05第六章(糖类代谢)

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第六章糖代谢

第六章糖代谢
硫辛酸, CoASH, Mg 2+
42
College of Life Sciences
(二)三羧酸循环
(tricarboxylic acid cycle, TCA 环)
(柠檬酸循环、Krebs环) Kerbs, 1953年诺贝尔化学奖
部位:线粒体基质
43
College of Life Sciences
3-P-甘油醛 磷酸二羟丙酮
23
College of Life Sciences
(一)糖酵解途径
贮能阶段: 后5步
(2)3- 磷酸甘油醛 (2)丙酮酸
☆生成 2 NADH(H) + 4ATP
24
College of Life Sciences
(一)糖酵解途径
6
3-P-甘油醛脱氢酶
3-P-甘油醛
磷酸化酶
糖原脱支酶催化支链上的3个葡萄糖残基转移到糖原 分子的一个游离的4′端上,形成一个新的-1,4糖苷 G-1-P 键,而脱支酶催化转移后剩下的通过-1,6糖苷键连 接的葡萄糖残基的水解,释放出一分子的葡萄糖。
转移酶
葡萄糖-1-磷酸在磷酸葡萄糖变位酶的作用下可以转 去分支酶 换为葡萄糖-6-磷酸。
45
College of Life Sciences
(二)三羧酸循环
3 异柠檬酸氧化生成-酮戊二酸
蔗糖
磷酸化酶
1-磷酸葡萄糖+果糖
11
College of Life Sciences
第二节 糖的分解代谢
糖分解的主要途径:
☆ ☆
在无氧条件下进行的无氧分解 在有氧条件下进行的有氧氧化
一、糖的无氧分解
• 在无氧情况下葡萄糖进行分解,生成2分子丙酮酸

第六章 糖代谢

第六章 糖代谢

CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
葡萄糖
ATP ADP
己糖激酶; 葡萄糖激酶(肝)
CH 2O
P
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
2. 6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖
CH 2O
P
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
CH 2OH
H
OH
H
磷酸葡萄糖变位酶
OH HO
H H
O H
OH HO
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
2-磷酸甘油酸
P O CH 2
CH2OH
O
Mg2+
H HO
己糖异构酶 H
OH
OH H
6-磷酸果糖
(fructose-6-phosphate, F-6-P)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
Glu
ATP
ADP
G-6-P
3. 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖
葡萄糖
CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH

CH 2OH
H H
OH
CH 2OH
H H
OH
OH HO
?H
H
O
OH
α-1,4-糖苷键
OH
H
H OH
OH
糖原合成特点:
1、葡萄糖活化 2、需要糖原引物

第六章 糖代谢

第六章 糖代谢

内 容糖第六章 糖的化学和代谢糖的化学 糖代谢 糖的消化与吸收 糖的分解代谢 糖原的合成与分解糖的化学一、糖的概念糖是多羟基醛或多 羟基酮及其聚合物和 衍生物的总称。

P5二、 糖的分布生物界中含糖的比例90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 80%30% 10% 2%0%植物人和动物微生物微生物三、 糖的生物学作用1. 糖是人和动物的主要能源物质 2. 糖类还具有结构功能 3. 糖具有复杂的多方面生物活性与功能四 、糖的分类1. 2. 3.单糖 寡糖 多糖1(一) 单糖概念: 不能被水解成更小分子的糖称为单糖。

特点: 单糖是糖类物质的基本结构单位。

种类: 丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖丙糖:甘油醛和二羟丙酮甘油醛二羟丙酮丁糖戊糖赤藓糖赤藓酮糖D-核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖己糖:葡萄糖和果糖葡萄糖的两种形式D-葡萄糖(G)β -D-葡萄糖 α-D-葡萄糖2D - 果糖(F)(二)寡 糖概念: 由单糖缩合而成的短链结构 (一般含2~6个单糖分子) 特点: 二糖最为广泛葡萄糖 半乳糖 果糖环α-D-果糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖(三) 多 糖许多单糖分子缩合而成的长链结构 1. 多糖的分类(1)按照来源分类 (2)按生理功能分类 植物多糖 动物多糖 微生物多糖 海洋生物多糖 储存多糖 结构多糖( 3 )多糖按照其组成成分的分类多糖同聚多糖 杂聚多糖(均一多糖) (不均一多糖)粘多糖结合糖糖蛋白蛋白聚糖糖脂脂多糖O连N连鞘糖脂甘油糖脂 萜醇衍生磷酸多类固醇 衍生同聚多糖与杂聚多糖同聚多糖 杂聚多糖2. 重要多糖的化学结构与生理功能(1)淀粉• 是高等植物的贮存多糖 • 直链淀粉 支链淀粉 α-1,4糖苷键 α-1,6糖苷键α-1,4糖苷键 直链结构 支链结构 直链结构 支链结构直链淀粉3(2)糖 原 支链淀粉• 糖原是动物 体内的贮存 多糖,主要α-1,6糖苷键存在肝及肌 肉中。

