《生物化学精品ppt课件》04糖代谢.ppt

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1、第四章 糖代谢Metabolism of Carbohydrates,糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。,糖的分类及其结构,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),葡萄糖(glucose)已醛糖,果糖(fructose)已酮糖,1.单糖 不能再水解的糖。,半乳糖(galactose)已醛糖,核糖(ribose)戊醛糖,2.寡糖,常见的几种二糖有,麦芽糖(maltose)葡萄糖 葡萄糖,

2、蔗 糖(sucrose)葡萄糖 果糖,乳 糖(lactose)葡萄糖 半乳糖,能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。,3.多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。,常见的多糖有,淀 粉(starch),糖 原(glycogen),纤维素(cellulose),淀粉植物中养分的储存形式,淀粉颗粒,糖原动物体内葡萄糖的储存形式,纤维素作为植物的骨架,4.结合糖 糖与非糖物质的结合物。,糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。,常见的结合糖有,糖的生理功能提供能量机体重要的碳源人体组织结构的重要成分重要的生物活性物质

3、(糖的磷酸衍生物),第一节 糖的消化与吸收,一、糖的消化与吸收,(一)糖的消化 人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉为主 消化部位：主要在小肠，少量在口腔,淀粉,麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）,-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）,葡萄糖,唾液中的-淀粉酶,-葡萄糖苷酶,-临界糊精酶,消化过程,肠粘膜上皮细胞刷状缘,胃,口腔,肠腔,胰液中的-淀粉酶,食物中含有的大量纤维素，因人体内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。,(二)糖的吸收,1.吸收部位 小肠上段,2.吸收形式 单 糖,ADP+Pi,ATP,

4、G,Na+,K+,小肠粘膜细胞,肠腔,门静脉,3.吸收机制,Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter,SGLT),刷状缘,细胞内膜,4.吸收途径,小肠肠腔,肠粘膜上皮细胞,门静脉,肝脏,体循环,SGLT,各种组织细胞,GLUT,GLUT：葡萄糖转运体(glucose transporter)，已发现有5种葡萄糖转运体(GLUT 15)。,三、糖代谢的概况,葡萄糖进入细胞内进行代谢需要依赖葡萄糖转运体(glucose transporter，GLUT)来实现目前已发现5种(GLUT15)分布在不同的组织细胞中GLUT-1红细胞GLUT-4脂肪、

5、肌组织,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,丙酮酸氧化三羧酸循环,磷酸戊糖途径糖酵解糖异生,第二节 糖的无氧氧化Glycolysis,糖酵解：一分子葡萄糖在胞质中可裂解为两分子丙酮酸，是葡萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途径，称为糖酵解乳酸发酵：在不能利用氧或氧供应不足时，人体将丙酮酸在胞质中还原生成乳酸，称为乳酸发酵,一、糖的无氧氧化,两个阶段：第一阶段：糖酵解阶段，葡萄糖分解成丙酮酸第二阶段：乳酸生成阶段，丙酮酸转变成乳酸细胞定位：胞浆,葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P),6-磷酸葡萄

6、糖,(一)、葡萄糖分解成丙酮酸,葡萄糖,反应不可逆第一个关键酶消耗一个ATP,哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为至型。肝细胞中存在的是型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特点是：对葡萄糖的亲和力很低受激素调控,6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P),6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P),6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1),6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,反应不可逆第2个关键酶消耗

7、一个ATP,1,6-双磷酸果糖,磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,磷酸丙糖的同分异构化,磷酸丙糖异构酶(phosphotriose isomerase),3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,以上五步反应共消耗2分子ATP，产生了2分子3-磷酸甘油醛，为耗能阶段,3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase),3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸甘油酸,1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸,在以上反应中，将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP。这种ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相

8、偶联的反应过程称为底物水平磷酸化,1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase),3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase),3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP),2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,第二个底物水平磷酸化反应不可逆第三个关键酶,(二)、丙酮酸转变成乳酸,丙酮酸,乳酸,NADH+H+来自于3-磷酸甘油醛的脱氢反应,G

9、lycolysis,Glucose,Glucose-6-phosphate,Fructose-6-phosphate,Fructose-1,6-bisphosphate,Dihydroxyacetonephosphate,Glyceraldehyde3-phosphate,1,3 Bisphosphoglycerate,3Phosphoglycerate,2Phosphoglycerate,Phosphoenolopyruvate,Pyruvate,Lactate,Hexokinase,Phosphoglucoseisomerase,Phosphofructokinase,Aldolase,T

