第九章糖類代主要內(nèi)容調(diào)控機(jī)制

思考第一類的生物學(xué)作第二葡萄糖的代第三糖原的代謝及調(diào)第一 糖類化學(xué)概1、糖類的生物學(xué)作2、單糖的鏈狀結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)3、生物體內(nèi)重要單糖的衍生4、生物體內(nèi)重要的寡5、生物體內(nèi)重要的多5、生物體內(nèi)復(fù)合糖類的生物學(xué)作糖類是細(xì)胞中非常重要的一類有機(jī)化合物，主要的生物學(xué)作用如下：作為生物體的結(jié)構(gòu)成作為生物體內(nèi)的主要能源物作為其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前體作為細(xì)胞識(shí)別的D

D(+)-甘油D(-)-赤鮮

D(-)-蘇D(-)-核

D(-

D(+)-木

D(-)-米蘇D(+)-阿洛糖D(+)-阿桌 D(+)-葡萄糖D(+)-甘露 D(+)-古洛糖D(-)-艾杜 D(+)-半乳糖D(+)-塔羅 D系酮D(-)-赤蘚酮

二D(-)-核酮

D(+)-核酮D(+)-阿洛酮

D(-)-果

D(+)-山梨

D(-)-洛格酮甘油醛的對(duì)映L-(-)甘油 D-(+)甘油吡 呋-D-吡喃葡萄-D-吡喃果

-D-呋喃葡萄-D-呋喃果吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖（Haworth式轉(zhuǎn) 旋

成-D-吡喃葡萄成-D-吡喃葡萄D-葡萄糖 式改寫(xiě)為Haworth式的步重要的單糖—戊-D-呋喃核 2-脫氧-D-呋喃核

-D-吡喃木

-D-芹菜-L-呋 -D-呋 D-核酮 D-木酮重要的單糖—己-D-吡喃葡萄-D-吡喃甘露

-D-吡喃半乳-D-呋喃果

L吡喃半乳-L-吡喃山梨重要的單糖—庚糖和辛D-景天庚酮 D-甘露庚酮

部L-甘油-D-甘露庚單糖磷酸D-甘油醛-3-磷 -D-葡萄糖-1-磷 -D-葡萄糖-6-磷-D-果糖-6-磷 -D-果糖-1，6-二磷重要的二D-麥芽糖（-型 纖維二糖（-型蔗 乳糖（-型環(huán)糊精結(jié)-環(huán)糊精分子結(jié) 環(huán)糊精分子的空間填充模淀粉和糖原結(jié)

6個(gè)殘淀粉或糖原中的二

直鏈淀粉的螺旋結(jié) 6)分支 支鏈淀粉或糖原分子示意

支鏈淀粉或糖原分支點(diǎn)的纖維纖維素一級(jí)結(jié)

微纖

細(xì)胞植物細(xì)胞中纖維素微纖植物細(xì)胞壁與纖維素的結(jié)纖維素片層結(jié)(Complex糖糖—核糖—脂糖—肽肽聚

糖蛋

蛋白糖鞘

糖基?；?/p>

脂多細(xì)胞膜表面的糖蛋白聚 糖蛋糖細(xì)胞第二萄糖的代三、檸檬酸循環(huán)( 四、糖異生作一、葡萄糖的主要代謝途糖糖異葡萄

6-磷酸葡萄

（有氧或無(wú)氧糖糖酵

（無(wú)氧 乳酸乙（有氧

酵解糖酵糖酵解是將葡萄糖降解酸并伴隨著ATP生成的一1、化學(xué)歷程和催化酶2、化學(xué)計(jì)量和生物學(xué)意3 糖酵解途 糖葡萄酸

1，6-二磷酸果3-磷酸甘油的三個(gè)階

葡萄糖的磷酸葡萄糖的磷酸磷酸己糖的磷酸己糖的裂酸ATP的生酸ATP的生

糖原（或淀粉糖原（或淀粉葡萄6-磷酸葡葡萄6-6-1，6-二磷3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛21，3-二磷酸甘油223-磷酸甘油2磷酸烯酸22磷酸烯酸酸酸異構(gòu)第一階段：葡萄糖的磷異構(gòu)葡萄葡萄

