1、Metabolism of Carbohydrates第第7 7章章 糖糖 代代 謝謝張春龍張春龍基礎醫(yī)學院生化教研室基礎醫(yī)學院生化教研室107室室糖糖(carbohydrates)即即碳水化合物，碳水化合物，其化其化學本質(zhì)為學本質(zhì)為多羥醛多羥醛或或多羥酮多羥酮類及其衍生物或多聚類及其衍生物或多聚物物根據(jù)其根據(jù)其水解產(chǎn)物水解產(chǎn)物的情況，糖主要分為：的情況，糖主要分為：單糖、寡糖單糖、寡糖 、多糖、多糖、糖復合物糖復合物第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、糖一、糖8:04:481. 單糖：單糖：不能再水解的糖（如不能再水解的糖（如葡萄糖葡萄糖、果糖、半、果糖、半乳糖、核糖等）乳糖、核糖等）D-D-葡萄糖

2、葡萄糖(D-glucose)CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456開鏈開鏈（環(huán)狀）（環(huán)狀）-D-葡萄葡萄糖糖HOHCOCH2OHOHOHOH6-D-葡萄糖葡萄糖HO HCOCH2OHOHOHOH1234562. 2. 寡糖寡糖常見的幾種二糖有：常見的幾種二糖有：麥芽糖：麥芽糖：葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖：葡萄糖葡萄糖 果糖果糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖之間借脫水縮合的糖苷鍵糖苷鍵相連相連乳乳 糖糖：葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖8:04:483. 3. 多糖多糖 能水解生成多個分子單糖的糖能水解生成多個分子單糖的

3、糖常見的多糖有：常見的多糖有：淀淀 粉粉糖糖 原原纖維素纖維素2021-11-22 淀粉淀粉: :是植物中養(yǎng)分的儲存形式是植物中養(yǎng)分的儲存形式淀粉淀粉顆粒顆粒淀粉淀粉：是植物中養(yǎng)分的儲存形式是植物中養(yǎng)分的儲存形式藍色藍色:-1,4-糖苷鍵糖苷鍵紅色紅色:-1,6-糖苷鍵糖苷鍵OHHOCH2OHCH2OHOOOOCH2CH2OHOOOOHOOOO-D-葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OH146糖原：糖原：為多聚葡萄糖，是動物體內(nèi)葡萄為多聚葡萄糖，是動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式，又稱糖的儲存形式，又稱動物淀粉動物淀粉 纖維素纖維素: : 作為植物的骨架作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵糖苷鍵

4、二二、糖的生理功能糖的生理功能氧化供能（主）氧化供能（主）16.716.7kJkJ能量能量/1/1g g葡萄糖氧化葡萄糖氧化 構(gòu)成組織細胞的基本成分構(gòu)成組織細胞的基本成分 * *核糖核糖 構(gòu)成核酸構(gòu)成核酸 * *糖蛋白糖蛋白 凝血因子、免疫球蛋白等凝血因子、免疫球蛋白等 * *糖脂糖脂 生物膜成分生物膜成分轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)的其它成分轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)的其它成分 * *轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)橹局?* *轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被岱潜匦璋被崛⑻堑南杖⑻堑南盏矸鄣矸埯溠咳躯溠咳躯溠刻躯溠刻?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(glucose)淀粉酶淀粉酶（唾液腺、胰腺）（

5、唾液腺、胰腺）淀粉消化淀粉消化部位：部位：*口腔口腔 *小腸小腸糖的吸收糖的吸收-主動吸收主動吸收葡萄糖的吸收是耗能的過程葡萄糖的吸收是耗能的過程NaNa+ +G鈉泵鈉泵特異載體特異載體Na+GNa+GGNaNa+ +GNa+GNa+K+K K+ +ATPATPADP+PiADP+Pi糖吸收后的去向糖吸收后的去向糖類物質(zhì)糖類物質(zhì) 單糖單糖口腔、小腸口腔、小腸消化消化門靜脈門靜脈肝臟肝臟單糖單糖在肝臟中在肝臟中進行代謝進行代謝肝靜脈肝靜脈血液循環(huán)血液循環(huán)單糖單糖在肝外組織在肝外組織進行代謝進行代謝三、糖代謝的概況三、糖代謝的概況血血中中葡葡萄萄糖糖缺氧缺氧無氧氧化無氧氧化（乳酸乳酸）供氧充足供氧

