应四、巴斯德效应*概念概念*机制机制 有氧：有氧：NADH+H+进入线粒体内氧化进入线粒体内氧化缺氧：缺氧：ADP/ATP比值升高比值升高巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化指有氧氧化抑制糖酵解的现象。抑制糖酵解的现象。激活糖激活糖酵解关酵解关键酶键酶进行糖酵解进行糖酵解丙酮酸进行丙酮酸进行有氧氧化有氧氧化糖酵解糖酵解受抑受抑四、巴斯德效四、巴斯德效应应*概念概念*机制机制 有氧：有氧：NADH+H+进进入入线线7373磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway第第 四四 节节磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Path7474 以以6-磷酸葡萄糖为底物，代磷酸葡萄糖为底物，代谢生成谢生成磷酸戊糖磷酸戊糖为中间代谢物的为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途径。过程，称为磷酸戊糖途径。*细胞定位：细胞定位：胞液胞液*概念概念*主要特点主要特点:不能直接生成不能直接生成ATP 以以6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖为为底物，代底物，代谢谢生成磷酸戊糖生成磷酸戊糖为为中中7575一、磷酸戊糖途径的反应过程一、磷酸戊糖途径的反应过程（一）脱氢氧化（一）脱氢氧化 (6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖)（二）异构化反应（二）异构化反应（三）基团转移（三）基团转移一、磷酸戊糖途径的反一、磷酸戊糖途径的反应过应过程（一）脱程（一）脱氢氢氧化氧化7676(一一)脱脱氢氧化氧化(1)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 转变为 6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯NADP+NADPH+H+6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)限速限速酶，对NADP+有高有高度特异性度特异性(一一)脱脱氢氢氧化氧化(1)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 转变为转变为 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖7777(一一)脱脱氢氧化氧化(2)6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯转变为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸酸 6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O内酯酶内酯酶(一一)脱脱氢氢氧化氧化(2)6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯转变为酯转变为6-磷酸葡磷酸葡7878COCO2 2(一一)脱脱氢氧化氧化(3)6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸转变为 5-磷酸核磷酸核酮糖糖6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2(一一)脱脱氢氢氧化氧化(3)6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸转变为转变为 5-磷磷79795-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-5-磷酸核糖磷酸核糖 异构酶异构酶(二二)异构化反应异构化反应差向酶差向酶H2232OCH OHCCCCH OPOHOOHHH5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖5-磷酸核糖磷酸核糖 异构异构酶酶(二二)异构化反异构化反应应差向差向酶酶H8080(三三)基团转移基团转移5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛5-磷酸磷酸核糖核糖7-磷酸磷酸景天糖景天糖转酮醇酶转酮醇酶6-磷酸磷酸果糖果糖4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖转醛醇酶转醛醇酶6-磷酸磷酸果糖果糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛转酮醇酶转酮醇酶(三三)基基团转团转移移5-磷酸磷酸3-磷酸磷酸5-磷酸磷酸7-磷酸磷酸转酮转酮醇醇酶酶6-8181糖酵解途径糖酵解途径36-36-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-5-磷酸磷酸核糖核糖5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-6-磷酸磷酸果糖果糖3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛6-6-磷酸磷酸果糖果糖36-36-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯3 3NADPHNADPH36-36-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3 3H H2 2O O35-35-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3 3NADPHNADPH3 3COCO2 2转酮转酮醇酶醇酶转醛转醛醇酶醇酶转酮转酮醇酶醇酶G6PD内酯酶内酯酶6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖酸脱氢酸脱氢酶酶糖酵解途径糖酵解途径36-磷磷5-磷酸磷酸5-磷酸磷酸5-磷酸磷酸7-磷酸磷酸3-磷酸磷酸828236-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+6 NADP+2 6-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6(NADPH+H+)+3CO2总反应式总反应式36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+6 