糖 代 谢

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,1,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,糖类是指多羟基醛或酮及其衍生物。糖类在生物体的生理功能主要有：,氧化供能,：糖类占人体全部供能量的70%。,作为结构成分,：作为生物膜、神经组织等的组分。,作为核酸类化合物的成分,：构成核苷酸，DNA，RNA等。,转变为其他物质,：转变为脂肪或氨基酸等化合物。,第六章,糖 代 谢,Metabolism of carbohydrate,第一节 代谢导论,一、新陈代谢基本概念,新陈代谢包括物质代谢和能量转换。物质代谢可分为,合成代谢和分解代谢,。合成代谢是合成用于细胞维持和生长所需分子的代谢；分解代谢是降解复杂分子为生物体提供小的构件分子和能量的代谢。,二、新陈代谢的普遍原理和特点,1、代谢途径是由一系列酶促反应驱动,多步酶促反应组成一个代谢途径，这一系列连续的化学反应构成一化学反应链，称代谢反应链，即一个多酶促序列。,反应链的形式：,（1）线性反应途径,ABCDE,酶1的产物为酶2的底物，依次类推。,（2）环状途径,如乙酰基氧化为CO,2,、H,2,O经过的三羧酸循环,途径。,（3）螺旋形代谢途径,如脂肪酸的生物合成中，同样的一组酶可以重复用于给定分子的链的延伸（图7-28）。,2、代谢的总轮廓特征,三句话：,分解代谢会聚到少数几个终产物。,合成代谢分叉产生许多产物。,分解代谢第三阶段具有双重功能。,根据代谢产物结构的复杂性，可以将分解代谢过程大致分为三个阶段：,阶段1：蛋白质、多糖、脂类等生物大分子首先降解为主要的构件分子。,如多糖戊糖或己糖;,脂肪甘油、脂肪酸,阶段2：构件分子进一步降解为更小，更简单的中间物。,如戊糖、己糖、甘油丙酮酸乙酰CoA,阶段3：中间产物最终降解为CO,2,、H,2,O、NH,3,等,如需氧生物乙酰CoA三羧酸循环CO,2,、H,2,O,合成代谢过程也可视为三个阶段：,阶段1：利用分解代谢阶段3产生的小分子为合成的原料（前体）,阶段2：先合成各种生物大分子的构建单元,阶段3：从构件分子合成大分子化合物,3、ATP是代谢反应中能量转移的重要载体,分解代谢过程如葡萄糖和其它燃料分子的降解，所释放的能量通过ADPATP过程被贮存，然后再经过ATP的水解释放可作功的自由能，做四种功：,（1）驱动合成反应做功,（2）细胞运动或肌肉收缩,（3）跨膜逆浓度梯度，主动运输营养物质,（4）DNA、RNA、蛋白质生物合成过程中参与遗传信息传递,在产能和需能的代谢过程中，ATP作为能量携带者，故称ATP为生物体内自由能的通用货币，ATP自身形成一能量循环：,ADP,ATP，,ATP-ADP Cycle,。,4、NADPH,以还原力形式携带能量,NADPH系携带分解代谢释放能量的另一种形式：NADP,+,是一些分解代谢中脱氢酶辅酶，结合释放的高能氢原子转化为NADPH再通过其氧化，将能量转移到需能的合成反应，因此它携带的是高能氢原子，提供还原力。,生物合成过程系一还原反应过程，需要氢原子,或电子形成还原力，通过NADPH将分解代谢释放的部分能量供给生物合成需要，从而实现能量的传递，在此过程中,NADP,+,+H,+,+e,NADPH 实现自身循环。,注意：NADH和FADH,2,等主要作为生物氧化过程中氢和电了携带者，经电子传递链，用于产生ATP。,NADPH则仅用于还原性的生物合成过程。,5、各种代谢途径定位于细胞不同区域,三、细胞代谢是一个经济的、精密的调节过程,1、体内各代谢途径本身及相互之间的调控，以最经济的方式满足机体对有机物和能量需求。如能量过剩情况下，产能的代谢途径受到抑制。,2、机体对外界环境的适应调节。当外界环境改变时，机体能迅速调节改变体内代谢途径，建立新的代谢平衡，以适应环境，得以生存发展。,如大肠杆菌在加入氨基酸于培养基内，经一段时间后能直接利用氨基酸，减少利用铵盐，节省了能量。学习代谢不仅要了解代谢途径和过程，也不能忽略代谢调节机制。,代谢调控一般可归纳为三个途径：,（1）神经系统调节 （2）激素调节 （3）细胞内酶的调控,本课内容主要涉及激素和酶调节（酶活性）。