異構(gòu)醛縮第二階段酸己糖的裂異構(gòu)醛縮第三階段：磷酸烯醇 酸 酸和ATP的生

脫氫 激

酸激

Mg或烯醇ＥＭＰ途徑的化學(xué)計(jì)量和生物學(xué)意總反應(yīng)式C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2C3H4O3能量計(jì)算：氧化一分子葡萄糖凈生生物學(xué)意★是生物界普遍存在的供能途徑。在某些生理?xiàng)l件或病理情況下有特殊的生理意義；★形成多種重要的中間產(chǎn)物，為氨基酸、脂類合成提供碳骨架★為糖的異生提供基本途徑葡萄

3 6-磷酸葡萄

糖酵（有氧或無(wú)糖酵

（無(wú)氧 乳酸乙（有氧酸的無(wú)氧降解及葡萄糖的無(wú)氧分葡萄

乳

乙

乙酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分葡萄

酸脫氫

CH3-C-酸

乙酰 葡葡萄糖的有氧分

酸乙酰 酸脫氫酶系催化的反應(yīng)

脫氫

硫辛

酸脫氫

乙酰硫辛 二氫硫辛

CH3-C-酸脫氫酶(pymvatedehydrogenase1 酸脫氫酶組分(pymvatedehydrogenase輔助因子：TPP,硫辛2、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；?dihaydrolipoyl輔助因子：硫辛酸、3、二氫硫辛酸脫氫酶(dihaydrolipoyl輔助因子：FAD、焦磷酸硫胺素（TPP） 酸脫羧中的作H+酸CH3-C-硫辛酸的氫載體作用和?；d體作 C 氧化型硫辛

-

CCCCCC

乙酰二氫硫二氫泛酸合位維生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+遞氫體作用 NADP+:維生素B2和黃素腺嘌呤二核苷酸遞氫體作用 三、檸檬酸循環(huán)（ （tricarboxylicacidcycle,TCA1、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)歷2、檸檬循環(huán)及葡萄糖有氧氧化的化學(xué)計(jì)量和能量計(jì)3、檸檬循環(huán)的生物學(xué)意4、檸檬酸循環(huán)的調(diào)5、檸檬循環(huán)中間物的回補(bǔ)

羧酸循三三

草酰乙

檸檬

順烏頭

異檸檬

蘋(píng)果

草酰乙再生階

氧化羧階

延胡索

琥珀

琥珀酰

－酮戊二NADHTCA第一階段：檸檬酸生l

--SC0A

ll

-

ll-

HO-C-l

檸檬酸合成 草酰

l

檸檬

l -l-H-C-lHO-C-l異檸

C-==l順-烏頭l

TCA第二階段：氧化脫 l

-H-C-lHO-C-l

異檸檬酸脫

異檸檬 －酮戊二 琥珀酰琥珀硫琥珀硫激琥珀

TCA第三階段：草酰乙酸再 琥珀酸脫氫 延胡索酸琥珀 延胡索 蘋(píng)果lll草酰

脫氫

-酮戊二酸脫氫酶系催

硫辛

酸脫

乙酰硫辛 二氫硫辛O HOOC-CH2-CH2-C-檸檬酸循環(huán)的化學(xué)計(jì)量和能量計(jì)a、總反應(yīng)式b、 的能量計(jì)能量“現(xiàn)1

能量“支票” 兌換率1：2.5

1

兌換率1：1.5葡萄糖完全氧化產(chǎn)生的酵解階段：2 221NADH兌換率1：2.5或1.52(2.5ATP或1.5ATP酸氧化：2 兌換率 22.5 ：21GTP23NADH21

兌換兌換

2127.521.5

210總計(jì)：總計(jì)：32ATP或30檸檬酸循環(huán)的生物學(xué)意是糖、脂、蛋白質(zhì)分解代謝的最終共同途徑，也是生物體獲得生命活動(dòng)所需能量的主要途徑；是糖、脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化的中心樞紐，形成的多種重要的中間產(chǎn)物是上述三類物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的聯(lián)系點(diǎn)。代謝途徑速度通過(guò)酶活性調(diào)節(jié)的機(jī)主要通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)途徑中幾種酶的活性來(lái)途徑的速度，被調(diào)節(jié)的酶多為催化反應(yīng)歷程中不可逆反應(yīng)的酶，通過(guò)酶的別構(gòu)效或共價(jià)修飾實(shí)現(xiàn)活性的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)物多為本途的中間物中間物或與本途徑有關(guān)的代謝產(chǎn)物。酶的別構(gòu)（變構(gòu)）效應(yīng)示意效應(yīng)別 心別構(gòu)酶的反饋調(diào)控機(jī)—B B關(guān)鍵

