生物化学及分子生物学(人卫第九版)-05-05节糖代谢
吉林省-《生物化学》电子教案——糖代谢(人卫版)
第六章糖代谢【授课时间】4学时第一节概述【目的要求】1．掌握糖的生理功能2．了解糖在体内的消化、吸收，糖代谢的概况。
【教学内容】1．一般介绍：糖的生理功能2．一般介绍：糖代谢的概况。
【重点、难点】重点：糖的生理功能【授课学时】0．5学时第二节糖原的合成与分解【目的要求】1．掌握糖原合成与分解的概念、反应过程、限速酶及其生理意义。
2．熟悉糖原合成与分解的调节【教学内容】1．重点讲解：糖原合成与分解2．详细讲解：糖原合成与分解的生理意义3．详细讲解：糖原合成与分解的调节【重点、难点】重点：糖原合成与分解【授课学时】0．5学时第三节糖的分解代谢【目的要求】1．掌握糖的无氧分解(酵解)、有氧氧化和磷酸戊糖途径的概念及其基本反应过程，限速酶、ATP生成、作用部位及生理意义。
2．熟悉糖酵解的调节【教学内容】1．重点讲解：糖的无氧氧化、有氧氧化2．详细讲解：磷酸戊糖途径【重点、难点】1．重点：糖分解代谢的反应过程2．难点：糖代谢的调节【授课学时】4学时第四节糖异生【目的要求】1．掌握糖异生的概念、原料、基本反应过程、限速酶及其生理意义。
2．熟悉糖异生的调节【教学内容】1．重点讲解：糖异生途径2．详细讲解：糖异生的调节3．详细讲解：糖异生的生理意义【重点、难点】1．重点：糖异生代谢途径和生理意义2．难点：糖异生的调节【授课学时】1学时第五节血糖【目的要求】1. 掌握正常人血糖的来源与去路。
激素对血糖水平的调节作用2．了解高血糖、低血糖等糖代谢失常疾病。
【教学内容】1．详细讲解：血糖的来源与去路2．重点讲解：血糖的调节3．一般讲解：糖代谢异常【教学重点】重点：胰岛素、肾上腺素对血糖水平的调节【授课学时】1学时第四章糖代谢第一节概述第二节糖原的合成与分解第三节糖的分解代谢第四节糖异生第五节血糖第一节概述第二节糖原的合成与分解第三节糖的分解代谢活性。
2．代谢物对限速酶的变构调节（1）磷酸果糖激酶-1： F-1,6-BP 、ADP 、AMP 等是其变构激活剂；柠檬酸、ATP 、长链脂肪酸等为其变构抑制剂。
第4章 糖代谢(生物化学与分子生物学-人民卫生出版社第9版)
吸收机制：
肠腔
小肠粘膜细胞
门静脉
K+ ATP
ADP+NPai+泵 Na+
G
刷状缘
细胞内膜
Na+依赖型葡萄糖转运体 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT)
三、糖代谢的概况
葡萄糖转运进入细胞
小肠肠腔
SGLT
肠粘膜上皮细胞
各种组织细胞
GLUT
体循环
门静脉 肝脏
糖的无氧分解
Glycolysis
➢ 在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应 生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵 解 (glycolysis) ， 亦 称 糖 的 无 氧 氧 化 (anaerobic oxidation)。
➢ 糖酵解的反应部位：胞浆。
一、糖无氧氧化反应过程分为酵解 途径和乳酸生成两个阶段
CH OH 3-磷酸甘油醛 CH2 O P
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
Glu
AATTPP ADP
G-6-P
F-6-P
AATTPP ADP
F-1,6-2P
5. 磷酸丙糖的同分异构化
CH2 O P
CHO
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
纤维素——作为植物的骨架。
β-1,4-糖苷键
结合糖——糖与非糖物质的结合物。 常见的结合糖有： 糖脂 (glycolipid)：是糖与脂类的结合物。 糖蛋白 (glycoห้องสมุดไป่ตู้rotein)：是糖与蛋白质的结合物。
生物化学第五章糖代谢
糖酵解小结
⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ 糖酵解是一个不需氧的产能过程 ⑶ 反应全过程中有三步不可逆的反应
G
G-6-P
ATP
ADP
己糖激酶
ATP
ADP
F-6-P
F-1,6-2P
磷酸果糖激酶-1
ADP
ATP
PEP
丙酮酸
丙酮酸激酶
(psicose,allulose)
D(-)-果糖
(fructose)
D(+)-山梨糖
(sorbose)
二羟丙酮
(dihytroasetone)
吡喃
呋喃
-D-吡喃果糖
-D-吡喃葡萄糖 吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖（Haworth式）
-D-呋喃果糖
-D-呋喃葡萄糖
成环
转折
葡萄糖由Fischer式改写为Haworth式的步骤
核糖 + NADPH+H+
淀粉
消化与吸收
ATP
作为生物体的结构成分
糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，主要的生物学作用如下：
作为细胞识别的信息分子
作为生物体内的主要能源物质
合成的前体
作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等
(四)糖类的生物学作用