10、riosephosphateisomerase,Glyceraldehyde3-phosphatedehydrogenase,Phosphoglyceratekinase,Phosphoglyceratemutase,Enolase,Pyruvate kinase,Lactate dehydrogenase,NADH NAD,NADH NAD,ATP,ATP,ATP,ATP,ADP,ADP,ADP,ADP,糖酵解小结,糖酵解是一个不需氧产能过程糖酵解的部位是细胞胞浆,三个关键酶催化三个不可逆反应己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶,产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化1,3-二磷酸甘油酸

11、转变为3-磷酸甘油酸PEP将P转给ADP形成ATP和丙酮酸数量：*糖酵解时1mol葡萄糖能净生成2molATP,总反应式：G+2ADP+2Pi 2CH3-CHOH-COOH+2H2O+2ATP,终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。分解利用 乳酸循环（糖异生）,除葡萄糖外，其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径。,二、糖酵解的调节,调节对象：三个关键酶己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶调节方式：变构调节共价修饰调节,(一)、6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),1、变构调节变构抑制剂：ATP、柠檬酸 PFK-1两个ATP结合位点活性中心内ATP作为底物结合活性中心外ATP作为

12、变构效应物结合,变构激活剂：AMP、ADP、1,6-双磷酸果糖(F-1,6-BP)、2,6-双磷酸果糖(F-2,6-BP)F-1,6-BP对PFK-1具有正反馈作用F-2,6-BP是PFK-1的最强变构激活剂AMP可与ATP竞争变构结合部位抵消ATP的抑制作用,F-2,6-BP是PFK-1最强的变构激活剂F-2,6-BP与AMP一起取消ATP、柠檬酸的变构抑制作用F-2,6-BP由6-磷酸果糖激酶-2(PKF-2)催化F-6-P中的C2磷酸化而成PKF-2是双功能酶：PKF-2、FBP-2,F-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,PFK-1,磷蛋白磷酸酶,PKA,(二)、丙酮酸激酶,变构

13、调节变构激活剂：F-1,6-BP变构抑制剂：ATP、肝内Ala,共价修饰调节,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，PKA),CaM：钙调蛋白,(三)、葡萄糖激酶或己糖激酶,HK受6-磷酸葡萄糖反馈抑制，但肝GK不受其抑制长链脂酰CoA对GK有变构抑制作用,三、糖酵解的生理意义,在缺氧情况下迅速提供能量某些细胞在氧供应正常情况下提供能量的重要途径成熟红细胞：无线粒体，完全由糖酵解供能神经、白细胞、骨髓：代谢活跃,第三节糖的有氧氧化Aerobic Oxidation of Carbohydrate

14、,定义：葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳，并释放出能量的反应过程。是机体供能的主要方式部位：胞液及线粒体,一、有氧氧化的反应过程,第一阶段：酵解途径,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧,第三阶段：三羧酸循环及氧化磷酸化,G（Gn）,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TAC,胞液,线粒体,(一)、丙酮酸的氧化脱羧,三种酶：丙酮酸脱氢酶(E1)二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)五种辅酶硫胺素焦磷酸脂(TPP)VB1硫辛酸硫辛酸FAD核黄素(VB2)NAD+尼克酰胺(VPP)CoA泛酸,TPP,+2H,-2H,SH,HSCoA,丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程,1.

15、丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP。2.由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3.二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。4.二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给FAD。5.在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将FADH2上的H转移给NAD+，形成NADH+H+。,CO2,CoASH,NAD+,NADH+H+,5.NADH+H+的生成,1.-羟乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4.硫辛酰胺的生成,(二)、三羧酸循环,三羧酸循环(tricarboxylic acid cyc

16、le，TAC)，也叫柠檬酸循环、Krebs循环细胞定位：线粒体内,1、柠檬酸的形成,草酰乙酸,柠檬酸合酶,反应不可逆TAC第一个关键酶,2、异柠檬酸的形成,顺乌头酸酶,3、第一次氧化脱羧,异柠檬酸脱氢酶,NAD+,NADH+H,反应不可逆第一次氧化脱羧TAC第二个关键酶限速酶,4、第二次氧化脱羧,-酮戊二酸酸脱氢酶复合体,NAD+,NADH+H,反应不可逆第二次氧化脱羧TAC第三个关键酶作用机制类似于丙酮酸脱氢酶复合体,CoASH,H,5、底物水平磷酸化反应,琥珀酰CoA合成酶,GDP+Pi,GTP,琥珀酰CoA合成酶(琥珀酸硫激酶)这是TAC中唯一的底物水平磷酸化反应，直接生成GTP,HSC

