1、第二篇 物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝(Metabolism)是生命活動(dòng)的最基本過程。包括合成代謝和分解代謝,處于動(dòng)態(tài)平衡之中。疾病伴有物質(zhì)代謝的改變，物質(zhì)代謝異常也可引起疾病。物質(zhì)代謝中絕大部分化學(xué)反應(yīng)是在細(xì)胞內(nèi)由酶催化而進(jìn)行的，并伴隨著多種形式的能量變化。本篇主要介紹糖代謝、脂類代謝、生物氧化、氨基酸代謝、核苷酸代謝以及物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)。側(cè)重介紹中間代謝特別是糖、脂肪和氨基酸三大物質(zhì)的分解代謝。學(xué)習(xí)本篇之學(xué)習(xí)技巧概念反應(yīng)過程：起始物 重要中間產(chǎn)物 終產(chǎn)物 限速酶及其催化的反應(yīng) 重要的脫氫反應(yīng)（NAD+、FAD遞氫體） 產(chǎn)能與耗能反應(yīng)反應(yīng)部位：器官，細(xì)胞內(nèi)定位生理意義：如生成ATP的數(shù)量代謝調(diào)

2、節(jié)：主要調(diào)節(jié)點(diǎn)，主要變構(gòu)抑制劑、變構(gòu)激活劑第六章 糖代謝Metabolism of Carbohydrates 糖的化學(xué)糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。什么是糖？糖的生理功能 氧化供能。50%70% 糖還是機(jī)體重要的碳源，糖代謝的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)變成其他的含碳化合物，如氨基酸、脂肪酸、核苷等。 糖也是組成人體組織結(jié)構(gòu)的重要成分。 糖還有其他的一些特殊功能：體內(nèi)還有一些具有特殊生理功能的糖蛋白；糖的磷酸衍生物可以形成許多重要的生物活性物質(zhì)，如NAD+、FAD + 、 ATP等。第一節(jié) 糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)一、糖消化后以單體形式吸收人類食物中

3、的糖主要有植物淀粉、動(dòng)物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉為主。消化部位： 主要在小腸，少量在口腔淀粉麥芽糖+麥芽三糖（40%） （25%）-臨界糊精+異麥芽糖 （30%） （5%）葡萄糖唾液中的-淀粉酶-葡萄糖苷酶-臨界糊精酶消化過程： 腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣口腔腸腔胰液中的-淀粉酶乳糖蔗糖葡萄糖果糖半乳糖乳糖酶蔗糖酶糖的吸收 1、糖的吸收部位 小腸上段 2、 吸收形式 單糖 各種單糖的吸收速率 葡萄糖 100 D-半乳糖 110 D-果糖 43 D-甘露糖 19 ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵小腸粘膜細(xì)胞 腸腔 門靜脈 3. 吸收機(jī)制Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(

4、Na+-dependent glucose transporter, SGLT)刷狀緣 細(xì)胞內(nèi)膜 葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞 這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter，GLUT)。二、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運(yùn)體小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞門靜脈肝臟體循環(huán) SGLT各種組織細(xì)胞GLUT血糖糖代謝概況食物糖（淀粉）消 化葡萄糖吸收(肝臟)葡萄糖肝糖原合成分解乳酸糖異生(血液)肌糖原葡萄糖合 成有氧氧化CO2+H2O+ATP無氧分解乳酸+ATP血乳酸(肌肉)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)(磷酸戊糖途徑)(大量)(少量) 第一節(jié) 糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)（了解） 第二節(jié) 糖的無氧氧化（掌握） 第三節(jié) 糖的有氧氧化

5、 （掌握） 第四節(jié) 糖的其他代謝途徑 第五節(jié) 糖原的合成與分解（掌握） 第六節(jié) 糖異生（掌握） 第七節(jié) 其他單糖的代謝 第八節(jié) 血糖及其調(diào)節(jié)（熟悉）第二節(jié) 糖的無氧分解（Glycolysis）糖的無氧分解：葡萄糖或糖原在缺氧的條件下分解生成乳酸(lactate)和少量ATP的過程稱為糖的無氧分解，又稱糖酵解 (glycolytic pathway) 。反應(yīng)部位: 胞液 一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵解和乳酸生成兩個(gè)階段分為兩個(gè)階段： (一)葡萄糖 2分子丙酮酸(pyruvate) 此過程稱為糖酵解途徑(glycolytic pathway) 。 (二)丙酮酸 乳酸（10步）（1步） 葡萄糖磷酸