E（產(chǎn)物或中間產(chǎn)物酶的共價(jià)修某些酶可以通過(guò)其它酶對(duì)其多肽鏈上某些基團(tuán)進(jìn)行可逆的共價(jià)修飾，使其處于活性與非活性的互變狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)酶活性。這類酶稱為共價(jià)修飾酶。目前發(fā)現(xiàn)有數(shù)百種酶被翻譯后都要進(jìn)行共價(jià)修飾，其中一部分處于分支代謝途徑，成為對(duì)代謝流量起調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵酶或限速酶。由于這種調(diào)節(jié)的生理意義廣泛，反應(yīng)靈敏，節(jié)約能量，機(jī)制多樣，在體內(nèi)顯得十分靈活，加之它們常受激素甚至神經(jīng)的指令，導(dǎo)致級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)，所以日益引人注目。

C關(guān)鍵酶（限速酶關(guān)鍵酶（限速酶

蛋白質(zhì)的磷酸化和脫磷酸

蛋白

蛋白 蛋白質(zhì)n蛋白 第三類：雙重底物1、底物的可用性乙酰草酰乙２、關(guān)鍵酶活性調(diào)檸檬酸合成

草酰乙蘋(píng)果延胡索

-

檸檬

順烏頭-+

檬異檸檬酸脫氫－酮戊二酸脫氫

－酮戊二-琥珀 琥珀酰

琥珀酰三、葡萄糖的異生作1、葡萄糖異生作用的主要途徑和關(guān)鍵反2、葡萄糖異生的生理意3、葡萄糖異生與糖酵解的關(guān)系及協(xié)同調(diào)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化

ADP6-磷酸6-磷酸葡萄1-磷酸葡萄

糖原糖原（或淀粉成糖代謝的中間產(chǎn)物后，在相應(yīng)

6-磷酸果6-磷酸果

6-P-磷酸酯酶的酶催化下,繞過(guò)糖酵解途徑的三個(gè)不可逆反應(yīng),利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖

果糖-二磷酸酶

磷酸果糖激酶磷酸二磷酸二 3-磷酸甘油1，6-二磷酸2磷酸烯2磷酸烯 的途徑稱為葡萄 糖的異生

激

22草酰乙酸羧化H6-磷酸葡萄磷酸酯P糖H6-磷酸葡萄磷酸酯P+ 6-磷酸葡萄 葡萄糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之H2COO

H2CO

二磷酸果

H2CO

磷酸酯

+1,6-二磷酸果

6-磷酸果糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之 酸羧化 草酰乙PEP羧激 P磷酸烯

糖異生的生理意1、利用非糖物質(zhì)生成糖，維持血糖水平的相對(duì)恒保證腦、紅細(xì)胞等組織正常功能2、消除骨骼肌中乳酸的積累，使其得到充分應(yīng)用，防止乳酸酸 發(fā)生。 葡萄 6-P-葡萄 1-P-葡萄 糖糖異生的關(guān)

6-P-果糖

1,6-

P-

GDP草酰

PEP(磷酸烯醇 酸蘋(píng)果

乳

酸

丙氨（胞液（線粒體天冬氨

草酰乙蘋(píng)果琥珀

-酮戊二

（轉(zhuǎn)氨基作用

谷氨

葡萄G-6-

AAG-6-P磷酸酯 F-1.6-P磷酸酯 酸羧化C2PEP羧激磷酸3-P-甘 甘生天冬 -酮戊二關(guān) -酮戊二

草酰乙 谷氨 丙氨TCA循谷TCA循

乳（胞液（線粒體天冬

草酰

乙酰酵解的協(xié)同調(diào)