,激素调控机制：激素与靶细胞表面专一受体结合，通过第二信使（cAMP)产生级联放大反应，调控代谢过程的酶活性，进而影响代谢途径。,酶的调节包括酶活力和酶量的调控。,（1）酶活力调节往往通过调节酶起作用，调控代谢反应的速率,。,调节酶：,共价调节酶经化学修饰改变酶的活性。常见的是磷酸化、腺苷酸化.,变构酶效应物与酶别构中心结合，引起酶构象改变而影响酶的活性（激活或抑制效应）。,效应物：引起酶活性改变的作用物，如中间产物，底物，其它化学分子。调节酶通常对一系列酶促反应中的第一步起调节作用，此步反应速率对此代谢序列反应起关键作用，常称为限速步骤（限速酶）。,（2）酶合成（酶量）的调节则通过酶基因的表达调控实现,主要机制：酶合成的诱导和阻遏效应等.,第二节 糖酵解,糖酵解,（glycolysis)是指将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应。糖酵解途径简称EMP途径。,糖酵解的全部反应过程在,胞液,(cytoplasm)中进行，代谢的终产物为,丙酮酸,，一分子葡萄糖经糖酵解可,净生成两分子ATP,。,糖酵解的反应过程可分为,三,个阶段：己糖的磷酸化、磷酸己糖的裂解及ATP和丙酮酸的生成。,一、糖酵解的反应过程,1. 己糖的磷酸化己糖磷酸酯的生成：,葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-二磷酸果糖(FBP)的反应过程。该过程共由三步化学反应组成。, 葡萄糖(glucose),磷酸化,生成6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)；, G-6-P,异构,为6-磷酸果糖（fructose-6-phosphate,F-6-P）；, F-6-P,再磷酸化,为 1,6-二磷酸果糖（fructose-1,6-biphosphate,F-1,6-BP）。,己糖激酶/葡萄糖激酶,磷酸己糖异构酶,磷酸果糖激酶-1,ATP,ADP,ATP,ADP,*,*,(1),(2),(3),2.裂解（lysis)磷酸丙糖的生成,：,一分子,F-1,6-BP裂解为,两分子,可以互变的磷酸丙糖（triose phosphate)，包括两步反应：, F-1,6-BP,裂解,为3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde-3-phosphate)和磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate)；, 磷酸二羟丙酮,异构,为3-磷酸甘油醛。,磷酸丙糖异构酶,醛缩酶,(4),(5),3.放能和丙酮酸的生成：,3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括六步反应。, 3-磷酸甘油醛,脱氢并磷酸化,生成1,3-二磷酸甘油酸（glycerate-1,3-diphosphate)；, 1,3-二磷酸甘油酸,脱磷酸,将其交给ADP,生成ATP,；, 3-磷酸甘油酸,异构,为2-磷酸甘油酸；,(6),(7),(8),ATP,ADP,磷酸甘油酸变位酶,3-磷酸甘油醛,脱氢酶,磷酸甘油酸激酶,NAD,+,+Pi,NADH+H,+, 2-磷酸甘油酸(glycerate-2-phosphate),脱水,生成磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)；, 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）将高能磷酸基交给ADP,生成ATP,；, 烯醇式丙酮酸自发,转变,为丙酮酸(pyruvate) 。,烯醇化酶,丙酮酸激酶,*,ATP,ADP,自发,H,2,O,糖酵解代谢途径可将一分子葡萄糖分解为,两分子丙酮酸，净生成两分子ATP,。,糖酵解代谢途径有三个关键酶，即,己糖激酶（葡萄糖激酶）、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶,。,二、糖酵解的调节,糖酵解代谢途径的调节主要是通过各种变构剂对三个关键酶进行,变构调节,。