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文檔簡介
第一節(jié)
概述Introduction第1頁糖(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。(一)糖概念依據(jù)其水解產(chǎn)物情況,糖可分為單糖(monosacchride)丙丁戊己庚寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)一、糖分類與結(jié)構(gòu)第2頁葡萄糖(glucose)——已醛糖1.
單糖不能再水解糖。半乳糖(galactose)——已醛糖
第3頁核糖(ribose)——戊醛糖
果糖(fructose)——已酮糖第4頁2.
寡糖常見幾個(gè)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糖,各單糖之間借脫水縮合糖苷鍵相連。第5頁3.多糖
能水解生成多個(gè)分子單糖糖。常見多糖有淀粉(starch)糖原(glycogen)纖維素(cellulose)第6頁①淀粉是植物中養(yǎng)分儲(chǔ)存形式淀粉顆粒第7頁②糖原是動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖儲(chǔ)存形式第8頁③纖維素作為植物骨架β-1,4-糖苷鍵第9頁二、糖生理功效2.氧化供能,糖類供給機(jī)體所需能量50-70%3.在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)變成其它物質(zhì)1.作為生物體結(jié)組成份4.作為細(xì)胞識別信息分子第10頁第二節(jié)糖代謝概況及血糖起源與去路第11頁
糖代謝主要細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行。進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)過程是依賴一類葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucosetransporter,GLUT)而實(shí)現(xiàn)。第12頁*血糖,指血液中葡萄糖(單糖)。*血糖水平,即血糖濃度。
正常血糖濃度:3.89-6.11mmol/L血糖及血糖水平概念第13頁血糖食物糖消化,吸收肝糖原分解非糖物質(zhì)糖異生氧化分解CO2+H2O糖原合成
肝(肌)糖原磷酸戊糖路徑等其它糖脂類、氨基酸合成代謝脂肪、氨基酸血糖起源和去路尿糖第14頁第三節(jié)糖消化與吸收第15頁(一)糖消化人類食物中糖主要有植物淀粉、動(dòng)物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖、果糖等,其中以淀粉為主。消化部位:
主要在小腸,少許在口腔第16頁淀粉麥芽糖+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α-淀粉酶第17頁二、糖吸收1.吸收部位
小腸上段
2.吸收形式
單糖
第18頁ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細(xì)胞腸腔門靜脈主動(dòng)吸收Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣
細(xì)胞內(nèi)膜
第19頁第四節(jié)
糖分解產(chǎn)能過程
第20頁
一、糖酵解反應(yīng)過程第一階段
第二階段*糖酵解(glycolysis)定義*糖酵解分為兩個(gè)階段*糖酵解反應(yīng)部位:胞漿在缺氧情況下,葡萄糖生成乳酸(lactate)過程稱之為糖酵解。
由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate),稱之為糖酵解路徑(glycolyticpathway)。由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。第21頁1.糖酵解路徑兩個(gè)階段(1)1分子葡萄糖分解為2分子磷酸丙糖(2)磷酸丙糖轉(zhuǎn)變成為丙酮酸第22頁⑴葡萄糖磷酸化
己糖激酶催化反應(yīng)不可逆,反應(yīng)需要消耗能量ATP,Mg2+是反應(yīng)激活劑,是糖酵解第一步限速反應(yīng)。已糖激酶是限速酶,又稱關(guān)鍵酶。已糖激酶(HK)第23頁反應(yīng)意義:
(1)糖磷酸化后輕易參加代謝
(2)糖磷酸后帶上負(fù)電荷基團(tuán),不易透過細(xì)胞質(zhì)膜(保糖)已糖激酶(HK):四種同工酶Ⅰ~Ⅳ型
Ⅳ型又稱為GK,僅存在于肝臟和胰腺B細(xì)胞中,對葡萄糖親和力較低,在調(diào)整葡萄糖磷酸化及維持血糖水平方面起著主要生理作用。第24頁⑵6-磷酸葡萄糖異構(gòu)作用磷酸己糖異構(gòu)酶第25頁⑶6-磷酸果糖磷酸化為1,6-雙磷酸果糖
6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)