F-2,6-+

糖原葡萄糖糖原葡萄糖-6-磷葡萄糖-6-磷

己糖葡萄糖-6-

葡萄果糖-1，6-二磷果糖-1，6-二磷實(shí)現(xiàn)

果糖-1,6-二磷3-磷酸甘油醛磷酸二221，3-二磷酸甘油23-磷酸甘油

22-磷酸甘油2磷酸烯

PEP羧激22草酰乙酸羧化果糖-1,6二磷酸

信號(hào) P

果糖二磷酸酶 磷酸果糖激酶

(FBPase-

(PFK-

果糖二磷酸酶(FBPase-

2,6-二磷酸 1,6-二磷酸

磷酸果糖激酶(PFK-2，6-二磷酸果糖合成和降解的調(diào) 磷酸果磷酸果糖激酶（有活性磷酸果糖激酶（無(wú)活性）

磷酸

低血

激

果糖二磷酸酶（無(wú)活性果糖二磷酸酶（有活性） 酸激酶催化活性控制關(guān)系磷酸化酸激 （低活性—

低血

+去磷酸化去磷酸化酸激（高活性 果糖-1，6-二磷 丙氨酸戊糖途（pentosephosphatepathway,1、化學(xué)反應(yīng)歷程及催化酶特點(diǎn)：氧化脫羧階段和非氧化分子重排階2、總反應(yīng)式和生理意磷酸戊糖途徑的兩個(gè)階1、氧化脫羧階

6G-6- 6葡萄糖酸-6- 6核酮糖-５- 2、2、非氧化分子重排階6核酮糖-5- 5果糖-6-5葡萄糖-6-磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階

內(nèi)酯6-磷酸葡萄 6-磷酸葡萄糖酸內(nèi) 6-磷酸葡萄糖糖酸脫氫

5

磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階65-磷65-磷酸核酮段25-磷酸木酮

異構(gòu)

25-磷酸核轉(zhuǎn)酮階 23-磷酸甘油 27-磷酸景天庚酮 轉(zhuǎn)醛226-磷酸果24-磷酸赤蘚丁16-磷酸16-磷酸果26-磷酸果

25-磷酸木酮糖23-磷酸甘油醛縮1，6-二磷酸果 磷酸戊糖途徑的非氧化階段之（5-磷酸核酮糖異構(gòu)化差向異構(gòu) 異構(gòu)5-磷酸木酮

5-磷酸核酮

5-磷酸核+非氧化階段+ （基團(tuán)轉(zhuǎn)移5-磷酸木酮

+

轉(zhuǎn)醛 +3

7

6

4基團(tuán)轉(zhuǎn)移（續(xù)前+轉(zhuǎn)+2

+

3磷酸戊糖途徑的非氧化階段之（3-磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解23

醛縮

二磷酸果糖1,6酸

6二 磷磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)6G-6-P+12NADP+5G-6-P+6CO2+12NADPH磷酸戊糖途徑的生理意產(chǎn)生大量NADPH,主要用于還原（加氫）反應(yīng)，為細(xì)胞提供還原力；產(chǎn)生大量的磷酸核糖和其它重要中間產(chǎn)物，將己糖代謝和戊糖代謝聯(lián)系起來(lái)；與光合作用(glyoxylate乙醛酸循環(huán)存在于植物、某些無(wú)脊椎動(dòng)物和以乙酸作為唯一碳源和能源的微生物中，在這個(gè)途徑中，乙酸（乙?；┺D(zhuǎn)變?yōu)闄幟仕嵫h(huán)中間物琥珀酸，從而進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岫M(jìn)入糖異生途徑。乙醛酸循環(huán)存在于植物、某些無(wú)脊椎動(dòng)物和以乙酸作為唯一碳源和能源的微生物中，在這個(gè)途徑中，乙酸（乙?；┺D(zhuǎn)變?yōu)闄幟仕嵫h(huán)中間物琥珀酸，從而進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岫M(jìn)入糖異生途徑。1、乙醛酸循環(huán)的生化歷2、乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其糖異生的關(guān)3、乙醛酸循環(huán)的生理意—植 萌發(fā)的脂肪轉(zhuǎn)化為草

