GlucoseMetabolism

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二篇 物质代谢,本篇介绍人体内各物质的新陈代谢过程。,新陈代谢：,体内物质以新换旧，即体内外的物质交换，具体是物质在体内的一系列分解反应和合成反应。,基本是在细胞内由酶催化进行的酶促反应。,伴有能量的变化。,反应间有相互联系。,有严谨的调节措施，以使各物质代谢处于动态平衡状态，机体成为统一的整体。,一系列分解和合成反应：,P87,1,本篇具体内容：,糖,代谢,脂类代谢,生物氧化（能量代谢）,氨基酸代谢,核苷酸代谢,物质代谢的联系与调节,2,怎样学好本篇内容？,各类物质代谢的基本途径,关键酶与主要调节环节,重要生理意义,各物质代谢的联系与调节规律,代谢异常与疾病的关系,3,糖 代 谢,Metabolism of Carbohydrates,第 四 章,(P87),4,概述,（一）糖的化学本质,：多羟基的醛或酮,六碳 水溶液中环状 半缩醛形式,型,1,5,1,5,6,5,供能 ：人体需能,的,50%70%,以上来自糖,（植物多糖,淀粉提供,）,碳源：氨基酸、脂类及核苷酸的碳骨架。,组织成分：生物膜、结缔组织等的组成成分。,生理活性物质：,糖蛋白形式,激素、酶、免疫球蛋白等,糖的磷酸衍生物,核苷酸、多种辅酶等,（二）生理功能,6,（三）糖的消化吸收,人类食物中的糖有植物淀粉、动物糖原、蔗糖、乳糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖及纤维素等 ，纤维素不被消化,(人体无,-糖苷酶),，但纤维素能促进肠管蠕动 ，其余的糖被,消化道中的水解酶类,分解为,单糖,后才被吸收。,唾液中含有唾液淀粉酶 ，胃液中不含水解糖类的酶类，,小肠,是糖消化的主要场所，肠液中有胰腺分泌的胰淀粉酶。,7,无氧,有氧,消化与吸收,糖异生途径,酵解途径,糖原合成,肝糖原分解,磷酸戊糖途径,（四）糖代谢的概况,葡萄糖,丙酮酸,H,2,O,及,CO,2,乳酸,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,核糖,+,NADPH+H,+,淀粉,ATP,8,一、糖的无氧分解,Glycolysis,9,一、糖酵解的反应过程,第一阶段,第二阶段,* 糖酵解(glycolysis)的定义,* 糖酵解分为两个阶段,* 糖酵解的反应部位：,胞浆,在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为,糖酵解,。,由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为,糖酵解途径(glycolytic pathway),。,由丙酮酸转变成乳酸。,10,ADP,ATP,ADP,ATP,丙酮酸激酶,已糖激酶,6-磷酸果糖激酶-I,ATP,ADP,ATP,ADP,-,底物水平磷酸化：,将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP，这种ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反应过程，被称为底物水平磷酸化作用。,无氧,条件,反应部位：胞桨,6C 23C,两次底物,磷酸化,三次不可逆反应：,三个酶,终产物：乳酸,净得能：,2ATP,糖原：净得能,？,P91,90,11,E,1,:己糖激酶,E,2,: 6-磷酸果糖激酶-1,E,3,: 丙酮酸激酶,NAD,+,乳 酸,糖酵解的代谢途径,Glu,G-6-P,F-6-P,F-1, 6-2P,ATP,ADP,ATP,ADP,1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,丙 酮 酸,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,NAD,+,NADH+H,+,ADP,ATP,ADP,ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,E2,E1,E3,NADH+H,+,PEP,Pi,12,二、糖酵解的调节(自学),关键酶,己糖激酶,6-磷酸果糖激酶-1,丙酮酸激酶,调节方式, 别构调节, 共价修饰调节,13,三、糖酵解的生理意义,(P92),1.,是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。,2.,是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。, 无线粒体的细胞，如：红细胞, 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞,酵解还是有氧氧化的前奏，准备阶段,14,二、糖的有氧氧化,Aerobic Oxidation of,Carbohydrate,15,葡萄糖的无氧酵解只是体内获得能量的,补充方式,，是一种只合成少量ATP的低效率代谢途径。,定义：,在有氧条件下，葡萄糖彻底氧化成,CO,2,和H,2,O,，并释放大量,能量,，这一过程称为,糖的有氧氧化(aerobic oxidation),，它是糖氧化分解的,主要方式,。,部位,：,胞液及线粒体,16,三个阶段 ：,1. 葡萄糖 丙酮酸,2.丙酮酸 乙酰CoA,3.乙酰CoA CO,2,+,H,2,O+ ATP,有氧氧化的,反应过程,糖酵解,丙酮酸脱氢酶系,TAC,17,（一）糖有氧氧化的反应途径,1、细胞胞液中的反应阶段：,有氧条件下,1分子葡萄糖生成2分子丙酮酸,，这个阶段的反应与糖酵解反应过程基本相同，在,胞液,中进行。