糖代谢江大生化.ppt
丙酮酸,CO2+H2O,重点,第四节 糖的中间代谢,葡萄糖,ATP,己糖激酶,6,-,磷酸葡萄糖,磷酸葡萄糖变位酶,磷酸葡萄糖异构酶,6,-,磷酸果糖,ATP,磷酸果糖激酶,1,6,二磷酸果糖,醛缩酶,3,-,磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,活化,G=,-,7.5kcal/mol,(,不可逆,),异构,G=,-,0.6kcal/mol,(,可逆,),二次活化,G=,-,5.0kcal/mol,(,不可逆,),裂解,G=,-,0.3kcal/mol,(,可逆,),ADP,ADP,Pi,3、回补途径能为TCA循环补充中间产物的代谢途径称为回补途径。主要有丙酮酸羧化支路和乙醛酸循环,它能为TCA循环供应草酰乙酸和苹果酸。已经证明有好几种酶催化这一反应，其中，最具普遍意义的有丙酮酸羧化酶和苹果酸酶。a)丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸,需要生物素为辅酶。,(1)丙酮酸羧化支路,b)在真核细胞中，苹果酸酶催化丙酮酸还原羧化成苹果酸，反应不需要ATP，但需要NADH+H+。,(1)丙酮酸羧化支路,c)在植物、细菌、人脑和心脏中还存在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶，可催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸。,(1)丙酮酸羧化支路,许多植物、微生物能够在乙酸或产生乙酰CoA的化合物中生长。同时种子发芽时可以将脂肪转化成糖。这是因为它们具有异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶，存在着一个类似于TCA循环的乙醛酸循环缘故。这种循环是TCA循环的修改形式，但是不存在于动物中。,(2)乙醛酸循环,乙醛酸循环的意义借此附属路线植物和某些微生物可以利用脂肪酸、乙酸作为唯一能源和碳源获得生物能量，合成糖类化合物和氨基酸、蛋白质，维持正常生长。,(3)其他回补途径天冬氨酸和谷氨酸的转氨作用可以形成草酰乙酸和-酮戊二酸。异亮氨酸、缬氨酸和苏氨酸、甲硫氨酸也会形成琥珀酸。,三、磷酸戊糖途径（HMP）生物体中除TCA循环外，还有其他糖代谢途径，其中磷酸戊糖途径是较为重要的一种。在动物和许多微生物中约有30%的葡萄糖可能由此途径进行氧化。1、HMP途径的生化过程,2、HMP途径的生理意义1)产生大量的NADPH，为生物合成提供还原力。如 脂肪酸、氨基酸、核苷酸等生物合成途径中需要 大量的NADPH，主要靠HMP途径提供。2)产生磷酸戊糖参加核酸代谢。3)NADPH使红细胞中的还原性谷胱苷肽再生，对维 持红细胞的还原性有重要作用。4)HMP途径是植物光合作用中从CO2合成葡萄糖的部 分途径。,四、糖的异生(gluconeogenesis)糖的异生是指由非糖物质(丙酮酸、甘油、乳酸和某些氨基酸等)合成葡萄糖的过程。人脑对葡萄糖有高度的依赖性。红细胞也需要提供葡萄糖。成人脑每日大约需要120 g葡萄糖，占人体对葡萄糖的每日总需要量（约为160 g）的绝大部分。从糖原可随时提供的葡萄糖大约为190g。因此机体在一般情况下，体内的葡萄糖量足够维持一天的需要，但是如果机体处于饥饿状态，则必须由非糖物质转化成葡萄糖提供急需。当机体处于剧烈运动时，也需要由非糖物质及时提供葡萄糖。,1、糖异生的途径,草酰乙酸不能穿越线粒体内膜,该酶仅存在线粒体中,糖异生的途径不是简单的酵解途径的逆转，因为从葡萄糖到丙酮酸的代谢过程中有三步是不可逆的，在糖异生中它们由另一些酶来催化。糖异生有其特殊的调控酶，需要ATP供能，以保证合成途径的进行。,2、糖异生的生理意义1)糖异生是一个非常重要的生物合成葡萄糖的途径。糖异生主要在肝脏中进行。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料，因此，血中葡萄糖浓度降低时，首先是脑细胞受损。2)在饥饿、剧烈运动造成糖原下降后，糖异生会使酵解产生的乳酸，脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖，这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需求是十分重要的。,3、葡糖异生作用的调节 葡糖异生作用和糖酵解作用有密切的相互协调关系。如果糖酵解作用活跃。则葡糖异生作用必受一定限制。如果糖酵解的主要酶受到抑制，则葡糖异生作用酶的活性就受到促进。葡萄糖的浓度对糖酵解起调节作用。乳酸浓度以及其他葡萄糖前体的浓度对葡糖异生都起调节作用。,第五节 糖原的合成与分解,糖原（glycogen）是葡萄糖的贮存形式，当细胞中能量充足时，进行糖原合成而贮存能量。当能量供应不足时，糖原分解产生ATP，以保证供应生命活动所需要的能量。糖原的分解与合成是分别进行的不同途径，它们的反应速度受激素、别构酶的精细调节。,一、糖原的降解（Glycogen breakdown）糖原的结构类似于支链淀粉，分支短链的平均长度是12-18个葡萄糖单位，比支链淀粉短(24-30)；分支度比支链淀粉高，每隔3个葡萄糖单位即有一个支链，相对分子量在2.7105-3.5106。糖原的分解途径,糖原磷酸化酶,脱支酶,1.磷酸化酶催化糖原非还原性末端磷酸解磷酸化酶催化的特点是，从糖原分子的非还原性末端断下一个葡萄糖分子，同时出现一个新的非还原性末端葡萄糖分子。2.磷酸化酶催化糖原14糖苷键磷酸解,二、糖原的合成（Glycogen biosynthesis）葡萄糖是合成糖原的唯一原料，半乳糖和果糖都要通过酶转变成磷酸葡萄糖才能转变成糖原。1、催化糖原合成的三种酶 糖原的生物合成通过3个步骤，包括3种酶的催化作用:（1）UDP一葡萄糖焦磷酸化酶（2）糖原合酶（3）分支酶,2、糖原合成 途径:,糖原代谢的调控,磷酸化酶和糖原合酶的的作用都受到严格的调控。当磷酸化酶充分活动时，糖原合酶几乎不起作用;而当糖原合酶活跃时，磷酸化酶又受到抑制。这两种酶受到效应物的别构调控。别构效应物有：ATP,葡萄糖-6-磷酸(G6P),AMP等。在肌肉中：糖原磷酸化酶受AMP的活化，受ATP和G6P和葡萄糖的抑制;而糖原合酶却受G6P和葡萄糖的活化。,
