葡萄糖脂肪和氨基酸之间相互转变的途径和枢纽

3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
ATP ADP
丙酮酸
E3 磷酸烯醇式丙酮酸
糖有氧氧化的反应过程包括四个阶段
第一阶段：糖酵解途径
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸脱氢酶复合体（限速酶）
第三阶段：三羧酸循环
第四阶段：氧化磷酸化
G（Gn） 胞液
丙酮酸
乙酰CoA 线粒体
氧化磷酸化
H2O
ATP
ADP
NADH+H+ FADH2
BACK
脂肪代谢概况
甘
油 脂肪动员 三 酯
游离脂酸β-氧化 乙酰 TCA循环 氧化分解
甘油
CoA 酮体
裂
糖酵解途径
解
乙酰CoA
TCA
循 环
氧化分解
脂肪动员过程：
+ 脂解激素+ 受体
ATP
+
G蛋白
AC
HSLb(无活性)
+ cAMP PKA
甘油一酯
甘油二酯脂肪酶 FFA
甘油二酯 （DG）
甘油一酯脂肪酶
TAC循环 CO2
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
酶 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
辅酶 TPP 硫辛酸、HS-CoA FAD、NAD+
糖原的合成与分解（胞浆）总图
UDP
糖原n+1
Gn 糖原合酶
Pi
UDPG
磷酸化酶 Gn
PPi
UDPG焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
三大营养物质代谢
从能量供应的角度看，糖、脂肪、蛋白质作为能源物质 在供应能量上可互相代替，互相制约，但不能完全互相转变。
糖、脂肪、蛋白质在体内分解氧化的代谢途径随各不相 同，但乙酰辅酶A是他们共同的中间代谢物，三羧酸循环和 氧化磷酸化成为三大营养物最后分解的共同代谢途径，释放
出的能量均需转化为ATP的化学能。
（二）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；
二次脱羧，四次脱氢，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（相当于ATP）；
限速酶：柠檬酸合酶
异柠檬酸脱氢酶（关键酶）
α-酮戊二酸脱氢酶复合体
（三）TCA循环在3大营养物质代谢中具有重要生理意 义
1分子少两个碳原子的脂酰CoA 1分子NADH+H+ 1分子FADH2
循环轮次数 = N/2-1
7 轮循环产物：8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2
能量计算：
生成ATP 8×10 + 7×（2.5 + 1.5）= 108
净生成ATP 108 – 2 = 106
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酮体的生成和利用的总示意图（乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体。）
CO2 苹果酸
草酰乙酸
H2O
柠檬酸合酶
柠檬酸 CoA
柠檬酸-丙酮酸循环
甘
油
C H 2O H
二
CHOH
酯酰CoA 转移酶
O C H 2O -C -R 1
CHOH
=
Glu E1 G-6-P
ATP ADP
F-6-P E2 F-1, 6-2P
ATP ADP
E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
NAD+
NADH+H+
E3: 丙酮酸激酶
1, 3-二磷酸甘油酸
糖 酵 解 的 代 胞浆 谢 途 径
ADP ATP
乳酸
NAD+
NADH+H+
2乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
乙酰CoA
HMGCoA
D(-)-β-羟丁酸 丙酮
乙酰乙酸 琥珀酰CoA
乙酰乙酰CoA TAC
琥珀酸 2乙酰CoA
胞液
线粒体基质
丙酮酸
NADPH+H+ CO2
NADP+
苹果酸酶
线Biblioteka Baidu
苹果酸
粒
草酰乙酸
乙酰CoA
AMP PPi
ATP
CoA
体
ATP-柠檬酸裂解酶
膜
柠檬酸
丙酮酸
乙酰CoA
①脱氢、②水化、③再脱氢、④硫解
➢ 脂酸β-氧化的前三步反应和TAC的后三步反应类似： 羧酸(脱氢)→烯酸(加水)→羟基酸(再脱氢)→酮酸
脂酸氧化是体内能量的重要来源 —— 以16碳软脂酸的氧化为例
活化：消耗2个高能磷酸键 β-氧化：
每轮循环 四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA
HSLa(有活性) TG
FFA
FFA 甘油
HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶
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甘油经糖代谢途径代谢
• 脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运至肝进行代谢。
1．甘油磷酸化为3-磷酸甘油（-磷酸甘油）
甘油激酶
甘油 + ATP
肝、肾、肠
2．3-磷酸甘油氧化为磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油 + ADP
3-磷酸甘油
1. TCA循环是3大营养素的最终代谢通路，其作用在于通过4次脱氢，为氧化磷
酸化反应生成ATP提供还原当量(H++ e) 。
2. TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽，为生物合成提供小分子前体。
• TAC的反应部位： 线粒体。
• TAC在有氧条件 下运转。
• 整个循环反应为 不可逆反应。
• TAC是体内产生 CO2的主要途径
三大营养物相互转变的枢纽
• （一）葡萄糖与脂肪代谢的联系
• （二）葡萄糖与氨基酸代谢的联系
• （三）脂肪与氨基酸代谢的联系
糖代谢的概况
糖原
糖原合成 肝糖原分解
磷酸核糖 磷酸戊糖途径 +
葡萄糖
糖酵解途径
有氧
丙酮酸
糖异生途径
NADPH+H+
无氧
消化与吸收
糖异生
H2O及CO2 乳酸
淀粉 乳酸、甘油、 生糖氨基酸
O
RCH2CH2C~SCoA 脂 酰~SCoA
CoA-SH 脂酰CoA合成酶 存在于内质网及线粒体外膜上。
2. 脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体，是脂酸β-氧化的主要限速步骤
其中，肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂肪酸-氧化的关键酶。
3. 脂酰基β-氧化的最终产物主要是乙酰CoA
• 氧化方式：-氧化循环 • 每一轮-氧化由四个连续的酶促反应组成：
磷酸葡萄糖变位酶
葡萄糖-6-磷酸酶（肝）
G-6-P
G
己糖(葡萄糖)激酶
BACK
三羧酸循环
（一）TCA循环由8步代谢反应组成
1. 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸 2. 柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸 3. 异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸 4. α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA 5. 琥珀酰CoA经底物水平磷酸化生成琥珀酸 6. 琥珀酸脱氢生成延胡索酸 7. 延胡索酸加水生成苹果酸 8. 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
3-磷酸甘油脱氢酶
磷酸二羟丙酮
NAD+
2．3-磷酸甘油氧化为磷酸二羟丙酮
NADH + H+
3-磷酸甘油
3-磷酸甘油脱氢酶
磷酸二羟丙酮
NAD+
NADH + H+
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脂酸经β-氧化分解供能
1. 脂酸的活化形式为脂酰CoA（胞液）
O
= =
RCH2CH2C-OH 脂肪酸
+
脂酰CoA合成酶
ATP AMP PPi