,1. 己糖激酶或葡萄糖激酶：,葡萄糖激酶是,肝脏调节葡萄糖吸收,的主要的关键酶。,己糖激酶及葡萄糖激酶的变构剂,己糖激酶,hexokinase,葡萄糖激酶,glucokinase,G-6-P,长链脂酰CoA,-,-,2. 6-磷酸果糖激酶-1：,6-磷酸果糖激酶-1是调节糖酵解代谢途径,流量,的主要因素。,6-磷酸果糖激酶-1,6-phosphofructokinase-1,ATP,柠檬酸,ADP、AMP,1,6-双磷酸果糖,2,6-双磷酸果糖,-,+,3. 丙酮酸激酶：,丙酮酸激酶,pyruvate kinase,ATP,丙氨酸(肝),1,6-双磷酸果糖,-,+,三、糖酵解的生理意义,1. 在无氧或有氧条件下为生命活动提供能量。,2. 形成的许多中间产物为其他化合物的合成提供原料。,3. 为糖异生作用提供基础。,丙酮酸的去路,在无氧条件下：,（1）生成乳酸 乳酸杆菌、动物肌肉细胞及藻类,（2） 生成乙醇 酵母菌及高等植物,在有氧条件下：,丙酮酸氧化为乙酰CoA,再进入三羧酸循环。,酵母在厌氧条件下可将丙酮酸转化成乙醇,酵解过程，葡萄糖转换成丙酮酸，不仅产生了,ATP，同时还使氧化型的NAD,+,还原为NADH。,为了使酵解能连续进行，细胞就应当有办法供给,氧化型的NAD,+,，如果生成的NADH不能及时地,被氧化成NAD,+,，所有的氧化型的NAD+将全部,以还原型的NADH积累，酵解过程将终止。,在有氧条件下，NADH的氧化伴随着氧化磷酸,化过程，反应需要分子氧；而在厌氧条件下，丙,酮酸转化为乙醇或乳酸的过程中，消耗NADH，,生成NAD,+,，从而使得酵解继续进行。,在厌氧状态下，酵母细胞将丙酮酸转化成乙醇,和二氧化碳，同时NADH被氧化为NAD,+,。一分子葡萄糖经酵解和丙酮酸转化为乙醇,的总反应为：,葡萄糖+2P,i,+2ADP+2H,+,2乙醇+2CO,2,+2ATP,+2H,2,O,乳酸的生成,利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH,重新氧化,为NAD,+,，以确保反应的继续进行。,乳酸脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,第三节 三羧酸循环,三羧酸循环,（,柠檬酸循环或Krebs循环）,是指在线粒体中，乙酰CoA首先与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，然后经过一系列的代谢反应，乙酰基被氧化分解，而草酰乙酸再生的循环反应过程。,三羧酸循环在,线粒体,中进行。一分子乙酰CoA氧化分解后共可生成10分子ATP，故此阶段可生成,210=20分子ATP,。,一、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA：,丙酮酸进入线粒体(mitochondrion)，在丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydrogenase complex)的催化下氧化脱羧生成乙酰CoA(acetyl CoA)。,丙酮酸脱氢酶系,NAD,+,+HSCoA,NADH+H,+,+CO,2,*,由一分子葡萄糖氧化分解产生两分子丙酮酸(pyruvate)，故可生成,两分子乙酰CoA,(acetyl CoA)，两分子CO,2,和两分子（NADH+H,+,），可生成 。,反应为不可逆；,丙酮酸脱氢酶系,(pyruvate dehydrogenase complex)是糖有氧氧化途径的关键酶之一。,丙酮酸脱氢酶系由三种酶单体构成：丙酮酸脱羧酶（E,1,），硫辛酸乙酰基转移酶（E,2,），二氢硫辛酸脱氢酶（E,3,）。该多酶复合体有六种辅助因子：,TPP，硫辛酸，NAD+，FAD，HSCoA和Mg,2+,。,二、三羧酸循环（TCA Cycle）,三羧酸循途径包括八步酶促反应,注意：合酶（Synthase)：催化缩合反应不需ATP参与，如柠檬酸合酶（Citrate Synthase)。,合成酶（Synthatase)：催化需ATP（GTP）参与的缩合反应，如琥珀酰C0A合成酶。