6、充足有氧氧化有氧氧化（COCO2 2、H H2 2O O、ATPATP）磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑（5-5-磷酸核糖、磷酸核糖、NADPHNADPH）糖異生糖異生食物食物主主糖原糖原（肝、肌肉）（肝、肌肉）合成合成分解分解糖原糖原第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧氧化糖的無氧氧化 糖酵解的反應過程糖酵解的反應過程 糖酵解的調(diào)節(jié)糖酵解的調(diào)節(jié) 糖無氧氧化的生理意義糖無氧氧化的生理意義糖無氧糖無氧氧化氧化丙酮酸丙酮酸2 2CHCH3 3COCOOHCOCOOH2 2COCO2 2乙醇（乙醇（生醇發(fā)酵生醇發(fā)酵）2 2CHCH3 3CHCH2 2OHOH2 2CHCH3 3CHOCHO乙醛乙醛糖無氧氧化糖無氧氧化2

7、2CHCH3 3CHOHCOOH + ATPCHOHCOOH + ATP乳酸乳酸C C6 6H H1212O O6 6葡萄糖葡萄糖2 2NADNAD+ +2 2NADH + 2HNADH + 2H+ +糖酵解糖酵解體內(nèi)組織在缺氧情況下，葡萄糖分解生成體內(nèi)組織在缺氧情況下，葡萄糖分解生成乳酸乳酸和少量和少量ATPATP的過程的過程一、糖的無氧氧化糖的無氧氧化分兩個階段分兩個階段1.1.糖酵解糖酵解(glycolysis)： 葡萄糖分解生成丙酮酸葡萄糖分解生成丙酮酸2.2.乳酸生成乳酸生成反應部位：反應部位：胞液胞液 葡萄糖葡萄糖磷酸化磷酸化生成生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解過程的第一個糖

8、酵解過程的第一個關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶葡萄糖葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OHMg2+A AT TP P 已糖激酶已糖激酶A AD DP P6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2（- -）好處？1 1、糖酵解的反應過程、糖酵解的反應過程關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶/ /限速酶限速酶1 1、催化非平衡反應催化非平衡反應特點特點2 2、活性低活性低3 3、受激素或代謝物的調(diào)節(jié)、受激素或代謝物的調(diào)節(jié)4 4、活性的改變可影響整、活性的改變可影響整 個反應體系的反應速率個反應體系的反應速率哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種種己糖激酶己糖激酶同工酶，分別稱為同工酶，分別稱為至

9、至型型肝細胞中存在的是肝細胞中存在的是型，稱為型，稱為葡萄糖葡萄糖激酶激酶(glucokinase)。它的特點是：。它的特點是：對葡萄糖的親和力很低（對葡萄糖的親和力很低（Km較大）較大）受激素調(diào)控受激素調(diào)控 何謂激酶？何謂激酶？ 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 異構(gòu)化異構(gòu)化 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖磷酸果糖 磷酸已糖異構(gòu)酶磷酸已糖異構(gòu)酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2(G-6-P） (F-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH6-6-磷酸果糖磷酸果糖好處？ 6- 6-磷酸果糖磷酸果糖磷酸化磷酸化生成生成1 1, ,6-6-二磷酸果糖

10、二磷酸果糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 O-CH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOH ( (F-6-PF-6-P）OHCH2CCCCCH2OOOHHHOHHOHPOOHOHO-POOHOHA AD DP PA AT TP P 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 （限速酶（限速酶）Mg2+AMP（+）ATP 、檸檬酸檸檬酸()（45）磷酸己糖）磷酸己糖裂解裂解成成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮OHCH2COCH2OPOOHOHOHHOCCHCH2OPOOHOH1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖(F-1,6-BP)(F-1,6

11、-BP)CCCCCH2OOOHHHOHHOHCH2OPOOHOHPOOHOH醛縮酶醛縮酶磷酸丙糖磷酸丙糖異構(gòu)酶異構(gòu)酶96%4%(6) (6) 3-3-磷磷酸甘油醛酸甘油醛氧化氧化為為1,3-1,3-二磷二磷酸甘油酸酸甘油酸OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-(1,3-BPG)BPG)3-3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOHHPOHPO4 4 2 2-糖酵解糖酵解中唯一的中唯一的脫氫脫氫反應反應+ NADNADH H+ +H H+ +NADNAD+ + PO PO3 32-2-（7）1,3-二