第六章糖代谢

第六章糖代谢

磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
主要是从丙酮酸生成葡萄糖的具体 反应过程。
糖异生与糖酵解的多数反应是共有 的、可逆的;
糖酵解中有3个不可逆反应,在糖异 生中须由另外的反应和酶代替。
5
(一)丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
生物素
丙酮酸羧化酶
CO2 ATP
(线粒体)
ADP+Pi
草酰乙酸
磷酸烯醇式丙酮酸
第六章 糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
内容提纲
概述 糖的分解代谢
糖的无氧氧化 糖的有氧氧化 磷酸戊糖途径
糖原的合成与分解 糖异生作用 血糖及其调节
2
第六节 糖异生
Gluconeogenesis
糖异生途径 糖异生的调节 生理意义
3
概念 糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合
果糖二磷酸酶-1 Pi
1,6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖
向反应,这种互变
ADP 6-磷酸果糖激酶-1 ATP
循环称之为底物循
ADP+Pi
GTP 磷酸烯醇式丙
丙酮酸羧化酶
环(substratecycle)。 CO2+ATP
草酰乙酸
酮酸羧激酶 GDP+Pi
丙酮酸
PEP +CO2
ATP 丙酮酸激酶 ADP
14
18


质 激


胰高血糖素 —
激素对糖异生和糖酵解的调节作用
19
三、糖异生的生理意义
(一)饥饿情况下维持血糖浓度恒定(最主要功 能) (二)补充或恢复肝糖原储备

医学生物化学(第六章)糖 代 谢

医学生物化学(第六章)糖  代  谢

46
F-2,6-BP的生成与作用 * 生成:
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
* 作用:促进F-1,6-BP生成
图6-5
47
PFK-2是一双功能酶:
PFK-2活性(使F-2,6-BP↑) 具有
2,6-二磷酸果糖酶2活性(使F-2,6-BP↓)
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
TCA循环
56
图6-3 糖代谢三条途径间的关系
①无氧酵解 ②磷酸戊糖途径 ③有氧氧化
57
(一) 葡萄糖
丙酮酸
* 胞浆内进行
* 过程同糖酵解, 消耗2ATP
* 生成4ATP
* 生成2 NADH + H+
(3-磷酸甘油醛 (×2)
1,3-二磷酸甘油酸)
58
己糖激酶
6-磷酸果糖 激酶-1
(直链)
丙 酮 酸 激 酶
四个阶段:
I.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
II.
(×1)
磷酸己糖
裂解
(×2)
磷酸丙糖
(×2) 氧化 (×2)
III. 磷酸丙糖 丙酮酸
IV.
(×2)
丙酮酸
还原乳(×酸2)(无氧)
18
(×2) (×2)
(×2)
19
1.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
(1) Glc/Gn磷酸化为G-6-P
第一次磷酸化反应
a. 神经系统:
下丘脑和自主神经 调节 激素分泌
b. 激素:
(表6-1)
c. 组织器官: 肝脏最主要
9
激素对血糖浓度的调节
相互协同/拮抗

生物化学第六章 糖类代谢

生物化学第六章 糖类代谢
O
H
OH
HO
H
HO
H
H
OH
OH
CH2OH
HO H OH
H
H
OH H
OH OH
核糖(ribose) ——戊醛糖
O
H
OH
H
OH
H
OH
OH
HOH 2C
O OH
H H
HH
HO
OH
2. 寡糖 能水解生成2-20个分子单糖的糖,各单
糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。
常见的几种二糖有
麦芽糖 (maltose) 葡萄糖 — 葡萄糖 还原糖
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
ⅱ放能阶段
⑨2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶
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
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
催化此反应的酶是烯醇化酶,它在结合底物前必 须先结合2价阳离子如Mg2+、Mn2+,形成复合物, 才能表现出活性。该酶的相对分子量为85000,氟 化物是该酶强烈的抑制剂,原因是氟与Mg2+和无 机磷酸结合形成一个复合物,取代了酶分子上 Mg2+的位置,从而使酶失活。
Glu
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
ⅱ放能阶段
⑥3-磷酸甘油醛氧化成1,3-二磷酸甘油酸
生成1分子 NADH+H+