一、双糖的酶促降解
糖复合物
糖—肽链
糖—核酸
糖—脂质
肽聚糖
(peptidoglycans)
脂多糖
(lipopolysauhards)
糖基酰基甘油
(glycosylacylglycerols)
糖鞘脂
(pglycosphingolipids)
糖蛋白
《生物化学》课件——糖代谢(人卫版)
（二）糖酵解反应过程
第一阶段是利用ATP的阶段，葡萄糖裂 解为2分子磷酸丙糖。
第二阶段是生成ATP的产能阶段，磷酸丙 糖经一系列反应转变为丙酮酸 。
第三阶段是丙酮酸在无氧条件下加氢还原 为乳酸。
第一阶段 葡萄糖
葡萄糖 酵解途径
NADPH+H+
消化与吸收
糖异生途径
ATP
有氧
丙酮酸
无氧
H2O及CO2 乳酸
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
第二节 糖原的合成与分解
Glycogenesis and Glycogenolysis
糖原(glycogen)是由若干葡萄糖单位组成的具有 多分支结构的大分子化合物
肌肉组织中的糖原称为肌糖原
转变为 6-磷酸葡萄糖。
4. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
糖原合成酶
糖原
UDP
UDPG
UDPG
焦磷酸化酶
G-1-P PPi
UTP 变位酶
糖原磷酸化酶
G-6-P
ADP
H2O
葡萄糖激酶 葡萄糖－6－磷酸酶
ATP
H3PO4
葡萄糖
图 6-3 糖原合成与分解
三、糖原合成与分解的生理意义
糖原是葡萄糖的一种高效能的储存形式。 当机体糖供应丰富及细胞中能量充足时，即合 成糖原将能量进行储存。 当糖的供应不足或能量需求增加时，储存的糖 原即分解为葡萄糖，维持血糖浓度，提供能量。
磷酸丙糖
第二阶段
丙酮酸 第三阶段
乳酸
2H
1、葡萄糖生成2分子磷酸丙糖
（1）葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖：
医学生物化学糖代谢课件
激素调节
胰岛素、胰高血糖素、生长激素、肾上腺素等激素参与糖异生的调节。
04
血糖及血糖浓度调节
血糖浓度及测定
血糖浓度通常以每升血液中的毫摩尔数或毫摩尔百分比表示，正常值为3.9-6.0mmol/L（70-110mg/dL）
血糖浓度单位及正常值
静脉取血、电极法、生化分析仪
血糖测定方法
血糖的来源
消化吸收、肝糖原分解、糖异生作用
有氧氧化途径是糖分解代谢的主要途径之一，它的主要作用是将葡萄糖或丙酮酸彻底氧化分解为CO₂和H₂O，并产生大量ATP。
反应过程
有氧氧化途径分为两个阶段，第一阶段是葡萄糖或丙酮酸在细胞质中分解为乙酰CoA，第二阶段是乙酰CoA进入线粒体，通过柠檬酸循环进行彻底氧化分解。
调节
有氧氧化途径受多种酶的调节，如丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合成酶和柠檬酸裂解酶等。
调节
糖酵解途径受多种酶的调节，如磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶和柠檬酸合成酶等。
糖酵解
生成乳酸
在缺氧或运动情况下，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下生成乳酸，乳酸可以在肝脏中降解为丙酮酸并进入糖异生途径。
进入线粒体
在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体，通过柠檬酸循环进行彻底氧化分解，产生大量ATP。
丙酮酸的去路
有氧氧化途径
构成细胞
糖是构成细胞膜、细胞质和细胞核的重要成分，参与细胞的结构和功能调节。
调节生理功能
糖参与多种生理功能的调节，如血糖水平、免疫应答等。
01
02
03
02
糖的分解代谢
糖酵解途径
糖酵解途径是体内糖类分解代谢的重要途径之一，它的主要作用是将葡萄糖降解为丙酮酸，并产生ATP和NADH。
反应过程
糖酵解途径分为两个阶段，第一阶段是葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸，第二阶段是葡糖-6-磷酸转化为丙酮酸。
生物化学第九篇糖代谢
一、概念：糖酵解（糖无氧氧化）、糖有氧氧化、乳酸循环、糖异生二、糖酵解的关键酶3、糖有氧氧化的关键酶4、葡萄糖完全氧化分解的能量生成五、磷酸戊糖途径的关键酶和生理意义六、糖异生的4个关键酶7、乳酸循环的进程及生理意义八、糖原合成与分解的调节一、糖类最主要的生理功能是（）A.提供能量B.细胞膜组分C.软骨的基质D.信息传递E.免疫作用二、下列不是6-磷酸果糖激酶-1激活剂的物质是（）C.柠檬酸,6-BP ,6-BP3、有关葡萄糖吸收机理的正确叙述是（）A.简单的扩散吸收B.小肠粘膜细胞的胞饮作用C.逆浓度梯度的被动吸收D.消耗能量的主动吸收E.由小肠粘膜细胞刷状缘上的非特异性载体转运4、糖酵解途径中，第一个反映是（）磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸E.葡萄糖→6-磷酸葡萄糖五、下列不在线粒体中进行的代谢进程是（)A.脂肪酸氧化B.糖酵解C.三羧酸循环D.氧化磷酸化E.电子转移六、1分子葡萄糖转变成CO2和H2O时，脱氢反映的次数是（）.12 C7、关于糖类消化吸收叙述错误的是（）A.