6、化為6-磷酸葡萄糖Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP 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羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)（一）葡萄糖經(jīng)糖酵解分解為兩分子丙酮酸 己糖激酶 (hexokinase) 是限速酶！ATP ADPMg2+ 己糖激酶(hexokinase) 己糖激酶與葡萄糖激酶(glucokinase)： 相同點(diǎn)：均能催化相同的反應(yīng)：G 6-P-G 不同點(diǎn)： (1)對(duì)底物的特異性不同；后者特

7、異性高 (2)葡萄糖激酶對(duì)葡萄糖的親和力很低 (3)葡萄糖激酶受激素調(diào)控哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶：己糖激酶 己糖激酶 己糖激酶 己糖激酶 ：肝細(xì)胞中存在，也叫葡萄糖激酶 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖 己糖異構(gòu)酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-

8、磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)是限速酶！6-磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)1,6-雙磷酸果糖 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 醛縮酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙

9、酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛 + 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖異構(gòu)酶 (phosphotriose isomerase)3-磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脫氫酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2

10、PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸 在以上

11、反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，將底物的高能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給ADP使ADP磷酸化生成ATP，這種ADP或其它核苷二磷酸的磷酸化作用與底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應(yīng)過程，稱為底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。 1,3-二磷酸 甘油酸3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase) 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸變位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPAD

12、PATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸 + H2O磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1

13、,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，第二次通過底物水平磷酸化生成ATP ！磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) 是限速酶！ (二) 丙酮酸被還原為乳酸丙酮酸 乳酸 反應(yīng)中的NADH+H+ 來自于上述第6步反應(yīng)中的 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。乳酸脫氫酶(LDH) NADH + H+ NAD+ 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮1,3

14、-二磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸2烯醇式丙酮酸2丙酮酸2乳酸2(胞液)己糖激酶6-磷酸果糖激酶-13-磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸22ADP 2ATP丙酮酸激酶2NAD+2NADH+2H+2NADH+2H+ADPATPADPATP脫氫酶2ATP2ADP糖的無氧氧化2NADH+H+2NAD+糖的無氧氧化反應(yīng)的特點(diǎn)和調(diào)節(jié) 1. 反應(yīng)部位：胞液 2. 終產(chǎn)物：乳酸。 其去路是釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。（1）分解利用 ；（2）乳酸循環(huán)（糖異生） 3. 糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程（無氧參與）產(chǎn)能方式： 底物水平磷酸化：底物分子內(nèi)部能量重新分布，將高能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給ADP使ADP磷酸化生成ATP

15、的過程，這種ADP或其它核苷二磷酸的磷酸化作用與底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應(yīng)過程，被稱為底物水平磷酸化作用。產(chǎn)能較小：凈生成ATP數(shù)： 從G開始:1分子G凈生成2分子ATP( 22-2= 2) 從Gn開始: 1分子Gn中的G凈生成3分子ATP ( 22-1= 3) 糖酵解反應(yīng)過程關(guān)鍵酶（限速酶）： 己糖激酶 6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶G G-6-P ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 6-磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 4.糖的無氧氧化反應(yīng)全過程中有三步反應(yīng)不可逆二、糖酵解的調(diào)控是對(duì)3個(gè)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶 己糖激酶

16、6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 酶活性快速調(diào)節(jié)方式 變構(gòu)調(diào)節(jié) 共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 1）變構(gòu)調(diào)節(jié): 變構(gòu)抑制劑：ATP（高濃度）、檸檬酸 變構(gòu)激活劑：AMP、ADP 2,6-雙磷酸果糖（最強(qiáng)） 2）共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：（一） 磷酸果糖激酶-1對(duì)調(diào)節(jié)糖酵解速率最重要 此酶有二個(gè)結(jié)合ATP的部位： 活性中心內(nèi)作為底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)） 活性中心外變構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素 ATP cAMP 活化 F-2,6-2P +/+AMP +檸檬酸 AMP +檸檬酸 PFK-2（有活性）FBP-2（無活性）

17、6-磷酸果糖激酶-2 PFK-2（無活性）FBP-2（有活性）PP果糖雙磷酸酶-2 目 錄（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)1. 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：ATP, 丙氨酸變構(gòu)激活劑：1,6-雙磷酸果糖2. 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶 丙酮酸激酶 ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶（無活性） （有活性） 胰高血糖素 PKA, CaM激酶PPKA：蛋白激酶A (protein kinase A)CaM：鈣調(diào)蛋白 (三) 己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié)* 6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。* 長(zhǎng)鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,