第六章糖类与糖类代谢

第六章糖类与糖类代谢

3-磷酸甘油醛 脱氢酶 6
CHO CHOH CH 2 OPO 3 H 2
磷酸甘油酸变位酶 O
8
COH CHOPO 3 H 2
Pi
3-磷酸甘油醛
CH 2 OH 2-磷酸甘油酸
碘乙酸通过与3-磷酸甘油醛脱氢酶的巯基结合而抑制其活性
(4)第四阶段:2-磷酸甘油酸 丙酮酸
O CO H C O PO 3 H 2 CH 2 磷酸烯醇式丙酮酸 AD P 丙酮酸激酶 Mg
ATP
甘露糖
进入糖酵解
二、糖酵解中产生的能量
葡萄糖+ 2Pi+ 2ADP+ 2NAD+ 2丙酮酸+ 2ATP+ 2NADH+ 2H+ + 2H2O 有氧时,2NADH进入线粒体经呼吸链氧化又可 产生3或5分子ATP, 故共可产生2+5(3)=7(5) 分子ATP 无氧时, 2NADH被丙酮酸氧化,生成2分子乳 酸或乙醇,故净产生2分子ATP
一、糖的分类(据水解情况分):
单糖:在温和条件下不能水解为更小的 单位 寡糖(双糖):水解时每个分子产生210个单糖残基 多糖: 能水解成多个单糖分子
㈠ 单糖(monosaccharide)
生物物体内的单糖主要是戊糖、己糖
-D-呋喃核糖
2-脱氧-D-呋喃核糖
-D-吡喃木糖
-D-芹菜糖
糖酵解的控制
磷酸果糖激酶
(限速酶) 抑制剂:ATP、 柠檬酸
己糖激酶
抑制剂:G-6—P、 ATP
丙酮酸激酶
抑制剂: Ala、 ATP 、乙酰CoA、 长链脂肪酸 激活剂:F-1,6-2P
激活剂:AMP、 F- 2,6—2P
激活剂:ADP

第六章 糖代谢

第六章 糖代谢

ATP
CH2
O
P
磷酸甘油酸 变位酶
COOH C CH3 O
丙酮酸激酶
2+、 Mg2+、K+
COOH C O P
烯醇化酶
COOH H C CH2 O OH P
ATP
ADP
CH2
H2O
将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP,这种ADP 将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP,这种ADP ADP生成ATP 或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直 接相偶联的反应过程称为底物水平磷酸化。 接相偶联的反应过程称为底物水平磷酸化。 底物水平磷酸化
HO
HO
P
O
CH2 O H H OH HO H
CH2 OH
O
P
P
O
CH2 O H H OH HO H
CH2OH OH
6-磷酸果糖激酶1 磷酸果糖激酶1 Mg2 + ADP ATP
哺乳动物体内已发现4种己糖激酶同工酶,分布于不同的组 哺乳动物体内已发现4种己糖激酶同工酶, 织中。其中Ⅳ型只存在于肝细胞中, 织中。其中Ⅳ型只存在于肝细胞中,对葡萄糖有高度的专 一性,又称为葡萄糖激酶。 一性,又称为葡萄糖激酶。 葡萄糖激酶 葡萄糖激酶的Km值比其他己糖激酶高,且受激素调控。 葡萄糖激酶的Km值比其他己糖激酶高,且受激素调控。 Km值比其他己糖激酶高
丙酮酸脱氢酶复合体
乙酰CoA 乙酰CoA + NADH + H+ + CO2
O COOH C CH3 O TPP CH3C S HS (CH2)4COOH HS CoA O
③ ①
丙酮酸脱氢酶 OH
CH3 HS HS