食物中的糖主如果淀粉B.消化的部位主如果小肠C.部份消化的部位可在口腔D.胰淀粉酶将淀粉全数水解成葡萄糖E.糖的吸收是一个主动耗能的进程八、糖酵解途径中的限速酶是（）A.果糖二磷酸酶-1 磷酸果糖激酶-1C.磷酸甘油酸激酶D.丙酮酸羧化酶E.果糖二磷酸酶-2九、糖原分解的第一个产物是（）A.葡萄糖10、1摩尔葡萄糖别离经有氧氧化与糖酵解，产生的ATP摩尔数之比为（）.4 C1一、肝糖原能够补充血糖，是因为肝脏有（）A.葡萄糖激酶B.磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖脱氢酶D.磷酸葡萄糖异构酶E.葡萄糖-6-磷酸酶1二、糖酵解途径生成的丙酮酸，如要进行完全氧化，必需进入线粒体，是因为（）A.丙酮酸脱氢酶复合体在线粒体内氧化呼吸链在线粒体内膜C.琥珀酸氧化呼吸链在线粒体内膜D.乳酸不能通过线粒体E.不需要氧13、1分子乙酰CoA经三羧酸循环氧化后的产物是（）三、糖代谢的概况葡萄糖淀粉消化与吸收酵解途径丙酮酸有氧无氧H 2O 及CO 2 乳酸核糖+ NADPH+H +磷酸戊糖途径糖原肝糖原分解糖原合成糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油A.柠檬酸B.草酰乙酸+ 4分子还原当量+ H2OE.草酰乙酸 + CO214、关于糖酵解，正确的描述是（ ）A.在有氧条件下，葡萄糖生成乳酸的进程B.在无氧条件下，葡萄糖分解为乳酸的进程C.通过氧化磷酸化生成ATPD.是人类主要的供能途径E.猛烈运动时糖酵解速度减慢1五、进行磷酸戊糖途径的亚细胞部位是（ ）A.溶酶体B.线粒体C.微粒体D.高尔基体E.胞液中 1六、从葡萄糖合成糖原时，每加上1个葡萄糖残基 需消耗的高能磷酸键数是（ ）17、关于糖原合成叙述错误的是（ ）A.葡萄糖的直接供体是UDP-GB.从6-磷酸葡萄糖合成糖原不消耗高能磷酸键C.新加上的葡萄糖基连于糖原引物非还原端D.新加上的葡萄糖基以-1,4糖苷键连于糖原3NADP +3NADPH+H +6- 脱氢酶6-6-××333NADP +3NADPH+H +6- 脱氢酶5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖7-磷酸甘油醛3-磷酸戊糖的生成基团转移（5C ）（5C ）（7C ）（3C ）（4C ）（6C ）（3C ）（6C ） 引物上E.新加上的葡萄糖基连于糖原引物C4上 1八、糖异生途径的关键酶不是（ ）A.丙酮酸羧化酶B.葡萄糖-6-磷酸酶C.磷酸甘油酸激酶D.果糖二磷酸酶E.磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 1九、乳酸循环不通过的途径是（ ） A.糖酵解 B.糖异生 C.磷酸戊糖途径 D.肝糖原合成 E.肝糖原分解 20 A.脑 B.肾 C.胰腺 D.肝 E.2一、下列物质不是糖异生原料的是（ ）A.乙酰CoAB.乳酸C.磷酸烯醇式丙酮酸D.α-酮戊二酸E.α-磷酸甘油2二、关于糖原合酶和磷酸化酶叙述正确的是（ ）A.糖原合酶和磷酸化酶的磷酸化型有活性B.糖原合酶和磷酸化酶的去磷酸化型有活性C.糖原合酶的磷酸化型有活性D.糖原合酶的甲基化型有活性E.磷酸化酶的磷酸化型有活性23、关于糖酵解途径的叙述，正确的是（）A.整个进程在胞液中进行B.糖原的1个G单位经酵解净生成3个ATPC.己糖激酶是关键酶之一D.是一个可逆进程E.使1分子葡萄糖生成2分子乳酸24、若摄入过量的糖，其在体内的去向有（）A.以糖原形式贮存B.补充血糖C.转变成脂肪D.转变成胆固醇E.转变成非必需氨基酸2五、需经胞液和线粒体完成的糖代谢途径有（）A.磷酸戊糖途径B.有氧氧化途径C.糖异生途径D.糖无氧氧化途径E.糖原合成途径2六、下列关于乙酰CoA的叙述，正确的是（）A.乙酰CoA能够通过线粒体B.乙酰CoA使糖、脂肪代谢途径相联系C.丙酮酸生成乙酰CoA不可逆D.乙酰CoA分子中含有～PE.乙酰CoA属于高能化合物27、胰高血糖素使血糖浓度升高，是由于（）A.增进肌糖原分解为葡萄糖B.增进肝糖原分解为葡萄糖C.增进糖异生作用D.加速脂肪动员，抑制周围组织摄取葡萄糖E.增进肝糖原分解。
生物化学-糖代谢()精品PPT教学课件
丙酮酸 pyruvate
glyceraldehydes-3-phosphate dehydrogenase
CHO
3-磷酸甘油醛脱氢酶 COO～P
CH2OH CH2O-P
3-磷酸甘油醛
NAD+ Pi
CH2OH NADH + H+ CH2O-P
1,3二磷酸甘油酸
bisphosphoglycerate
糖酵解中唯一的一步脱氢
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Phosphoglycerate
mutase
enolase
COOH 变位酶 COOH 烯醇化酶 COOH
CH2OH
CHO-P
C-O～P
=
CH2O-P
CH2OH H2O CH2
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
3-phosphoglycerate
phosphoenolpyruvate
一、糖的消化(digestion)
口腔
淀粉
