糖代謝MetabolismofCarbohydrates第九章糖蛋白質(zhì)脂類葡萄糖甘油、脂肪酸氨基酸CO2

NADH+H+FADH2H2O氧化磷酸化ADP+PiATP三羧酸循環(huán)第一階段第二階段第三階段乙酰CoA代謝途徑的特點(diǎn)代謝途徑中的關(guān)鍵酶

催化單向反應(yīng)（不可逆步驟）催化的反應(yīng)速度最慢（限速酶）

關(guān)鍵酶是代謝調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)代謝途徑的區(qū)域化代謝途徑的可調(diào)節(jié)性糖(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。糖的化學(xué)（一）糖的概念（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu)根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類。單糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)結(jié)合糖(glycoconjugate)葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖1.

單糖不能再水解的糖。半乳糖(galactose)——已醛糖

核糖(ribose)——戊醛糖

2.

寡糖常見的幾種二糖有麥芽糖(maltose)

葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)

葡萄糖—果糖乳糖(lactose)

葡萄糖—半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。3.多糖

能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。常見的多糖有淀粉(starch)糖原(glycogen)纖維素(cellulose)①淀粉是植物中養(yǎng)分的儲存形式淀粉顆粒②糖原是動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式③纖維素作為植物的骨架β-1,4-糖苷鍵4.結(jié)合糖

糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結(jié)合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。

常見的結(jié)合糖有第一節(jié)

概述Introduction

一、糖的生理功能1.

氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。3.作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分這是糖的主要功能。2.

提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。二、糖的消化與吸收（一）糖的消化人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原以及麥芽糖、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%）α-臨界糊精+異麥芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-臨界糊精酶消化過程

腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣胃口腔腸腔胰液中的α-淀粉酶食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無-糖苷酶而不能對其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動等作用，也是維持健康所必需。（二）糖的吸收1.吸收部位

小腸上段

2.吸收形式

單糖

3.吸收途徑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GLUTGLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucosetransporter)，已發(fā)現(xiàn)有5種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT1～5)。ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門靜脈4.吸收機(jī)制Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細(xì)胞內(nèi)膜

三、糖代謝的概況

葡萄糖酵解途徑丙酮酸有氧無氧H2O及CO2乳酸糖異生途徑乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途徑

核糖

+NADPH+H+淀粉消化與吸收ATP

第二節(jié)

糖的無氧分解

Glycolysis

一、糖酵解的反應(yīng)過程第一階段

第二階段*糖酵解(glycolysis)的定義*糖酵解分為兩個(gè)階段*糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為糖酵解。

由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolyticpathway)。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。⑴葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)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磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖分解成丙酮酸哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，分別稱為Ⅰ至Ⅳ型。肝細(xì)胞中存在的是Ⅳ型，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特點(diǎn)是：①對葡萄糖的親和力很低②受激素調(diào)控⑵6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-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)⑶6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+6-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)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⑷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+⑸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(phosphotrioseisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮⑹3-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-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸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3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸⑺1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸ADPATP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

※在以上反應(yīng)中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)

⑻3-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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸變位酶(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?/p>

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)ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)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⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，并通過底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸(二)丙酮酸轉(zhuǎn)變成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+E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代謝途徑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E2E1E3NADH+H+乳酸糖酵解中的‘一二三’一次脫氫二次底物水平磷酸化已糖激酶6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶三個(gè)關(guān)鍵酶①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾糖酵解小結(jié)⑴反應(yīng)部位：胞漿⑵糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程⑶反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)GG-6-PATPADP己糖激酶

ATPADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1

ADPATPPEP丙酮酸丙酮酸激酶

果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP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。二、糖酵解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①

己糖激酶②

6-磷酸果糖激酶-1③

丙酮酸激酶調(diào)節(jié)方式①別構(gòu)調(diào)節(jié)②共價(jià)修飾調(diào)節(jié)

（一）6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*別構(gòu)調(diào)節(jié)

別構(gòu)激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;別構(gòu)抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）

此酶有二個(gè)結(jié)合ATP的部位：①活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）②活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）

F-1,6-2P正反饋調(diào)節(jié)該酶

最強(qiáng)的激活劑：F-2,6-2P糖酵解的調(diào)節(jié)（二）丙酮酸激酶1.