动物生物化学 第六章 糖代谢

动物生物化学 第六章 糖代谢
葡萄糖在有氧条件下,氧化分解生成二氧化碳和水的过程称为 糖的有氧氧化(aerobicoxidation)。有氧氧化是糖分解代谢的主要 方式。
丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydrogenase system) 1 丙酮酸脱羧酶,辅酶是TPP, 2 二氢硫辛酸乙酰转移酶,辅酶是二氢硫辛酸和辅酶A, 3 二氢硫辛酸脱氢酶,辅酶是FAD及NAD+
(三)血糖
人 80-120mg/100ml 4.4-6.7mmol/L
第一节 糖的分解代谢 (catabolism of carbohydrate)
动物组织均能对糖进行分解代谢,主要的分解途 径有三条:
(1)无氧条件下进行糖酵解途径;
(2)有氧条件下进行有氧氧化;
(3)生成磷酸戊糖-磷酸戊糖通路。
葡萄糖(glucose G)
-1ATP
6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phophate, G-6-P)
己糖激酶(hexokinase,HK)。
葡萄糖激酶(glucokinase,GK)
6-磷酸葡萄糖是HK的反馈抑制物,此酶是糖氧化 反应过程的限速酶(rate limiting enzyme)或称关键酶 (key enzyme)。它有同工酶Ⅰ-Ⅳ型,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型主 要存在于肝外组织,其对葡萄糖Km值为10-5~10-6M。
第六章 糖代谢
一 糖的生理功能
1 机体的组成成分 核糖 糖脂 2 提供能量和碳源 70%
二 糖代谢的概况
(一)糖的来源
1 由消化道吸收(单胃动物) 2 由非糖物质转化而来(反刍兽)
(二)动物体内糖的主要代谢途径
1 分解供能—— 酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途 径、糖原分解
2 贮存—— 糖异生、合成糖原或转变成脂肪

高一生物糖类代谢

高一生物糖类代谢

糖原(或淀粉) 第 一 阶 段 1-磷酸葡萄糖 葡萄糖
EMP的化学历程
葡萄糖的磷酸化
6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
磷酸己糖的裂解
第 二 阶 段
1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
21,3-二磷酸甘油酸 第 三 阶 段 23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸 2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
糖酵解的调控位点及相 应调节物
机理:主要通过 调节反应途径中几 种酶的活性来控制 整个途径的速度, 被调节的酶为催化 反应历程中不可逆 F-2,6-BP AMP
糖原(或淀粉) 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
G-6-P AMP ATP
+
葡萄糖
己糖激酶
+
磷酸果糖激酶
柠檬酸 NADH ATP
由于这种调节的生理意义广泛,反应灵敏,节约能量,机制多样,
在体内显得十分灵活,加之它们常受激素甚至神经的指令,导致级联放 大反应,所以日益引人注目。
A
Ea-b
B
C
Ec-d D
E
P1
关键酶(限速酶)
Ec-g G
H
P2
蛋白质的磷酸化和脱磷酸化
第一类:Ser/Thr型 第二类:Tyr型
ATP
蛋白激酶
ADP 蛋白质 n
1、三羧酸循环的化学历程
acid cycle, TCA 循环)
2、三羧循环及葡萄糖有氧氧化的化学计量和能量计量
3、 三羧循环的生物学意义
4、 三羧酸循环的调控 5、草酰乙酸的回补反应(自学)
O
CoASH
CH3-C-SCoA
柠檬酸
三羧酸循环 (TCA)

第六章 糖代谢

第六章     糖代谢

2,32,3-二磷酸甘油酸支路
COO ~ P COCO-OH CH2O- P
ADP
磷酸甘油酸变位酶
ห้องสมุดไป่ตู้
COOH
磷酸甘油酸激酶
ATP COOH COCO-OH CH2O- P 2,32,3-二磷酸甘油酸磷酸酶 Pi H2O
CH-O- P CHCH2O- P
红细胞中含有较高浓度的2,3-二磷酸甘油酸, 红细胞中含有较高浓度的2,3-二磷酸甘油酸,与血红蛋 中含有较高浓度的2,3 白结合,降低血红蛋白与氧的亲和力, 白结合,降低血红蛋白与氧的亲和力,促进氧合血红蛋白 释放氧,保证组织细胞对氧的需要。 释放氧,保证组织细胞对氧的需要。
COOH CH O CH2 OH
2-磷酸甘油酸
COOH P
烯醇化酶 H2O
C O~ P CH2
磷酸烯醇式丙酮酸
(5)丙酮酸的生成
在丙酮酸激酶的催化下,磷酸烯醇式丙酮酸转 丙酮酸激酶的催化下, 的催化下 变为烯醇式丙酮酸,后者自发地转变为丙酮酸。 变为烯醇式丙酮酸,后者自发地转变为丙酮酸。 这是酵解途径中第二次底物水平磷酸化反应 第二次底物水平磷酸化反应。 这是酵解途径中第二次底物水平磷酸化反应。 丙酮酸激酶为第三个限速酶 丙酮酸激酶为第三个限速酶
二、糖的有氧氧化
(一)有氧氧化的概念
葡萄糖在有氧条件下彻底分解生成 葡萄糖在有氧条件下彻底分解生成 有氧 并释放大量能量的过程。 大量能量的过程 CO2和H20并释放大量能量的过程。
磷酸葡萄糖转化为6 (2) 6-磷酸葡萄糖转化为6-磷酸果糖
参与。 为磷酸已糖异构酶催化的可逆反应,需Mg2+参与。 磷酸已糖异构酶催化的可逆反应, 催化的可逆反应
P
O CH2 O H H H OH H OH OH H OH