-淀粉酶（唾液、胰） amylase
胃 小肠
麦芽糖 麦芽寡糖
麦 芽 糖 酶
-糊精
糊 精 酶
葡萄糖
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二、糖的吸收(absorption)
葡萄糖的主动吸收
主动吸收，需载体蛋白，耗能，逆浓度梯度
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第四节 糖的氧化分解
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第九章 糖代谢
Metabolism of carbohydrates
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本章主要内容
糖的生理功能 糖的消化吸收 糖的氧化分解 糖原的合成与分解和糖异生 血糖 糖代谢紊乱
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-05-05节糖代谢
熟悉 糖原合成与分解关键酶的调节；糖异生与糖酵解的底物循环 调节；乳酸循环的概念和生理意义；血糖调节激素及其作用 机制
了解
糖原累积症的发病机制；糖醛酸途径、多元醇途径的概念和 生理意义；血糖的来源和去路；糖代谢异常所致疾病
第五节
糖原的合成与分解
Glycogenesis and Glycogenolysis
激素调节的整合作用
糖、脂肪、氨基酸代谢相协调 肝、肌、脂肪组织等各组织代谢相协调
（一）胰岛素是降低血糖的主要激素
特点： 血糖升高时分泌增多 机制： 促进糖原、脂肪、蛋白质合成
促进肌、脂肪组织等通过GLUT4摄取葡萄糖
激活磷酸二酯酶而降低cAMP水平，使糖原合酶活化、磷酸化酶抑制 激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶，使丙酮酸脱氢酶活化
一、血糖水平保持恒定
是血糖来源和去路相对平衡的结果
食物糖
糖原合成
CO2 + H2O 肝（肌）糖原 其他糖
肝糖原
分解
血糖
磷酸戊糖途径等
非糖物质
脂肪、氨基酸
二、血糖稳态主要受激素调节
调节血糖的主要激素
降低血糖：胰岛素 （insulin）等
升高血糖：胰高血糖素 （glucagon）、糖皮质激素、肾上腺素等
葡糖-1-磷酸
UDPG
ATP
UTP
CH 2 OH
H
HO
H OH H
O H
H O P
+
P
P
P
尿苷
葡糖-1- 磷酸 UDPG焦磷酸化酶 PPi
H
HO
OH
UTP
CH 2 OH H OH H O H H O P P
尿苷
2Pi+能量
生物化学第八章糖代谢
第八章 糖代谢 (saccharometabolism) 糖是生物体内主要能源 生命过程 消耗能量
第八章：糖代谢
01
02
03
1 多糖和底聚糖的酶促降解
2 糖的分解代谢
3 糖的合成代谢
葡萄糖的主要代谢细胞定位
细胞膜
细胞质
线粒体
高尔基体
细胞核
内质网
溶酶体
细胞壁
叶绿体
有色体
白色体
液体
晶体
分泌物
01
02
03
04
糖酵解过程: 10步反应 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 能量转换发生在前10步. 可划分为两个主要阶段： 前五步为准备阶段，葡萄糖通过磷酸化、异构化裂解为三碳糖。每裂解一个已糖分子，共消耗2分子ATP。使己糖分子的1，6位磷酸化。最后形成一个共同的中间产物甘油醛-3-磷酸。 后五步为产生ATP的贮能阶段。磷酸三碳糖转变成丙酮酸，每分子三碳糖产生2分子ATP。 整个过程需要10种酶，这些酶都在细胞质中，所以 ， EMP途径的发生部位在细胞质中。
8反应图
甘油酸-3-磷酸
磷酸甘油酸变位酶
甘油酸-2-磷酸
9、2-磷酸甘油酸脱水烯醇化
9反应图 烯醇化酶 甘油酸-2-磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸
2-磷酸甘油酸的脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶（enolase） 这一步反应也可看作分子内氧化还原反应，分子内能量重新分布，又一次产生了高能磷酯键。 反应可以被氟离子抑制，取代天然情况下酶分子上镁离子的位置，使酶失活。
二次磷酸化。形成果糖-1，6-二磷酸。
该反应不可逆
酶：称为磷酸果糖激酶（PFK），
该酶需要Mg2+参加反应。
ATP可降低该酶对果糖-6-磷酸的亲和力，但ATP对该酶的这种变构抑制效应可被AMP解除。因此ATP/AMP的比例关系对此有明显的调节作用。H+对酶活性也有很大影响。
生物化学及分子生物学人卫第九版组学与系统生物学ppt课件
þ预测医学（predictive medicine） þ预防医学（preventive medicine） þ个性化医学（personalized medicine）
二、分子医学是发展现代医学科学的重要基础
þ分子医学（molecular medicine）就是从分子水平阐述疾病状态下 基因组的结构、功能及其表达调控规律， 并从中发展的现代高效预测、 预防、NA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