,柠檬酸合酶,+,*,H,2,O,HSCoA,顺乌头酸酶,异柠檬酸脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,+CO,2,*,-酮戊二酸脱氢酶系,NADH+H,+,+CO,2,*,NAD,+,+HSCoA,琥珀酰CoA合成酶,GTP+,HSCoA,GDP+Pi,FAD,FADH,2,琥珀酸脱氢酶,H,2,O,NAD,+,NADH+H,+,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,TCA Cycle总结,一次底物水平磷酸化 GTPATP,二次氧化、脱羧，2摩尔CO,2,离开，但这2个碳,原子并不是这一循环中进入的两个碳原子（乙酰,C,0,A），而是草酰乙酸中的C1、C4。,三步不可逆过程和限速步骤 柠檬酸合酶、异,柠檬酸脱氢酶、,-,酮戊二酸脱氢酶催化,四次氧化反应，有四对氢原子离开循环,反应3：异柠檬酸氧化脱羧,反应4：,-,酮戊二酸氧化脱羧,反应8：苹果酸氧化 此三步形成3个NADH+H,+,反应6：琥珀酸氧化 形成一个FADH,2,。,1摩尔葡萄糖完全氧化产能30（32）ATP。,TCACycle中间产物是许多生物大分子的前体：,-,酮戊二酸Glu其它AA、碱基等,草酰乙酸Asp,草酰乙酸丙酮酸葡萄糖,琥珀酰C,0,A卟啉血红素,乙酰 C,0,A脂类,可见TCA Cycle既有分解代谢功能，也有合成代,谢功能。联系蛋白质、脂肪、糖代谢的枢纽，是,其重要生理意义之一。,三羧酸循环的生理意义,：,是生物有机体在有氧时获能的主要途径；,有机物彻底氧化的共同末端途径；,是糖、脂、蛋白质三大物质互变的枢纽；,中间产物为其他物质的合成提供原料和碳骨架。,草酰乙酸的回补反应,草酰乙酸生成的其它途径。,动物和酵母：,丙酮酸+CO,2,+ATP+H,2,O,丙酮酸羧化酶,草酰乙酸,+ADP+Pi,植物和细菌：,PEP+HCO,3,-PEP羧化酶,草酰乙酸+Pi,合成的草酰乙酸用于补充柠檬酸循环。,三、TCA Cycle的调节,TCA Cycle的调节位点在三个不可逆的步骤：,1、柠檬酸合酶：受ATP、柠檬酸、琥珀酰C,0,A、脂酰C,0,A抑制。,2、异柠檬酸脱氢酶：受ATP、NADH抑制，受ADP激活。,3、,-酮戊二酸脱氢酶：受NADH、琥珀酰C,0,A抑制。,此外，由于细胞中草酰乙酸浓度较低，其浓度,是决定TCA Cycle速度的重要因素之一。,四、酵解、 TCA Cycle及氧化磷酸化途径的协调,控制,巴斯德效应：巴斯德发现在进行旺盛无氧酵解,的酵母中通入氧气，葡萄糖消耗减少，乳酸堆积,迅速下降，说明糖的有氧氧化对酵解产生抑制作,用。,原因：有氧下,（1）酵解产生的NADH进入氧化磷酸化，将H,传递给氧，并产生大量ATP。,（2）丙酮酸进入TCA Cycle,乳酸自然减少，同,时经TCA Cycle也产生大量ATP，同时柠檬酸浓,度增加。,高浓度ATP和柠檬酸进入胞液后，抑制PKA活,性，并间接由于G-6-P增多而反馈抑制己糖激酶，,使酵解减弱，葡萄糖消耗减少。,巴斯德效应说明机体内根据自身对能量的需求，,酵解、TCA Cycle和氧化磷酸化三个主要产能途,径之间以最经济的方式，彼此协调控制。,五、植物中乙醛酸循环是柠檬酸循环的支路,植物和微生物中存在着一个可以由二碳化合物,生成糖的生物合成途径乙醛酸循环（图7-23）。,乙醛酸循环的名称来自循环中的一个二碳中间,代谢物乙醛酸，乙醛酸循环可以说是柠檬酸循环,的一个支路。如图7-23所示，乙醛酸循环的一些,反应与柠檬酸循环是共同的，例如从乙酰C,O,A与,草酰乙酸缩合形成柠檬酸，然后又转换成异柠檬,酸的反应都是相同的。但生成的异柠檬酸不走柠,檬酸循环的路了，而是沿着乙醛酸途径代谢。异,柠檬酸首先在,异柠檬酸裂解酶,的催化下裂解生成,乙醛酸,和琥珀酸，其中，乙醛酸在,苹果酸合成酶,的催化下与乙酰C,O,A缩合生成四碳分子苹果酸，,而琥珀酸走的是部分柠檬酸循环的路，氧化生成,延胡索酸，直至转换成草酰乙酸。