糖代谢(lyy).ppt

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1、,代谢途径的5个方面,概念 位置：组织细胞定位 3 酶：关键酶(限速酶)4 代谢过程：起始物、终产物、重要中间产物5 能量：生成或消耗情况6 生理意义,应注意的四种反应,关键酶催化的反应 能量生成或消耗的反应 脱氢和加氢的反应4 生成CO2的反应,糖 代 谢,生化教研室 lyy,学习目标1.糖的主要生理功能、糖在体内的代谢概况2.糖酵解：概念、关键酶、ATP生成、生理意义3.糖有氧氧化：概念、关键酶、ATP生成、生理意义4.糖原合成与分解：概念、关键酶5.磷酸戊糖途径：概念、关键酶、生理意义6.糖异生：概念7.血糖：概念、正常值、来源和去路、异常与疾病,二,概述（了解）糖的分解代谢（掌握）糖原

2、的合成与分解（熟悉）糖异生（熟悉）血糖（了解）,本 章 主 要 内 容,第一节 概述,一、糖的功能二、糖的消化吸收三、糖代谢概况,糖类是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物的总称。糖的分类 单糖 寡糖 多糖,糖的概念,糖原,葡萄糖,一、糖的功能,（一）氧化分解，供应能量（主要功能）,（四）组成人体的重要成分,（二）储存能量，维持血糖,（三）提供原料，合成其它物质,（五）其它功能,二、糖的消化与吸收,糖的吸收：单糖通过肠壁细胞吸收入血的过程吸收部位：小肠上段吸收原理：出简单扩散外，主要是载体参与的需要Na+和耗能的主动转运过程,Na+依赖性葡萄糖转运体,磷酸戊糖途径,糖酵解,三、糖代谢概况,乳酸、生糖氨

3、基酸、丙酮酸、甘油,糖异生,有氧氧化,CO2+H2O+ATP,乳酸+ATP,R-5-P+NADPH,非糖物质,葡萄糖,糖原,糖原分解,糖原合成,食物淀粉,第二节 糖的分解代谢,糖的分解代谢,生物体内葡萄糖（糖原）的分解主要有三条途径：,1.无O2情况下，糖酵解：葡萄糖(G)丙酮酸(Pyr)乳酸(Lac),2.有O2情况下，糖有氧氧化：G CO2+H2O(经三羧酸循环),3.G 经磷酸戊糖途径 NADPH+5-磷酸核糖,一、糖的无氧氧化（糖酵解）,（一）概念：葡萄糖或糖原在无氧的情况下分解为乳酸并释放出少量能量的过程。（二）部位：胞液,糖酵解亦称EMP pathway，以纪念Embden，May

4、erholf 和Parnas,1.耗能裂解阶段，葡萄糖2分子磷酸丙糖2.产能阶段，磷酸丙糖丙酮酸3.加氢还原阶段，丙酮酸乳酸,（三）反应过程,ATP,ADP,HK,ATP,ADP,PFK-1,ATP,ADP,ATP,ADP,NADH+H+,NAD+,PK,G,G-6-P,己糖激酶,ATP,ADP,Mg2+,F-6-P,F-1,6-BP,PFK-1,ATP,ADP,Mg2+,限 速 酶,1,3-BPG,3-磷酸甘油酸,PGK,ATP,ADP,Mg2+,第一次底物水平磷酸化,磷酸烯醇式丙酮酸,PK,ADP,ATP,K+/Mg2+,丙酮酸,第二次底物水平磷酸化,ATP,ADP,HK,ATP,ADP,

5、PFK-1,ATP,ADP,ATP,ADP,NADH+H+,NAD+,PK,总反应式：G+2NAD+2ADP+2Pi 2Pyr+2NADH+2H+2ATP+2H2O,1.胞质中进行、无氧条件、产物乳酸2.底物水平产能：G2 ATP；Gn3 ATP3.关键酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶,（四）糖酵解特点,（五）糖酵解的调节,1.激素的调节：胰岛素、胰高血糖素,2.代谢物的调节：,1、糖酵解是机体在缺氧情况下供应能量的重要方式。2、红细胞供能的主要方式(成熟红细胞无线粒体)。3、某些代谢活跃的组织在有氧时仍需要糖酵解提供部分能量。4、为其它物质的合成提供原料。5、2,3-BPG对调节红

6、细胞的带氧功能具有生理意义。,（六）糖酵解的生理意义,葡萄糖,1,3-BPG,3-磷酸甘油酸,2,3-BPG,2,3-BPG 磷酸酶,二磷酸甘油酸变位酶,3-磷酸甘 油酸激酶,乳酸,2,3-BPG 支路,糖酵解小结,二、糖的有氧氧化,（一）概念：葡萄糖在有氧的情况下彻底氧化分解为CO2和H2O并释放出大量能量的过程。（二）部位：胞液 及 线粒体,G,丙酮酸,乙酰CoA,CO2,NADH+H+FADH2,H2O,O,ATP,ADP,TCA循环,胞液,线粒体,1、糖酵解途径 丙酮酸 2、丙酮酸进入线粒体氧化脱羧 乙酰CoA 3、乙酰CoA进入三羧酸循环 CO2+H2O+ATP,（三）过程：,1、糖

