生物化學(xué)與分子生物學(xué)1PPT課件生物化學(xué)與分子生物學(xué)1PPT課件1糖代謝MetabolismofCarbohydrates第六章2PPT課件糖代謝MetabolismofCarbohydrat2精品資料精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無(wú)顏見爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥說(shuō)早早早……”【生物化學(xué)與分子生物學(xué)】糖代謝--ppt課件4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。糖的概念5PPT課件糖的化學(xué)糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化學(xué)5ThemostimportantfunctionsofcarbohydratesGenerationofmetabolicenergybythecatabolismofglucoseMaintenanceofanormalbloodglucoselevelSupplyofspecializedmonosaccharidesasbiosyntheticprecursorssomesugarderivatesareimportantbioactivecompounds,suchasNAD+,FAD,andATP6PPT課件Themostimportantfunctionso6第一節(jié)

糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)

Digestion,absorptionandtransportationofCarbohydrates

7PPT課件第一節(jié)

糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)

Digestion,absor7一、糖消化后以單體形式吸收

糖的消化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。消化部位：主要在小腸，少量在口腔。8PPT課件一、糖消化后以單體形式吸收糖的消化人類食物中的糖主要有植物8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(guò)程：

腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣口腔腸腔胰液中的α-淀粉酶乳糖蔗糖葡萄糖果糖半乳糖乳糖酶蔗糖酶9PPT課件淀粉麥芽糖+麥芽三糖α-臨界糊精+異麥芽糖葡萄糖唾液中的α-9糖的吸收吸收部位：小腸上段

吸收形式：?jiǎn)翁?monosaccharide)

10PPT課件糖的吸收吸收部位：小腸上段吸收形式：?jiǎn)翁?monosa10ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門靜脈吸收機(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11PPT課件ADP+PiATPGNa+K+Na11葡萄糖被小腸黏膜細(xì)胞吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)入血循環(huán)，供身體各組織利用。肝對(duì)于維持血糖穩(wěn)定發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)血糖較高時(shí)，肝通過(guò)糖原合成和分解葡萄糖來(lái)降低血糖；當(dāng)血糖較低時(shí)，肝通過(guò)糖原分解和糖異生來(lái)升高血糖。12PPT課件葡萄糖被小腸黏膜細(xì)胞吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)入血循環(huán)，供身體各組織利12葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞這一過(guò)程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucosetransporter，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GLUT13PPT課件葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞這一過(guò)程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucos1314PPT課件14PPT課件14糖代謝的概況——分解、儲(chǔ)存、合成

葡萄糖酵解途徑丙酮酸有氧無(wú)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

15PPT課件糖代謝的概況——分解、儲(chǔ)存、合成葡萄糖酵解途徑15第二節(jié)

糖的無(wú)氧氧化

anaerobicoxidation16PPT課件第二節(jié)

糖的無(wú)氧氧化

anaerobicoxidation16一分子葡萄糖在胞液中可裂解為兩分子丙酮酸，是葡萄糖無(wú)氧氧化和有氧氧化的共同起始途徑，稱為糖酵解（glycolysis）。

在不能利用氧或氧供應(yīng)不足時(shí)，人體將丙酮酸在胞液中還原生成乳酸，稱為乳酸發(fā)酵（lactic

acidfermentation）。Theprocessfromglucose（葡萄糖）tolactate（乳酸）underanaerobicconditioniscalledanaerobicoxidation（無(wú)氧氧化）.17PPT課件一分子葡萄糖在胞液中可裂解為兩分子丙酮酸，是葡萄糖無(wú)氧氧化和17一、糖無(wú)氧氧化反應(yīng)過(guò)程分為糖酵解和乳酸生成兩個(gè)階段Stage1：糖酵解（glycolysis）Stage2：乳酸生成（productionoflactate）糖無(wú)氧氧化的反應(yīng)部位：胞液（cytosol）。Anaerobicoxidationcanbedividedintotwostages18PPT課件一、糖無(wú)氧氧化反應(yīng)過(guò)程分為糖酵解和乳酸生成兩個(gè)階段Stage18葡萄糖磷酸化為葡糖-6-磷酸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（glucose）葡糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）Glycolysis：葡萄糖分解為兩分子丙酮酸