18、6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶變位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶變位酶除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進(jìn)入酵解途徑。 四、其他單糖可轉(zhuǎn)變成糖酵解的中間產(chǎn)物三、糖無氧氧化的主要生理意義是機(jī)體不利用氧快速供能 1. 缺氧條件下,能迅速為生命活動(dòng)提供能量，尤 其對(duì)肌肉收縮更為重要。 1mol G 經(jīng)糖酵解可凈生成2mol ATP 1mol G n的G單位經(jīng)糖酵解可凈生成3mol ATP 2.是機(jī)體某些組織細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的獲能或主要獲能的方式。 無線粒體的細(xì)胞，如：成熟紅細(xì)胞幾乎完全依賴糖酵解供應(yīng)能量。 代謝活躍的細(xì)胞，如：視網(wǎng)膜、神

19、經(jīng)、癌組織、白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞等的重要獲能方式。3. 乳酸的利用：可通過乳酸循環(huán)在肝臟異生為糖。第三節(jié) 糖的有氧氧化(Aerobic Oxidation of Carbohydrate)定義: 葡萄糖或糖原在有氧條件下通過與糖酵解相同的途徑分解為丙酮酸，進(jìn)而徹底氧化成二氧化碳和水，并產(chǎn)生大量ATP的過程稱為糖的有氧氧化(aerobic oxidation) ，是機(jī)體主要供能方式。反應(yīng)部位 胞液和線粒體糖原或葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化CO2+H2O+ATP有氧氧化(胞液)(線粒體)乳酸糖酵解圖6-5糖的有氧氧化概況一、糖的有氧氧化分為三個(gè)階段第一階段：糖酵解途徑 生成丙酮酸

20、 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧 第三階段：檸檬酸循環(huán) G（Gn） 及氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循環(huán) 胞液 線粒體 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮1,3-二磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸2烯醇式丙酮酸2乳酸2(胞液)己糖激酶6-磷酸果糖激酶3-磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸22ADP 2ATP丙酮酸激酶 2NAD+ 2NADH+H+2 NADH+H+ADPATPADP脫氫酶2ADP2NADH+H+2NAD+2ATPATP丙酮酸2(線粒體)（一）葡萄糖循糖酵解途徑分

21、解為丙酮酸一、糖有氧氧化的反應(yīng)過程 G 丙酮酸（糖酵解途徑）: 葡萄糖2Pi2ADP2NAD 2丙酮酸2ATP2NADH2H2H2O 丙酮酸 乙酰CoA （三）三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化（二）丙酮酸的氧化脫羧 （一）糖酵解途徑 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 丙酮酸+ HSCoA 乙酰CoA +CO2 NAD NADH+H+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體是限速酶！（二）丙酮酸氧化脫羧丙酮酸丙酮酸脫氫酶（E1）二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)圖4-4 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體作用機(jī)制丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成和作用蛋白酶 輔酶 含維生素 作用 E1 TPP 硫胺素(B1) 結(jié)合羥乙基 產(chǎn)生CO2 E2 硫辛

22、酸 轉(zhuǎn)移乙酰基 HSCoA 泛酸 轉(zhuǎn)移乙酰基 生成乙酰CoA E3 FAD 核黃素(B2) 傳遞氫 NAD+ 尼克酰胺(PP) 傳遞氫 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程（自學(xué)）1. 丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP。 2. 由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3. 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA, 同時(shí)使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個(gè)巰基。4. 二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時(shí)將氫傳遞給FAD。5. 在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將FADH2上的H轉(zhuǎn)移給NAD+，形成NADH+H+。CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NA

23、DH+H+的生成1. -羥乙基-TPP的生成 2.乙酰硫辛酰胺的生成 3.乙酰CoA的生成4. 硫辛酰胺的生成 丙酮酸乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic acid cycle, TCA cycle，TCA循環(huán))也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個(gè)中間產(chǎn)物是一個(gè)含三個(gè)羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反應(yīng)組成。 （三）乙酰CoA進(jìn)入檸檬酸循環(huán)以及氧化磷酸化生成ATP* 反應(yīng)部位 ：所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。二、檸檬酸循環(huán)是以形成檸檬酸為起始物的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)概念：從乙酰CoA與草酰乙酸縮合成含羧基的檸檬酸開始，通