,乙醛酸循环的总反应式是,2乙酰C,O,A+2NAD,+,+Q草酰乙酸+2C,O,ASH,+2NADH+QH,2,+2H,+,从总反应式中可以看出，在乙醛酸循环中，乙,酰C,O,A的碳原子并没有以CO,2,形式释放，而是净,合成了一分子草酰乙酸，草酰乙酸正是合成葡萄,糖的前体。所以乙醛酸循环在植物和微生物的代,谢中起着重要的作用。例如酵母可以在乙醇中生,长，因为酵母细胞可以将乙醇氧化成乙酰C,O,A，,乙酰 C,O,A经乙醛酸循环生成草酰乙酸。,第四节 磷酸戊糖途径,细胞内绝大部分葡萄糖的分解代谢是通过有氧氧化生成ATP而供能的，这是葡萄糖代谢的主要途径。此外尚存在其他代谢途径，,磷酸戊糖途径,(pentose phosphate pathway)就是另一重要途径。葡萄糖可经此途径代谢生成磷酸核糖、NADPH和CO,2,，而主要意义不是生成ATP。,该途径的起始物是,G-6-P,，返回的代谢产物是,3-磷酸甘油醛,(glyceraldehyde-3-phosphate)和,6-磷酸果糖,(fructose-6-phosphate)，其重要的中间代谢产物是,5-磷酸核糖和NADPH,。,整个代谢途径在,胞液,(cytoplasm)中进行。关键酶是,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,(glucose-6-phosphate dehydro-genase),。,一、磷酸戊糖途径的反应过程,磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)的总反应式：,G-6-P + 12NADP,+,+ 7H,2,O ,6CO,2,+ 12NADPH + 12H,+,+ H,3,PO,4,即六分子G-6-P可生成6分子CO,2,，4分子F-6-P，2分子3-磷酸甘油醛和12分子NADPH。,全部代谢过程可分为两个阶段：,1. G-6-P氧化分解生成5-磷酸核酮糖：, G-6-P脱氢氧化生成6-磷酸葡萄糖酸内酯：,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,G-6-P + NADP,+,6-磷酸葡萄糖酸内酯 + NADPH + H,+,*, 6-磷酸葡萄糖酸内酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸：,内酯酶,6-磷酸葡萄糖酸内酯 + H,2,O,6-磷酸葡萄糖酸, 6-磷酸葡萄糖酸再脱氢脱羧生成5-磷酸核酮糖：,6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶,6-磷酸葡萄糖酸+NADP,+,5-磷酸核酮糖+ NADPH + H,+,+CO,2,2. 5-磷酸核酮糖的基团转移反应过程：,5-磷酸核酮糖经一系列基团转移反应生成,3-磷酸甘油醛,和,6-磷酸果糖,。在此阶段中，经由5-磷酸核酮糖异构可生成,5-磷酸核糖,。,6-磷酸-葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸-内酯,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸-核酮糖,6,6,6,6,5-磷酸-核糖,2,5-磷酸-木酮糖,5-磷酸-木酮糖,2,2,7-磷酸-景天庚酮糖,3-磷酸-甘油醛,2,2,6-磷酸-果糖,4-磷酸-赤藓糖,2,2,+,+,+,+,6-磷酸-果糖,2,3-磷酸-甘油醛,+,2,6-磷酸-葡萄糖,4,6-磷酸,葡萄糖,氧化阶段,1,NADPH,NADPH,6,6,CO,2,6,Pi,1,H,+,6,H,+,6,+,+,非氧化阶段,HO,2,6,二、磷酸戊糖途径的生理意义,1.,是体内生成NADPH的主要代谢途径,：,NADPH在体内可用于：,作为供氢体，参与体内的合成代谢,：如参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。,参与羟化反应,：作为加单氧酶的辅酶，参与对代谢物的羟化。,使氧化型谷胱甘肽还原,。,维持巯基酶的活性,。,维持红细胞膜的完整性,：由于,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,遗传性缺陷可导致,蚕豆病,，表现为溶血性贫血。