12、磷二磷酸甘油酸酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉?-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HOHOOCCHCH2OPOOHOH 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-(1,3-BPG)BPG)POPO3 32-2-ADPADPATPATP 將底物的高能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給將底物的高能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給ADP生成生成ATP的過程稱的過程稱底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化 3- 3-磷磷酸甘油酸酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉?-2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHOOCCHCH2OPOO

13、HOH磷酸甘油酸變位酶磷酸甘油酸變位酶 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OHHO-OOCCHCH2O-POOHOH 2-磷磷酸甘油酸酸甘油酸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉榱琢姿嵯┐际奖崴嵯┐际奖?磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸HOHHOOOCCCH2POOHOH烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+ )H2O 磷磷酸酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)闉橄┐际奖嵯┐际奖酇DPADPA AT TP P丙酮酸激酶丙酮酸激酶( (PKPK ) )磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸O-HOOCCCH2P+OOHOH 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸COOHO

14、HCH2C糖酵解過程的第三個糖酵解過程的第三個關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶也是第二次底物水平磷酸化反應也是第二次底物水平磷酸化反應MgMg2+2+, K, K+ + 烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)闉楸岜酇TP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OHCH2CCOOH丙酮酸丙酮酸自發(fā)進行自發(fā)進行CH3OCCOOH2.2.丙酮酸還原丙酮酸還原為為乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸OCH3COOHCNADH+H+ 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛OHHOCCHCH2OPOOHOH3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶Pi OHO-OCCHCH2OPOOHOH1,3-

15、1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸乳酸乳酸HHOCH3COOHC乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 NAD +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OHOHOPOHOCH2OHOHOHO 糖糖 原原 (Gn-1)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2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 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2P

16、i2NADH+ 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2H2O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葡萄糖葡萄糖糖糖無無氧氧氧氧化化小小結(jié)結(jié)反應部位：胞液反應部位：胞液PPPPPPATPADPATPADP2NAD+2NADH+2H+PPPPPP2H2OATP2ADP2ATP2ADP22E2E1E3糖無氧氧化中糖無氧氧化中ATP的生成的生成2葡葡 萄萄 糖糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 - 6 - 磷酸果糖磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸

17、果糖1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸 -11 反反 應應 ATP -1-12 1 1 mol 葡萄糖葡萄糖 2 mol 乳酸乳酸 + ？mol ATP2 mol ATP糖無氧氧化的關(guān)鍵酶糖無氧氧化的關(guān)鍵酶酶酶 的的 名名 稱稱已糖激酶已糖激酶6- 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -1（限速酶）（限速酶）丙酮酸激酶丙酮酸激酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑AMP, ADP,AMP, ADP,F-1,6-DPF-1,6-DP, F-2,6-DPF-2,6-DP 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑G-6-PG-6-P- -ATPATP

18、，檸檬酸，檸檬酸，長鏈脂肪酸長鏈脂肪酸ATPATP反應總方程式：反應總方程式：C C6 6H H1212O O6 6 + 2ADP + 2H + 2ADP + 2H3 3POPO4 4 - 2 2C C3 3H H6 6O O3 3 + 2ATP + 2H+ 2ATP + 2H2 2O OF-1,6-DPF-1,6-DP二、糖酵解的調(diào)節(jié)二、糖酵解的調(diào)節(jié)(1) -磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-（三個關(guān)鍵酶中（三個關(guān)鍵酶中最重要的限速酶最重要的限速酶） 變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸檸檬酸PiH2O果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-26-6-磷酸果糖磷酸果糖6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2-22

19、2，6-6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖ADPADPATPATPAMPAMP( (+ +) )檸檬酸檸檬酸(-)(-)2,6-2,6-二磷酸果糖的合成和分解二磷酸果糖的合成和分解變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：2,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(最強最強)、1,6-二磷酸果二磷酸果 糖糖、AMP、ADP、H3PO4(2) 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑: ATP(3) (3) 已糖激酶已糖激酶: : 受其反應產(chǎn)物受其反應產(chǎn)物6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖的反饋抑制的反饋抑制葡萄糖激酶葡萄糖激酶：受長鏈脂酰：受長鏈脂酰CoACoA的的變構(gòu)抑制變構(gòu)抑制，