7、酵解途径 丙酮酸,G,2 丙酮酸2 ATP2（NADH+H+）,2.5 2,1.5 2,肝、肾、心肌,脑、骨骼肌,苹-天 穿梭,a-磷酸甘油穿梭,5 ATP 或 7 ATP,总反应式:,丙酮酸,乙酰CoA,NAD+NADH+H+,丙酮酸脱氢酶复合体,2、丙酮酸进入线粒体氧化脱羧 乙酰CoA,+HSCoA,CO2,五种辅助因子,催化酶：丙酮酸脱氢酶系 这一多酶复合体位于线粒体内膜上 原核细胞则在胞液中,丙酮酸脱氢酶系,三种酶,E1-丙酮酸脱氢酶（也叫丙酮酸脱羧酶）E2-二氢硫辛酸乙酰转移酶E3-二氢硫锌酸脱氢酶,焦磷酸硫胺素（TPP)、二氢硫辛酸、CoASH、FAD、NAD+,（1）三羧酸循环概

8、念 从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始，经过4次脱氢和2次脱羧反应，1次底物水平磷酸化，又重新生成草酰乙酸的过程。（2）过程,3、乙酰CoA三羧酸循环,三羧酸循环,（3）TAC 特点有氧条件下线粒体中进行；代谢掉乙酰CoA中的乙酰基；一次TAC经历一次底物水平磷酸化、两次脱羧、三个限速酶、四次脱氢是单向反应体系；是机体主要产能途径；1分子乙酰辅酶A进入TAC产生10分子ATP必须不断补充中间产物；,丙酮酸羧化形成草酰乙酸,限速酶柠檬酸合酶；异柠檬酸脱氢酶；-酮戊二酸脱氢酶系,（4）意义是营养物质彻底氧化分解的共同通路；是三大营养物质联系的枢纽；为氧化磷酸化提供还原当量；为其它物质的合成提供

9、原料；,（四）限速酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶系（五）能量生成：1分子G彻底氧化 30或32分子ATP（六）生理意义：1、有氧氧化是机体获能的主要方式。2、TAC是营养物质彻底氧化分解的共同通路。3、TAC是体内物质代谢相互联系的枢纽。,30-32,三、磷酸戊糖途径,（一）概念：由6-磷酸葡萄糖开始，生成5-磷酸核糖和NADPH的过程。（二）部位：（三）过程：,胞液,分为氧化反应阶段和基团转移反应阶段,（四）限速酶：（五）生理意义：,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,1.生成5-磷酸核糖2.生成NADPH：NADPH是多种物质合成

10、代谢的供氢体 NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶 NADPH是加单氧酶体系成分参与生物转化反应,磷酸戊糖途径的调节：6-磷酸葡萄糖脱氢酶 其活性受NADP+/NADPH比值的调节 NADPH浓度增高抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性。,第二节 糖原的合成与分解,一、糖原合成二、糖原分解三、糖原合成与分解的意义四、糖原合成与分解的调节,糖原,定义：由葡萄糖聚合而成的具有多分支结构的大分子多糖，动物体内糖的储存形式,肝糖原降解成葡萄糖以维持血糖水平肌糖原为肌肉提供6-磷酸葡萄糖，通过糖酵解供应能量,分布：肝糖原、肌糖原,作用：,结构：,直链：a-1,4-糖苷键支链：a-1,6-糖苷键支链终止于非还原端,

11、糖原的结构,一、糖原的合成,（一）概念：由葡萄糖或其它单糖合成糖原的过程。（二）部位：组织定位：主要在肝脏、肌肉 细胞定位：胞浆（三）过程：1、G生成G-6-P 2、G-6-P转变为G-1-P 3、UDPG的生成 4、UDPG合成糖原 5、糖原分支的形成,1、G生成G-6-P,2、G-6-P转变为G-1-P,3、UDPG的生成,4、UDPG合成糖原,分 支 酶,目 录,5、糖原分支的形成,（一）概念：GGn（二）部位：组织定位：主要在肝脏、肌肉 细胞定位：胞浆（三）过程：（四）限速酶：糖原合酶（五）能量改变：-2ATP(ATP+UTP),1.需要糖原引物2.关键酶为糖原合酶3.耗能：ATP+U

12、TP4.需分支酶,糖原合成的特点：,二、糖原的分解,（一）概念：肝糖原分解为葡萄糖的过程。（二）部位：胞液（三）过程：1、糖原分解为 G-1-P 2、脱枝酶的作用 3、G-1-P 变位为 G-6-P 4、G-6-P 水解为 G,糖原分解始于非还原端,1、糖原分解为 G-1-P,糖原磷酸化酶,Pi,2、脱枝酶的作用,3、G-1-P 变位为 G-6-P,4、G-6-P 水解为 G,思考：为何肌糖原不能补充血糖？,（一）概念：肝糖原分解为葡萄糖的过程。（二）部位：胞液（三）过程：（四）限速酶：糖原磷酸化酶（五）无能量的改变,三、糖原合成与分解的生理意义（一）维持血糖浓度的恒定。（二）与钾代谢有关。,