6糖代谢

6糖代谢

R-酶 降解 (1 →6 )苷键,去除分支,也称为脱支酶 麦芽糖酶( -葡萄糖苷酶 ) 水解产物中的麦芽糖
淀粉在-淀粉酶、--淀粉酶、 R-酶、麦芽糖酶共同作用下, 水解为葡萄糖
第六章 糖代谢
2. 磷酸解:催化酶:淀粉磷酸化酶
酶催化特点:a.从非还原端开始,催化 (1→4) 苷键磷酸解 ,其产物为G-1-P。 淀粉+Pi → G-1-P
H2O
H2C COOH H C COOH
H2O
H2C COOH HC COOH HO C COOH H 异柠檬酸
H2C COOH 顺乌头酸酶
HC COOH 顺乌头酸酶
柠檬酸
顺乌头酸
第六章 糖代谢
+ NAD H2C COOH HC COOH HO C COOH H
NADH+ H
+
H2C COOH HC COOH
产物:葡萄糖和果糖
CH 2OH H O H H OH H OH H OH CH 2OH O CH 2OH H H H OH
+
H2O
+
OH
OH
蔗糖酶
OH
蔗糖 +66.5°
葡萄糖 +52.2° -20.4 °
果糖 -93°
旋光度发生了变化,产物总称为转化糖,蔗糖酶也叫 转化酶
第六章 糖代谢
二、淀粉、糖原的酶促降解
第六章 糖代谢
O C ~ S CoA CH2 CH2 COOH
GDP+Pi
GTP
COOH CH2 CH2 COOH
+
HS CoA
琥珀酰CoA合成酶
琥珀酰CoA
琥珀酸
COOH CH2 CH2 COOH

生物化学第六章糖类代谢

生物化学第六章糖类代谢

糖原的分子结构
-1,6-糖苷键 -1,4-糖苷键
2.纤维素 纤维素是由β-D葡萄糖以β(14) 糖苷键连接而成的链状高聚物。与淀粉结 构不同的是,在纤维素结构中不存在分支。 纤维素存在于植物细胞壁中,是构成植物 支持组织的主要结构物质。纤维素的单链 结构片断如下(图6-6):
图6-6 纤维素结构简图
4.壳多糖 壳多糖也叫几丁质,是以N–乙酰 β-D-葡糖胺为单体通过β(14)糖苷键连 接形成的聚合物(如图6-7)。几丁质是甲 壳动物及昆虫体壁物质,称无脊椎动物外 骨骼。几丁质不溶于水,化学性质非常稳 定,人体不能消化。
图6-7 几丁质结构简图
4.透明质酸 是以β-D葡萄糖醛酸和N-乙酰 β–D葡糖胺为单体,通过β(1→3)糖苷键 和β(1→4)糖苷键重复交替连接形成的杂 聚多糖。也称糖胺聚糖。其结构片段如下 (图6-8):
第六章 糖类代谢
第一节 生物体内的糖类 第二节 双糖和多糖的酶促降解 第三节 糖酵解 第四节 三羧酸循环 第五节 磷酸戊糖途径 第六节 光合作用(自学) 第七节 糖异生作用 第八节 双糖和多糖的生物合成
本章主要包括糖的分解代谢和糖的合成代谢。 在糖的分解代谢部分重点掌握糖酵解、磷 酸戊糖途径和三羧酸循环,理解各条途径 的生理学意义及主要调控部位;在糖的合 成途径中重点掌握糖异生途径;多糖代谢 中应了解淀粉和糖原的降解与合成方式。
图6-9 硫酸软骨素-6-硫酸结构简图
硫酸软骨素-6-硫酸存在于动物软骨等多种组 织中。软骨素-4-硫酸过去称硫酸软骨素B, 在皮肤、胃肠粘膜及肌腱中较多,所以也 称为硫酸皮肤素。
6.肽聚糖 是细菌细胞壁主要成分。分子中 有短肽链,结构比较复杂。
肽聚糖的结构是由多糖和短肽两类物质相互