20、胰島素可誘導其基因轉(zhuǎn)錄，促進酶的合成。胰島素可誘導其基因轉(zhuǎn)錄，促進酶的合成。 胰高血糖素胰高血糖素可通過可通過cAMP-cAMP-蛋白激酶系統(tǒng)使丙蛋白激酶系統(tǒng)使丙酮酸激酶酮酸激酶磷酸化磷酸化而失活。而失活。三、糖無氧分解的意義三、糖無氧分解的意義1 1、在無氧條件下迅速提供能量、在無氧條件下迅速提供能量, ,供機體需要供機體需要如如: :肌肉收縮肌肉收縮、人到高原人到高原2 2、是某些細胞（紅細胞、腫瘤細胞等）、是某些細胞（紅細胞、腫瘤細胞等） 能量來源能量來源3 3、生成的乳酸又可進一步氧化供能，或、生成的乳酸又可進一步氧化供能，或 異生為糖異生為糖 若糖無氧分解過度，可因乳酸生成過多而若糖

21、無氧分解過度，可因乳酸生成過多而導致乳酸酸中毒導致乳酸酸中毒第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化概念概念 反應過程反應過程 生理意義生理意義 調(diào)節(jié)機制調(diào)節(jié)機制38糖有氧氧化的概念糖有氧氧化的概念葡萄糖在葡萄糖在有氧有氧條件下，徹底氧化分解生成條件下，徹底氧化分解生成CO2和和H2O，并釋放，并釋放大量能量大量能量的過程。的過程。有氧氧化是糖氧化的有氧氧化是糖氧化的主要方式主要方式，絕大多數(shù)組織，絕大多數(shù)組織細胞都通過有氧氧化獲得能量。細胞都通過有氧氧化獲得能量。39第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化糖有氧氧化概況糖有氧氧化概況葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2

22、+H2O+ATP三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)乳酸乳酸糖酵解糖酵解線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)胞漿胞漿40H H+ +呼吸鏈呼吸鏈一、有氧氧化的反應過程一、有氧氧化的反應過程第一階段：第一階段： 糖酵解生成丙酮酸（胞漿）糖酵解生成丙酮酸（胞漿）三三 個個 階階 段段第二階段：第二階段： 丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoACoA（線粒體）線粒體）第三階段：第三階段： 乙酰乙酰CoACoA進入進入三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) 徹底氧化（線粒體）徹底氧化（線粒體）41氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈（一）糖酵解生成丙酮酸（胞漿）（一）糖酵解生成丙酮酸（胞漿）葡萄糖葡萄糖 + + NADNAD+ + + 2ADP +2Pi

23、+ 2ADP +2Pi 2 2（丙酮酸丙酮酸+ ATP+ ATP + + NADH+ HNADH+ H+ + ）2 2丙酮酸丙酮酸進入線粒體進一步氧化進入線粒體進一步氧化2(2(NADH+ HNADH+ H+ + ) )2H2O + 3/5 ATP線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜上丙酮酸載體上丙酮酸載體穿梭系統(tǒng)穿梭系統(tǒng)42（二）丙酮酸氧化脫羧生成（二）丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶乙酰輔酶ANAD+ NADH+H+ CH3COSCoAOCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA+ CoA-SH+ CO2丙酮酸脫丙酮酸脫氫酶系氫酶系(關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶)AMP、ADPATP、乙酰乙酰CoA(+) (-)43丙酮酸脫氫

24、酶系丙酮酸脫氫酶系3 3 種種 酶酶： E1: 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶( (TPPTPP、MgMg2+2+) ) E2: 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶( (硫辛酸、輔酶硫辛酸、輔酶A A) E3: 二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶( (FADFAD、NADNAD+ +) )6 6種輔助因子種輔助因子： Mg2+、TPP 、硫辛酸硫辛酸、輔酶輔酶A、FAD、NAD+44CO2 CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的生成的生成1. -羥乙基羥乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰胺乙酰硫辛酰胺的生成的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺

25、的生成 作用機制作用機制（三）乙酰輔酶（三）乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)進入三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle，TAC)又稱又稱檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán) ，Krebs循環(huán)循環(huán) 乙酰輔酶乙酰輔酶A A與草酰乙酸縮合成含與草酰乙酸縮合成含3 3個羧基個羧基的的檸檬酸檸檬酸開始，經(jīng)過一系列代謝反應，乙酰開始，經(jīng)過一系列代謝反應，乙酰基被徹底氧化，再生成基被徹底氧化，再生成草酰乙酸草酰乙酸而形成一而形成一個循環(huán)。個循環(huán)。46 乙酰乙酰CoA與草酰乙酸與草酰乙酸縮合形成縮合形成檸檬酸檸檬酸檸檬酸合酶檸檬酸合酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCo

26、A乙酰輔酶乙酰輔酶ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH檸檬酸檸檬酸CoASH+ H2OAMP、ADPATP長鏈脂酰長鏈脂酰CoA（）（+）TAC循環(huán)中第一個關(guān)鍵酶循環(huán)中第一個關(guān)鍵酶47異檸檬酸異檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O 檸檬酸檸檬酸異構(gòu)化生成異構(gòu)化生成異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH順烏頭酸順烏頭酸COOHCOOHCH2CCOOHCH烏頭酸酶烏頭酸酶48CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC異檸檬酸異檸檬酸 異檸檬酸異檸檬酸氧化脫羧生成氧化脫羧生成-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2C

27、H2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶ADPATP、NADH（）（+）TAC循環(huán)中第二個關(guān)鍵酶（限速酶）循環(huán)中第二個關(guān)鍵酶（限速酶）49CO2 -酮戊二酸酮戊二酸氧化脫羧生成氧化脫羧生成琥珀酰輔酶琥珀酰輔酶A-酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系CoASHNAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2COOHCOCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸TAC循環(huán)中第三個關(guān)鍵酶循環(huán)中第三個關(guān)鍵酶ATP（）ADP（+）50 琥珀酰琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵晁徵牾ｇ牾oA合成酶合成酶OCOO

28、HCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸CoASH底物水平磷酸化底物水平磷酸化51FAD 琥珀酸琥珀酸氧化脫氫生成氧化脫氫生成延胡索酸延胡索酸HHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶HOOC CHCHCOOH延胡索酸延胡索酸FADH252 延胡索延胡索酸酸水化水化生成生成蘋果蘋果酸酸延胡索酸延胡索酸HOOCCHCHCOOH延胡索酸酶延胡索酸酶OHCOOHCH2CH COOH蘋果酸蘋果酸H2O53 蘋果酸蘋果酸脫氫生成脫氫生成草酰乙草酰乙酸酸 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶HOHCOOHCH2CCOOH

29、草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCH2CCOOH蘋果酸蘋果酸NAD+NADH+H+54O C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA (乙酰輔酶乙酰輔酶A)OHCHCOOHCH2COOH蘋果酸蘋果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮酮戊二酸戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C異檸檬酸異檸檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸2HO C COOHCH2COOH2H三羧酸循環(huán)總圖55線粒體膜線粒體

30、膜第三個碳以第三個碳以COCO2 2形式失去形式失去四碳二羧酸四碳二羧酸第二個碳以第二個碳以COCO2 2形式失去形式失去三羧酸三羧酸？循環(huán)循環(huán)？五碳二羧酸五碳二羧酸每個分子具有每個分子具有4 4個碳個碳的的草酰乙酸庫草酰乙酸庫丙酮酸丙酮酸每個分子具有每個分子具有3 3個個碳的碳的丙酮酸庫丙酮酸庫六碳三羧酸六碳三羧酸第一個碳以第一個碳以COCO2 2形式失去形式失去重新加入到重新加入到草酰乙酸庫草酰乙酸庫三羧酸循環(huán)中草酰乙酸的來源三羧酸循環(huán)中草酰乙酸的來源CH3C=OCOOH+ + COCO2 2 +ATP+ATPCOOHCH2C=OCOOH+ + ADP + PiADP + Pi丙酮酸羧化酶