24、過一系列代謝反應(yīng)，乙酰基被徹底氧化，草酰乙酸得以再生,并有能量生成的過程。部位：線粒體限速酶：檸檬酸合酶 異檸檬酸脫氫酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 （一）三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程（8步反應(yīng)）(1)檸檬酸的形成：乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸。反應(yīng)由檸檬酸合酶催化檸檬酸合酶是限速酶！對(duì)草酰乙酸的Km很低 （2） 異檸檬酸的形成：檸檬酸與異檸檬酸的異構(gòu)化可逆互變反應(yīng)。酶：順烏頭酸酶(3) 第一次氧化脫羧：異檸檬酸在異檸檬酸脫氫酶作用下氧化脫羧而轉(zhuǎn)變?yōu)?酮戊二酸，脫下的氫由NAD+接受，生成NADH+H+異檸檬酸脫氫酶是限速酶！(4) 第二次氧化脫羧：-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA，形成一高能硫酯鍵

25、。酶： -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體(其組成和催化反應(yīng)過程與前述的丙酮酸脫氫酶復(fù)合體類似)。 脫下的氫由NAD+接受，生成NADH+H+-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體是限速酶！ (5) 底物水平磷酸化反應(yīng)：琥珀酰CoA的高能硫酯鍵水解。酶：琥珀酰CoA合成酶。底物水平磷酸化，是三羧酸循環(huán)中唯一直接生成高能磷酸鍵的反應(yīng)。（6）琥珀酸脫氫生成延胡索酸： 酶：琥珀酸脫氫酶該酶結(jié)合在線粒體內(nèi)膜上，是三羧酸循環(huán)中唯一與內(nèi)膜結(jié)合的酶。其輔基是FAD。 （7）延胡索酸加水生成蘋果酸：延胡索酸酶(8) 蘋果酸脫氫生成草酰乙酸：蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫生成草酰乙酸；脫下的氫由NAD+接受CoASHNADH+H+NAD+CO2N

26、AD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O檸檬酸合酶順烏頭酸梅異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶目 錄經(jīng)過一次檸檬酸循環(huán)，消耗一分子乙酰CoA；經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化；生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP；關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶，-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體， 異檸檬酸脫氫酶。整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。檸檬酸循環(huán)的要點(diǎn)：（二）TCA循環(huán)主要受底物、產(chǎn)物和關(guān)鍵酶活性3種因素的調(diào)節(jié)TCA循環(huán)的速率和流量主要受3種因素

27、的調(diào)控： 1、底物的供應(yīng)量 2、催化循環(huán)最初幾步反應(yīng)酶的反饋別構(gòu)抑制 3、產(chǎn)物堆積的抑制作用。1TCA循環(huán)中有3個(gè)關(guān)鍵酶檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶 乙酰CoA 檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 異檸檬酸 蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸 脫氫酶檸檬酸合酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶其他，如Ca2+可激活許多酶2TCA循環(huán)與上游和下游反應(yīng)相協(xié)調(diào)在正常情況下，（

28、糖）酵解途徑和TCA循環(huán)的速度是相協(xié)調(diào)的。這種協(xié)調(diào)不僅通過高濃度的ATP、NADH的抑制作用，亦通過檸檬酸對(duì)磷酸果糖激酶-1的別構(gòu)抑制作用而實(shí)現(xiàn)。 氧化磷酸化的速率對(duì)TCA循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)也起著非常重要的作用。 檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體乙酰CoACO22HCO22H2H2HGTP草酰乙酸三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程總結(jié)三羧酸循環(huán)的總反應(yīng)為：反應(yīng)共有4次脫氫 3NADH 1 FADH2 1 次底物水平磷酸化： 1 GTP 2次脫羧：用14C標(biāo)記乙酰CoA進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)CO2的碳原子來自草酰乙酸而不是乙酰CoA三羧酸循環(huán)的特點(diǎn)1。有氧條件下，線粒體內(nèi)，產(chǎn)物為3NADH、FADH2 （ATP

29、）, 2CO2、1GTP和3H2O 。2。經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)：消耗一分子乙酰CoA;四次脫氫；2次脫羧； 1次底物水平磷酸化。 3 NADH：32.57.5ATP FADH2：11.51.5ATP 共10分子ATP 1次底物水平磷酸化：1 GTP3。三個(gè)限速酶為檸檬酸合成酶，異檸檬酸脫氫酶，-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體。4。整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為單向不可逆反應(yīng),需不斷補(bǔ)充中間物。5。三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無量的變化，不可能通過三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。表面上看來，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)

30、必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利用。但是，例如： 草酰乙酸 天冬氨酸 -酮戊二酸 谷氨酸 檸檬酸 脂肪酸 琥珀酰CoA 卟啉 。機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，TAC中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。 。機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起TAC運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這時(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙酰CoA進(jìn)入TAC氧化分解。 草酰乙酸 草酰乙酸脫羧酶 丙酮酸 CO2 蘋果酸 蘋果酸酶 丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ * 所以,草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。草酰乙酸 檸檬酸 檸檬酸裂解酶 乙酰CoA 丙酮

