第17章 糖代谢其它途径2015
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糖代谢医学课件
合成与储存
多余的葡萄糖可以转化为 糖原或脂肪储存于体内， 以备不时之需。
糖代谢的调节
01 02
激素调节
胰岛素和胰高血糖素是调节糖代谢的主要激素。胰岛素促进细胞摄取和 利用葡萄糖，降低血糖；胰高血糖素则相反，它促进糖原分解和糖异生 ，升高血糖。
神经调节
下丘脑是调节糖代谢的重要神经中枢，它通过调节胰岛素和胰高血糖素 的分泌来影响糖代谢。
运动频率与持续时间
每周进行至少150分钟的中等强度有氧运动，或75分钟的高强度有氧运动。
其他影响因素如肥胖、压力等
01
总结词
肥胖和压力等其他因素也会影响 糖代谢，应注意保持健康的生活
方式。
03
管理压力
学会有效应对压力，如通过放松 技巧、运动、良好的睡眠等方式 来减轻压力对糖代谢的影响。
02
控制体重
控制血脂
降低低密度脂蛋白胆固醇，提高高密 度脂蛋白胆固醇水平。
控制体重
保持体重在正常范围，减少肥胖和超 重带来的健康风险。
糖尿病的社会支持与教育
提供心理咨询
健康教育
帮助患者应对糖尿病带来的心理压力和焦 虑。
普及糖尿病知识，提高患者自我管理和控 制能力。
建立患者支持组织
为患者提供交流平台和互助支持。
03
饮食调节
摄取食物中的糖分也会影响糖代谢，高糖饮食会导致血糖升高，刺激胰
岛素分泌；而低糖饮食则相反，导致血糖降低，刺激胰高血糖素分泌。
02
糖尿病的病理与诊断
糖尿病的类型
01
02
03
04
1型糖尿病
由于体内胰岛素分泌不足或完 全缺乏，导致血糖升高。
2型糖尿病
由于胰岛素抵抗或胰岛素分泌 不足，导致血糖升高。
最新7糖代谢的其他途径1
7糖代谢的其他途径1
糖的来源和去路
消化吸收 异生作用 糖原分解
葡萄糖
氧化供能 贮存 转变成其他物质
磷酸戊糖途径
一、磷酸戊糖途径的反应历程 二、磷酸戊糖途径的意义 三、磷酸戊糖途径调控
磷酸戊糖途径是指从 G-6-P 脱氢反应开始，经 一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然 后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代 谢途径。
第一阶段（氧化阶段） ：6分子的6－磷酸葡萄糖经脱氢、 水合、氧化脱羧生成6分子5－磷酸核酮糖、12NADPH和 6CO2 第二阶段（异构阶段）： 6分子5－磷酸核酮糖经一系列基 团转移反应异构成5分子6－磷酸葡萄糖回到下一个循环。
磷酸戊糖途径的两个阶段
1、氧化脱羧阶段
6 G-6-P
6 葡萄糖酸-6-P
5-磷酸核酮糖差向异构,转变为5-磷酸木酮糖
H2C OH CO
HC OH HC OH H2C O P
磷酸戊酮糖差向异构酶
H2C OH CO
HO CH HC OH H2C O P
5-磷酸核酮糖
5-磷酸木酮糖
2
+2
5-磷酸木酮糖
5-磷酸核糖
转酮酶
磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二
（基团转移）
H
2
+2
转醛酶
② 6-P葡萄糖酸内酯 H20 6H-P+葡萄糖酸（容易进行）
6-P葡萄糖酸脱氢酶
③ 6-P葡萄糖酸+NADP+ +CO2+NADPH+H+
5-P核酮糖
本阶段总反应：
6-P葡萄糖+2NADP++H2O
5-P-核酮糖
磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段
糖的来源和去路
消化吸收 异生作用 糖原分解
葡萄糖
氧化供能 贮存 转变成其他物质
磷酸戊糖途径
一、磷酸戊糖途径的反应历程 二、磷酸戊糖途径的意义 三、磷酸戊糖途径调控
磷酸戊糖途径是指从 G-6-P 脱氢反应开始，经 一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然 后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代 谢途径。
第一阶段（氧化阶段） ：6分子的6－磷酸葡萄糖经脱氢、 水合、氧化脱羧生成6分子5－磷酸核酮糖、12NADPH和 6CO2 第二阶段（异构阶段）： 6分子5－磷酸核酮糖经一系列基 团转移反应异构成5分子6－磷酸葡萄糖回到下一个循环。