19PPT課件葡萄糖磷酸化為葡糖-6-磷酸ATP19Thehexokinasereactionisalwaysthefirststepinglucosemetabolism，thereactionisirreversibleandarate-limitingstep(第一個(gè)不可逆反應(yīng))Thehexokinaseisthekeyenzyme（關(guān)鍵酶）Thephosphorylationreactionconsumes1ATPG-6-PcannotcrossthecellmembraneFourisoenzymesofhexokinasehavebeenfoundinmammals,glucokinase(葡萄糖激酶)istheonefoundinliver.Keypointsaboutthisreaction:20PPT課件Thehexokinasereactionisalw20哺乳類動(dòng)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(duì)葡萄糖的親和力很低；②受激素調(diào)控，對(duì)葡糖-6-磷酸的反饋抑制并不敏感。它這些特性使葡萄糖激酶對(duì)于肝維持血糖穩(wěn)定至關(guān)重要，只有當(dāng)血糖顯著升高時(shí)，肝才會(huì)加快對(duì)葡萄糖的利用，起到緩沖血糖水平的調(diào)節(jié)作用。21PPT課件哺乳類動(dòng)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。21果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate,F-6-P)葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸己糖異構(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磷酸烯醇式丙酮酸葡糖-6-磷酸（G-6-P）22PPT課件果糖-6-磷酸葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸己糖異22果糖-6-磷酸(F-6-P)

果糖-1,6-二磷酸(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)果糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?1,6-二磷酸

ATP

ADP

Mg2+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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸果糖激酶-1(phosphofructokinase-1,PFK-1)23PPT課件果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸(1,6-fructos23Thereactionisirreversibleandarate-limitingstep(第二個(gè)不可逆反應(yīng))Thephosphorylationreactionconsumes1ATPThePFK-1isthekeyenzymeKeypointsaboutthisreaction:24PPT課件Thereactionisirreversiblea24果糖-1,6-二磷酸果糖-1,6-二磷酸裂解成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(Dihydroxyacetonephosphate)

3-磷酸甘油醛(Glyceraldehyde-3-phosphate)

+25PPT課件果糖-1,6-二磷酸果糖-1,6-二磷酸裂解25磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛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26PPT課件磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛GluG-6-PF-6-PF263-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(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)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1,3-二磷酸甘油酸27PPT課件3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+271,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)

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磷酸烯醇式丙酮酸這種ADP或其他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(guò)程，稱為底物水平磷酸化(substrate-levelphosphorylation)

。1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸28PPT課件1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸ADP283-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(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸29PPT課件3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸GluG-6-PF-6292-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)30PPT課件2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶GluG-30ADPATPK+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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸將高能磷酸基轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP和丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸anothersubstrate-levelphosphorylation31PPT課件ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶GluG-6-31Thereactionisirreversibleandarate-limitingstep(第三個(gè)不可逆反應(yīng))Thisisthe2ndsubstrate-levelphosphorylation

andproduces1ATPThepyruvatekinaseisthekeyenzymeKeypointsaboutthisreaction:32PPT課件Thereactionisirreversiblea32GluG-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

Productsformedduringtheconversionofonemoleculeofglucosetotwomoleculesofpyruvateintheglycolysispathway33PPT課件GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP33（二）丙酮酸被還原為乳酸反應(yīng)中的NADH+H+

來(lái)自于上述第6步反應(yīng)中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。丙酮酸(pyruvate)

乳酸(lactate)

乳酸脫氫酶(Lactatedehydrogenase,LDH)NADH+H+NAD+34PPT課件（二）丙酮酸被還原為乳酸反應(yīng)中的NADH+H+來(lái)自于上述34E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖的無(wú)氧氧化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+35PPT課件E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶35糖酵解小結(jié)反應(yīng)部位：胞漿；糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過(guò)程；反應(yīng)全過(guò)程中有三步不可逆的反應(yīng)：GG-6-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATP

PEP丙酮酸丙酮酸激酶36PPT課件糖酵解小結(jié)反應(yīng)部位：胞漿；GG-6-PATPADP36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：從葡萄糖開始2×2-2=2ATP從糖原開始2×2-1=3ATP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）37PPT課件產(chǎn)能的方式和數(shù)量37PPT課件37二、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①

己糖激酶②

果糖-6-磷酸激酶-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)38PPT課件二、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①己糖激酶38

（一）磷酸果糖激酶-1對(duì)調(diào)節(jié)糖酵解速率最重要?jiǎng)e構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P別構(gòu)抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）39PPT課件（一）磷酸果糖激酶-1對(duì)調(diào)節(jié)糖酵解速率最重要?jiǎng)e構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)激39ATP對(duì)磷酸果糖激酶-1的調(diào)節(jié)：ATP結(jié)合位點(diǎn)調(diào)節(jié)效應(yīng)活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時(shí)）激活活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時(shí)）抑制40PPT課件ATP對(duì)磷酸果糖激酶-1的調(diào)節(jié)：ATP結(jié)合位點(diǎn)調(diào)節(jié)效應(yīng)活性中40（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)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41PPT課件（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制41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(wú)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42PPT課件共價(jià)修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi42三、糖無(wú)氧氧化的主要生理意義是機(jī)體不利用氧快速供能糖無(wú)氧氧化最主要的生理意義在于迅速提供能量，這對(duì)肌收縮更為重要。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(wú)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43PPT課件三、糖無(wú)氧氧化的主要生理意義是機(jī)體不利用氧快速供能糖無(wú)氧氧化43四、其他單糖可轉(zhuǎn)變成糖酵解的中間產(chǎn)物