第二步限速反應(yīng),PFK-1是第二個(gè)關(guān)鍵酶,反應(yīng)需消耗ATP第26頁F-6-PF-2,6-DPFPK-2F-2,6-DP是FPK-1最強(qiáng)變構(gòu)激活劑。第27頁(4)磷酸丙糖生成第28頁⑸磷酸丙糖同分異構(gòu)化96%4%繼續(xù)反應(yīng)第29頁第二階段:磷酸丙糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸幄?-磷酸甘油醛氧化脫氫第30頁
第一步生成ATP反應(yīng)
底物水平磷酸化:ADP或其它核苷二磷酸(NDP)磷酸化作用與底物脫氫作用直接相耦聯(lián)生成NTP反應(yīng)過程。⑺底物水平磷酸化:1,3-二磷酸甘油酸磷酸轉(zhuǎn)移
Mg2+第31頁⑻3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸
Mg2+第32頁⑼2-磷酸甘油酸脫水為磷酸烯醇式丙酮酸
Mg2+第33頁⑽丙酮酸生成和底物水平磷酸化第三個(gè)限速步驟Mg2+第34頁2.丙酮酸還原為乳酸第35頁E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解代謝路徑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+第36頁第37頁糖酵解小結(jié)⑴反應(yīng)部位:胞漿⑵糖酵解是一個(gè)不需氧產(chǎn)能過程⑶反應(yīng)全過程中有三步不可逆反應(yīng)GG-6-PATPADP己糖激酶ATPADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1
ADPATPPEP丙酮酸丙酮酸激酶第38頁⑷
產(chǎn)能方式和數(shù)量方式:底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量:2×2-2=2ATP⑸終產(chǎn)物乳酸去路釋放入血,進(jìn)入肝臟再深入代謝。分解利用乳酸循環(huán)(糖異生)第39頁果糖己糖激酶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)入酵解路徑。6-磷酸果糖激酶-1第40頁二、糖酵解調(diào)整關(guān)鍵酶①
己糖激酶②
6-磷酸果糖激酶-1③
丙酮酸激酶調(diào)整方式①別構(gòu)調(diào)整②共價(jià)修飾調(diào)整第41頁
(一)6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*別構(gòu)調(diào)整
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)
此酶有二個(gè)結(jié)合ATP部位:①催化亞基與ATP高親和力(低濃度時(shí))②調(diào)整亞基與抑制劑結(jié)合(高濃度時(shí))F-1,6-2P正反饋調(diào)整該酶最強(qiáng)激活劑第42頁F-6-PF-1,6-2PATPADPPFK-1磷蛋白磷酸酶PiPKAATPADPPiF-2,6-2P+++–/+AMP+檸檬酸–AMP+檸檬酸–PFK-2(有活性)FBP-2(無活性)6-磷酸果糖激酶-2PFK-2(無活性)FBP-2(有活性)PP果糖雙磷酸酶-2第43頁(二)丙酮酸激酶1.
別構(gòu)調(diào)整別構(gòu)抑制劑:ATP,丙氨酸別構(gòu)激活劑:1,6-雙磷酸果糖第44頁2.
共價(jià)修飾調(diào)整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)蛋白第45頁
(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。第46頁
三、糖酵解生理意義1.是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量有效方式。2.
是一些細(xì)胞在氧供給正常情況下主要供能路徑。①無線粒體細(xì)胞,如:紅細(xì)胞②代謝活躍細(xì)胞,如:白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞第47頁糖有氧氧化(aerobicoxidation)指在機(jī)體氧供充分時(shí),葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2,并釋放出能量過程。是機(jī)體主要供能方式。*部位:胞液及線粒體
*概念二、糖有氧氧化
第48頁一、有氧氧化反應(yīng)過程第一階段:酵解路徑第二階段:丙酮酸氧化脫羧第三階段: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)胞液線粒體第49頁(一)丙酮酸氧化脫羧丙酮酸進(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:第50頁丙酮酸脫氫酶復(fù)合體組成
酶3種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6種
TPP
硫辛酸()HSCoAFAD,NAD+Mg2+SSL第51頁CO2CoASHNAD+NADH+H+5.
NADH+H+生成1.
