生命活動(dòng)的主要能源第1頁/共160頁2糖（carbohydrates）的化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物，包括單糖、寡聚糖和多糖。糖的概念目錄第2頁/共160頁3單糖是不能再水解的糖葡萄糖（glucose）果糖（fructose）目錄第3頁/共160頁4半乳糖（galactose）核糖（ribose）目錄第4頁/共160頁5寡糖是能水解成幾分子單糖的糖麥芽糖（maltose）：葡萄糖-葡萄糖。蔗糖（sucrose）：葡萄糖-果糖。乳糖（lactose）：葡萄糖-半乳糖。目錄第5頁/共160頁6多糖是能水解生成多個(gè)單糖分子的糖淀粉（starch）糖原（glycogen）纖維素（cellulose）目錄第6頁/共160頁7淀粉是植物中養(yǎng)分的儲存形式淀粉顆粒目錄第7頁/共160頁8糖原是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式目錄第8頁/共160頁9纖維素作為植物的骨架目錄第9頁/共160頁10

6.1

概述目錄第10頁/共160頁116.1.1

糖類的生理功用

6.1.1.1糖在生命活動(dòng)中的主要作用是提供碳源和能源。目錄第11頁/共160頁126.1.1.2提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料。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。目錄第12頁/共160頁136.1.1.3作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。目錄第13頁/共160頁146.1.2

糖的消化吸收人類食物中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。目錄第14頁/共160頁15目錄第15頁/共160頁16一些成年人由于缺乏乳糖酶導(dǎo)致在飲用牛奶后，牛奶中的乳糖不能被水解而在腸中積聚，細(xì)菌作用后產(chǎn)生H2、CH4和乳酸等，引起腹脹、腹瀉等癥狀，可飲用酸奶。乳糖不耐癥目錄第16頁/共160頁176.1.3

糖代謝概況糖血糖糖原代謝戊糖途徑糖異生CO2H2O動(dòng)物、人消化吸收綠色植物光合作用ATP呼吸鏈O22H有氧氧化無氧酵解目錄第17頁/共160頁186.2

糖的無氧氧化目錄第18頁/共160頁19在無氧情況下，葡萄糖分解生成乳酸的過程叫糖酵解。葡萄糖丙酮酸無氧乳酸糖酵解途徑糖酵解目錄第19頁/共160頁20

6.2.1

糖酵解的反應(yīng)過程反應(yīng)起始：葡萄糖或糖原。反應(yīng)場所：胞液。反應(yīng)條件：無氧、ATP和NAD+。反應(yīng)階段：6C耗能階段和3C產(chǎn)能階段。目錄第20頁/共160頁216.2.1.1

葡萄糖分解生成丙酮酸糖酵解途徑，葡萄糖經(jīng)歷十步反應(yīng)分解生成2分子丙酮酸。目錄第21頁/共160頁22（1）葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖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Mg2+ATPADP己糖激酶葡萄糖

6-磷酸葡萄糖目錄第22頁/共160頁23需Mg2+參與是耗能的不可逆反應(yīng)（ATP供能和提供Pi基團(tuán)）哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)4種已糖激酶同工酶(Ⅰ-Ⅳ型)。已糖激酶（hexokinase,HK）目錄第23頁/共160頁24

HK四種同工酶，在肝細(xì)胞中存在的是Ⅳ型，稱為葡萄糖激酶（glucokinase,GK）

HKGK

分布絕大多數(shù)組織肝催化的底物G、半乳糖、果糖 G

與G反應(yīng)的Km值0.1mmol/L10mmol/LG6P對酶的調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制無目錄項(xiàng)目第24頁/共160頁25由于GK對葡萄糖的親和力低，GK催化的酶促反應(yīng)只有在餐后大量消化吸收的G進(jìn)入肝臟后才加強(qiáng)，生成的糖原儲存于肝中，在血糖濃度恒定的過程中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)血中葡萄糖糖濃度正?；蚱蜁r(shí)，GK活性低，葡萄糖進(jìn)入肝細(xì)胞被利用少，此時(shí)，HK活性仍較高，利于肝外組織利用葡萄糖供能。目錄第25頁/共160頁26（2）6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖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磷酸烯醇式丙酮酸己糖異構(gòu)酶6-磷酸葡萄糖

6-磷酸果糖

目錄第26頁/共160頁27（3）6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-二磷酸果糖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

ATPADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖

目錄第27頁/共160頁28該反應(yīng)是耗能的不可逆反應(yīng)。體內(nèi)還有6-磷酸果糖激酶-2，它催化6-磷酸果糖的C2磷酸化生成2,6-二磷酸果糖，它不是酵解途徑的中間產(chǎn)物，但在酵解的調(diào)控上有重要作用。目錄第28頁/共160頁29（+）6-磷酸果糖激酶-1是變構(gòu)酶，AMP、ADP、2,6-二磷酸果糖是變構(gòu)激活劑，ATP、檸檬酸是變構(gòu)抑制劑。（-）AMP、ADP2,6-二磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATP、檸檬酸6-磷酸果糖激酶-1目錄第29頁/共160頁30（4）1,6-二磷酸果糖裂解為磷酸丙糖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1,6-二磷酸果糖

醛縮酶磷酸二羥丙酮

3-磷酸甘油醛

+目錄第30頁/共160頁31（5）磷酸丙糖的互變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3-磷酸甘油醛

磷酸二羥丙酮

目錄第31頁/共160頁32（6）3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸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Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛

1,3-二磷酸甘油酸

目錄CHOCHOHCHCH2POCH2PPOO=CCOHCH2POPPOPPO第32頁/共160頁33（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸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ADPATP磷酸甘油酸激酶1,3-二磷酸甘油酸

3-磷酸甘油酸目錄第33頁/共160頁34在磷酸甘油酸激酶的催化下，1,3-二磷酸甘油酸上的高能磷酸基轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，這是糖酵解途徑中生成ATP的第一個(gè)反應(yīng)。目錄第34頁/共160頁35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）。

目錄第35頁/共160頁36（8）3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸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3-磷酸甘油酸

2-磷酸甘油酸

目錄第36頁/共160頁37（9）2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖酖luG-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磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶2-磷酸甘油酸

+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸目錄第37頁/共160頁38（10）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸酖luG-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=磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸

ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶目錄COOHC

OCH3第38頁/共160頁396.2.1.2丙酮酸還原轉(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+目錄第39頁/共160頁406.2.2糖酵解的生理意義6.2.2.1是機(jī)體在缺氧情況下迅速獲取能量的有效方式(如肌肉收縮，以底物水平磷酸化的方式產(chǎn)能)。目錄第40頁/共160頁41

6.2.2.2是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑，如紅細(xì)胞。目錄第41頁/共160頁426.3

糖的有氧氧化目錄第42頁/共160頁43葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成CO2和H2O，并釋放大量能量的反應(yīng)過程稱為有氧氧化（aerobicoxidation）。目錄第43頁/共160頁446.3.1糖有氧氧化分三個(gè)階段第一階段糖酵解途徑第二階段丙酮酸氧化脫羧第三階段三羧酸循環(huán)目錄第44頁/共160頁456.3.1.1第一階段：糖酵解途徑葡萄糖分解生成丙酮酸是與無氧酵解共同經(jīng)歷的階段。目錄第45頁/共160頁466.3.1.2第二階段：丙酮酸脫羧生成乙酰輔酶A丙酮酸+HSCoA

乙酰CoA+CO2NAD+NADH+H+丙酮酸脫氫酶復(fù)合體目錄第46頁/共160頁47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

輔酶

TPP

硫辛酸（)HSCoA

FAD、NAD+SSL目錄第47頁/共160頁486.3.1.3第三階段：乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)一次循環(huán)共消耗1分子乙酰CoA，產(chǎn)生2分子CO2，3分子NADH＋H+，1分子FADH2和1分子GTP。目錄第48頁/共160頁49三羧酸循環(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。6.3.2三羧酸循環(huán)目錄第49頁/共160頁50

1953年HansAdolfKrebs因發(fā)現(xiàn)檸檬酸循環(huán)而獲諾貝爾獎(jiǎng)目錄第50頁/共160頁51三羧酸循環(huán)概況C2C6C4C4C5NADH+H+CO2NADH+H+CO2GTPFADH2NADH+H+目錄第51頁/共160頁526.3.2.1三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程三羧酸循環(huán)由8步反應(yīng)組成，包括2次脫羧、4次脫氫和1次底物水平磷酸化。目錄第52頁/共160頁53（1）乙酰CoA與草酰乙酸縮合生成檸檬酸