05糖代谢

05糖代谢

第二节 糖酵解
概念:glycosis,在氧气供应不足的情况下, 葡萄糖或糖原的葡萄糖单位转变为乳酸 的过程。 反应部位:胞液 过程: 2个阶段

1) 葡萄糖
2H(NADH+H+)
2×丙酮酸
糖酵解途径
2)2× 丙酮酸
2×乳酸
糖酵解反应过程
Mg2+
Mg2+
Mg2+
糖酵解要点
一分子葡萄糖氧化成2分子乳酸,同时净生成2 或3分子ATP, 生成方式为底物水平磷酸化 关键酶:3个,己糖激酶、磷酸果糖激酶1、丙 酮酸激酶。 +

糖耐量曲线
高血糖
空腹血糖水平> 7.2 mmol/L 常见原因 1)情绪激动 2)一次食入大量糖 3)静脉点滴葡萄糖过快 4)胰岛功能障碍

生理 病理
低血糖
空腹血糖低于3.3 mmol/L 常见原因: 1)饥饿 2)禁食 3)胰岛功能障碍 4)肝脏疾病 4)其它内分泌异常


1,6-葡萄糖苷酶活性
水解糖原分枝处残留的一个葡萄糖残基为游离 葡萄糖
糖原分解要点
主要为磷酸解的过程,产物主要为G-6-P, 及少 量游离的G 不消耗能量 肝脏中存在G-6-P酶,可以生成游离葡萄糖, 对维持血糖浓度的恒定有重要作用;肌肉中无 此酶,不能生成游离葡萄糖 关键酶:糖原磷酸化酶

链的磷酸解
Pi G-1-P
糖原磷酸化酶
Gn

Gn-1
支链的分解:脱支酶的作用 G-1-P的代谢
G-1-P
变位酶
糖酵解 有氧氧化 磷酸戊糖途径
肌肉
G-6-P
葡萄糖-6-磷酸酶 肝脏

第六章糖类代谢PPT课件

第六章糖类代谢PPT课件

第一节
一、糖的概念
物。 二、糖的分类 单糖 寡糖 多糖
糖类及其功能
多羟基醛或多羟基酮及衍生
均一多糖
不均一多糖 糖脂 结合糖 糖蛋白 蛋白聚糖
单糖 -葡萄糖
寡糖-麦芽糖
多糖-淀粉
均一多糖 不均一多糖
结合糖
糖脂 寡糖 糖蛋白 蛋白聚糖
糖蛋白
糖脂
外周蛋白
疏水端 内在蛋白
外周蛋白
亲水端
三、糖的生理功能
葡萄糖 甘油醛
乳酸
3-磷酸
丙酮酸
有 氧 氧 化
细 胞 质 线 粒 体
乙酰辅酶A
三羧酸循环
无氧酵解
是否需氧 否 细胞质
有氧氧化