檸檬酸合成 順烏

脫氫蘋(píng)果

酸檸檬異檸裂異檸裂解蘋(píng)果合成乙醛蘋(píng)果合成和草酰乙循蘋(píng)果歷延胡索

合成

檸檬乙醛

順烏頭

異檸檬琥珀 琥珀琥珀

－酮戊二 +

琥珀

+草酰乙糖異生糖異生途非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化

ADP6-磷酸6-磷酸葡萄1-磷酸葡萄

糖原糖原（或淀粉成糖代謝的中間產(chǎn)物后，在相應(yīng)

6-磷酸果6-磷酸果

6-P-磷酸酯酶的酶催化下,繞過(guò)糖酵解途徑的三個(gè)不可逆反應(yīng),利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖

果糖-二磷酸酶

磷酸果糖激酶磷酸二磷酸二 3-磷酸甘油1，6-二磷酸2磷酸烯2磷酸烯 的途徑稱為葡萄 糖的異生

激

22草酰乙酸羧化糖代謝各途徑在細(xì)胞中進(jìn)行的部胞磷酸戊糖途糖酵糖異糖原的分解與合中心

線粒酸氧高爾細(xì)胞

葉綠

動(dòng)物細(xì)

溶酶細(xì)胞

植物細(xì)

液半乳

其它糖進(jìn)入單糖分解

甘半乳糖-1-UDP-半乳

葡萄

葡萄果

3-磷酸甘UDP-葡萄葡萄糖-1-磷糖原或淀

葡萄糖-6-磷

果糖-6-磷 果糖-1、6-磷 甘露糖-6-磷

磷酸3-進(jìn)進(jìn)入糖酵甘露第三節(jié)糖原的代謝及調(diào)一、糖原的分二、糖原的生物合三、糖原代謝的調(diào)糖原的酶促磷酸糖原的非還原性末

-1，6糖苷-1，4-糖原的磷酸磷酸化酶a（催化1.4-糖苷鍵l磷酸解斷裂）三種酶協(xié)同作用：轉(zhuǎn)移酶（催化寡聚葡萄糖片段轉(zhuǎn)移）脫枝酶（催化1.6-糖苷鍵水解斷裂糖原磷酸化酶的作用位點(diǎn)及產(chǎn)磷磷酸磷磷酸化酶非還原性末H+H 糖非還原 糖原 原磷酸化酶 G-1-酸 G-6-的 驟G

轉(zhuǎn)移

脫枝酶（釋放1個(gè)葡萄糖子任意水解α-1.4糖β－淀粉酶:從非還原端開(kāi)始，水解α－１.4糖苷鍵，依次水解下一個(gè)脫支酶（R酶）:水解α－淀粉酶和β－淀粉酶作用后留下的極限糊精中的1.6糖苷鍵淀粉的磷酸淀粉

淀粉的分

nG-1-p+少量葡萄糖原的生物合成酶類及催化的反1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucose——催化單糖基的活化形成糖核苷二磷酸，為各種聚糖形成時(shí)，提供活化的糖基。動(dòng)物細(xì)胞中糖元合成時(shí)需UDPG；植物細(xì)胞中蔗糖合成時(shí)需UDPG，淀粉合成時(shí)需ADPG，纖維素合成時(shí)需GDPG和UDPG。2、糖原合成酶（glycogen催化-1，43糖原分支酶（glycogenbranching催化-1，6UDPG的結(jié) 糖核苷酸的生+1-磷酸葡萄 糖

糖原（n個(gè)G分子糖原糖原新分支的形

非還原性末糖 糖

糖原-1，6糖苷糖 糖

-1，4糖苷淀粉的生物合淀粉的結(jié)構(gòu)特直鏈淀粉合由淀粉合成酶催化，需引物（Gn）,ADPG供糖基，形成α－1.4糖苷鍵。淀粉合成酶:催化形成α-1.4糖苷Q酶（分支酶）:既能催化α-1.4糖苷鍵的斷裂，又能催化α-1、6糖苷鍵的形成淀粉的分枝結(jié)開(kāi)始分枝

直鏈淀粉的合A+A引物引物直鏈淀粉

在Q酶作用下的支鏈淀 Q酶 Q酶AmnB三、糖原代謝的調(diào)1、糖原2、激素對(duì)血糖水平的