縮合反應(yīng)，檸檬酸合酶催化目錄第53頁/共160頁54（2）檸檬酸異構(gòu)化為異檸檬酸

順烏頭酸酶目錄第54頁/共160頁55（3）異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸

第一次脫氫脫羧反應(yīng)，由異檸檬酸脫氫酶催化目錄第55頁/共160頁56（4）α-酮戊二酸脫羧生成琥珀酰CoA第二次脫氫脫羧反應(yīng)，由α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體催化目錄第56頁/共160頁57（5）琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁?/p>

三羧酸循環(huán)中唯一的一次底物水平磷酸化，由琥珀酸脫氫酶催化

目錄iii第57頁/共160頁58（6）琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸

第三次脫氫反應(yīng)，由琥珀酸脫氫酶催化，琥珀酸脫氫酶存在于線粒體內(nèi)膜上

目錄第58頁/共160頁59（7）延胡索酸加水生成蘋果酸

延胡索酸酶催化的可逆反應(yīng)

目錄HO第59頁/共160頁60（8）蘋果酸脫氫生成草酰乙酸

第四次脫氫再次生成草酰乙酸，由蘋果酸脫氫酶催化目錄第60頁/共160頁H2O②H2O①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蘋果酸脫氫酶檸檬酸順烏頭酸α-酮戊二酸NADHCO2NADH+H+CO2HSCoA琥珀酰CoA琥珀酸HSCoAGTP延胡索酸蘋果酸FADH2NADHH2O異檸檬酸H2OHSCoA草酰乙酸乙酰CoA第61頁/共160頁62①TAC過程的反應(yīng)部位是線粒體。②有氧條件下進(jìn)行。消耗：乙酰CoA。產(chǎn)物：4×2H（3NADH，1FADH2）；GTP;2×CO2。三羧酸循環(huán)小結(jié)

目錄第62頁/共160頁63④中間物質(zhì)的補(bǔ)充（回補(bǔ)反應(yīng)）。③循環(huán)不可逆（3個(gè)關(guān)鍵酶）。α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶目錄第63頁/共160頁64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，三羧酸循環(huán)中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以建立糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。例如：天冬氨酸α-酮戊二酸

谷氨酸檸檬酸脂肪酸卟啉

目錄草酰乙酸琥珀酰CoA第64頁/共160頁65草酰乙酸的更新補(bǔ)充草酰乙酸檸檬酸檸檬酸裂解酶乙酰CoA

丙酮酸丙酮酸羧化酶

CO2

蘋果酸蘋果酸脫氫酶NADH+H+NAD+天冬氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酶α-酮戊二酸

谷氨酸目錄第65頁/共160頁66三羧酸循環(huán)的四次脫氫：

3NADHFADH2、一次底物磷酸化

3×2.5ATP+1.5ATP+ATP=10ATP一分子乙酰CoA經(jīng)過三羧酸循環(huán)產(chǎn)生的能量目錄第66頁/共160頁676.3.2.2三羧酸循環(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；為其他物質(zhì)代謝提供小分子前體。目錄第67頁/共160頁686.3.3有氧氧化生成的ATP反應(yīng)輔酶最終獲得ATP第一階段（胞漿）葡萄糖6-磷酸葡糖糖-1F6P1,6-二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸2×3-磷酸甘油酸22×PEP2×丙酮酸2第二階段（線粒體基質(zhì)）2×丙酮酸2×乙酰CoA2NADH5第68頁/共160頁692×異檸檬酸2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA2×琥珀酸2×琥珀酸2×延胡索酸2×蘋果酸2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一個(gè)葡糖糖總共獲得30或32第三階段（線粒體基質(zhì)）目錄第69頁/共160頁706.3.4巴斯德效應(yīng)1857年，法國科學(xué)家LouisPasteur發(fā)現(xiàn)在無氧條件下酵母菌能利用糖發(fā)酵生醇。若將其移至有氧環(huán)境時(shí)，生醇發(fā)酵受到抑制，酵母菌以有氧氧化獲得能量。氧氣抑制生醇發(fā)酵（或糖酵解）的現(xiàn)象巴斯德效應(yīng)(Pasteureffect)。目錄第70頁/共160頁716.4

磷酸戊糖途徑目錄第71頁/共160頁72磷酸戊糖途徑指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過程。磷酸戊糖途徑的概念目錄第72頁/共160頁73途徑概況磷酸戊糖氧化脫羧階段NADPH+H+

NADP+糖酵解途徑G-6-P基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)階段F-6-PG3P5-磷酸核糖特點(diǎn)：不生成ATP脫氫反應(yīng)以NADP+為輔酶目錄第73頁/共160頁746.4.1

磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程磷酸戊糖途徑的全過程在胞質(zhì)中進(jìn)行，分為氧化反應(yīng)階段和非氧化反應(yīng)階段。目錄第74頁/共160頁75在氧化反應(yīng)階段，6-磷酸葡萄糖經(jīng)氧化脫羧生成5-磷酸核糖和NADPH+H+；在非氧化反應(yīng)階段，通過一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移將多余的核糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。目錄第75頁/共160頁766.4.1.1氧化反應(yīng)階段在這個(gè)階段，6-磷酸葡萄糖經(jīng)歷四步反應(yīng)生成5-磷酸核糖（ribose-5-phosphate）、NADPH+H+和CO2。目錄第76頁/共160頁77（1）6-磷酸葡萄糖氧化生成6-磷酸葡萄糖酸目錄第77頁/共160頁78（2）6-磷酸葡萄糖酸氧化脫羧目錄第78頁/共160頁796.4.1.2非氧化反應(yīng)階段每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。目錄第79頁/共160頁805-磷酸核酮糖(C5)×35-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

C66-磷酸果糖

C63-磷酸甘油醛

C3目錄第80頁/共160頁81基團(tuán)轉(zhuǎn)移的總反應(yīng)式為3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+

2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2目錄第81頁/共160頁82GA-6-P脫氫酶

NADPH+H+G-6-P脫氫酶第一階段

G-6-P6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖R-5-P5-磷酸木酮糖

(C3)

2×(C6)F-6-P3-磷酸甘油醛3×(C5)酵解途徑第二階段NADP+

CO2

NADPH+H+NADP+

第82頁/共160頁836.5

糖原合成與分解目錄第83頁/共160頁84糖原（glycogen）是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量儲備。還原端目錄第84頁/共160頁85肌肉：肌糖原，180~400g

主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70~100g

維持血糖水平糖原儲存的主要器官及其生理意義目錄第85頁/共160頁86糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

▲葡萄糖單位以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈?！s10個(gè)葡萄糖單元處形成分支，分支處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加?！織l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。目錄第86頁/共160頁876.5.1

糖原的合成代謝糖原的合成代謝在肝和肌組織的胞質(zhì)中進(jìn)行，需消耗ATP和UTP。反應(yīng)過程包括葡萄糖的活化、糖鏈延長和糖原分支形成等環(huán)節(jié)。目錄第87頁/共160頁88

6.5.1.1

葡萄糖的活化葡萄糖的活性形式是尿苷二磷酸葡萄糖（uridinediphosphateglucose,UDPG），尿苷二磷酸葡萄糖的合成需要三步反應(yīng)來完成。目錄第88頁/共160頁89（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

Mg2+ATPADP己糖激酶葡萄糖

6-磷酸葡萄糖目錄第89頁/共160頁90（2）6-P-葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成1-P-葡萄糖

6-磷酸葡萄糖OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶目錄第90頁/共160頁91（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成

UDPG是葡萄糖的活性形式，在體內(nèi)充當(dāng)葡萄糖供體。目錄第91頁/共160頁92糖原n糖原n+1

UDP糖原合酶UDPG(葡萄糖供體)

UDPG焦磷酸化酶UTPPPi6.5.1.2

糖鏈的延長目錄第92頁/共160頁936.5.1.3

分支的形成當(dāng)糖原合酶合成糖鏈長度達(dá)到12～18個(gè)葡萄糖基時(shí)，由分支酶（branchingenzyme）將末端約6～7個(gè)葡萄糖基組成的一段糖鏈轉(zhuǎn)移至鄰近的糖鏈上，以α-1,6-糖苷鍵相連形成分支。目錄第93頁/共160頁94糖原合成過程目錄第94頁/共160頁956.5.2

糖原的分解代謝糖原分解首先釋放6-磷酸葡萄糖，6-磷酸葡萄糖在葡萄糖6-磷酸酶的作用下水解成葡萄糖。目錄第95頁/共160頁966.5.2.1

糖原直鏈部分的水解糖原直鏈部分以α-1,4-糖苷鍵連接，在糖原磷酸化酶（glycogenphosphorylase）的作用下首先裂解成1-磷酸葡萄糖，然后再異構(gòu)成6-磷酸葡萄糖并進(jìn)入糖酵解或糖異生途徑。目錄第96頁/共160頁97（1）糖原磷酸解生成1-磷酸葡萄糖磷酸化酶1-磷酸葡萄糖P目錄第97頁/共160頁98（2）1-磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶目錄第98頁/共160頁99（3）6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖肝臟中含有葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase），可使6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖并釋放入血。但肌組織內(nèi)沒有葡萄糖6-磷酸酶，所以肌糖原不能補(bǔ)充血糖，只能進(jìn)行糖酵解和有氧氧化。目錄第99頁/共160頁1006.5.2.2