31、酸 丙酮酸羧化酶 CO2 蘋果酸 蘋果酸脫氫酶 NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸 谷草轉(zhuǎn)氨酶 -酮戊二酸 谷氨酸 其來源如下： （三）三羧酸循環(huán)的生理意義1.三羧酸循環(huán)是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)糖、脂肪、氨基酸氧化分解的共同途徑，也是的最終代謝去路；2.三羧酸循環(huán)也是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐。3. 為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體物質(zhì)；4. 為呼吸鏈提供H+ + e。H+ + e 進(jìn)入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時(shí)ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化是機(jī)體獲得ATP的主要方式糖有氧氧化生成的ATP三羧酸循環(huán)一次共生成10個(gè)AT

32、P從丙酮酸脫氫開始計(jì)算：生成12.5個(gè)ATP葡萄糖（2丙酮酸+2NADH +2ATP）徹底氧化生成CO2和H2O，同時(shí)凈生成: (212.5 )(21.5/2.5)2 30/32 ATP 丙酮酸+COA 乙酰COA+CO2 NAD NADH+H 葡萄糖有氧氧化生成的ATP 2.52.52.51.52.51.5或22.530或32ATP糖有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑。也是一般狀況下人體大多數(shù)組織獲能的主要途徑；它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。簡(jiǎn)言之，即“供能”有氧氧化的反應(yīng)過程：第一階段：糖酵

33、解途徑 生成丙酮酸 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧 第三階段：三羧酸循環(huán) G（Gn） 及氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循環(huán) 胞液 線粒體 四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)是基于能量的需求有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶 糖酵解途徑：己糖激酶 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑：乙酰CoA; NADH; ATP 變構(gòu)激活劑：AMP; ADP; NAD+ * 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+時(shí)，其活性也受到抑制

34、。 共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 乙酰CoA 檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 異檸檬酸 蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸 脫氫酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶 其他，如Ca2+可激活許多酶2.三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)小結(jié) 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。 * ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影響

35、三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。 三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。2ADP ATP+AMP 腺苷酸激酶 體內(nèi)ATP濃度是AMP的50倍。 AMP的濃度很低，經(jīng)上述反應(yīng)后，每生成1分子AMP，其濃度變動(dòng)比ATP變動(dòng)大的多，有信號(hào)放大作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低則促進(jìn)有氧氧化。 ATP/AMP效果更顯著。* 另外：五、糖有氧氧化可抑制糖無氧氧化* 機(jī)制：有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸; 缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，

36、NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。*概念：巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。法國(guó)科學(xué)家Pastuer發(fā)現(xiàn)酵母菌在無氧時(shí)可進(jìn)行生醇發(fā)酵；將其轉(zhuǎn)移至有氧環(huán)境，生醇發(fā)酵即被抑制，這種有氧氧化抑制生醇發(fā)酵的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。此效應(yīng)也存在于人體組織中。第四節(jié) 磷酸戊糖途徑pentose phosphate pathway定義 : 以6-磷酸葡萄糖開始，在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)脂，進(jìn)而代謝生成磷酸戊糖為中間代謝產(chǎn)物，故將此過程稱為磷酸戊糖途徑糖氧化的旁路。反應(yīng)部位 : 肝臟、脂肪組織、泌乳期乳腺、腎上腺皮質(zhì)、骨髓等胞液

37、中。生理意義： 1. 產(chǎn)生5-磷酸核糖 2. 產(chǎn)生NADPH 第一階段：氧化反應(yīng) 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段: 第二階段則是非氧化反應(yīng): 包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。 6-磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶 HCOHCH2OH CO 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 1.在氧化階段生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖 催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH +

38、H+。反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中間產(chǎn)物。G-6-P 5-磷酸核糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過3C、4C、6C、7C等演變階段，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進(jìn)入酵解途徑。因此，磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。2. 基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)進(jìn)入糖酵解途徑 5-磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛 C34-磷酸赤蘚糖 C46-磷酸果糖 C

39、66-磷酸果糖 C63-磷酸甘油醛 C3磷酸戊糖途徑第一階段 第二階段 5-磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛 C34-磷酸赤蘚糖 C46-磷酸果糖 C66-磷酸果糖 C63-磷酸甘油醛 C36-磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脫氫酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶 CO2總反應(yīng)式:36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2磷酸戊糖途徑的特