,2.,是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径,：,体内合成核苷酸和核酸所需的核糖或脱氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，这是体内,唯一,的一条能生成,5-磷酸核糖,的代谢途径。,磷酸戊糖途径是体内糖代谢与核苷酸及核酸代谢的交汇途径。,第五节糖 异 生,由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为,糖异生,(gluconeogenesis)。,糖异生代谢途径主要存在于,肝及肾,中。,一、糖异生途径,糖异生主要沿酵解途径逆行，仅有三步反应为不可逆反应，故需经其他的代谢反应绕行。,1G-6-P G ：,由,葡萄糖-6-磷酸酶,催化进行水解。该酶不存在于肌肉组织中，故,肌肉组织不能生成自由葡萄糖。,G-6-P + H,2,O G + Pi,葡萄糖-6-磷酸酶,*,2F-1,6-BP F-6-P：,F-1,6-BP + H,2,O F-6-P + Pi,3丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸：,经由,丙酮酸羧化支路,完成。,果糖-1,6-二磷酸酶,*, 丙酮酸草酰乙酸：,丙酮酸 + ATP + CO,2,草酰乙酸 + ADP + Pi,草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)：,草酰乙酸 + GTP,PEP + GDP + CO,2,丙酮酸羧化酶,(生物素),*,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,*,丙酮酸,PEP,丙酮酸,草酰乙酸,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,胞液,线粒体,乙酰CoA,G,PEP,二、糖异生的调节,AMP,F-2,6-BP,ATP,-,+,果糖-1,6-二磷酸酶,fructose biphosphatase-1,乙酰CoA,+,丙酮酸羧化酶,pyruvate carboxylase,三、糖异生的原料,1,生糖氨基酸,：,Ala, Cys, Gly, Ser, Thr, Trp 丙酮酸,Pro，His，Gln，Arg Glu -酮戊二酸,Ile，Met，Ser，Thr，Val 琥珀酰CoA,Phe，Tyr 延胡索酸,Asn，Asp 草酰乙酸,2,甘油,：,甘油三酯甘油-磷酸甘油磷酸二羟丙酮。,3,乳酸,：,乳酸丙酮酸。,四、糖异生的生理意义,1,在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。,2,回收乳酸分子中的能量,：,葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸，可经血循环转运至肝脏，再经糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用，这一循环过程就称为,乳酸循环（Cori循环）。,3,维持酸碱平衡,。,第六节糖原的合成与分解,糖原,（glycogen)是由许多葡萄糖分子聚合而成的带有分支的高分子多糖类化合物。,糖原分子的直链部分借,-1,4-糖苷键,而将葡萄糖残基连接起来，其支链部分则是借,-1,6-糖苷键,而形成分支。,-,1,4,-糖苷键,-,1,6,-糖苷键,糖原合成或分解时，其葡萄糖残基的添加或去除，均在其,非还原端,进行。,糖原的合成与分解代谢主要发生在,肝、肾和肌肉组织细胞的胞液,中。,一、糖原的合成代谢,（一）反应过程：,糖原合成的反应过程可分为三个阶段：,1活化：,由葡萄糖生成UDPG(uridine diphosphate glucose)，是一耗能过程。