-羥乙基-TPP生成2.乙酰硫辛酰胺生成3.乙酰CoA生成4.硫辛酰胺生成第52頁第53頁三羧酸循環(huán)(TricarboxylicacidCycle,TAC)也稱為檸檬酸循環(huán),這是因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中第一個(gè)中間產(chǎn)物是一個(gè)含三個(gè)羧基檸檬酸。因?yàn)镵rebs正式提出了三羧酸循環(huán)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。全部反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。(二)三羧酸循環(huán)*概述*反應(yīng)部位第54頁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蘋果酸脫氫酶目錄第55頁(2)三羧酸循環(huán)(TAC)主要特點(diǎn):①TAC是細(xì)胞線粒體內(nèi)進(jìn)行一系列連續(xù)酶促反應(yīng)。TAC每運(yùn)轉(zhuǎn)一周凈結(jié)果是氧化一分子乙酰CoA。②TAC1、2、3、4、經(jīng)過一次三羧酸循環(huán),1一次底物水平磷酸化(GTP)2二次脫羧(2分子CO2)3三步不逆反應(yīng)(整個(gè)反應(yīng)不可逆)4四次脫氫(FAD2,3NADH)第56頁③在第一次循環(huán)過程中,脫掉羧基來自草酰乙酸,而不是新加入乙酰基。④三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物類似于催化劑作用,本身并無量改變。⑤三羧酸循環(huán)是不可逆,檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體為該路徑限速酶,催化反應(yīng)是單向不可逆反應(yīng)。第57頁⑶三羧酸循環(huán)生理意義
三羧酸循環(huán)不但是糖分解供能最終代謝通路,同時(shí)也是脂肪和氨基酸在體內(nèi)進(jìn)行生物氧化最終代謝通路;三羧酸循環(huán)又是糖、脂肪、氨基酸代謝相互聯(lián)絡(luò)樞紐;三羧酸循環(huán)在提供生物合成前體中也起主要作用。第58頁三、有氧氧化調(diào)整關(guān)鍵酶①
酵解路徑:己糖激酶②丙酮酸氧化脫羧: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第59頁1.
丙酮酸脫氫酶復(fù)合體⑴變構(gòu)調(diào)整變構(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。第60頁⑵共價(jià)修飾調(diào)整第61頁乙酰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+ADPADP+ATP–檸檬酸琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH+Ca2+Ca2+①ATP、ADP影響②產(chǎn)物堆積引發(fā)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)中酶④其它,如Ca2+可激活許多酶2.
三羧酸循環(huán)調(diào)整第62頁有氧氧化調(diào)整特點(diǎn)⑴有氧氧化調(diào)整經(jīng)過對其關(guān)鍵酶調(diào)整實(shí)現(xiàn)。⑵ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)整。該比值升高,所相關(guān)鍵酶均被抑制。⑶氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低,則后者速率也減慢。⑷三羧酸循環(huán)與酵解路徑相互協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA,則酵解路徑對應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。第63頁(三)糖有氧氧化過程當(dāng)中能量代謝情況與其生理意義(1)糖有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要路徑H++e
進(jìn)入呼吸鏈徹底氧化生成H2O
同時(shí)ADP偶聯(lián)磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2O、1.5ATP
FADH2[O]第64頁有氧氧化生成ATP第65頁葡萄糖有氧氧化生成ATP反應(yīng)輔酶ATP第一階段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖→1,6-雙磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸NAD+2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸2×12×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2×1第二階段2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×2.5第三階段2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×2.52×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×2.52×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×1.52×蘋果酸→2×草酰乙酸NAD+2×2.5凈生成32(或30)ATPNAD+NAD+NAD+2.5(或1.5)×2第66頁(2)糖有氧氧化是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝總樞紐,也是體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)相互變主要聯(lián)絡(luò)機(jī)構(gòu)。(3)糖有氧氧化路徑與體內(nèi)糖其它代謝路徑有著親密聯(lián)絡(luò)。第67頁有氧氧化生理意義糖有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要路徑。它不但產(chǎn)能效率高,而且因?yàn)楫a(chǎn)生能量逐步分次釋放,相當(dāng)一部分形成ATP,所以能量利用率也高。簡言之,即“供能”Q1:丙酮酸完全氧化產(chǎn)生多少個(gè)ATP?Q2:乳酸完全氧化產(chǎn)生多少個(gè)ATP?第68頁四、巴斯德效應(yīng)*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)入線粒體深入氧化而不生成乳酸;缺氧時(shí),酵解路徑加強(qiáng),NADH+H+在胞漿濃度升高,丙酮酸作為氫接收體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解現(xiàn)象。第69頁第五節(jié)
磷酸戊糖路徑
PentosePhosphatePathway第70頁*概念磷酸戊糖路徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+,前者再深入轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖反應(yīng)過程。第71頁*細(xì)胞定位:胞液