40、點(diǎn) 脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。 反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。 反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物5-磷酸核糖。 一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。（二）磷酸戊糖途徑主要受NADPH/NADP+比值的調(diào)節(jié)6-磷酸葡萄糖脫氫酶此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定6-磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外NADPH對(duì)該酶有強(qiáng)烈抑制作用。因此，磷酸戊糖途徑的流量取決于NADPH

41、的需求。 （三）磷酸戊糖途徑的生理意義在于生成NADPH和5-磷酸核糖2提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)1為核酸的生物合成提供核糖（1）NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體，如 ：乙酰CoA合成脂酸、膽固醇；（2）NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)，例如：從鯊烯合成膽固醇；（3）NADPH還用于維持谷胱甘肽(glutathione，GSH)的還原狀態(tài)。氧化型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽 還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可以保護(hù)一些含-SH基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化劑尤其是過氧化物的損害。在紅細(xì)胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保護(hù)紅細(xì)胞膜蛋白的完整性。 蠶豆病 機(jī)制：缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶是

42、動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量?jī)?chǔ)備。肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收縮所需 肝臟：肝糖原，70 100g，維持血糖水平 糖 原 (glycogen) 糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義：第五節(jié) 糖原的合成與分解Glycogenesis and Glycogenolysis1. 葡萄糖單元以-1,4-糖苷鍵形成長(zhǎng)鏈。2. 約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3. 每條鏈都終止于一個(gè)非還原端.非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義 目 錄一、糖原合成是由葡萄糖連接成多聚體（一）糖原的合成(glycogen

43、esis) ：指由葡萄糖合成糖原的過程。糖原合成時(shí)，葡萄糖先活化，再連接形成直鏈和支鏈。（二） 糖原合成的器官和部位 ： 肝臟和肌肉是合成糖原的主要器官（胞液）1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 ATP ADP 葡萄糖激酶 （肝） （三）糖原合成途徑 己糖激酶1-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖變位酶 6-磷酸葡萄糖 2. 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖 這步反應(yīng)中磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的意義在于：由于延長(zhǎng)形成-1,4-糖苷鍵，所以葡萄糖分子C1上的半縮醛羥基必須活化，才利于與原來的糖原分子末端葡萄糖的游離C4羥基縮合。半縮醛羥基與磷酸基之間形成的O-P鍵具有較高的能量。* UDPG可

44、看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體！+UTP 尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶 3. 1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG) 2Pi+能量 1- 磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) 糖原n + UDPG 糖原n+1 + UDP 糖原合酶( glycogen synthase ) UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶4. -1,4-糖苷鍵式結(jié)合 * 糖原n 為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)， 作為UDPG 上葡萄糖基的接受體。 糖原n + UDPG 糖原n+1 +

45、UDP 糖原合酶(glycogen synthase) 5. 糖原分枝的形成 分 支 酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷鍵 -1,4-糖苷鍵 目 錄近來人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的蛋白質(zhì)。Glycogenin可對(duì)其自身進(jìn)行共價(jià)修飾，將UDP-葡萄糖分子的C1結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子從何而來？糖原的合成反應(yīng)特點(diǎn)小結(jié) 1。糖原合成是耗能過程，兩步耗能反應(yīng)（消耗ATP和UTP），每增加一個(gè)G單位相當(dāng)于消耗2ATP。2。需要糖原引物分子(Gn)。

46、3。單個(gè)葡萄糖分子需要活化為活性葡萄糖分子UDP葡萄糖（UDPG）。 UDPG是葡萄糖基的供體。4。關(guān)鍵酶 ：糖原合酶;(特點(diǎn))5。糖原合酶只能增加糖鏈，不能形成分支，需分支酶協(xié)助。二、肝糖原分解產(chǎn)物葡萄糖可補(bǔ)充血糖亞細(xì)胞定位：胞漿肝糖元的分解過程：糖原n+1糖原n + 1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶(Glycogen phosphorylase)1.糖原的磷酸解糖原分解 (glycogenolysis )習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。脫枝酶 (debranching enzyme)2. 脫枝酶的作用 轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基水解-1,6-糖苷鍵 轉(zhuǎn)移酶活性 -1,6糖苷酶活性 磷酸化酶目 錄在幾個(gè)酶

47、的共同作用下，最終產(chǎn)物中約85%為1-磷酸葡萄糖，15%為游離葡萄糖。1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶3. 1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補(bǔ)充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進(jìn)行糖酵解或有氧氧化。 肌糖原的合成和分解（一）、肌糖原的分解 肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放入血，提供血糖，而只能進(jìn)入酵解途徑進(jìn)