31、丙酮酸羧化酶生物素、生物素、Mg 2+丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸糖代謝糖代謝56檸檬酸合酶檸檬酸合酶 * *異檸檬酸脫氫酶（限速酶）異檸檬酸脫氫酶（限速酶）- -酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系三羧酸循環(huán)小結(jié)三羧酸循環(huán)小結(jié)（1）反應部位：）反應部位： 線粒體線粒體 （2）三個關(guān)鍵酶）三個關(guān)鍵酶57三羧酸循環(huán)小結(jié)三羧酸循環(huán)小結(jié)(3) 每循環(huán)一次有每循環(huán)一次有兩次脫羧兩次脫羧反應，以及四次反應，以及四次脫氫脫氫反應，一次底物水平磷酸化反應，消耗反應，一次底物水平磷酸化反應，消耗1個乙酰個乙酰基基乙酰乙酰CoACoA+ +3 3NAD+ + + F FAD+Pi +2 H2O+GDP2CO2+3(

32、NADH+H+ ) + FADH2+ HSCoA +GTP（4）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ATP58p 糖有氧氧化的基本生理功能是糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能氧化供能。二、糖有氧氧化的生理意義二、糖有氧氧化的生理意義59葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反反應應輔輔 酶酶ATP 第第一一階階段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2

33、1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+ 22.5或或1.5* 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2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二階段第二階段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 2.5 第第三三階階段段2異檸檬酸異檸檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 2.5 2 -酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 1.5 2蘋果酸蘋果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ 2 2.5 凈生成凈生成30(或或32)ATP NAD+ NAD+

34、 NAD+ 5/7 20 5 60二、糖有氧氧化的生理意義二、糖有氧氧化的生理意義p 糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。p 糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的總樞紐。的總樞紐。62-酮酮戊二酸戊二酸草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoACoA檸檬酸檸檬酸乙酰乙酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸甘油三酯甘油三酯葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原磷酸丙糖磷酸丙糖乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA糖、脂、氨基糖、脂、氨基酸代謝的聯(lián)系酸代謝的聯(lián)系 亮、賴亮、賴谷谷 異亮、蛋異亮、蛋異亮異亮

35、亮亮丙丙天冬天冬天冬酰胺天冬酰胺苯丙、酪苯丙、酪63酮體酮體p 糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。p 糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的總樞紐。的總樞紐。p 糖有氧氧化途徑與體內(nèi)其他代謝途徑糖有氧氧化途徑與體內(nèi)其他代謝途徑有著密切的聯(lián)系。有著密切的聯(lián)系。二、糖有氧氧化的生理意義二、糖有氧氧化的生理意義64三、三、有氧氧化的調(diào)節(jié)有氧氧化的調(diào)節(jié)1.1.糖酵解的調(diào)節(jié)糖酵解的調(diào)節(jié)2.2.丙酮酸脫氫酶復合體的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復合體的調(diào)節(jié)( (變構(gòu)、共變構(gòu)、共價修飾價修飾) )變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑： ATP; NADH; 乙酰乙酰Co

36、A變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑： AMP; ADP; NAD+ 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)65有活性有活性無活性無活性磷酸酶磷酸酶2 2PiPi2 2H H2 2O O蛋白激酶蛋白激酶2 2ATPATPTPPTPPOH CH2OHCH2CH2O-PO-PCH22 2ADPADPTPPTPPPP 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)66丙酮酸脫氫酶復合體丙酮酸脫氫酶復合體3. 3. 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的速率和流量受多種因素的調(diào)控。三羧酸循環(huán)的速率和流量受多種因素的調(diào)控。檸檬酸合酶檸檬酸合酶 、異檸檬酸脫氫酶和、異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶脫氫酶是該途徑的關(guān)鍵酶。是該途徑的關(guān)鍵酶。（1）N

37、ADH/NAD+，ATP/ADP比率升高時這三個比率升高時這三個 酶的活性都被反饋抑制，反之，其活性升高。酶的活性都被反饋抑制，反之，其活性升高。（2）Ca2+是這三個酶的激活劑，可提高其活性，是這三個酶的激活劑，可提高其活性， 推動三羧酸循環(huán)及有氧氧化的進行。推動三羧酸循環(huán)及有氧氧化的進行。67&Pasteur效應：效應： 糖的有氧氧化對糖糖的有氧氧化對糖無氧氧化無氧氧化的抑制作用的抑制作用巴斯德（巴斯德（Pasteur）效應效應* 機制機制 有氧時有氧時NADH + H+可進入線粒體內(nèi)氧化，丙可進入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸就進行有氧氧化而不生成乳酸。酮酸就進行有氧氧化而不生成乳酸。缺氧