第一階段:氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖,NADPH+H+及CO2一、磷酸戊糖路徑反應(yīng)過程*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)包含一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。第72頁6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖NADPH+H+NADP+⑴H2ONADP+
CO2
NADPH+H+⑵6-磷酸葡萄糖脫氫酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶
HCOHCH2OHCO6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯第一階段:氧化階段第73頁催化第一步脫氫反應(yīng)6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝路徑關(guān)鍵酶。兩次脫氫脫下氫均由NADP+接收生成NADPH+H+。反應(yīng)生成磷酸核糖是一個(gè)非常主要中間產(chǎn)物。G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2第74頁每3分子6-磷酸葡萄糖同時(shí)參加反應(yīng),在一系列反應(yīng)中,經(jīng)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)入酵解路徑。所以,磷酸戊糖路徑也稱磷酸戊糖旁路(pentosephosphateshunt)。2.
基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)第75頁5-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第76頁磷酸戊糖路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)×36-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-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第77頁總反應(yīng)式3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+
2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2
第78頁磷酸戊糖路徑特點(diǎn)⑴脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體,生成NADPH+H+。⑵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碳糖演變過程。⑶反應(yīng)中生成了主要中間代謝物——5-磷酸核糖。⑷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+。第79頁二、磷酸戊糖路徑調(diào)整*6-磷酸葡萄糖脫氫酶此酶為磷酸戊糖路徑關(guān)鍵酶,其活性高低決定6-磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖路徑流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值影響,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。第80頁
三、磷酸戊糖路徑生理意義(主要)(一)為核苷酸生成提供核糖(二)提供NADPH作為供氫體參加各種代謝反應(yīng)第81頁1.NADPH是體內(nèi)許多合成代謝供氫體2.NADPH參加體內(nèi)羥化反應(yīng),參加肝臟生物轉(zhuǎn)化作用3.NADPH可維持GSH還原性2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+AAH24.NADPH參加中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌后產(chǎn)生超氧陰離子自由基。第82頁第六節(jié)
糖原合成與分解
GlycogenesisandGlycogenolysis第83頁是動(dòng)物體內(nèi)糖儲(chǔ)存形式之一,是機(jī)體能快速動(dòng)用能量貯備。葡萄糖直接主要以α-1,4糖苷鍵鏈接。分子量100W-1000W。肌肉:肌糖原,180~300g,主要供肌肉收縮所需肝臟:肝糖原,70~150g,維持血糖水平糖原(glycogen)糖原儲(chǔ)存主要器官及其生理意義第84頁1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。2.
約10個(gè)葡萄糖單元處形成份枝,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。糖原結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義第85頁一、糖原合成代謝(二)合成部位(一)定義糖原合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原過程。組織定位:主要在肝臟、肌肉細(xì)胞定位:胞漿第86頁1.
葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶(肝)(三)糖原合成路徑第87頁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)移意義在于:因?yàn)檠娱L形成α-1,4-糖苷鍵,所以葡萄糖分子C1上半縮醛羥基必須活化,才利于與原來糖原分子末端葡萄糖游離C4羥基縮合。第88頁*UDPG可看作“活性葡萄糖”,在體內(nèi)充作葡萄糖供體。+PPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量1-磷酸葡萄糖
尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)UTP尿苷PPP第89頁糖原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)合糖原n為原有細(xì)胞內(nèi)較小糖原分子,稱為糖原引物(primer),作為UDPG上葡萄糖基接收體。第90頁(四)糖原分枝形成
分支酶
(branchingenzyme)
α-1,6-糖苷鍵
α-1,4-糖苷鍵第91頁反應(yīng)步驟第92頁
二、糖原分解代謝*定義*亞細(xì)胞定位:胞漿
*肝糖元分解
糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖
磷酸化酶1.糖原磷酸解(不消耗能量)限速反應(yīng)糖原分解(glycogenolysis)習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖過程。輔酶:磷酸吡哆醛第93頁1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶2.