NADP+8383磷酸戊糖途径小结x反应部位：反应部位：胞浆胞浆x反应底物：反应底物：6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖x重要反应产物：重要反应产物：NADPHNADPHx 5-5-磷酸核糖磷酸核糖x限速酶：限速酶：G6PDG6PD磷酸戊糖途径小磷酸戊糖途径小结结反反应应部位：部位：胞胞浆浆8484 二、磷酸戊糖途径的调节二、磷酸戊糖途径的调节*G6PD主要受主要受NADPH/NADP+比值的影响比值的影响（一）高糖饮食的影响（一）高糖饮食的影响:高糖：高糖：G6PD（二）（二）NADPHH+的影响的影响:抑制抑制G6PD（三）组织细胞对（三）组织细胞对NADPHH+和和5-磷酸核糖磷酸核糖相对需要量的调节相对需要量的调节（四）中间代谢物的影响（四）中间代谢物的影响 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖:G6PD的抑制剂的抑制剂 二、磷酸戊糖途径的二、磷酸戊糖途径的调节调节*G6PD主要受主要受NADPH/N8585磷酸戊糖途径的生理意磷酸戊糖途径的生理意义*产生产生5-磷酸核糖磷酸核糖*产生产生NADPH（一）（一）5-5-磷酸核糖磷酸核糖是体内合成核苷酸和核酸的必要原料是体内合成核苷酸和核酸的必要原料磷酸戊糖途径的生理意磷酸戊糖途径的生理意义义*产产生生5-磷酸核糖磷酸核糖*产产生生NADP8686（二）（二）NADPH+H+的主要功能的主要功能*作为供氢体作为供氢体 *参与肝脏的生物转化作用参与肝脏的生物转化作用 *与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞的杀菌与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞的杀菌作用有关作用有关#.*对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用量起重要作用#8#8.磷酸戊糖途径的生理意磷酸戊糖途径的生理意义（二）（二）NADPH+H+的主要功能的主要功能*作作为为供供氢氢体体 *参与肝参与肝8787磷酸戊糖途径与溶血性贫血NADPH+HNADPH+H+磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径G6PDG6PD缺乏缺乏一些具有氧化作用的外源性物质一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等如蚕豆、抗疟药、磺胺药等NADPNADP+GSSHGSSH2 2GSHGSH溶血溶血磷酸戊糖途径与溶血性磷酸戊糖途径与溶血性贫贫血血NADPH+H+磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径G6PD8888糖异生糖异生（gluconeogenesis）第第5节节糖异生（糖异生（gluconeogenesis）第）第5节节8989概述概述定义：定义：由由非糖物质非糖物质转变为葡萄糖或糖原的转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。过程称为糖异生。非糖物质：非糖物质：生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油部位：部位：正常情况下：肝正常情况下：肝(主要器官主要器官)、肾、肾 长期饥饿时：肾糖异生长期饥饿时：肾糖异生概述定概述定义义：9090一、糖异生途径一、糖异生途径 跨越三个跨越三个“能障能障”（energy barrier)跨越一个跨越一个“膜障膜障”基本上是糖酵解的基本上是糖酵解的逆过程逆过程；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸一、糖异生途径跨越三个一、糖异生途径跨越三个“能障能障”基本上是糖酵解的逆基本上是糖酵解的逆过过程；程；Glu9191(一一)糖异生途径中糖异生途径中“能障能障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP糖酵解糖酵解已糖激酶已糖激酶(肝肝)H3PO4 H2O 糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肝肝6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖水解为水解为葡萄糖葡萄糖(一一)糖异生途径中糖异生途径中“能障能障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖 92921,6-二磷酸果糖二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖6-6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP糖酵解糖酵解磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1H3PO4 H2O 糖异生糖异生果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-11,6-二磷酸果糖二磷酸果糖转变为转变为6-磷酸果糖磷酸果糖6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-9393 由不同的酶催化两由不同的酶催化两个单向反应使两种底物个单向反应使两种底物互变的循环称为互变的循环称为底物循底物循环环(substrate cycle)。由不同的由不同的酶酶催化两个催化两个单单向反向反应应使两种底物互使两种底物互变变9494丙丙酮酸酸羧化支路化支路(pyruvate carboxylation shunt)丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸ADPADPATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶草酰乙酸草酰乙酸ATPATPADPADPCOCO2 2丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶生物素生物素COCO2 2GTPGTPGDPGDP磷酸磷醇式丙酮酸磷酸磷醇式丙酮酸羧激酶羧激酶丙酮酸丙酮酸转变成转变成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙丙酮酮酸酸羧羧化支路化支路(pyruvate carboxylatio9595 (二二)糖异生过程中糖异生过程中“膜障膜障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胞浆胞浆胞浆胞浆线粒体线粒体胞浆、线粒体胞浆、线粒体 糖异生作用的酶糖异生作用的酶 存在部位存在部位 线粒体内膜不允许线粒体内膜不允许草酰乙酸草酰乙酸自由通自由通过，故草酰乙酸在线粒体与胞浆之间过，故草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成的交换受阻从而构成“膜障膜障”。