,G 2丙酮酸 + 2 ATP +,2 NADH + 2 H,+,（胞液）,通过,穿梭机制,进入线粒体氧化,苹果酸穿梭,：2.5ATP,-磷酸甘油穿梭：,1.5ATP,18,2、线粒体中的反应阶段,（1）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰,CoA,整个反应中无游离的中间产物，是个不可逆的连续过程，,丙酮酸脱氢酶系,是有氧氧化过程的关键酶。,丙酮酸CoA-SH 乙酰CoA,NAD,NADHH,CO,2,丙酮酸脱氢酶系,19,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,酶,E,1,：丙酮酸脱氢酶,E,2,：二氢硫辛酰胺转乙酰酶,E,3,：二氢硫辛酰胺脱氢酶,HSCoA,NAD,+,辅 酶,TPP,硫辛酸（ ),HSCoA,FAD, NAD,+,S,S,L,20,特点,不可逆的连续过程，中间产物不离开复合体，,保证迅速完成,丙酮酸氧化释放的能量以,高能硫酯键,形式储存进,乙酰,CoA,重要的中间产物,21,三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC),也称为,柠檬酸循环,，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，它由一连串反应组成。,所有的反应均在,线粒体,中进行。,（2）三羧酸循环,* 概述,* 反应部位,22,中间产物起着催化剂的作用，本身并无量的变化,三个关键酶催化了三步不可逆反应,。,三羧酸循环运转一周，实质上是氧化了一分子乙酰,CoA,，,生成,3,分子的,NADH+H,+,和,1,分子的,FADH,2,，,底物水平磷酸化形成的,1,分子,GTP,P98,97,23,草酰乙酸,琥珀酰辅酶A,柠檬酸,琥珀酸,异柠檬酸,延胡索酸,-酮戊二酸,苹果酸,1,次底物水平磷酸化,（琥珀酰,CoA,琥珀酸,）,2,次脱羧反应,3,步关键反应,柠檬酸合成酶,异柠檬酸脱氢酶,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,4,次脱氢（,3,次,NAD,+,及,1,次,FAD,+,）,能量：,10 ATP,？,吵， 您顺意(吵)，（吵得）铜壶呼盐瓶！,24,2.,三羧酸循环的生理意义,P99,三羧酸循环不仅是糖的分解代谢的途径，同时也是脂肪和蛋白质在细胞内氧化供能的最终共同途径。,三羧酸循环还是糖、脂肪和蛋白质的互变途径,Acetyl-CoA,25,1、,底物水平磷酸化：,2、,氧化磷酸化,：是体内ATP生成的主要方式。,ADP,ATP,底物,产物,P、 能量,底物,NADH，FADH,2,O,H,2,O,ADP +,P,ATP,能量,H,+,、e、能量,H,+,、e,（呼吸链）,ATP的生成:,二、 糖有氧氧化过程中,ATP,的生成,26,胞液:,1分子NADH+H,+,在经不同的,转运方式,转运到,线粒体,氧化，可生成,1.5或2.5分子ATP,线粒体:,NADH+H,+,（P99）,NADH+H,+,H,2,O、,2.5,ATP,O,H,2,O、,1.5,ATP,FADH,2,O,27,底物,底物,28,有氧氧化的生理意义,糖的有氧氧化是机体,产能最主要的途径,。它不仅,产能效率高,，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成ATP，所以,能量的利用率也高,。,简言之，即“供能”,29,三、有氧氧化的调节（自学）,关键酶,酵解途径：,己糖激酶, 丙酮酸的氧化脱羧：,丙酮酸脱氢酶复合体,三羧酸循环：,柠檬酸合酶,6-磷酸果糖激酶-1,丙酮酸激酶,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶复合体,30,四、巴斯德效应,* 概念,* 机制,有氧时，,NADH+H,+,进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸;,缺氧时，酵解途径加强，,NADH+H,+,在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。,巴斯德效应(Pastuer effect),指有氧氧化抑制糖酵解的现象。,酵母菌,31,单糖是多羟基醛或多羟基酮类化合物,六碳 水溶液中环状 半缩醛形式,型,32,Glucose Glucose-6-phosphate,33,Dihydroxyacetone Phosphate Glyceraldehyde-3-Phosphate,34,1,3-Bisphosphoglycerate 3-Phosphoglycerate,35,36,37,38,糖原开始,糖原（G,n,） 糖原（G,n-1,）+ 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖,Pi,（Glycogen ）,G-1-P G-6-P,变位酶,磷酸化酶,脱枝酶,关键酶：,在多酶体系催化的一系列代谢途径中，各种酶的活性往往不同，其中,活性最低的酶,催化的那一步,反应速度最慢,，限制着整条代谢途径的总速度，把反应速度最慢的一步反应称为,限速反应,，催化该步反应的酶称为,关键酶(key enzyme),，又称,为,限速酶,(limiting velocity enzyme)。,39,反馈调节,某一代谢途径的终产物或某个关键部位的中间产物对催化该途径起始反应的酶活性的调节作用，称为,反馈调节,。,A-B-C-D-E-F,a,b,c,d,e,反应产物对其自身生成速度的这种反馈调节，,如果导致反应速度降低，称为,负反馈作用（又称反馈抑制）,；反之，如果加快反应速度，称为,正反馈作用（即反馈激活）,。,40,