17、oA,6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸,琥珀酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶是TAC中唯一与内膜结合的酶，受氢体是FAD,7、延胡索酸加水生成苹果酸,延胡索酸酶,8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸,草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,NAD+,NADH+H,NADH+H+,NAD+,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH2,NADH+H+,NAD+,柠檬酸合酶,顺乌头酸酶,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶复合体,琥珀酰CoA合成酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,草酰乙酸,柠檬酸,顺乌头酸,异柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酰CoA,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,TAC小结,三羧酸循环的概念：乙酰CoA和草

18、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，再重复循环反应的过程TAC过程的反应部位是线粒体,三羧酸循环的要点：经过一次三羧酸循环消耗一分子乙酰CoA，经四次脱氢，二次脱羧，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。关键酶有：柠檬酸合酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶整个循环反应为不可逆反应,TAC总反应式：CH3COSCoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+3H+FADH2+HSCoA+GTP,三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰CoA

19、合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O,TAC特点在有氧条件下进行，产生的还原当量经氧化磷酸化可产生ATP，是产生ATP的主要途径不可逆中间产物的回补主要是丙酮酸羧化成草酰乙酸 其次为丙酮酸还原苹果酸，再生成草酰乙酸,三羧酸循环的生理意义：三大营养素的代谢的共同途径三大营养素相互转变的枢纽草酰乙酸可转化为Asp，进而转化成嘌呤、嘧啶和其他aa琥珀酸CoA可转化为血红素柠檬酸可在胞浆中转化为乙酰CoA进而生成脂肪酸、胆固醇-酮戊二酸可转化成Glu，进而转化成其他aa、嘌呤和嘧啶,二、有氧氧化生成的ATP,第一阶段：胞浆耗能阶段-2ATP两个

20、底物水平磷酸化2*2ATP一次脱氢2*2.5/1.5ATP,第二阶段：线粒体一次脱氢(NAD+)2.5ATP第三阶段：线粒体一次底物水平磷酸化1GTP四次脱氢3NAD+3*2.5ATPFAD1.5ATP,10ATP,*2,有氧氧化产生的ATP总数(1mol葡萄糖彻底氧化成水和二氧化碳产生的ATP)5/7+5+20=30/32,三、有氧氧化的调节,丙酮酸脱氢酶复合体的调节变构调节变构激活剂：AMP、ADP、NAD+变构抑制剂：乙酰CoA、ATP、NADH*乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+时，其活性也受到抑制共价修饰调节 丙酮酸脱氢酶复合体磷酸化失活,三羧酸循环的调节柠檬酸合酶异柠檬酸

21、脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体,异柠檬酸 脱氢酶,柠檬酸合酶,-酮戊二酸脱氢酶复合体,柠檬酸,Ca2+,有氧氧化调节的特点：有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA,四、巴斯德效应,有氧氧化抑制生醇发酵(或糖酵解)的现象称为巴斯德效应,机制：有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸;缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆

22、浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸,第四节磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway,概念：磷酸戊糖途径是指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，也叫磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt),一、磷酸戊糖途径的反应过程,反应过程：第一阶段：氧化反应，生成磷酸戊糖、NADPH、CO2第二阶段：非氧化反应，基团转移反应细胞定位：胞浆,1、磷酸戊糖的生成,产物：磷酸核糖合成核酸NADPH多种生物合成的原料6-磷酸葡萄糖脱氢酶是磷酸戊糖途径限速酶,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮糖,6-磷酸葡萄糖酸脱

23、氢酶,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸内酯,5-磷酸核糖,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,2、基团转移反应,转酮醇酶反应：转移1个酮基、1个醇基的2碳基团，反应需要TPP作为辅酶转醛醇酶反应,5-磷酸核酮糖(C5)3,5-磷酸核糖 C5,产物：每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终生成1分子3-磷酸甘油醛和2分子6-磷酸果糖,磷酸戊糖途径,第一阶段,第二阶段,总反应式,36-磷酸葡萄糖+6 NADP+,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2,磷酸戊糖途径的两次脱氢的受氢体为CoII,二、磷酸戊糖途径的调节,限速酶：6-磷酸葡萄糖

24、脱氢酶 NADPH对该酶有强烈的抑制作用，所以磷酸戊糖途径的流量取决于NADPH的需求,三、磷酸戊糖途径的生理意义,为核酸的生物合成提供核糖提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应NADPH是体内许多合成代谢的供氢体NADPH参与体内羟化反应NADPH还用于维持谷胱甘肽的还原状态,第五节糖原的合成与分解Glycogenesis and Glycogenolysis,糖原是体内糖的储存形式主要部位：肝：肝糖原维持血糖水平 肌肉：肌糖原主要供肌肉收缩所需,一、糖原的合成代谢,定义：糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的过程合成部位：组织定位肝、肌肉 细胞定位胞浆,1、葡萄糖磷酸