糖原分支的水解糖原磷酸化酶只能水解α-1,4-糖苷鍵，對α-1,6-糖苷鍵無作用。目錄第100頁/共160頁101糖原的合成與分解目錄第101頁/共160頁1026.5.3

糖原累積癥

糖原累積癥（glycogenstoragedisease）是由于糖原代謝相關(guān)酶的遺傳缺陷而導(dǎo)致的糖原大量沉積于某些組織器官的一類遺傳性疾病。目錄第102頁/共160頁1036.6

糖異生目錄第103頁/共160頁104糖異生（gluconeogenesis）是由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖和糖原的過程。

糖異生的概念

目錄第104頁/共160頁1056.6.1

糖異生途徑從丙酮酸開始合成葡萄糖的反應(yīng)過程稱為糖異生途徑(gluconeogenicpathway)。目錄第105頁/共160頁106糖異生途徑中大部分反應(yīng)是糖酵解的逆過程，但是己糖激酶、磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶催化的反應(yīng)的逆過程由其他的酶和反應(yīng)代替。目錄第106頁/共160頁1076.6.1.1

丙酮酸羧化支路丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸，需兩步反應(yīng)，消耗兩分子ATP。目錄第107頁/共160頁108磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+CO2GTP丙酮酸羧化酶ADPATP+CO2丙酮酸激酶ATPADP目錄第108頁/共160頁109（1）丙酮酸羧化生成草酰乙酸反應(yīng)時(shí)CO2先與生物素結(jié)合，消耗1分子ATP，然后活化的CO2再轉(zhuǎn)移給丙酮酸生成草酰乙酸。由于胞質(zhì)中不含丙酮酸羧化酶，丙酮酸必須進(jìn)入線粒體內(nèi)才能羧化。目錄第109頁/共160頁110（2）草酰乙酸脫羧生成磷酸烯醇式丙酮酸

由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化，消耗1分子GTP。線粒體和胞質(zhì)中都含有磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，因此草酰乙酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸既可以在線粒體，也可以在胞質(zhì)中進(jìn)行。目錄第110頁/共160頁111草酰乙酸的兩種穿梭方式

目錄第111頁/共160頁1126.6.1.21,6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸果糖目錄第112頁/共160頁1136.6.1.36-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖目錄第113頁/共160頁1146.6.2

糖異生的生理意義

維持血糖濃度恒定。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。調(diào)節(jié)酸堿平衡（乳酸異生為糖）。目錄第114頁/共160頁1156.6.3

乳酸循環(huán)

目錄肝細(xì)胞肌細(xì)胞血液第115頁/共160頁116乳酸循環(huán)為捷克生化學(xué)家Cori夫婦所闡明，又稱Cori循環(huán)Cori夫婦目錄第116頁/共160頁1176.7

糖代謝的調(diào)節(jié)目錄第117頁/共160頁118糖代謝進(jìn)行的方向和速率是由各條途徑中的限速酶（也稱關(guān)鍵酶）決定的，一條代謝途徑中通常具有多個(gè)限速酶，這些限速酶對代謝過程的調(diào)控有主次之分。限速調(diào)節(jié)酶

目錄第118頁/共160頁119限速酶催化的反應(yīng)稱為限速反應(yīng)，限速反應(yīng)比較慢，方向不可逆，其進(jìn)程可以影響整個(gè)代謝途徑的進(jìn)程。限速反應(yīng)

目錄第119頁/共160頁1206.7.1

糖酵解的調(diào)節(jié)

己糖激酶（葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶是糖酵解途徑流量控制的調(diào)節(jié)點(diǎn)，分別受變構(gòu)效應(yīng)劑調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)。目錄第120頁/共160頁121