48、一步代謝。 肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān)。（二）、肌糖原的合成 與肝糖原合成一樣。肌肉細(xì)胞己糖激酶對(duì)葡萄糖的Km低，進(jìn)入細(xì)胞的葡萄糖可迅速磷酸化為6-磷酸葡萄糖，活化為UDPG，合成糖原。G-6-P的代謝去路：（補(bǔ)充血糖） GG-6-PF-6-P（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯（進(jìn)入磷酸戊糖途徑）葡萄糖醛酸（進(jìn)入葡萄糖醛酸途徑）小結(jié)反應(yīng)部位：胞漿 UDPG焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶 磷酸葡萄糖變位酶 己糖(葡萄糖)激酶 糖原n Pi 磷酸化酶 葡萄糖-6-磷酸酶（肝） 糖原n 糖原合成

49、與分解的總圖糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑進(jìn)行的。這種合成與分解循兩條不同途徑進(jìn)行的現(xiàn)象，是生物體內(nèi)的普遍規(guī)律。這樣才能進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)。當(dāng)糖原合成途徑活躍時(shí)，分解途徑則被抑制，才能有效地合成糖原；反之亦然。三、糖原合成與分解受到彼此相反的調(diào)節(jié)糖原合成與分解的調(diào)節(jié) 關(guān)鍵酶 糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶 這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。它們都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用，效率高； 兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反； 此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快； 受激素調(diào)節(jié)。 1.

50、共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 腺苷環(huán)化酶 （無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+ 受體 ATP cAMP PKA(無活性) 磷酸化酶b激酶 糖原合酶a 糖原合酶b -P PKA(有活性) 磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 磷酸化酶b激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制劑-P 磷蛋白磷酸酶抑制劑 PKA（有活性） 肝肌肉2. 別構(gòu)調(diào)節(jié)磷酸化酶二種構(gòu)像緊密型(T)和疏松型(R) ，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。* 在肝臟，葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。 磷酸化酶 a (R) 疏松型磷酸化酶 a (T) 緊密

51、型葡萄糖 肌肉內(nèi)糖原代謝的二個(gè)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同 * 在糖原分解代謝時(shí)肝主要受胰高血糖素的調(diào)節(jié)，而肌肉主要受腎上腺素調(diào)節(jié)。 * 肌肉內(nèi)糖原合酶及磷酸化酶的變構(gòu)效應(yīng)物主要為AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。 糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖 調(diào)節(jié)小結(jié)（了解） 雙向調(diào)控：對(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)合成則減弱分解，或反之。 雙重調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。 肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點(diǎn)： 如：分解肝糖原的激素主要為胰高血糖素， 分解肌糖原的激素主要為腎上腺素。 關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級(jí)聯(lián)效應(yīng)。 關(guān)鍵酶都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷

52、酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。四、糖原累積癥（自學(xué)）引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正常溶酶體14和16葡萄糖苷酶所有組織正常脫支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖鏈短分支酶缺失所有組織分支少，外周糖鏈特別長(zhǎng)肌磷酸化酶缺失肌肉正常肝磷酸化酶缺陷肝正常肌肉和紅細(xì)胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、紅細(xì)胞正常肝臟磷酸化酶激酶缺陷腦、肝正常第六節(jié) 糖異生（Gluconeogenesis） 概念 由非糖化合物（如乳酸、甘油、生糖氨基酸等）在肝/腎臟轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱為糖異生。 反應(yīng)部位：肝、腎的線粒體和胞液一、糖異生途徑 從丙酮酸生成

53、葡萄糖的具體反應(yīng)過程稱為糖異生途徑。糖異生途徑多數(shù)反應(yīng)與糖酵解途徑相同，是可逆的。一、糖異生途徑不完全是糖酵解的逆反應(yīng)過程：酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。糖異生途徑與糖酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖異生途徑(gluconeogenic pathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。(一) 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PE

54、P)丙酮酸 草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體：（2條路）出線粒體 蘋果酸 蘋果酸 草酰乙酸 草酰乙酸 草酰乙酸 天冬氨酸 出線粒體 天冬氨酸 草酰乙酸 丙酮酸丙酮酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶ATP + CO2ADP + Pi 蘋果酸NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸 PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP + CO2 線粒體胞液糖異生途徑所需NADH+H+的來源

55、：糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+H+。由乳酸為原料異生糖時(shí)， NADH+H+由下述反應(yīng)提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+ NADH+H+由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)， NADH+H+則由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來自于脂酸的-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋果酸線粒體蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞漿NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)：（二） 1,6-雙磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖 6-磷酸果糖 Pi 果糖雙磷酸酶 （三） 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 葡萄