（一）高通量转录组测序是获得基因表达调控信息的基础 （二）单细胞转录组有助于解析单个细胞行为的分子基础
第三节
蛋白质组学
þ蛋白质组（proteome）是指细胞、组织或机体在特定时间和空间 上表达的所有蛋白质。 þ蛋白质组学（proteomics）以所有这些蛋白质为研究对象，分析 细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之 间的相互作用与联系，并在整体水平上阐明蛋白质调控的活动规律， 故又称为全景式蛋白质表达谱（global protein expression profile）分析。
第五章 糖代谢 第五~八节【生物化学与分子生物学 9版原版】
耗能：糖原分子每延长1个葡萄糖基，需消耗 2 个ATP
分支酶的作用
分支酶 (branching enzyme)
α-1,4-糖苷键
α-1,6-糖苷键
二、糖原分解（glycogenolysis）
概念： ➢ 糖原分子从非还原性末端进行磷酸解而被机体快速利用
➢ 分解产物主要为葡糖-1-磷酸，少量为游离葡萄糖
使糖原合酶去磷酸而活化 使糖原磷酸化酶b激酶、糖原磷酸化酶去磷酸而失活
PKA （有活性）
磷蛋白磷酸酶-1受负调节 磷蛋白磷酸酶抑制剂-P – 磷蛋白磷酸酶-1
磷蛋白磷酸酶抑制剂
➢ 抑制糖原合酶激酶，避免糖原合酶磷酸化，维持活化
（三）肝糖原和肌糖原分解受不同的别构剂调节
1. 肝糖原和肌糖原的合成受相同的别构剂调节
葡糖-1-磷酸
ATP
UTP
UDPG
CH 2OH
H H OH
OH H
+
HO
O
P
H OH
葡糖-1- 磷酸
UDPG焦磷酸化酶
P
PP
尿苷
UTP
CH 2OH
H H
OH
OH H
HO
O
P
P
2Pi+能量
PPi
H OH
尿苷二磷酸葡萄糖
（uridine diphosphate glucose, UDPG）
“活性葡萄糖”
UTP
G-1-P
磷酸葡萄糖变位酶
葡糖-6-磷酸酶（肝）
G-6-P
G
己糖(葡糖)激酶
三、糖原合成与分解的调节彼此相反
（一）磷酸化修饰对两个关键酶进行反向调节
1. 磷酸化的糖原磷酸化酶是活性形式
生物化学及分子生物学人卫第九版代谢的整合与调节ppt课件
第一节
代谢的整体性
(Integrity of Metabolism)
一、体内代谢过程互相联系形成一个整体
（一）代谢的整体性
水 脂类
消化吸收
糖类
无机盐
中间代谢
蛋白质
维生素
废物排泄
各种物质代谢之间互有联系，相互依存，构成统一的整体。
二、物质代谢与能量代谢相互关联
三大营养物质可在体内氧化供能
三大营养物质 各自代谢途径
共同中间 产物
糖
脂肪
乙酰CoA
蛋白质
共同代谢 途径
2H TAC
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
ATP
从能量供应的角度看，三大营养物质可以互 相代替，互相补充，但也互相制约。
一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖 （50-70% ）、脂肪（ 10-40% ）和蛋白质。供能 以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。
一代谢的整体性二体内各种代谢物都具有各自共同的代谢池例如消化吸收的糖肝糖原分解糖异生三体内代谢处于动态平衡生者化化又生生化即化生四氧化分解产生的nadph为合成代谢提供所需的还原当量磷酸戊糖途径氧化反应nadph乙酰coa还原反应脂酸胆固醇二物质代谢不能量代谢相互关联三大营养物质可在体内氧化供能三大营养物质各自代谢途径脂肪蛋白质乙酰coatacco共同中间产物共同代谢途径2hatp从能量供应的角度看三大营养物质可以互相代替互相补充但也互相制约
一种物质的代谢障碍可引起其他物质的代谢紊乱，如糖 尿病时糖代谢的障碍，可引起脂代谢、蛋白质代谢甚至水盐代 谢紊乱。
（一）葡萄糖可转变为脂肪酸
摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
生物化学(人卫版)教案：第四章 糖代谢
（三）多元醇途径
葡萄糖代谢过程中可生成一些多元醇，如木糖醇(xylitol)、山梨醇(sorbitol)等，所以被称为多元醇途径(polyol pathway)。
五、糖原的合成与分解
糖原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
糖原储存的主要器官及其生理意义：
是三大营养物质代谢联系的枢纽；
为其它物质代谢提供小分子前体；
为呼吸链提供H+ + e。
有氧氧化的能量生成情况：
H+ + e进入呼吸链彻底氧化生成H2O的同时ADP偶联磷酸化生成ATP
一分子葡萄糖经过有氧氧化净生成30或32分子ATP
有氧氧化的生理意义：糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率也高
糖的生理功能
1、提供碳源和能源（这是糖的主要功能）
2、提供合成体内其它物质的原料
糖可转变成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等。
3、作为机体组织细胞的组成成分
如糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。