, 磷酸化：,G +,ATP,G-6-P + ADP,己糖激酶(葡萄糖激酶),异构：G-6-P转变为G-1-P：,G-6-P G-1-P,转形：G-1-P转变为,尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）：,G-1-P +,UTP,UDPG + PPi,UDPG焦磷酸化酶,磷酸葡萄糖变位酶,2缩合：,UDPG + (G),n,(G),n+1,+ UDP,3分支：,当直链长度达12个葡萄糖残基以上时，在,分支酶,(branching enzyme)的催化下，将距末端67个葡萄糖残基组成的寡糖链由,-1,4-糖苷键转变为-1,6-糖苷键,，使糖原出现分支。,糖原合酶,*,-1,4,-1,6,（二）糖原合成的特点：,1必须以,原有糖原分子作为引物,；,2合成反应在糖原的,非还原端进行,；,3合成为一耗能过程，每增加一个葡萄糖残基，需,消耗2个高能磷酸键,（2分子ATP）；,4其,关键酶是糖原合酶,(glycogen synthase)，为,一共价修饰,酶；,5需,UTP,参与（以UDP为载体）。,二、糖原的分解代谢,（一）反应过程：,糖原的分解代谢可分为三个阶段：,1水解：,包括三步反应，循环交替进行。, 磷酸解：由,糖原磷酸化酶,(glycogen phosphorylase)催化对-1,4-糖苷键磷酸解，生成G-1-P。,(G),n,+ Pi (G),n-1,+ G-1-P,糖原磷酸化酶,*, 转寡糖链：当糖原被水解到离分支点四个葡萄糖残基时，由,葡聚糖转移酶,催化，将分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链的非还原端，使分支点暴露。, 脱支：由,-1,6-葡萄糖苷酶,催化。将-1,6-糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖。,(G),n,+ H,2,O (G),n-1,+ G,-1,6-葡萄糖苷酶,2异构：,G-1-P G-6-P,3脱磷酸：,由,葡萄糖-6-磷酸酶,(glucose-6-phosphatase)催化，生成自由葡萄糖。该酶只存在于,肝及肾,中。,G-6-P + H,2,O G + Pi,磷酸葡萄糖变位酶,葡萄糖-6-磷酸酶,（二）糖原分解的特点：,1水解反应在,糖原的非还原端,进行；,2是一,非耗能,过程；,3关键酶是,糖原磷酸化酶,(glycogen phosphorylase)，为,一共价修饰,酶，其,辅酶是磷酸吡哆醛。,三、糖原合成与分解的调节,糖原代谢调控：,磷酸化酶a（有活性）与磷酸化酶b（无活性）的互转由磷酸化酶激酶调控；,糖原合酶a,（去磷酸化、有活性）和,糖原合酶b,（磷酸化、无活性）；,骨骼肌中，AMP升高，则促进糖原分解；在肝脏中，当血糖降低时，则促进糖原分解；,在激素水平，肾上腺素、胰高血糖素与其受体结合，通过G蛋白激活腺苷酸环化酶合成cAMP，cAMP激活蛋白激酶A，激活蛋白激酶A又激活磷酸化酶激酶从而促进糖原分解；而胰岛素则激活糖原合酶，促进糖原合成。,四、糖原合成与分解的生理意义,1,贮存能量,。,2,调节血糖浓度,。,3,利用乳酸,：肝中可经糖异生途径利用糖无氧酵解产生的乳酸来合成糖原。这就是肝糖原合成的三碳途径或间接途径。,第七节血 糖,血液中的葡萄糖含量称为,血糖,。按真糖法测定，正常空腹血糖浓度为,3.896.11mmol/L（70100mg%）。,一、血糖的来源与去路,血糖,消化吸收,肝糖异生,肝糖原分解,氧化供能,合成糖原,转变为脂肪或氨基酸,转变为其他糖类物质,二、血糖水平的调节,（一）组织器官：,1,肝脏,。,2,肌肉等外周组织,。,（二）激素：,1,降低血糖浓度的激素胰岛素。,2,升高血糖浓度的激素胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素、甲状腺激素,。,（三）神经系统。,三、糖代谢的紊乱,糖代谢过程中某些酶先天性缺陷，或其调节作,用不正常，会导致糖代谢紊乱，产生各种疾病，,例如：,高血糖：空腹血糖7.22-7.78mmol/L称为高血糖。,当血糖浓度高于8.89-10.00mmol/L，即超过了肾,小管的重吸收能力，则可出现糖尿，称糖尿病。,低血糖症：空腹血糖3.33-3.89mmol/L,严重影响,脑的机能活动，低于2.50mmol/L时出现惊厥，昏,迷，称低血糖休克。,