56、糖 Pi 葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原葡萄糖6-磷酸酶6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖果糖二磷酸酶3-磷酸甘油醛磷酸二羥 丙酮3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸(線粒體基質(zhì))丙酮酸羧化酶蘋果酸蘋果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶乳酸(胞液)線粒體內(nèi)膜甘油天冬氨酸天冬氨酸磷酸烯醇式丙酮酸糖酵解是糖異生的逆反應(yīng)么？為什么答：不是。 糖酵解 糖異生丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶6-磷酸果糖激酶-1 果糖二磷酸酶己糖激酶 葡萄糖-6-磷酸酶目 錄糖異生的調(diào)節(jié) 在前面的三個(gè)反應(yīng)過程中，作用物的互變分別由不同酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之

57、為底物循環(huán)。(substratecycle)6-磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶-1 果糖雙磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 己糖激酶 ATP ADP Pi PEP 丙酮酸草酰乙酸 丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶GDP+Pi +CO2 因此，有必要通過調(diào)節(jié)使糖異生途徑與酵解途徑相互協(xié)調(diào)，主要是對(duì)前述底物循環(huán)中的后2個(gè)底物循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，則不能將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而稱之為無效循環(huán)(futile cycle)。而在細(xì)胞內(nèi)兩

58、酶活性不完全相等，使代謝反應(yīng)僅向一個(gè)方向進(jìn)行。二、糖異生的調(diào)節(jié)通過對(duì)2個(gè)底物循環(huán)的調(diào)節(jié)與糖酵解調(diào)節(jié)彼此協(xié)調(diào)酵解途徑與糖異生途徑是方向相反的兩條代謝途徑。如從丙酮酸進(jìn)行有效的糖異生，就必須抑制酵解途徑，以防止葡萄糖又重新分解成丙酮酸；反之亦然。這種協(xié)調(diào)主要依賴于對(duì)這兩條途徑中的兩個(gè)底物循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 6-磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖 ATP ADP 6-磷酸果糖激酶-1 Pi 果糖雙磷 酸酶-1 2,6-雙磷酸果糖 AMP 1. 6-磷酸果糖與1,6-雙磷酸果糖之間 （一）第一個(gè)底物循環(huán)在6-磷酸果糖與1，6-雙磷酸果糖之間進(jìn)行（二）在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之間進(jìn)行第二個(gè)底物循環(huán)PEP 丙 酮

59、 酸 ATP ADP 丙酮酸激酶 1,6-雙磷酸果糖 丙氨酸 乙 酰 CoA 草酰乙酸 三、糖異生的生理意義（一）維持血糖濃度恒定 （二）補(bǔ)充肝糖原 三碳途徑： 指進(jìn)食后，大部分葡萄糖先在肝外細(xì)胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進(jìn)入肝細(xì)胞異生為糖原的過程。（三）調(diào)節(jié)酸堿平衡（乳酸異生為糖） 三、糖異生的生理意義主要在于維持血糖水平恒定（一）維持血糖水平的恒定是糖異生最主要的生理作用空腹或饑餓時(shí)，依賴氨基酸、甘油等異生成葡萄糖，以維持血糖水平恒定。正常成人的腦組織不能利用脂酸，主要依賴葡萄糖供給能量；紅細(xì)胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲得能量；骨髓、神經(jīng)等組織由于代謝活躍，經(jīng)常進(jìn)行糖酵解。這樣

60、，即使在非饑餓狀況下，機(jī)體也需消耗一定量的糖，以維持生命活動(dòng)。此時(shí)這些糖全部依賴糖異生生成。糖異生的主要原料為乳酸、氨基酸及甘油。乳酸來自肌糖原分解。這部分糖異生主要與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。而在饑餓時(shí)，糖異生的原料主要為氨基酸和甘油。（二）糖異生是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲(chǔ)備的重要途徑三碳途徑： 指進(jìn)食后，大部分葡萄糖先在肝外細(xì)胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進(jìn)入肝細(xì)胞異生為糖原的過程。長(zhǎng)期饑餓或禁食時(shí)，腎糖異生增強(qiáng)，有利于維持酸堿平衡。發(fā)生這一變化的原因可能是饑餓造成的代謝性酸中毒造成的。此時(shí)體液pH降低，促進(jìn)腎小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，從而使糖異生作用增強(qiáng)。另外，當(dāng)腎中-酮戊二酸因異生成糖