进行部位 细胞质,线粒体 最终产物 CO2+H2O 产生能量 多
乳酸 少
糖有氧分解的生理意义
1、供给能量 2、三羧酸循环是体内营养物质彻底氧化 分解的共同通路。 3、糖有氧分解代谢途径是体内物质代谢 的主线。
三、磷酸戊糖途径
6-磷酸葡萄糖
NADP+ NADPH
6-磷酸葡萄糖酸
NADP+
CO2
NADPH
5-磷酸核酮糖
生理意义
1、生成5-磷酸核糖
体内重要的供氢体 谷胱甘肽还原酶的辅酶 参与肝内生物转化反应
2、生成NADPH
蚕豆病
保护细胞膜 保护巯基酶、巯基蛋白
葡萄糖的分解代谢
磷酸戊糖途径 6-磷酸葡萄糖酸
1、氧化分解供能
2、构成人体结构组织 3、转变为其他物质
第二节
糖的分解代谢
一、糖无氧分解 二、糖的有氧分解 三、磷酸戊糖途径
一、糖的无氧分解
定义:在无氧的条件下,1分子葡萄糖 单位分解为两分子乳酸,生成少量的ATP的 过程,又称糖酵解。 反应进行部位:细胞质
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ATP ADP
G
F-6-P
己糖激酶 ATP ADP 磷酸果糖激酶-1 ADP ATP
G-6-P
F-1,6-2P 丙酮酸
PEP
丙酮酸激酶
⑷ 产能的方式和数量
方式:
净生成ATP数量:
⑸ 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)
(二)EMP途径化学计量
总反应式:
第六章 糖类代谢
目的要求 熟悉酵解途径中的各步酶促反应以及与糖异生途 径的区别 熟悉柠檬酸循环途径中的各步酶促反应,以及各 步反应酶的作用特点 掌握戊糖磷酸途径的生物学意义:提供核糖-5-磷 酸和NADPH 了解糖代谢的次要途径葡萄糖醛酸途径可以生成 糖醛酸和抗坏血酸(人除外) 掌握酵解与柠檬酸循环、糖异生等途径中能量的 消耗与生成的计算
己糖激酶或葡萄糖激酶
* 6- 磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶,但 肝葡萄糖激酶不受其抑制。
* 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。
(四)EMP生物学意义 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式; 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供 能途径。 是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解 的共同途径,通过糖酵解,生物体获得生命 活动所需要的能量 形成多种重要的中间产物,为氨基酸、脂 类合成提供碳骨架 为糖异生提供基本途径
1. 别构调节
别构激活剂:1,6-双磷酸果糖 别构抑制剂:ATP, 丙氨酸
2. 共价修饰调节
Pi
丙酮酸激酶
(有活性)
磷蛋白磷酸酶
丙酮酸激酶
(无活性)
P
ATP 胰高血糖素 PKA, CaM激酶
ADP
PKA:蛋白激酶A (protein kinase A) CaM:钙调蛋白
丙酮酸转变成乳酸
COOH C=O CH3
三羧酸 循环
丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解
COOH
C==O CH3
CoASH CO2
葡萄糖
(EMP)
丙酮酸脱氢酶系
O
CH3-C-SCoA
乙酰CoA
丙酮酸
NAD+ NADH+H+
三羧酸 循环
葡萄糖的有氧分解
G有氧氧化的反应过程
G(Gn) 第一阶段:酵解途径 丙酮酸 第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段:三羧酸循环 胞液
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
丙酮酸
糖原(或淀粉) 第 一 阶 段 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 第 二 阶 段
1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
EMP的化学历程
葡萄糖的磷酸化
葡萄糖
磷酸己糖的裂解
21,3-二磷酸甘油酸 第 三 阶 段 23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸 2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
S S C C
(CH2)4COO(CH2)4COO-
C
氧化型硫辛酸
S
-2H
C C
+2H
HS
(CH2)4 COO-
C
乙酰二氢硫辛酸
HS HS
C C
C
二氢硫辛酸
三、柠檬酸循环
三羧酸循环——在循环的一系列反应中,关 键的化合物是柠檬酸,因为它有三个羧基, 故称为三羧酸循环,又称柠檬酸循环 (Tricarboxylic acid Cycle, TCA),简称 TCA循环。又称Krebs循环。柠檬酸循环是 糖类、脂类和氨基酸代谢的共同途径。柠 檬酸循环的中间物是许多物质合成的前体。 反应部位
丙酮酸脱氢酶系
CO2
丙酮酸 脱羧酶 硫辛酸 二氢硫辛 酸脱氢酶
NAD+
TPP
FAD
+ +H + +H + + NAD NAD
乙酰硫辛酸 硫辛酸乙 酰转移酶
二氢硫辛酸
O CoASH CH3-C-SCoA
焦磷酸硫胺素(TPP)在丙酮酸脱羧中的作用
H+ C 丙酮酸
CCH3-C-COOH
OH
CO2
硫辛酸的氢载体作用和酰基载体作用
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2C3H4O3 +2NADH +2H++2ATP+2H2O
能量计算:氧化一分子葡萄糖净生成
2ATP 2NADH

6ATP 或 4ATP
(三)影响酵解的调控 位点及相应调节物
调控位点
a 己糖激酶
糖原(或淀粉) 1-磷酸葡萄糖
激活剂
ATP
抑制剂
6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
NADH + H+
NAD+
COOH CHOH
乳酸脱氢酶(LDH)
CH3
丙酮酸
乳酸
反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反 应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。
Glu
E1
G-6-P
F-6-P
ATP ADP E1:己糖激酶
E2 F-1, 6-2P ATP ADP
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
E2: 6-磷酸果糖激酶-1
丙酮酸的无氧降解及葡萄糖的无氧分解
NADH+H+ NAD+
COOH
CH(OH) CH3
葡萄糖
EMP
COOH C==O
乳酸
CHO CO2 CH3
丙酮酸
CH3
乙醛
NADH+H+
CH2OH
NAD+ CH3
乙醇 葡萄糖的无氧分解
二、丙酮酸的去路
糖酵解途径 葡萄糖
(有氧或无氧)
丙酮酸
(无氧)
乳酸 乙醇
(有氧) 乙酰 CoA