除葡萄糖外，其他己糖如果糖、半乳糖和甘露糖也都是重要的能源物質(zhì)，它們可轉(zhuǎn)變成糖酵解的中間產(chǎn)物磷酸己糖而進(jìn)入糖酵解提供能量44PPT課件四、其他單糖可轉(zhuǎn)變成糖酵解的中間產(chǎn)物除44第三節(jié)

糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate45PPT課件第三節(jié)

糖的有氧氧化

AerobicOxidatio45部位：胞液(cytoplasm)及線粒體(mitochondria)概念Underaerobiccondition,glucoseisoxidizedcompletelytoCO2andH2O,linkedtotheformationofATPintheprocessofoxidativephosphorylation,thewholeprocessiscalled

aerobicoxidation.糖的有氧氧化指在機(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(guò)程。是機(jī)體主要供能方式。46PPT課件部位：胞液(cytoplasm)及線粒體(mitoch46葡萄糖有氧氧化概況47PPT課件葡萄糖有氧氧化概況47PPT課件47一、糖的有氧氧化分為三個(gè)階段第一階段：糖酵解第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第三階段：檸檬酸循環(huán)G（Gn）氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTCA循環(huán)胞液線粒體48PPT課件一、糖的有氧氧化分為三個(gè)階段第一階段：糖酵解第二階段48（一）葡萄糖經(jīng)糖酵解生成丙酮酸丙酮酸(pyruvate)

乙酰CoA(acetyl-CoA)NAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體(Pyruvatedehydrogenase)

總反應(yīng)式:（二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoAGlycolysis49PPT課件（一）葡萄糖經(jīng)糖酵解生成丙酮酸丙酮酸乙酰CoANAD+,49丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成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+TPP

硫辛酸（)HSCoAFAD,NAD+SSL酶輔酶50PPT課件丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成E1：丙酮酸脫氫酶HSCoANAD+50（三）乙酰CoA進(jìn)入檸檬酸循環(huán)以及氧化磷酸化生成ATP檸檬酸循環(huán)的第一步是乙酰CoA與草酰乙酸縮合成6個(gè)碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)重新生成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)。經(jīng)過(guò)一輪循環(huán)，乙酰CoA的2個(gè)碳原子被氧化成CO2；在循環(huán)中有1次底物水平磷酸化，可生成1分子ATP；有4次脫氫反應(yīng)，氫的接受體分別為NAD+或FAD，生成3分子NADH+H+和1分子FADH2。51PPT課件（三）乙酰CoA進(jìn)入檸檬酸循環(huán)以及氧化磷酸化生成ATP檸檬酸51電子傳遞鏈?zhǔn)怯梢幌盗醒趸€原體系組成，它們的功能是將H+或電子依次傳遞至氧，生成水。在H+/電子沿電子傳遞鏈傳遞過(guò)程中能量逐步釋放，同時(shí)伴有ADP磷酸化成ATP，即氧化與磷酸化反應(yīng)是偶聯(lián)在一起的，稱為氧化磷酸化。52PPT課件電子傳遞鏈?zhǔn)怯梢幌盗醒趸€原體系組成，它們的功能是將H+或電52檸檬酸循環(huán)(citricacidcycle)也稱為三羧酸循環(huán)(TricarboxylicacidCycle,TCAcycle)

，是由線粒體內(nèi)一系列酶促反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。因?yàn)樵搶W(xué)說(shuō)由Krebs正式提出，亦稱為Krebs循環(huán)。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)概述反應(yīng)部位：線粒體(mitochondria)53PPT課件檸檬酸循環(huán)(citricacidcycle)也稱為三53（一）檸檬酸循環(huán)由八步反應(yīng)組成乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕岙悪幟仕嵫趸擊绒D(zhuǎn)變?yōu)棣?酮戊二酸α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應(yīng)琥珀酸脫氫生成延胡索酸延胡索酸加水生成蘋果酸蘋果酸脫氫生成草酰乙酸54PPT課件（一）檸檬酸循環(huán)由八步反應(yīng)組成乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬541.乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸

乙酰輔酶A（acetylCoA）與草酰乙酸（oxaloacetate）縮合成檸檬酸（citrate）反應(yīng)由檸檬酸合酶（citratesynthase）催化Thereactionisirreversible55PPT課件1.乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸乙酰輔酶A（ace552.檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕岽朔磻?yīng)是由順烏頭酸酶催化的異構(gòu)化反應(yīng)由兩步反應(yīng)構(gòu)成，（1）：脫水反應(yīng)（2）：水合反應(yīng)56PPT課件2.檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕岽朔磻?yīng)是由順烏頭酸酶催化563.異檸檬酸氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)棣?酮戊二酸異檸檬酸在異檸檬酸脫氫酶（Isocitratedehydrogenase）作用下，氧化脫羧而轉(zhuǎn)變成

-酮戊二酸（

-Ketoglutarate）ThereactionisirreversibleItisthefirstoxidativedecarboxylation(第一次氧化脫羧反應(yīng)）57PPT課件3.異檸檬酸氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)棣?酮戊二酸異檸檬酸在異檸檬酸脫574.α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA在

-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體催化下-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA)；該脫氫酶復(fù)合體的組成及催化過(guò)程與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體類似。ThereactionisirreversibleItisthesecondoxidativedecarboxylation(第二次氧化脫羧反應(yīng)）58PPT課件4.α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA在-酮戊二酸脫585.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應(yīng)在琥珀酰CoA合成酶催化下，琥珀酰CoA的高能硫酯鍵水解與GDP磷酸化偶聯(lián)，生成琥珀酸、GTP和輔酶A。這是三羧酸循環(huán)中唯一直接生成高能磷酸鍵的反應(yīng)。59PPT課件5.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應(yīng)在琥珀酰CoA596.琥珀酸脫氫生成延胡索酸（fumarate）

此步反應(yīng)由琥珀酸脫氫酶催化，其輔酶是FAD，是三羧酸循環(huán)中唯一與內(nèi)膜結(jié)合的酶。60PPT課件6.琥珀酸脫氫生成延胡索酸（fumarate）此步反607.延胡索酸加水生成蘋果酸（malate）61PPT課件7.延胡索酸加水生成蘋果酸（malate）61PPT課件618.蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶催化此步反應(yīng)，輔酶是NAD+。62PPT課件8.蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶催化此步反應(yīng)，輔酶是62CoASHNADH+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63PPT課件CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+63經(jīng)過(guò)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，α-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)：64PPT課件經(jīng)過(guò)一次檸檬酸循環(huán)，整個(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。檸檬酸循環(huán)的要64檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無(wú)量的變化，不可能通過(guò)檸檬酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或檸檬酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在檸檬酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物：65PPT課件檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無(wú)量的變化，不可能通過(guò)65表面上看來(lái)，檸檬酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在檸檬酸循環(huán)中是不會(huì)消耗的，它可被反復(fù)利用。實(shí)際上：例如：草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸谷氨酸檸檬酸脂肪酸琥珀酰CoA卟啉Ⅰ.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，TCA循環(huán)中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。66PPT課件表面上看來(lái)，檸檬酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在檸檬酸循環(huán)中是66Ⅱ.機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起TCA循環(huán)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TCA循環(huán)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CO2NAD+NADH+H+所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。67PPT課件Ⅱ.機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起TCA循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這時(shí)蘋果酸、67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-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸的來(lái)源如下：68PPT課件草酰乙酸檸檬酸檸檬酸裂解酶乙酰CoA丙酮酸丙酮酸羧化68（三）檸檬酸循環(huán)在三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝中具有重要生理意義檸檬酸循環(huán)是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解產(chǎn)能的共同通路。檸檬酸循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。69PPT課件（三）檸檬酸循環(huán)在三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝中具有重要生理意義檸檬酸循69H++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、2.5ATP

[O]H2O、1.5ATP

FADH2[O]三、糖有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式70PPT課件H++e進(jìn)入呼吸鏈徹底氧化生成H2O的同時(shí)ADP偶聯(lián)70反應(yīng)輔酶最終獲得ATP第一階段（胞漿）葡萄糖→葡糖-6-磷酸-1果糖-6-磷酸→果糖-1,6-二磷酸-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×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二階段（線粒體基質(zhì)）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質(zhì)）2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×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*獲得ATP的數(shù)量取決于還原當(dāng)量進(jìn)入線粒體的穿梭機(jī)制71PPT課件反應(yīng)輔酶最終獲得ATP第一階段（胞漿）葡萄糖71糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑。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。72PPT課件糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由72四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①酵解途徑：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)：己糖激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶-1檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶73PPT課件四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①酵解途徑：②丙酮酸的氧化脫羧73（一）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：乙酰CoA；NADH；ATP別構(gòu)激活劑：AMP；ADP；NAD+乙酰CoA/HSCoA