13、四、糖原合成与分解的调节共价修饰调节变构调节,Pi,激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体,蛋白激酶无活性,磷酸化酶b激酶,糖原合酶a,糖原合 酶b-P,蛋白激酶有活性,糖原磷酸化酶b,糖原磷酸化酶a-P,Pi,磷蛋白磷酸酶-1,Pi,磷蛋白磷酸酶-1,磷蛋白磷酸酶-1,糖原合成抑制,糖原分解加强,有活性,无活性,有活性,无活性,第四节 糖异生,一、概念由非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程原料：有机酸（乳酸、丙酮酸）甘油 生糖氨基酸二、部位胞液 线粒体三、过程糖异生的途径基本上是共用糖酵解中的可逆反应，但三个单向反应必须跳过。,糖酵解过程有3步反应不可逆：己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶催化

14、的反应,乳酸,NAD+,NADH+H+,糖异生,糖酵解,草酰乙酸,四、限速酶丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖-1,6-二磷酸酶 葡萄糖-6-磷酸酶五、意义（一）维持血糖浓度的恒定（二）有利于乳酸的再利用（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡（四）协助氨基酸代谢（五）补充肝糖原,Cori循环,乳酸循环：1、避免乳酸中毒2、使肝为肌肉提供了葡萄糖，避免能量的浪费,六、调节（一）代谢物的调节作用1、ATP/AMP、ADP的调节：2、乙酰辅酶A的调节,ATP促进糖异生作用,（二）激素的调节作用1、升糖激素：2、降糖激素：,肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素等,胰岛素,糖异生,糖异生,第五节 血

15、糖,血糖：主要指血液中的葡萄糖正常空腹静脉血糖含量为3.89-6.11mmol/L,血糖,一、血糖来源和去路,尿,血糖的来源和去路,食物中糖的消化吸收 来源 肝糖原分解 糖异生 氧化分解，供应能量 去路 合成糖原储存 转变为其它物质 随尿排出（血糖浓度高于肾糖阈值）,血糖的调节,*肝对血糖的调节*激素对血糖的调节1、降糖激素：胰岛素2、升糖激素：肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素、生长激素等,糖代谢异常,*高血糖与糖尿病：空腹血糖高于6.9mmol/L称为高血糖高于8.89mmol/L时往往产生糖尿 饮食性 生理性 情感性 内分泌性 病理性 肾性,糖尿病,由胰岛素分泌障碍引起的高血糖和糖尿糖尿病

16、（diabetes mellitus)是一组以慢性血葡萄糖（简称血糖）水平增高为特征的代谢病群。主要特点是血糖过高、糖尿、多尿、多饮、多食、消瘦、疲乏。,*低血糖空腹血糖低于3.3-3.9mmol/L常见原因：1、饥饿或不能进食2、胰岛-细胞增生，胰岛素分泌过多3、肝脏疾患，不能及时有效调节血糖4、内分泌异常，升糖激素减少5、空腹饮酒，致使乳酸增多,课后练习,1、参与糖原合成的核苷酸是 A ADP B GTP C CTP D UTP E dTTP答案：D,2、成熟红细胞所需能量主要来源于 A 糖酵解 B 2,3BPG支路 C 糖有氧氧化 D 磷酸戊糖途径 E 脂肪酰CoA-氧化答案：A,3、可

17、作为糖异生原料的是 A 乙酰乙酸 B 乙酰CoA C 亮氨酸 D 赖氨酸 E 甘油答案：E,4、糖原合成时,葡萄糖直接供体是 A G-6-P B G-1-P C UPPGA D UDPG E GDPG答案：D,5、糖酵解的终产物是 A 丙氨酸 B乳酸 C乙酰CoA D 草酰乙酸 E CO2+H2O+ATP答案：B,6、糖异生最主要的器官是 A 肾皮质 B 肝 C 脑 D 心脏 E 肾上腺答案：B,7、体内NADPH的主要来源是 A 糖酵解 B 三羧酸循环 C 糖异生 D 丙酮酸羧化支路 E磷酸戊糖途径答案：E,8、肌糖原不能直接分解为葡萄糖由于肌肉缺乏 A 糖原分解酶 B 葡萄糖-6-磷酸酶 C 脱氢酶 D 磷酸化酶 E 己糖激酶答案：B,9、糖有氧氧化的终产物是A 丙氨酸 B乳酸 C乙酰CoAD 草酰乙酸 E CO2+H2O+ATP答案：E,10、TAC进行的部位：答案：线粒体11、糖有氧氧化的部位：答案：胞液和线粒体,本 章 完THE END,