糖的消化吸收
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
糖的吸收
吸收部位：小肠上段
吸收形式：单糖
吸收机制：Na+依赖型葡萄糖转运体
糖代谢概况
二、糖的无氧分解(糖酵解)
概念：糖的无氧分解指在机体缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸（lactate）的过程，也称为糖酵解（glycolysis)
由葡萄糖分解成丙酮酸（pyruvate)的过程，这一过程又称为糖酵解途径（glycolytic pathway)
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-05-01节糖代谢
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（二）柠檬酸循环（citric acid cycle）
由线粒体内一系列酶促反应构成的循环反应体系，将乙酰CoA彻底氧 化，亦称三羧酸循环（Tricarboxylic acid Cycle, TCA cycle）或Krebs循环
1. 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与高能化合物的高能键水解 直接相偶联的产能方式
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8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
COOH C OH
CH 2 O P
3-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶（ phosphoglycerate mutase）
COOH
CO P
CH 2 OH 2-磷酸甘油酸
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三、糖的无氧氧化为机体快速供能
➢ 缺氧时迅速供能，对肌收缩更重要
净生成2分子ATP，无NADH净生成
➢ 常氧时为某些特殊类型的细胞供能
① 无线粒体的细胞，如：成熟红细胞 ② 增殖活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞
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四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物
半乳糖
半乳糖激酶
甘露糖
反应
第一阶段（胞浆）
葡萄糖→葡糖-6-磷酸
果糖-6-磷酸→果糖-1,6-二磷酸
2×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸
2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸
2×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸
第二阶段（线粒体基质）
2×丙酮酸→2×乙酰CoA
第三阶段（线粒体基质）
2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸 2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA 2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸 2×琥珀酸→2×延胡索酸 2×苹果酸→2×草酰乙酸
生物化学与分子生物学课件-第六章-糖代谢
第六章糖代谢教学要求（一）掌握内容1. 糖酵解的概念、反应过程、关键酶及其调节。
2. 有氧氧化的概念、反应过程、关键酶及其调节。
3. 磷酸戊糖途径的关键酶及其生理意义。
4. 糖异生和乳酸循环的概念、糖异生的反应过程和关键酶。
5. 糖原合成与分解的基本反应过程、关键酶及其调节。
6. 血糖的概念、血糖的来源去路以及胰岛素对血糖的调节机理。
（二）熟悉内容1. 糖酵解的生理意义。
2. 糖的有氧氧化的生理意义。
3. 磷酸戊糖途径的反应过程。
4. 糖异生的生理意义。
5. 胰高血糖素和糖皮质激素升高血糖的机理。
（三）了解内容1. 糖异生的调节。
2. 肌糖原和肝糖原代谢的异同。
3. 血糖水平异常。
教学内容（一）概述1. 糖的生理功能2. 糖的消化吸收3. 糖的代谢概况（二）糖的无氧分解1. 糖酵解(glycolysis)的反应过程（1）葡萄糖的磷酸化；（2）磷酸丙糖的生成；（3）丙酮酸的生成；（4）乳酸的生成。
2. 糖酵解的特点3. 糖酵解的调节（1）6-磷酸果糖激酶-1的调节；（2）丙酮酸激酶的调节；（3）己糖激酶的调节。
4. 糖酵解的生理意义（三）糖的有氧氧化1．有氧氧化的反应过程（1）丙酮酸生成；（2）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA；（3）乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。