1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖3.6-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
肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶,所以生成6-磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放入血。所以肌糖原不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰5?4頁脫枝酶
(debranchingenzyme)(二)糖原側(cè)鏈水解①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基②水解
-1,6-糖苷鍵磷酸化酶轉(zhuǎn)移酶活性α-1,6糖苷酶活性第95頁⑵G-6-P代謝去路G(補(bǔ)充血糖)G-6-PF-6-P(進(jìn)入酵解路徑)G-1-PGn(合成糖原)UDPG6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯(進(jìn)入磷酸戊糖路徑)小結(jié)⑴反應(yīng)部位:胞漿第96頁3.糖原合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原nPi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶(肝)糖原n第97頁
三、糖原合成與分解調(diào)整關(guān)鍵酶①糖原合成:糖原合酶
②糖原分解:糖原磷酸化酶
這兩種關(guān)鍵酶主要特點(diǎn):*它們快速調(diào)整有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)整二種方式。*它們都以活性、無(低)活性二種形式存在,二種形式之間可經(jīng)過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。第98頁③調(diào)整有級聯(lián)放大作用,效率高;①兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性改變相反;②此調(diào)整為酶促反應(yīng),調(diào)整速度快;④受激素調(diào)整。(一)糖原代謝磷酸化調(diào)整
第99頁腺苷環(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ATPcAMPPKA(無活性)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)第100頁(二)別構(gòu)調(diào)整磷酸化酶:變構(gòu)激活劑:AMP
變構(gòu)抑制劑:葡萄糖、ATP糖原合酶:變構(gòu)激活劑:6-磷酸葡萄糖第101頁(三)肌肉內(nèi)糖原代謝特殊性1.主要受腎上腺素調(diào)整2.變構(gòu)效應(yīng)劑主要為AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖3.Ca2+升高可引發(fā)肌糖原分解增加第102頁調(diào)整小結(jié)②雙向調(diào)控:對合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)整,如加強(qiáng)合成則減弱分解,或反之。③雙重調(diào)整:別構(gòu)調(diào)整和共價(jià)修飾調(diào)整。④關(guān)鍵酶調(diào)整上存在級聯(lián)效應(yīng)。①關(guān)鍵酶都以活性、無(低)活性二種形式存在,二種形式之間可經(jīng)過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。第103頁第七節(jié)
糖異生Gluconeogenesis第104頁糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物(乳酸、甘油、丙酮酸、生糖氨基酸等)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃^程。*部位*原料*概念主要在肝,腎細(xì)胞胞漿及線粒體
主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸第105頁一、糖異生反應(yīng)過程(一)糖異生路徑(gluconeogenicpathway)從丙酮酸生成葡萄糖反應(yīng)過程稱為糖異生路徑第106頁P(yáng)EP
丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADPATP
CO2+ATP
ADP+PiGTP
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi+CO21.丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?1)丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗R宜幔?)草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸第107頁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線粒體胞液第108頁1,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1
果糖雙磷酸酶-1ADPATPPi2.1,6二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖第109頁6-磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶己糖激酶ATPADPPi3.6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖主要存在于肝、腎中第110頁底物循環(huán)(substratecycle):由不一樣酶催化兩個(gè)單向反應(yīng)使兩種底物互變循環(huán)。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-1ADPATPPi6-磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶己糖激酶ATPADPPi第111頁糖異生活躍有葡萄糖-6磷酸酶【】肝肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解路徑丙酮酸乳酸NADHNAD+乳酸乳酸NAD+NADH丙酮酸糖異生路徑血液糖異生低下沒有葡萄糖-6磷酸酶【】
(二)乳酸循環(huán)(lactosecycle)———(Cori循環(huán))第112頁*生理意義①乳酸再利用,防止了乳酸損失。②預(yù)防乳酸堆積引發(fā)酸中毒。*乳酸循環(huán)是一個(gè)耗能過程2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。第113頁二、糖異生調(diào)整6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖雙磷酸酶-12,6-雙磷酸果糖AMP第一個(gè)底物循環(huán)在6-磷酸化成1,6-雙磷酸果糖之間第114頁(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丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶1,6-雙磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸第115頁三、糖異生生
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