38、時，缺氧時，氧化磷酸化受阻氧化磷酸化受阻，ADP與與Pi不能合成不能合成ATP，致使，致使ADP/ATP比值升高，而激活糖酵解比值升高，而激活糖酵解途徑的限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加途徑的限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加68磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 以以6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖為底物，直接氧化脫羧為底物，直接氧化脫羧生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖為中間代謝物的過程為中間代謝物的過程 3. 基團轉(zhuǎn)移基團轉(zhuǎn)移（生成（生成6-磷酸果糖及磷酸果糖及 3-磷酸甘油醛）磷酸甘油醛）反應過程可分為三個階段：反應過程可分為三個階段：1. 脫氫氧化脫氫氧化（生成（生成NADPH+H+ ）2. 異構(gòu)化反應異

39、構(gòu)化反應（生成（生成5-磷酸核糖）磷酸核糖）70第4節(jié) 磷酸戊糖途徑(1) 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯NADP+NADPH+H+CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHHOHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶(G6PD)(G6PD)限速酶限速酶，對，對NADP+有高有高度特異性，受度特異性，受NADPH/ NADP+比值的影響比值的影響71(2)(2) 6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?

40、-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOO 6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸H H2 2O O內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶72COCO2 2(3) 6-(3) 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHO6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸OHOHCCCCCCH2OPO3H2HOHHOHOHHHOOHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHHNADP+NADPH+H+OHCH2OHCCCCH2

41、OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶磷酸葡萄糖酸脫氫酶73OHCH2OHCCCCH2OPO3H2OHOHH5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖HOHOHCHOCCCCH2OPO3H2HOHH5-5-磷酸核糖磷酸核糖 異構(gòu)酶異構(gòu)酶2. 異構(gòu)化反應異構(gòu)化反應74糖酵解途徑糖酵解途徑3 36-6-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-磷酸磷酸赤蘚糖赤蘚糖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3 36-6-磷

42、酸葡磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯萄糖酸內(nèi)酯3 3NADPHNADPH3 36-6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸3 3H H2 2O O3 35-5-磷磷酸核酮糖酸核酮糖3 3NADPHNADPH3 3COCO2 23. 基團轉(zhuǎn)移基團轉(zhuǎn)移75磷酸戊糖途徑小結(jié)磷酸戊糖途徑小結(jié)x反應部位：反應部位： 胞漿胞漿x反應底物：反應底物： 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖x重要反應產(chǎn)物：重要反應產(chǎn)物： NADPHNADPH、5-5-磷酸核糖磷酸核糖x限速酶：限速酶： 6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶磷酸葡萄糖脫氫酶( (G6PD)G6PD)3 36-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADPNADP+ + 2 2 6-磷酸果糖磷酸果糖

43、 + 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 + 6(NADPH+HNADPH+H+ + ) + 3+ 3COCO2 2 76磷酸戊糖途徑的生理意義磷酸戊糖途徑的生理意義* * 產(chǎn)生產(chǎn)生5-5-磷酸核糖磷酸核糖* * 產(chǎn)生產(chǎn)生NADPHNADPH體內(nèi)合成核苷酸和核酸的必要原料體內(nèi)合成核苷酸和核酸的必要原料1 1 5-5-磷酸核糖磷酸核糖772. NADPH的主要功能的主要功能1、作為、作為供氫體供氫體 -參與體內(nèi)多種生物合成反應參與體內(nèi)多種生物合成反應（脂酸、膽固醇合成）（脂酸、膽固醇合成）3、作為、作為加單氧酶加單氧酶的輔酶的輔酶 -參與肝臟對激素、藥物和毒物的生物轉(zhuǎn)參與肝臟對激素、藥物和毒物的生物轉(zhuǎn)化作

44、用化作用2、是、是谷胱甘肽還原酶谷胱甘肽還原酶的輔酶的輔酶 -對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量起對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用重要作用GSSG+NADPH+H+ 2GSH + NADP+谷胱甘肽還原酶谷胱甘肽還原酶78磷酸戊糖途徑與溶血性貧血磷酸戊糖途徑與溶血性貧血NADPH+HNADPH+H+ +磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑G6PDG6PD缺乏缺乏溶血溶血一些具有氧化作用的外源性物質(zhì)一些具有氧化作用的外源性物質(zhì)如蠶豆、抗瘧藥、磺胺藥等如蠶豆、抗瘧藥、磺胺藥等NADPNADP+ +GSSGGSSG 2 2GSHGSHH2O2 蠶豆病？蠶豆病？79第第5節(jié)節(jié)糖糖 異異 生生 Gl