2. 三羧酸循环的特点3. 三羧酸循环的生理意义4. 有氧氧化的生理意义5. 有氧氧化的调节（1）糖酵解的调节；（2）丙酮酸脱氢酶复合体的调节；（3）三羧酸循环的调节。
6. 巴斯德效应（四）磷酸戊糖途径1．磷酸戊糖途径的反应过程（1）脱氢氧化（6-磷酸葡萄糖生成5-磷酸核酮糖）；（2）异构化反应；（3）基团转移。
2. 磷酸戊糖途径的调节（1）高糖饮食的影响；（2）NADPH+H+影响；（3）组织细胞对NADPH+H+和5-磷酸核糖相对需要量的调节；（4）中间代谢物的影响。
3. 磷酸戊糖途径的生理意义（五）糖异生1. 糖异生概念、原料、部位2. 糖异生途径（1）糖异生途径中“能障”的克服；（2）糖异生途径中“膜障”的克服。
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胰高血糖素
草酰乙酸
（三）两个底物循环的调节相互联系和协调
通过中间代谢物协调两个底物循环 果糖-1,6-二磷酸
第一个底物循环的磷酸果糖激酶-1 第二个底物循环的丙酮酸激酶
通过激素协调两个底物循环 胰高血糖素 减少第一个底物循环中果糖-2,6-二磷酸的生成 抑制第二个底物循环中丙酮酸激酶
三、糖异生的主要生理意义是维持血糖恒定
能量调节磷酸化酶：受AMP激活；受ATP和葡糖-6-磷酸抑制 肌收缩Ca2+升高，别构激活磷酸化酶b激酶
四﹑糖原累积症(glycogen storage diseases)
遗传性代谢病，先天性酶缺陷导致某些组织堆积糖原
糖原累积症分型
型别 缺陷的酶 受害器官 糖原结构
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ
3-磷酸甘油醛
胞质 NAD+ NADH + H+
①乳酸糖异生 乳酸
胞质 NAD+ NADH + H+
②氨基酸糖异生
脂肪酸β -氧化或柠檬酸循环 线粒体内产生NADH + H+
1,3-二磷酸甘油酸
丙酮酸
经苹果酸转运草酰乙酸 将NADH + H+ 带至胞质
（二）果糖-1,6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸
ATP
果糖二磷酸酶-1
磷酸果糖激酶-1 ADP
AMP 果糖-1,6-二磷酸
（二）第二个底物循环调节磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸的互变
胰高血糖素 胰岛素 磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶 磷酸烯醇式丙 酮酸 ADP 果糖-1,6-二磷酸 丙氨酸 丙酮酸羧化酶 丙酮酸 丙酮酸脱氢酶复合体 乙 酰 CoA 丙酮酸激酶 ATP
糖原合酶 Pi
糖原合酶-P
磷酸化酶b Pi
PKA（有活性）
磷酸化酶a-P 磷蛋白磷酸酶-1 – 磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂
磷蛋白磷酸酶-1 –
2. 肝糖原和肌糖原的合成主要受胰岛素调节
激活磷蛋白磷酸酶-1，催化广泛的去磷酸反应
使糖原合酶去磷酸而活化
使糖原磷酸化酶b激酶、糖原磷酸化酶去磷酸而失活
底物循环 （substrate cycle）：由不同的酶催化底物和产物的互变反应 酶-1
A
酶-2
B
两酶活性不等：代谢向活性强的一方推进 两酶活性相等：不能向任一方向推进
（一）第一个底物循环调节果糖-6-磷酸与果糖-1,6-二磷酸的互变
果糖-6-磷酸 Pi 果糖-2,6-二磷酸
（主要调节信号）
磷蛋白磷酸酶-1
2. 去磷酸化的糖原合酶是活性形式
多种激酶
糖原合酶- Ｐ （活性低）
磷蛋白磷酸酶-1
（二）激素反向调节糖原的合成与分解
1. 肝糖原分解主要受胰高血糖素调节；肌糖原分解主要受肾上腺素调节
激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体 腺苷环化酶 （无活性） 腺苷环化酶（有活性） ATP PKA (无活性) cAMP 磷酸化酶b激酶 PKA (有活性) 磷酸化酶b激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶-1 –
（三）肝利用葡糖-6-磷酸生成葡萄糖而肌不能
葡萄糖（肝） 葡糖-1-磷酸
磷酸葡萄糖变位酶
葡糖-6-磷酸 丙酮酸 乳酸（肌）
肝糖原分解为葡萄糖，补充血糖
肌糖原分解为乳酸，为肌收缩供能
糖原的合成与分解全过程
UDP 糖原n UDPG PPi
UDPG焦磷酸化酶 糖原合酶 磷酸化酶
糖原n+1
Pi 糖原n
胞 液
天冬氨酸
②
草酰乙酸
NADH + H+
NAD+
苹果酸
①
天冬氨酸
α -酮戊二酸
苹果酸
NAD+
线 粒 体
谷氨酸
草酰乙酸
ADP + Pi
NADH + H+
ATP + CO2
丙酮酸羧化酶
①苹果酸转运：有NADH运出 ②天冬氨酸转运：无NADH运出
丙酮酸
丙酮酸
糖异生所需 NADH + H+ 的来源
糖异生需NADH的反应
糖原（glycogen）的概念：
动物体内的葡萄糖多聚体，是可迅速动用的能量储备
种类和功能：
肌糖原：180 ~ 300g，主要为肌收缩供能
肝糖原：70 ~ 100g，维持血糖水平
糖原的结构特点：
多分支状，一个还原性末端和多个非还原性末端 主要以α -1,4-糖苷键连接，分支处为α -1,6-糖苷键 葡萄糖单元的增减发生于多个非还原端，效率高