或NADH/NAD+

時(shí)，其活性也受到抑制。這兩種情況見于饑餓、大量脂酸被動(dòng)員利用時(shí)，這時(shí)糖的有氧氧化被抑制，大多數(shù)組織器官利用脂酸作為能量來(lái)源以確保腦等重要組織對(duì)葡萄糖的需要。74PPT課件（一）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：乙酰CoA74共價(jià)修飾調(diào)節(jié)75PPT課件共價(jià)修飾調(diào)節(jié)75PPT課件75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NADHFADH2GTPATP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

+ADP

ADP

+ATP

–檸檬酸

琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH

+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影響②產(chǎn)物堆積引起抑制③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④其他，如Ca2+可激活許多酶（二）檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)76PPT課件乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮762．檸檬酸循環(huán)與上游和下游反應(yīng)協(xié)調(diào)在正常情況下，（糖）酵解途徑和檸檬酸循環(huán)的速度是相協(xié)調(diào)的。這種協(xié)調(diào)不僅通過(guò)高濃度的ATP、NADH的抑制作用，亦通過(guò)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)檸檬酸循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)也起著非常重要的作用。77PPT課件2．檸檬酸循環(huán)與上游和下游反應(yīng)協(xié)調(diào)在正常情況下，（糖）酵解途77有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)⑴有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。⑵ATP/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。⑶氧化磷酸化速率影響檸檬酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。⑷檸檬酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。檸檬酸循環(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。78PPT課件有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)⑴有氧氧化的調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)782ADPATP+AMP腺苷酸激酶體內(nèi)ATP濃度是AMP的50倍，經(jīng)上述反應(yīng)后，ATP/AMP變動(dòng)比ATP變動(dòng)大，有信號(hào)放大作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。有氧氧化全過(guò)程中許多酶的活性都受細(xì)胞內(nèi)ATP/ADP或ATP/AMP比率的影響，因而能得以協(xié)調(diào)。79PPT課件2ADPATP+AMP腺苷酸激酶體內(nèi)ATP濃度是AMP的5079五、糖有氧氧化可抑制糖無(wú)氧氧化*概念*機(jī)制

有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進(jìn)入線立體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸;缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)(Pastuereffect)指有氧氧化抑制生醇發(fā)酵（或無(wú)氧氧化）的現(xiàn)象。80PPT課件五、糖有氧氧化可抑制糖無(wú)氧氧化*概念*機(jī)制有氧時(shí)，N80第四節(jié)

磷酸戊糖途徑

pentosephosphatepathway

81PPT課件第四節(jié)

磷酸戊糖途徑

pentosephosph81磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway）是指從糖酵解的中間產(chǎn)物6-磷酸-葡萄糖開始形成旁路，通過(guò)氧化、基團(tuán)轉(zhuǎn)移兩個(gè)階段生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，從而返回糖酵解的代謝途徑，亦稱為磷酸戊糖旁路（pentosephosphateshunt）。磷酸戊糖途徑不能產(chǎn)生ATP，其主要意義是生成NADPH和磷酸核糖。82PPT課件磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathw82Pentosephosphatepathwayisa“minor”pathwayofcarbohydratemetabolismprovidespecializedproducts(ribose-5-phosphateandNADPH)forbiosynthesisofotherimportantmolecules.83PPT課件Pentosephosphatepathwayisa83細(xì)胞定位：cytoplasm

第一階段：氧化反應(yīng)

（Theoxidativebranch）一、磷酸戊糖途徑的分為兩個(gè)反應(yīng)階段反應(yīng)過(guò)程可分為二個(gè)階段:

第二階段：非氧化反應(yīng)（Thenonoxidativebranch）

生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。84PPT課件細(xì)胞定位：cytoplasm第一階段：氧化反應(yīng)（The84葡糖-6-磷酸核酮糖-5-磷酸NADPH+H+NADP+⑴H2ONADP+

