生物化学第四章 糖代谢课件.ppt

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1、Metabolism of Carbohydrates,糖 代 谢,第 四 章,根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。,单糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)结合糖(glycoconjugate),淀粉 植物中养分的储存形式,淀粉颗粒,目 录,糖原 动物体内糖储存形式,纤维素 作为植物的骨架,第 一 节 概 述,Introduction,一、糖的生理功能,1.氧化供能,3.作为机体组织细胞的组成成分,2.提供合成体内其他物质的原料,淀粉,麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）,-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）,葡萄糖

2、,唾液中的-淀粉酶,-葡萄糖苷酶,-临界糊精酶,肠粘膜上皮细胞刷状缘,胃,口腔,肠腔,胰液中的-淀粉酶,二、糖的消化与吸收,ADP+Pi,ATP,G,Na+,K+,小肠粘膜细胞,肠腔,门静脉,Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter,SGLT),刷状缘,细胞内膜,糖代谢的概况,葡萄糖,丙酮酸,H2O及CO2,乳酸,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,核糖+NADPH+H+,淀粉,第 二 节 糖的无氧分解 Glycolysis,第一阶段,第二阶段,一、定义,三、反应过程,二、细胞定位：胞浆,在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程。,糖酵解途

3、径(glycolytic pathway),丙酮酸 乳酸,G 丙酮酸,(二)丙酮酸转变成乳酸,丙酮酸,乳酸,NADH+H+的来源？,E2,E1,E3,*不需氧*不可逆反应*产能少*终产物：乳酸,四、糖酵解的调节,关键酶,调节方式,F-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,PFK-1,磷蛋白磷酸酶,PKA,（二）丙酮酸激酶,1,6-双磷酸果糖（+）；ATP,丙氨酸（-）,丙酮酸激酶,丙酮酸激酶,ATP,ADP,Pi,磷蛋白磷酸酶,（无活性）,（有活性）,PKA：蛋白激酶A(protein kinase A),CaM：钙调蛋白,五、生理意义,1.在缺氧情况下迅速获能。,2.是某些特殊细胞在氧供

4、应正常情况下的重要获能途径。,第 三 节糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate,在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。,二、细胞定位 胞液及线粒体,一、定义,三、反应过程,酵解途径,丙酮酸的氧化脱羧,（三羧酸循环+氧化磷酸化）,G（Gn）,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TAC循环,胞液,线粒体,乙酰CoA的彻底氧化,（一）丙酮酸的氧化脱羧,E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶,二氢硫辛酰胺,乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸

5、，再重复循环反应的过程。,线粒体基质,（二）三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle,TAC),*定义,*细胞定位,Krebs循环/柠檬酸循环,NADH+H+,NAD+,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH2,NADH+H+,NAD+,核苷二磷酸激酶,GDP,GTP,（三）氧化磷酸化（ATP的生成）,呼吸链,四、糖有氧氧化的生理意义,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,五、有氧氧化的调节,关键酶,酵解途径：己糖激酶,丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体,三羧酸循环：柠檬酸合酶,丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1,-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶,共价修饰

6、调节,目 录,六、巴斯德效应(Pastuer effect),*概念,有氧氧化抑制糖酵解的现象,有氧和缺氧的情况分析,*机制,第 四 节 磷酸戊糖途径 Pentose Phosphate Pathway,一、概念,由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。,二、细胞定位：胞 液,第一阶段：氧化反应,三、反应过程,第二阶段：非氧化反应,磷酸戊糖途径,第一阶段,第二阶段,代谢物脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH+H+关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶,四、磷酸戊糖途径的调节,受NADPH/NADP+比值的影响,五、磷酸戊糖途径的生理意义,第

7、五 节 糖原的合成与分解,Glycogenesis and Glycogenolysis,Tangde hecheng,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,-1,4-糖苷键-1,6-糖苷键,一、糖原的合成代谢,（二）合成部位,（一）定义,由葡萄糖合成糖原的过程,器官定位：肝脏、肌肉细胞定位：胞浆,1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,（三）糖原合成途径,2.6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖,*UDPG：“活性葡萄糖”,+,3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,尿苷二磷酸葡

8、萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG),4.-1,4-糖苷键式结合,糖原n：糖原引物(primer),糖原n+1+UDP,糖原n+UDPG,糖原合酶(glycogen synthase),（四）糖原分枝的形成,二、糖原的分解代谢(glycogenolysis),*定义,*细胞定位：胞 浆,*肝糖原的分解,1.糖原的磷酸解,习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程,3.1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖,4.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖,肌,酵解途径,糖原的合成与分解总图,三、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

9、蛋白磷酸酶抑制剂,*葡萄糖（-）磷酸化酶,双向调控,双重调节,第 六 节 糖 异 生Gluconeogenesis,从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。,*器官定位：肝、肾,*原料,*概念,细胞定位：胞浆及线粒体,主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸,一、糖异生途径(gluconeogenic pathway),*定义,*过程,糖异生途径与糖酵解途径大多数反应是共有的、可逆的,丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程,1.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),丙酮酸,草酰乙酸,PEP,丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素（线粒体）,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（线粒体/胞液）,N

10、ADH+H+的来源？,糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛时，需要NADH+H+,2.1,6-双磷酸果糖 转变为 6-磷酸果糖,3.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖,二、糖异生的调节,底物循环,(substratecycle),6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-1,Pi,果糖双磷 酸酶-1,1.6-磷酸果糖与1,6-双磷酸果糖之间,2.磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间,PEP,丙 酮 酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,乙 酰 CoA,草酰乙酸,三、糖异生的生理意义,（一）维持血糖浓度恒定,（二）补充肝糖原,（三）调节酸碱平衡,乳酸循环(lactose cy

11、cle)（Cori 循环）,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,乳酸,丙酮酸,血液,第 七 节 血 糖,Blood Glucose,血糖,一、血糖来源和去路,血液中的葡萄糖浓度：3.896.11mmol/L,二、血糖水平的调节,*主要依靠激素的调节,*葡萄糖耐量(glucose tolerence),正常人体内存在一套精细的调节糖代谢的机制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不会出现大的波动和持续升高。,指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象。,糖耐量试验(glucose tolerance test,GTT),临床上用来诊断病人有无糖代谢异常,三、血糖水平异常,（一）高血糖(hyperglycemia),肾糖阈,(二）低血糖(hypoglycemia),空腹血糖浓度低于3.333.89mmol/L,空腹血糖浓度高于7.227.78mmol/L,