葡糖醛酸的功能 组成蛋白聚糖的糖胺聚糖 参与生物转化的结合反应
二、多元醇途径（polyol pathway）生成少量多元醇
葡萄糖代谢可生成一些多元醇，如木糖醇（xylitol）、山梨醇（sorbitol） 此途径局限于某些组织，在葡萄糖代谢中所占比例极小 多元醇本身无毒，不易通过细胞膜 对肝、脑、肾上腺、眼等具有重要的生理病理意义
ATP ① ADP+Pi GTP ② GDP CO2
丙酮酸
CO2
草酰乙酸
磷酸烯醇 式丙酮酸
① 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅因子为生物素（反应在线粒体）
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）
2. 将草酰乙酸运出线粒体有两种方式
磷酸烯醇式丙酮酸
GDP + CO2 GTP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶
（一） 糖原磷酸化酶分解α-1,4-糖苷键释出葡糖-1-磷酸
糖原n+1
糖原磷酸化酶 （glycogen phosphorylase）
糖原n + 葡糖-1-磷酸
（二）脱支酶分解α-1,6-糖苷键释出游离葡萄糖
脱支酶具有两种酶活性
① 转移酶活性
脱支酶 （debranching enzyme）
② α-1,6糖苷酶活性
磷蛋白磷酸酶-1受负调节
PKA （有活性） 磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂
–
磷蛋白磷酸酶-1
抑制糖原合酶激酶，避免糖原合酶磷酸化，维持活化
（三）肝糖原和肌糖原分解受不同的别构剂调节
1. 肝糖原和肌糖原的合成受相同的别构剂调节
葡糖-6-磷酸
别构激活
糖原合酶
合成肝糖原和肌糖原
2. 肝糖原和肌糖原的分解受不同的别构剂调节 肝糖原磷酸化酶主要受葡萄糖的别构抑制 肌糖原分解主要受能量和Ca2+的别构调节
第五章
糖代谢-2
Metabolism of Carbohydrates
作者 : 赵晶 单位 : 空军军医大学
目录
第五节 糖原的合成与分解 第六节 糖异生
第七节 葡萄糖的其他代谢途径
第八节 血糖及其调节
重点难点
掌握
糖原合成与分解的主要步骤、关键酶和生理意义；糖异生的 原料、重要中间产物、关键酶和生理意义
（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡
长期饥饿时，体液pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸
羧激酶的合成，导致α -酮戊二酸因异生成糖而减少，从而促进谷 氨酰胺两次脱氨，调节pH
四、乳酸循环（Cori cycle）
肝 葡萄糖 糖 异 生 丙酮酸 NADH 乳酸 葡萄糖 葡萄糖 糖 酵 解 丙酮酸 NADH 乳酸 肌 糖异生低下 无葡糖-6磷酸酶
一、血糖水平保持恒定
是血糖来源和去路相对平衡的结果
食物糖
糖原合成
CO2 + H2O 肝（肌）糖原 其他糖
肝糖原
分解
血糖
磷酸戊糖途径等
非糖物质
脂肪、氨基酸
二、血糖稳态主要受激素调节
调节血糖的主要激素
降低血糖：胰岛素 （insulin）等
升高血糖：胰高血糖素 （glucagon）、糖皮质激素、肾上腺素等
激素调节的整合作用
糖、脂肪、氨基酸代谢相协调 肝、肌、脂肪组织等各组织代谢相协调
（一）胰岛素是降低血糖的主要激素
特点： 血糖升高时分泌增多 机制： 促进糖原、脂肪、蛋白质合成
促进肌、脂肪组织等通过GLUT4摄取葡萄糖
激活磷酸二酯酶而降低cAMP水平，使糖原合酶活化、磷酸化酶抑制 激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶，使丙酮酸脱氢酶活化
抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，同时因肌蛋白质合成加速而 使糖异生原料减少，抑制肝内糖异生
糖分解产生乙酰CoA和NADPH增多，促进合成脂肪酸
糖异生活跃 有葡糖-6-磷酸酶
血液
NAD+
NAD+ 乳酸
乳酸再利用
防止酸中毒
第七节
葡萄糖的其他代谢途径
Other Metabolic Pathways of Glate pathway）生成葡糖醛酸
葡糖-6-磷酸 ↓ 葡糖-1-磷酸 ↓ UDPG ↓ 活化的 葡糖醛酸 UDPGA ↓ 1-磷酸葡糖醛酸 ↓ 葡糖醛酸 L-古洛糖酸 ↓ L-木酮糖 ↓ 木糖醇 ↓ D-木酮糖 ↓ 木酮糖-5-磷酸 ↓ 磷酸戊糖途径
第八节
血糖及其调节
Blood Glucose and its Regulation
血糖（blood sugar，blood glucose）的概念：
指血中的葡萄糖
正常血糖浓度始终稳定在 3.9~6.0 mmol/L 肝是调节血糖的主要器官（肝糖原、糖异生） 保证重要组织器官的供能（如脑、红细胞）
葡糖-6-磷酸酶 溶酶体α-1,4-和α-1,6-葡糖苷酶 脱支酶 分支酶 肌磷酸化酶 肝磷酸化酶 肌磷酸果糖激酶 肝磷酸化酶激酶
肝、肾 所有组织 肝、肌 肝、脾 肌 肝 肌 肝
正常 正常 分支多，外周糖链短 分支少，外周糖链特别长 正常 正常 正常 正常