CO2

NADPH+H+⑵葡糖-6-磷酸脫氫酶葡糖-6-磷酸脫氫酶

HCOHCH2OHCO葡糖-6-磷酸葡糖-6-磷酸內(nèi)酯（一）氧化反應(yīng)（Theoxidativebranch）5-磷酸核糖85PPT課件葡糖-6-磷酸核酮糖-5-磷酸NADPH+H+NA85催化第一步脫氫反應(yīng)的葡糖-6-磷酸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+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-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO286PPT課件催化第一步脫氫反應(yīng)的葡糖-6-磷酸脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶86經(jīng)過(guò)第二階段的一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，5-磷酸核糖最終轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸和3-磷酸甘油醛。這一階段非常重要，因?yàn)榧?xì)胞對(duì)NADPH的消耗量遠(yuǎn)大于磷酸戊糖，多余的戊糖需要通過(guò)此反應(yīng)返回糖酵解的代謝途徑再次利用。（二）基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)（Thenonoxidativebranch）87PPT課件經(jīng)過(guò)第二階段的一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，5-磷酸核糖最終轉(zhuǎn)變?yōu)楣?7核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖C5木酮糖-5-磷酸C5木酮糖-5-磷酸C5景天糖-7-磷酸C73-磷酸甘油醛C3赤蘚糖-4-磷酸C4果糖-6-磷酸C6果糖-6-磷酸C63-磷酸甘油醛C388PPT課件核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖木酮糖-5-磷酸88磷酸戊糖途徑第一階段第二階段木酮糖-5-磷酸C5木酮糖-5-磷酸C5景天糖-7-磷酸C73-磷酸甘油醛C3赤蘚糖-4-磷酸C4果糖-6-磷酸C6果糖-6-磷酸C63-磷酸甘油醛C3葡糖-6-磷酸(C6)×3葡糖-6-磷酸內(nèi)酯(C6)×3葡糖-6-磷酸(C6)×3核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+

3NADP+3H+

葡糖-6-磷酸脫氫酶3NADP+

3NADP+3H+葡糖-6-磷酸脫氫酶CO289PPT課件磷酸戊糖途徑第一階段第二階段木酮糖-5-磷酸C5木酮糖景天糖89總反應(yīng)式:3×葡糖-6-磷酸+6NADP+2×果糖-6-磷酸+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO290PPT課件總反應(yīng)式:3×葡糖-6-磷酸+6NADP+2×果糖-690磷酸戊糖途徑的特點(diǎn):脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過(guò)了3、4、5、6、7碳糖的演變過(guò)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(guò)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+。91PPT課件磷酸戊糖途徑的特點(diǎn):脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NAD91二、磷酸戊糖途徑主要受NADPH/NADP+比值的調(diào)節(jié)葡糖-6-磷酸脫氫酶此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定葡糖-6-磷酸進(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的需求。

92PPT課件二、磷酸戊糖途徑主要受NADPH/NADP+比值的調(diào)節(jié)葡糖-92三、磷酸戊糖途徑的生理意義是生成NADPH和磷酸戊糖（二）提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)（一）為核酸的生物合成提供核糖1.NADPH是許多合成代謝的供氫體；2.NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；3.NADPH可維持谷胱甘肽(GSH)的還原狀態(tài)。93PPT課件三、磷酸戊糖途徑的生理意義是生成NADPH和磷酸戊糖（二93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(guò)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。94PPT課件氧化型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽94葡糖-6-磷酸脫氫酶缺陷者，其紅細(xì)胞不能經(jīng)磷酸戊糖途徑獲得充足的NADPH，難以使谷胱甘肽保持還原狀態(tài)，因而表現(xiàn)出紅細(xì)胞（尤其是較老的紅細(xì)胞）易于破裂，發(fā)生溶血性黃疸。這種溶血現(xiàn)象常在食用蠶豆（是強(qiáng)氧化劑）后出現(xiàn)，故稱為蠶豆病。95PPT課件葡糖-6-磷酸脫氫酶缺陷者，其紅細(xì)胞不能經(jīng)磷酸戊糖途徑獲得充95第五節(jié)

糖原的合成與分解GlycogenesisandGlycogenolysis96PPT課件第五節(jié)

糖原的合成與分解Glycogenesisa96糖原(glycogen)是動(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，肌組織的1%，180~300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，肝組織的8%，70~100g，維持血糖水平糖原的定義：糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義：97PPT課件糖原(glycogen)是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)971.葡萄糖單元以α-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α-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：98PPT課件1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長(zhǎng)鏈。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)98一、糖原合成是由葡萄糖連接成多聚體合成部位：糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的過(guò)程。糖原合成時(shí)，葡萄糖先活化，再連接形成直鏈和支鏈。組織定位：liverandskelitalmuscle細(xì)胞定位：cytoplasm99PPT課件一、糖原合成是由葡萄糖連接成多聚體合成部位：糖原的合成(gl991.葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）糖原合成途徑：（一）葡萄糖活化為尿苷二磷酸葡萄糖100PPT課件1.葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸ATP100葡糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡糖-6-磷酸2.葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-1-磷酸

101PPT課件葡糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡糖-6-磷酸2.葡糖-6-磷101UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。3.葡糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量1-磷酸葡萄糖

尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)102PPT課件UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。3.葡糖102糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合（二）尿苷二磷酸葡萄糖連接形成直鏈和支鏈103PPT課件糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖103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+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)Keyenzyme104PPT課件糖原n為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(prim104５.糖原分枝酶的作用及分枝的形成

分支酶(branchingenzyme)

α-1,6-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵105PPT課件５.糖原分枝酶的作用及分枝的形成分支酶(branching105二、糖原分解從非還原末端進(jìn)行磷酸解亞細(xì)胞定位：胞漿肝糖原的分解過(guò)程:

糖原分解(glycogenolysis)習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過(guò)程。106PPT課件二、糖原分解從非還原末端進(jìn)行磷酸解亞細(xì)胞定位：胞漿肝糖原106（一）糖原磷酸化酶分解α-1,4-糖苷鍵1.糖原的磷酸解糖原磷酸化酶(Glycogenphosphorylase)糖原n+1糖原n+葡糖-1-磷酸Keyenzyme107PPT課件（一）糖原磷酸化酶分解α-1,4-糖苷鍵1.糖原的磷酸解糖1072.脫枝酶的作用①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基②水解

-1,6-糖苷鍵脫枝酶(debranchingenzyme)磷酸化酶轉(zhuǎn)移酶活性α-1,6糖苷酶活性在幾個(gè)酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中約85%為葡糖-1-磷酸，15%為游離葡萄糖。108PPT課件2.脫枝酶的作用①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基脫枝酶(debranch108葡糖-1-磷酸葡糖-6-磷酸磷酸葡萄糖變位酶3.葡糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成葡糖-6-磷酸4.葡糖-6-磷酸水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖葡糖-6-磷酸葡萄糖-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。109PPT課件葡糖-1-磷酸葡糖-6-磷酸磷酸葡萄糖變位酶3.葡糖-1-109糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1

UDPG-6-PG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

110PPT課件糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-P110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(guò)程相同，但是生成葡糖-6-磷酸之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的葡糖-6-磷酸不能轉(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)一步代謝。肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān)。111PPT課件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(guò)程相同，但是111G-6-P的代謝去路：G（補(bǔ)充血糖）G-6-PF-6-P（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

葡糖-6-磷酸內(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

112PPT課件G-6-P的代謝去路：G（補(bǔ)充血糖）G-6-PF-6-PG-112糖原的合成與分解是分別通過(guò)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嚴(yán)格調(diào)控113PPT課件糖原的合成與分解是分別通過(guò)兩條不同途徑進(jìn)行的。這種合成與分解113關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾和別構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。它們都以活性、無(wú)（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過(guò)磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：114PPT課件關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它們的114（一）糖原磷酸化酶受化學(xué)修飾和別構(gòu)調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)磷酸化酶b激酶磷酸化酶b（活性低）磷酸化酶b激酶-磷酸化酶a-（活性高）ＰＰ1.磷酸化的糖原磷酸化酶是活性形式

115PPT課件（一）糖原磷酸化酶受化學(xué)修飾和別構(gòu)調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾115（二）糖原合酶受化學(xué)修飾和別構(gòu)調(diào)節(jié)糖原合酶（活性高）糖原合酶-（活性低）Ｐ糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)1.去磷酸化的糖原合酶是活性形式116PPT課件（二）糖原合酶受化學(xué)修飾和別構(gòu)調(diào)節(jié)糖原合酶糖原合酶-Ｐ糖原合116腺苷環(huán)化酶（無(wú)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ATPcAMPPKA(無(wú)活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-PPKA(有活性)磷酸化酶b磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi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）117PPT課件腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）117兩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；調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用，效率高；受激素調(diào)節(jié)。糖原磷酸化酶合糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)特點(diǎn)：118PPT課件兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；糖原磷酸化酶合糖原合酶118Insulin(胰島素)stimulatesglycogensynthesisbothinliverandskeletalmuscle.Glucagon(胰高血糖素)stimulatesglycogendegradationintheliverwhenthebloodglucoselevelislow.Norepinephrine(去甲腎上腺素)andepinephrine(腎上腺素)arepowerfulactivatorsofglycogendegradationThephosporylationstateoftheenzymesisregulatedbyhormonesandtheirsecondmessengers119PPT課件Insulin(胰島素)stimulatesglyco119

四、糖原積累癥是由先天性酶缺陷所致糖原累積癥(glycogenstoragediseases)是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積。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。

