物质代谢及其调节.ppt
,NAD+,NADH+H+,N,A,D,H,+,H,N,A,D,N,A,D,H,+,H,+,+,G,D,P,+,P,i,GTP,F,A,D,H,2,F,A,D,+,N,A,D,+,CO2,H 2 O,CO2,乙酰 CoA,(1),(6),(7),(8),(9),(4),(5),(2),柠檬酸,异柠檬酸,顺乌头酸,-酮戊二酸,琥珀酰 CoA,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,草酰乙酸,H O,2,(1)柠檬酸合酶(2)(3)顺乌头酸酶(4)异柠檬酸脱氢酶(5)-酮戊二酸脱氢酶复合体(6)琥珀酰CoA合成酶(7)琥珀酸脱氢酶(8)延胡索酸酶(9)苹果酸脱氢酶,三羧酸循环,H2O,HSCoA,HSCoA,HSCoA,一次底物水平磷酸化,H 2 O,H 2 O,二次脱羧反应,三个不可逆反应,四次脱氢反应,第四节 磷酸戊糖途径,磷酸戊糖途径（磷酸戊糖旁路）,胞浆,磷酸戊糖磷酸核糖，为代表性中间产物。旁路糖酵解在磷酸己糖处分出的新途径。,反应过程,第一阶段（氧化反应）磷酸戊糖的生成第二阶段（非氧化反应）基团转移反应 转酮醇酶反应 转醛酮酶反应,第一阶段 磷酸戊糖的生成,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸内酯,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮糖,5-磷酸核糖,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,H2O,CO2,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,H2O,G-6-P,6-P-G酸内酯,6-P-G酸,5-磷酸核酮糖,5-磷酸核糖,G-6-PD,G-6-PD,催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH+H+。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。,G-6-P,5-磷酸核糖,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,G-6-PD,C5,C3,C5,C3,C6,C4,C6,C7,C5,第二阶段 基团转移反应,+,+,+,5-磷酸核糖,7-磷酸景天糖,3-磷酸甘油醛,转酮醇酶,5-磷酸核酮糖,4-磷酸赤藓糖,F-6-P,转醛醇酶,4-磷酸赤藓糖,5-磷酸木酮糖,+,+,F-6-P,3-磷酸甘油醛,转酮醇酶,反应过程,6-磷酸葡萄糖,5-磷酸木酮糖,磷酸戊糖途径的特点,脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖。一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。,磷酸戊糖途径的调节,限速酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G-6-PD）NADPH/NADP+,生理意义,(一)为核酸的生物合成提供核糖 磷酸核糖用于DNA、RNA的合成；(二)提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应 体内多种合成代谢的供氢体 参与体内羟化反应 维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态,临床讨论,病史：半个月内有食新鲜蚕豆史，患病前12天内有取新鲜蚕豆或接触蚕豆花粉史。临床表现：（1）早期症状：有全身不适，畏寒，低热，头晕，无力，食欲减低，恶心呕吐，腹泻，发热，一般持续23天。（2）严重者可迅速出现高度贫血、巩膜轻度或中度黄染，尿色如浓茶水或酱油色。更重出现全身衰竭、血压下降，烦躁不安，少尿或无尿等急性循环衰竭和急性肾功能衰竭的表现。（3）肝肿大，少数可见脾肿大，面色苍白或苍黄，呼吸急促，重者见抽搐、昏迷，并出现病理反射。,蚕豆病,发病机制：体内缺乏6-P-葡萄糖脱氢酶，而蚕豆中含有蚕豆嘧啶、蚕豆嘧啶核苷、多巴、多巴核苷等具有氧化作用物质，可使G-6-PD缺陷患者中的红细胞GSH降低引发溶血。流行病学：为X染色体不完全显性遗传，故男：女7：1；每后五月为高发季节；两湖两广云贵川较多发病治疗：治疗上输血、输注洗涤红细胞常是抢救的关键，可一次或多次输注,第五节 糖原的合成与分解,糖原的合成代谢糖原的分解代谢糖原合成与分解的调节糖原累积症,是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。,糖 原(glycogen),糖原储存的主要器官及其生理意义,1.葡萄糖单元以-1,4-糖苷 键形成长链。2.约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。3.每条链都终止于一个非还原端.非还原端增多，以利于其被酶分解。,糖原的结构特点及其意义,目 录,一、糖原的合成代谢,（二）合成部位,（一）定义,糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的过程。,组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆,糖原的合成,葡萄糖激酶,糖原合成反应的特点,UDPG是活性葡萄糖基的供体，其生成过程利用ATP生成UTP，焦磷酸水解损失1个高能磷酸键。糖原引物上每加上一个葡萄糖，需要消耗2个高能磷酸键。,糖原的合成代谢,糖原合酶(关键酶)：只能促成-1，4-糖苷键，在该酶作用下，糖链只能延长，不能形成分支。分支酶：可将一段糖链，约6-7个葡萄糖基转移到邻近的糖链上，以-1，6-糖苷键相接，从而形成分支。分支的形成不仅可增加糖原的水溶性，更重要的是可增加非还原端数目，以便磷酸化酶能迅速分解糖原。,二、糖原的分解代谢,*定义,*亚细胞定位：胞 浆,糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。,7,7,肝糖元的分解,糖原的分解代谢,糖原磷酸化酶：只能分解-1，4-糖苷键，使非还原端上G磷酸化后脱落，距分枝4个G单位时停止。脱支酶：具有两种酶的活性：葡聚糖转移酶：将3个葡萄糖基转移到邻近糖链的末端，以-1，4-糖苷键相连；-1，6-葡萄糖苷酶：将以-1，6-糖苷键与糖链形成分支的葡萄糖基水解成游离葡萄糖,糖原的分解代谢,G（肝、肾）,G-1-P,G-6-P,Pi,糖原（Gn）,糖酵解或有氧氧化（肌肉）,葡萄糖-6-磷酸酶,Pi,糖原磷酸化酶,脱支酶,G-6-P的代谢去路,G（补充血糖）,G-6-P,F-6-P（进入酵解途径）,G-1-P,Gn（合成糖原）,UDPG,6-磷酸葡萄糖酸内酯（进入磷酸戊糖途径）,葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛酸途径）,小 结,反应部位：胞浆,糖原的合成与分解总图,糖原的合成与分解的调节,合成与分解不是简单的可逆反应关键酶：合成途径糖原合酶 分解途径磷酸化酶调节方式：共价修饰和变构调节生理性调节：激素（胰高血糖素与胰岛素）,共价修饰调节 磷酸化酶:磷酸化酶a（磷酸型）：有活性 磷酸化酶b（去磷酸）：无活性 糖原合酶：糖原合酶a：有活性 糖原合酶b：磷酸化，无活性。,糖原合成与分解的调节,磷酸化酶b激酶,糖原合酶,糖原合酶-P,磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷蛋白磷酸酶抑制剂,调节有级联放大作用，效率高；,两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；,此调节为酶促反应，调节速度快；,受激素调节。,1.共价修饰调节,2.别构调节,磷酸化酶二种构像紧密型(T)和疏松型(R)，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共价修饰调节。,*葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。,肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同,*在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调节，而肌肉主要受肾上腺素调节。*肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。,调节小结,双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。,双重调节：别构调节和共价修饰调节。,肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如：分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。,关键酶调节上存在级联效应。,关键酶都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。,糖原累积症(glycogen storage diseases)是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。,糖原累积症,糖原累积症分型,