45、uconeogenesis80糖異生的概念糖異生的概念定義定義 由由非糖物質(zhì)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟瞧咸烟腔蚧蛱窃窃倪^程稱為糖異生作用的過程稱為糖異生作用非糖物質(zhì)非糖物質(zhì) 生糖氨基酸生糖氨基酸 丙酮酸、乳酸、甘油等丙酮酸、乳酸、甘油等81糖異生作用的部位糖異生作用的部位生理條件下生理條件下在絕食期間在絕食期間空腹及長期饑餓時葡萄糖的異生作用空腹及長期饑餓時葡萄糖的異生作用空空 腹腹 100300 90% 8.9 8.9mmol/Lmmol/L二、血糖水平的調(diào)節(jié)二、血糖水平的調(diào)節(jié)? 肝臟的調(diào)節(jié)作用? 激素的調(diào)節(jié)作用123肝肝肝外組織肝外組織小腸小腸肝臟對血糖濃度的調(diào)節(jié)肝臟對血糖濃度的調(diào)節(jié)淀

46、粉等淀粉等葡葡萄萄糖糖門靜脈門靜脈甘油、氨基酸、乳酸甘油、氨基酸、乳酸血乳酸血乳酸葡萄糖葡萄糖氧氧化化供供能能肌肌糖糖原原其其它它物物質(zhì)質(zhì)乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖血糖血糖肝靜脈肝靜脈肝糖原肝糖原COCO2 2、H H2 2O O、能量能量血循環(huán)血循環(huán)124激素對血糖濃度的調(diào)節(jié)激素對血糖濃度的調(diào)節(jié)Y 升高血糖的激素升高血糖的激素 胰高血糖素胰高血糖素 腎上腺素腎上腺素 糖皮質(zhì)激素糖皮質(zhì)激素Y 降低血糖的激素降低血糖的激素 胰島素胰島素125胰島素對糖代謝的調(diào)節(jié)胰島素對糖代謝的調(diào)節(jié)（1 1） 促進肌肉、脂肪組織等的細胞膜葡萄糖促進肌肉、脂肪組織等的細胞膜葡萄糖 載體載體將葡萄糖轉(zhuǎn)運入細胞內(nèi)將葡萄糖轉(zhuǎn)運

47、入細胞內(nèi)。（2 2）使糖原合酶活性增強）使糖原合酶活性增強，加速糖原合成加速糖原合成；使；使 磷酸化酶活性降低，磷酸化酶活性降低，抑制糖原分解抑制糖原分解（3 3）激活丙酮酸脫氫酶，）激活丙酮酸脫氫酶，加快糖的有氧氧化加快糖的有氧氧化（4）抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成及減少）抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成及減少 肝糖異生的原料，肝糖異生的原料，抑制肝內(nèi)糖異生抑制肝內(nèi)糖異生（5）抑制脂肪動員，從而）抑制脂肪動員，從而促進糖的利用促進糖的利用126胰高血糖素對血糖濃度的調(diào)節(jié)胰高血糖素對血糖濃度的調(diào)節(jié)（1 1）抑制糖原合酶、激活磷酸化酶，）抑制糖原合酶、激活磷酸化酶，促進糖促進糖 原分解。原分解。

48、（2 2）減少）減少2 2，6-6-二磷酸果糖的合成，二磷酸果糖的合成，抑制糖抑制糖 酵解。酵解。（3 3）促進磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，）促進磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成， 增強糖異生。增強糖異生。 （4 4）促進脂肪動員，抑制組織攝取葡萄糖，促進脂肪動員，抑制組織攝取葡萄糖， 間接升高血糖的水平。間接升高血糖的水平。127腎上腺素對血糖濃度的調(diào)節(jié)腎上腺素對血糖濃度的調(diào)節(jié)（2 2）可抑制糖酵解，增強糖異可抑制糖酵解，增強糖異 生作用生作用（1）促進糖原分解）促進糖原分解腎上腺素是強有力的升高血糖的激素。腎上腺素是強有力的升高血糖的激素。128糖皮質(zhì)激素對血糖濃度的調(diào)節(jié)糖皮質(zhì)激素對血糖濃度