120PPT課件四、糖原積累癥是由先天性酶缺陷所致糖原累積癥(glycog120型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正常Ⅱ溶酶體α1→4和1→6葡萄糖苷酶所有組織正常Ⅲ脫支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖鏈短Ⅳ分支酶缺失所有組織分支少，外周糖鏈特別長(zhǎng)Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌肉正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝正常Ⅶ肌肉和紅細(xì)胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、紅細(xì)胞正常Ⅷ肝臟磷酸化酶激酶缺陷腦、肝正常糖原積累癥分型121PPT課件型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正121第六節(jié)

糖異生Gluconeogenesis122PPT課件第六節(jié)122PPT課件122糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程。部位：原料：概念：主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。123PPT課件糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變123一、糖異生不完全是糖酵解的逆反應(yīng)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124PPT課件一、糖異生不完全是糖酵解的逆反應(yīng)酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化124（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）125PPT課件（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰125126PPT課件126PPT課件126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α-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GTPGDP+CO2線粒體胞液127PPT課件丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2AD127（二）果糖-1,6-二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸Pi果糖雙磷酸酶（三）葡糖-6-磷酸水解為葡萄糖葡糖-6-磷酸葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶128PPT課件（二）果糖-1,6-二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸果糖-1,6-128129PPT課件129PPT課件129果糖-6-磷酸

1,6-雙磷酸果糖磷酸果糖激酶-1

果糖雙磷酸酶-1ADP

ATP

Pi

葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸酶己糖激酶

ATP

ADP

PiPEP

丙酮酸草酰乙酸

丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADP

ATPCO2+ATPADP+PiGTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi

+CO2底物循環(huán)130PPT課件果糖-6-磷酸1,6-雙磷酸果糖磷酸130在以上反應(yīng)過(guò)程中，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)被稱為底物循環(huán)(substratecycle)。當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，就不能將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而又稱為無(wú)效循環(huán)(futilecycle)。而在細(xì)胞內(nèi)兩酶活性不完全相等，使代謝反應(yīng)僅向一個(gè)方向進(jìn)行。131PPT課件在以上反應(yīng)過(guò)程中，作用物的互變反應(yīng)分別由不同的酶催化其單向反131糖異生途徑所需NADH+H+的來(lái)源：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+132PPT課件糖異生途徑所需NADH+H+的來(lái)源：糖異生途徑中，1,3-二132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(lái)自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過(guò)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133PPT課件由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH+H+則由線粒體內(nèi)NA133非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物生糖氨基酸α-酮酸-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮乳酸丙酮酸2H上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原134PPT課件非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物生134二、糖異生的調(diào)控主要是對(duì)2個(gè)底物循環(huán)的調(diào)節(jié)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)。

135PPT課件二、糖異生的調(diào)控主要是對(duì)2個(gè)底物循環(huán)的調(diào)節(jié)酵解途徑與糖異生途135（一）第一個(gè)底物循環(huán)在果糖-6-磷酸與果糖-1,6-二磷酸之間進(jìn)行果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸ATPADP磷酸果糖激酶-1Pi果糖雙磷酸酶-1果糖-2,6-二磷酸AMP136PPT課件（一）第一個(gè)底物循環(huán)在果糖-6-磷酸與果糖-1,6-二磷酸之136（二）第二個(gè)底物循環(huán)在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之間進(jìn)行PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶果糖-1,6-二磷酸丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸137PPT課件（二）第二個(gè)底物循環(huán)在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之間進(jìn)行PEP137三、糖異生的主要生理意義是維持血糖恒定（一）維持血糖恒定是糖異生最重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。腦組織、紅細(xì)胞、骨髓、神經(jīng)等組織138PPT課件三、糖異生的主要生理意義是維持血糖恒定（一）維持血糖恒定是糖138糖異生的主要原料為乳酸、氨基酸及甘油。乳酸來(lái)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。139PPT課件糖異生的主要原料為乳酸、氨基酸及甘油。乳酸來(lái)自肌糖原分解。這139（二）糖異生是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲(chǔ)備的重要途徑Intheliver,thematerialsforglycogensynthesisarenormallynotfromglucosetakenupdirectlyfromblood,butfromglycerol,lactate,alanine,andpyruvateviagluconeogenesis.Thispathwayiscalledthree-carbonpathway(三碳途徑).140PPT課件（二）糖異生是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲(chǔ)備的重要途徑Inthel140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α-酮戊二酸因異生成糖而減少時(shí)，可促進(jìn)谷氨酰胺脫氨生成谷氨酸以及谷氨酸的脫氨反應(yīng)，腎小管細(xì)胞將NH3分泌入管腔中，與原尿中H+結(jié)合，降低原尿H+的濃度，有利于排氫保鈉作用的進(jìn)行，對(duì)于防止酸中毒有重要作用。（三）腎糖異生增強(qiáng)有利于維持酸堿平衡141PPT課件長(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。（三