(一)糖酵解反应过程
葡萄糖
己糖激酶
6-磷酸-葡萄糖
磷酸葡萄糖异构酶
第 一 阶 段
6-磷酸-果糖
磷酸果糖激酶
1,6-二磷酸-果糖
磷酸丙糖异构酶 醛缩酶
磷酸二羟丙酮
磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸-甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶 磷酸甘油酸变位酶
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
烯醇化酶
第 二 阶 段
糖酵解的调节
① 己糖激酶 关键酶 ② 6-磷酸果糖激酶-1 ③ 丙酮酸激酶 ① 别构调节
调节方式 ② 共价修饰调节
6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1) * 别构调节
别构激活剂:AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 别构抑制剂: 柠檬酸; ATP(高浓度) • F-1,6-2P 正反馈调节该酶 • 此酶有二个结合ATP的部位:
G-6-P ADP b 磷酸果糖 ADP ATP 激酶 AMP 柠檬酸 (限速酶) 果糖-2,6-二磷酸 NADH c 丙酮酸激酶 果糖-1,6-二磷酸 ATP Ala 规律:主要通过调节反应途径中几种酶的活 性来控制整个途径的速度,被调节的酶多数为 催化反应历程中不可逆反应的酶,通过酶的变 构效应实现活性的调节,调节物多为本途的中 间物中间物或与本途径有关的代谢产物。
① 活性中心底物结合部位(低浓度时)
② 活性中心外别构调节部位(高浓度时)
第二阶段: 磷酸己糖的裂解
醛缩酶
异构酶
第三阶段:磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成
NAD+ Pi
脱氢酶 激酶
NADH+H+
ADP
ATP
变 位 酶
ATP ADP
H2O
丙酮酸激酶
丙酮酸 PEP
Mg或Mn
烯醇化酶
丙酮酸激酶
a
ห้องสมุดไป่ตู้
葡萄糖
b
1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
21,3-二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸 2磷酸烯醇丙酮酸
c
2丙酮酸
糖酵解的调节: 磷酸果糖激酶催化的反应是糖酵解的限速步骤,该酶受 ATP和柠檬酸的抑制,受AMP和2,6-二磷酸-果糖激活。如 果磷酸果糖激酶受到抑制,则使6-磷酸-果糖浓度增加,也必 然使6-磷酸-葡萄糖积累。 己糖激酶受6-磷酸-葡萄糖抑制。 丙酮酸激酶受ATP和丙氨酸抑制,受1,6-二磷酸-果糖激活。 该酶的活性受磷酸化的调节,去磷酸化为其活性形式。 在糖酵解的10步反应中,有5步反应的△G0’ > 0,即反应 是吸能的,这5步反应是可逆的(磷酸葡萄糖异构酶、醛缩 酶、磷酸丙糖异构酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、烯醇化酶); 葡萄糖分子的第3,4位碳原子形成了2分子3-磷酸甘油醛的 醛基碳原子,葡萄糖分子的第1,6位碳原子形成了3-磷酸甘 油醛的第3位碳原子,第2,5位碳原子形成3-磷酸甘油醛的第 2位碳原子。
GDP+Pi
TCA第三阶段:草酰乙酸再生
FAD FADH2 H2 O
琥珀酸脱氢酶
延胡索酸酶
苹果酸 脱氢酶
NAD +
NADH+H+ 草酰乙酸
乙酰-CoA
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
(氧化) 苹果酸 H2O 延胡索酸酶 (加水) 延胡索酸 FADH2 GTP NADH
* 6- 磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶,但 肝葡萄糖激酶不受其抑制。
* 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。
6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1) * 别构调节
别构激活剂:AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 别构抑制剂: 柠檬酸; ATP(高浓度) • F-1,6-2P 正反馈调节该酶 • 此酶有二个结合ATP的部位:
琥珀酸
FAD
GTP
琥珀酰CoA
TCA第一阶段:柠檬酸生成
O
CH3-C-SCoA
CoASH
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