ATP/AMP比例（反映細(xì)胞內(nèi)能量水平）

ATP/AMP↑：酵解↓（能量充足）

ATP/AMP↓：酵解↑（能量短缺）對三個(gè)限速酶的共同調(diào)節(jié)目錄第121頁/共160頁1226.7.1.16-磷酸果糖激酶-1是主要調(diào)控點(diǎn)變構(gòu)激活劑：AMP；ADP；1,6-二磷酸果糖；2,6-二磷酸果糖。變構(gòu)抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）。目錄第122頁/共160頁1236-磷酸果糖激酶-1有兩個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)，催化部位和調(diào)節(jié)部位，ATP與調(diào)節(jié)部位的親和力較低，細(xì)胞中ATP濃度較高的情況下會(huì)與之相結(jié)合并抑制酶的活性。目錄第123頁/共160頁1246-PFK-16-PFK-1AMPATP催化部位調(diào)節(jié)部位[↓][↑]抑制激活6-磷酸果糖激酶-1的ATP結(jié)合位點(diǎn)目錄第124頁/共160頁125磷酸果糖激酶的活性調(diào)節(jié)目錄第125頁/共160頁1266.7.1.2

丙酮酸激酶是第二個(gè)重要調(diào)節(jié)點(diǎn)變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)激活劑：1,6-二磷酸果糖。變構(gòu)抑制劑：ATP。目錄第126頁/共160頁127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P蛋白激酶A(proteinkinaseA)+目錄第127頁/共160頁1286.7.2

有氧氧化的調(diào)節(jié)

限速酶①酵解途徑：己糖激酶②丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體③三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶目錄第128頁/共160頁1296.7.2.1

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)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+。目錄第129頁/共160頁130共價(jià)修飾調(diào)節(jié)目錄第130頁/共160頁1316.7.2.2

三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)中有三個(gè)限速酶，分別由檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶。異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體是三羧酸循環(huán)的主要調(diào)控點(diǎn)。目錄第131頁/共160頁132乙酰CoA

檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸蘋果酸異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體–ATP+ADPADP+檸檬酸

NADH–琥珀酰CoANADH①ATP、ADP的影響。②產(chǎn)物堆積引起抑制。

–③其他，如Ca2+可激活許多酶。+Ca2+

Ca2+ATP第132頁/共160頁1336.7.3

磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)

6-磷酸葡萄糖脫氫酶：限速酶。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對該酶有強(qiáng)烈抑制作用。目錄第133頁/共160頁1346.7.4

糖原合成與分解的調(diào)節(jié)

糖原合成途徑的限速酶是糖原合酶，分解途徑的限速酶是糖原磷酸化酶。機(jī)體內(nèi)糖原合成與分解的代謝平衡受這兩種酶的控制。目錄第134頁/共160頁135肝糖原合成與分解的調(diào)節(jié)主要依靠胰島素和胰高血糖素；肌糖原合成與分解的調(diào)節(jié)主要依賴胰島素和腎上腺素。目錄第135頁/共160頁136概念：通過一系列酶促反應(yīng)將激素信號放大的連鎖反應(yīng)稱為級聯(lián)放大系統(tǒng)。意義：一是放大效應(yīng)；二是級聯(lián)中各級反應(yīng)都存在可被調(diào)節(jié)的方式。胰高血糖素的調(diào)節(jié)涉及到信號的級聯(lián)放大目錄第136頁/共160頁137胰高血糖素和腎上腺素的調(diào)節(jié)目錄第137頁/共160頁1386.7.5

糖異生的調(diào)節(jié)

糖異生的調(diào)節(jié)是對三個(gè)底物循環(huán)的調(diào)節(jié)。作用物的互變反應(yīng)分別由不同的酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)。

目錄第138頁/共160頁139糖異生和糖酵解:是兩條相反的代謝途徑，對糖酵解限速酶的抑制就應(yīng)促進(jìn)糖異生限速酶的活力。起動(dòng)糖異生作用就要關(guān)閉糖酵解。否則，循環(huán)是無效的。目錄第139頁/共160頁1406-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖二磷酸酶-1

2,6-二磷酸果糖

AMP6.7.5.16-磷酸果糖與1,6-二磷酸果糖之間目錄第140頁/共160頁1416.7.5.2

磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間的雙向調(diào)節(jié)PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶

1,6-二磷酸果糖

丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸丙酮酸羧化酶目錄第141頁/共160頁1426.8

血糖及其調(diào)節(jié)目錄第142頁/共160頁143血糖（bloodsugar）指血液中的葡萄糖。血糖水平較為恒定，維持在3.89～6.11mmol/L之間。血糖的概念及正常范圍

目錄第143頁/共160頁144血糖水平恒定的生理意義保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。紅細(xì)胞腦組織骨髓及神經(jīng)組織目錄第144頁/共160頁1456.8.1

血糖的來源和去路

血糖食物