25、化生成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,糖原合成途径,2、6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,*UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。,+,3、1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG),4、-1,4-糖苷键式结合,每增加一个G单位，消耗2ATP,糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)，作为UDPG 上葡萄糖基的接受体。,糖原分支的形成,近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为glycogenin的蛋白质。Glycogenin可对其自身进

26、行共价修饰，将UDP-葡萄糖分子的C1结合到其酶分子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。,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。,*肝糖原的分解,1、糖原的磷酸解,Pi,2、脱支酶(debranching enzyme)的作用,转移葡萄糖残基水解-1,6-糖苷键,葡聚糖转移酶活性,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,肌肉中没有G-6-P酶,肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中不

27、存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。,2、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,1、反应部位：胞浆,3、糖原的合成与分解总图,糖原中G进入糖酵解净生成3ATP肝糖原分解的产物是G-6-P(85%)、游离葡萄糖(15%)肌肉中没有G-6-P酶，不能产生游离G,三、糖原合成与分解的调节,这两种关键酶的重要特点：它们的快速调节有

28、共价修饰和变构调节二种方式。它们都以活性、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。,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，调节速度快调节有级联放大作用，效率高受激素调节,1、共价修饰调节,胰高血糖素、肾上腺素通过cAMP-PKA途径抑制糖原合成、促进糖原分解，进而升高血糖胰高血糖素/肾上腺素 受体 G-蛋白 AC cAMP PKA 磷酸化酶激酶 糖原合酶 磷酸化酶,-,+,血糖升高,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,2、变构调节,磷酸化酶二种构像紧密型(T)和疏松型(R)，其中T型的14位Se

29、r暴露，便于接受前述的共价修饰调节。,*葡萄糖是磷酸化酶的变构抑制剂。,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,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。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。关键酶调节上存在级联效应。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,四、

30、糖原积累症,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。,糖原积累症分型,第六节 糖异生Gluconeogenesis,概念：从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生(gluconeogenesis)原料：乳酸、甘油、生糖氨基酸、丙酮酸部位：主要在肝脏，其次在肾脏,一、糖异生途径,概念：从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程称为糖异生途径(gluconeogenic pathway)过程：大多数反应与酵解途径是共有的，可逆的酵解途径中有3个由关键酶催化的不

31、可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。,1、丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸羧化酶生物素(线粒体),磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(线粒体、胞浆),CO2,ATP,ADP+Pi,CO2,GTP,GDP+Pi,丙酮酸,线粒体,胞液,糖异生途径所需NADH+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+。,由氨基酸为原料进行糖异生时，NADH+H+则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的-氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。,丙酮酸或能转变成丙酮酸的某些生糖氨基酸作为原料异

32、生成糖时，以苹果酸通过线粒体进行糖异生乳酸进行糖异生反应时，常在线粒体生成草酰乙酸后，再变成天冬氨酸而出线粒体内膜进入胞浆,2、F-1,6-BP转变成F-6-P,F-1,6-BP F-6-P 反应不生成ATP，放能，易于进行,果糖双磷酸酶-1,3、G-6-P水解成葡萄糖,G-6-P G 反应不生成ATP，放能，易于进行,葡萄糖-6-磷酸酶,底物循环：作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环称为底物循环(substrate cycle)当两种酶活性相等时，就不能将代谢向前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因而称之为无效循环(futile cycle),非糖物质进入糖异生的途径

33、,糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物,上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原,二、糖异生的调节,为避免无效循环，有必要通过调节使糖异生途径与酵解途径相互协调，主要是对前述底物循环中的后2个底物循环进行调节,1、F-6-P与F-1,6-P之间,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-1,2、丙酮酸与PEP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,维持血糖浓度恒定补充肝糖原调节酸碱平衡,四、乳酸循环,概念：肌收缩(尤其是氧供应不足时)通过糖酵解生成乳酸。肌内糖异生活性

34、低，所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释入血液后又可被肌摄取，这就构成了一个循环，此循环成为乳酸循环，也叫Cori循环。,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,乳酸,丙酮酸,糖异生途径,血液,糖异生低下没有葡萄糖-6磷酸酶,能量消耗：2分子乳酸异生成1分子葡萄糖需要6分子ATP生理意义：避免损失乳酸防止因乳酸堆积引起酸中毒,第七节 血糖及其调节Blood Glucose and The Regulation of Blood Glucose Concentration,思考题：1mol草酰乙酸彻底氧化净生成多少molATP，阐述计算依据及所经过的代谢途径,