別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：ATP,丙氨酸別構(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ATPADPPi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(proteinkinaseA)CaM：鈣調(diào)蛋白

(三)己糖激酶或葡萄糖激酶*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。*長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。

三、糖酵解的生理意義1.是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。2.

是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。①無線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞②代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞⑷

產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量：從G開始2×2-2=2ATP從Gn開始2×2-1=3ATP⑸終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。分解利用乳酸循環(huán)（糖異生）2(⑦)+

2(⑩)

-1(①)-1(③)=2ATPG為起始物

糖原為起始物2(⑦)+

2(⑩)

-1(③

)=3ATP

糖酵解產(chǎn)能計(jì)算：

提問：糖酵解途徑產(chǎn)生多少能量？答案：（G為起始物）

2ATP＋（NADH＋H＋）×2

＝6～8ATP；第三節(jié)

糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機(jī)體主要供能方式。*部位：胞液及線粒體

*概念一、有氧氧化的反應(yīng)過程第一階段：酵解途徑第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第三階段：三羧酸循環(huán)G（Gn）第四階段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循環(huán)胞液線粒體（一）丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA(acetylCoA)。丙酮酸乙酰CoA

NAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體總反應(yīng)式:丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成

酶E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶HSCoANAD+

輔酶

TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程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+。CO2CoASHNAD+NADH+H+5.

NADH+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.硫辛酰胺的生成目錄三羧酸循環(huán)(TricarboxylicacidCycle,TAC)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。所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。（二）三羧酸循環(huán)*概述*反應(yīng)部位CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①檸檬酸合酶②順烏頭酸酶③異檸檬酸脫氫酶④α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脫氫酶⑦延胡索酸酶⑧蘋果酸脫氫酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶目錄

NAD+NADH+H+NADH+HNADNADH

+

H++GDP+PiGTPFADH2FAD+NAD+CO2H2OCO2乙酰CoA(1)(6)(7)(8)(9)(4)(5)(2)檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸HO2(1)

檸檬酸合酶(2)(3)

順烏頭酸酶(4)異檸檬酸脫氫酶(5)α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體(6)琥珀酰CoA合成酶(7)

琥珀酸脫氫酶(8)

延胡索酸酶(9)蘋果酸脫氫酶三羧酸循環(huán)H2OHSCoAHSCoAHSCoA一次底物水平磷酸化H2OH2O二次脫羧反應(yīng)三個(gè)不可逆反應(yīng)四次脫氫反應(yīng)1234O=C-COOH

HC-COOH

H3C–C~SCoA

O

H2OHSCoA①縮合2CHOCOOHCHCOOHHCHCOOHH2O②脫水2CCOOHCHCOOHCHCOOHH2O③加水CH2COOHCHCOOHCHCOOHOHNAD+NADH+H+CO2④氧化脫羧CH2COOHCHHCCOOHOCH2COOHCHHCSCoAO~NAD+NADH+H+CO2HSCoA⑤氧化脫羧FADFADH2⑦脫氫CCOOHCCOOHHHCCOOHCHCOOHHHHOH2O⑧加水γβαCHCOOHCHCOHOHHGDPGTP⑥HSCoAPiNADH+H+⑨再脫氫NAD+檸檬酸草酰乙酸順烏頭酸異檸檬酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸蘋果酸琥珀酰CoA乙酰CoA小結(jié)①三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個(gè)羧基的檸檬酸，反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程。②TAC過程的反應(yīng)部位是線粒體。③三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)經(jīng)過一次三羧酸循環(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

α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶④整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)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。2.

三羧酸循環(huán)的生理意義是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體；為呼吸鏈提供H++e。