(二二)糖异生糖异生过过程中程中“膜障膜障”的克服的克服 葡萄糖葡萄糖-9696丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP+CO2ADP+Pi 苹果酸苹果酸 NADH+H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP+CO2 线线粒粒体体胞胞液液苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭系统天冬氨酸穿梭系统丙丙酮酮酸酸 丙丙酮酮酸酸 草草酰酰乙酸乙酸 丙丙酮酮酸酸羧羧化化酶酶 ATP+C9797葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPADPADP葡萄糖激酶葡萄糖激酶乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸6-6-磷酸果糖磷酸果糖1 1，6-6-双磷酸果糖双磷酸果糖ATPATPADPADP6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-13-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸NADNAD+NADH+HNADH+H+NADNAD+NADH+HNADH+H+丙酮酸激酶丙酮酸激酶（胞液）（胞液）葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶PiPiH H2 2O OPiPiH H2 2O O果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-13-3-磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油ATPATPADPADPNADNAD+NADH+HNADH+H+甘油的糖异生过程甘油的糖异生过程果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1PiPi果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1LD3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸ATPADP葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPADP葡萄糖激葡萄糖激酶酶乳酸丙乳酸丙酮酮酸酸6-磷酸磷酸9898乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酮戊二酸酸-酮戊二酮戊二酸酸谷氨酸谷氨酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2ADPADPATPATPCO2+ATPPi+ADP丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸NADNAD+NADH+HNADH+H+苹果酸苹果酸NADH+HNADH+H+NADNAD+三羧酸循环中间产物三羧酸循环中间产物生糖氨基酸生糖氨基酸线粒体线粒体胞液胞液NADH+HNADH+H+NADNAD+丙氨酸等生糖氨丙氨酸等生糖氨基酸基酸乳酸、氨乳酸、氨基酸等异基酸等异生过程生过程乳酸丙乳酸丙酮酮酸丙酸丙酮酮酸草酸草酰酰乙酸草乙酸草酰酰乙酸磷酸乙酸磷酸烯烯醇式丙醇式丙酮酮酸天冬氨酸天冬酸天冬氨酸天冬9999二、糖异生的调节二、糖异生的调节ATP、乙酰、乙酰CoA和柠檬酸和柠檬酸（+）果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶促进糖促进糖异生异生（-）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶抑制糖抑制糖酵解酵解2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖和和AMP（-）果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1抑制糖抑制糖异生异生磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1促进糖促进糖酵解酵解（+）二、糖异生的二、糖异生的调节调节ATP、乙、乙酰酰CoA和和柠柠檬酸（檬酸（+）果糖二磷酸）果糖二磷酸酶酶100100糖异生的生理意糖异生的生理意义*维持血糖浓度的相对恒定维持血糖浓度的相对恒定*补充肝糖原补充肝糖原:三碳途径三碳途径(间接途径间接途径)*调节酸碱平衡调节酸碱平衡:*pHpH，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成酸羧激酶的合成 *促进谷氨酰胺脱氨生成谷氨酸促进谷氨酰胺脱氨生成谷氨酸,有利有利于排氢保钠于排氢保钠 *有利于体内乳酸的利用有利于体内乳酸的利用糖异生的生理意糖异生的生理意义义*维维持血糖持血糖浓浓度的相度的相对对恒定恒定101101乳酸乳酸乳酸循乳酸循环(lactate cycle)糖原糖原葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖血糖血糖血乳酸血乳酸糖原糖原丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖乳酸乳酸循乳酸乳酸循环环(lactate cycle)糖原葡萄糖丙糖原葡萄糖丙酮酮酸葡酸葡102102乳酸循乳酸循环或或Cori循循环 意义：意义：防止发生乳酸性酸中毒防止发生乳酸性酸中毒 有利于乳酸的再利用有利于乳酸的再利用 促进肝糖原的不断更新促进肝糖原的不断更新乳酸循环是一个耗能的过程乳酸循环是一个耗能的过程，2分子乳酸分子乳酸异生为异生为1分子葡萄糖需分子葡萄糖需6分子分子ATP。Why？#100.乳酸循乳酸循环环或或Cori循循环环 意意义义：乳酸循：乳酸循环环是一个耗能的是一个耗能的过过程程，103103糖原的合成与分解糖原的合成与分解糖原的合成与分解糖原的合成与分解第第 五五 节节Glycogenesis and Glycogenolysis糖原的合成与分解第糖原的合成与分解第 五五 节节Glycogenesis and 104104支链淀粉支链淀粉糖原的糖原的结构构糖原的结糖原的结构与支链构与支链淀粉的结淀粉的结构相似构相似支支链链淀粉糖原的淀粉糖原的结结构糖原的构糖原的结结构与支构与支链链淀粉的淀粉的结结构相似构相似105105非还原端非还原端：多个多个还原端还原端非还原端非还原