磷酸戊糖途径的两个阶段
1、氧化脱羧阶段
6 G-6-P
6 葡萄糖酸-6-P
5-磷酸核酮糖差向异构,转变为5-磷酸木酮糖
H2C OH CO
HC OH HC OH H2C O P
磷酸戊酮糖差向异构酶
H2C OH CO
HO CH HC OH H2C O P
5-磷酸核酮糖
5-磷酸木酮糖
2
+2
5-磷酸木酮糖
5-磷酸核糖
转酮酶
磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二
（基团转移）
H
2
+2
转醛酶
② 6-P葡萄糖酸内酯 H20 6H-P+葡萄糖酸（容易进行）
6-P葡萄糖酸脱氢酶
③ 6-P葡萄糖酸+NADP+ +CO2+NADPH+H+
5-P核酮糖
本阶段总反应：
6-P葡萄糖+2NADP++H2O
5-P-核酮糖
磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段
第17章糖代谢1EMP、HMP1
麦芽糖+麦芽寡糖(65%) +异麦芽糖 + α-极限糊精(35%)
小肠粘膜刷 状缘各种糖水解酶
葡萄糖
小肠中各种糖类水解酶的作用
淀粉 麦芽糖
胰淀粉酶
麦芽糖+麦芽寡糖(65%)
（多糖酶） +异麦芽糖 +α-极限糊精(35%)
肠麦粘芽膜上糖皮细酶胞（刷糖状缘苷酶）2 葡萄糖
蔗糖
肠蔗粘膜糖上酶皮细（胞糖刷苷状缘酶）葡萄糖 + 果糖
肝糖原
分 解
非糖物质：甘 油、乳酸、生 糖 糖氨基酸 异
生
来
去
源
血糖
路
（80－120mg%）
（3.9~6.2 mmol/L）
排泄
当＞160mg%
氧化 分解
无氧氧化：乳 酸、酒精等
有氧氧化： CO2、H2O、 大量能量
糖原（肝、 合成 肌肉等）
脂肪、氨 转化 基酸等
糖尿
糖代谢总图
甘露糖
储存性糖类 （糖原、淀粉等）
酵母在无氧条件下：丙酮酸→乙醛→乙醇
在无氧条件下：1葡萄糖 → 2乳酸 C6H12O6 + ADP + 2Pi→2C3H6O3 + 2ATP + 2H2O
第三节 糖酵解作用（ P.315 第19章）
一、概念
二、糖酵解第一阶段5步反应
三、糖酵解第二阶段5步反应
四、糖酵解小结 五、丙酮酸在无氧条件下的去路 六、糖酵解作用的调节 七、其它己糖的分解途径
一、糖酵解概念
Glycolysis glykos- sugar(sweet) lysis - dissolution
糖酵解途径
◆生物体共同经历的葡萄糖分解代谢的前期途径； ◆生物体内组织在无氧或缺氧情况下，葡萄糖或糖原在 胞浆中分解产生丙酮酸（乳酸）和少量ATP的过程； ◆有些哺乳类特殊细胞（红细胞、脑细胞、精子等）在 一般情况下利用葡萄糖酵解作为唯一能量来源； ◆许多厌氧微生物完全依靠糖酵解供能…
糖代谢其他代谢
GDP
CO 2
COO -
CH O ~ P
PEP羧 激 酶
CH 2 P E P
GTP （线粒体，胞液）
ADP
丙酮酸激酶
COO -
ATP
CO CH 2
ADP+Pi
A T P C O 2 COO -
生物素
CO
丙酮酸羧化酶
COOH
（线粒体）
CH 3
草Hale Waihona Puke 乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶A 丙酮酸 PEP
草酰乙酸
苹果酸 延胡索酸
第四节
糖异生
gluconeogenesis
▪ 概念：由非糖物质转变为葡萄糖或糖 原的过程称为糖异生。
▪ 原料：乳酸、甘油、丙酮酸和生糖氨 基酸等。
▪ 部位：主要在肝脏，其次是肾脏。
己糖激酶 6-磷酸葡萄糖酶 磷酸果糖激酶 1,6-二磷酸果糖酶
迂回措施3 G6P C-6位酯键水解
G6P酶
迂回措施2 FBP C-1位酯键水解
▪ 意义：防止酸中毒；利于乳酸再利用。
▪ 2分子乳酸异生成G共消耗6个ATP。
乳酸
葡萄糖
血乳酸
血糖
乳酸
葡萄糖
葡萄糖 丙酮酸 丙氨酸
血糖 血丙氨酸
丙氨酸 葡萄糖 丙酮酸
为什么要保持血糖浓度的恒定 某些组织器官以葡萄糖为主要能源物质 红细胞（缺乏线粒体），脑，肾隋质，睾丸，眼晶状体 脑-身体第一重要的器官 心脏输出的1/5~1/4的血液进入脑，每天消耗的160g葡萄
异柠檬酸裂解酶
乙醛酸
苹果酸合酶
乙酰辅酶A
2分子乙酰CoA 进入乙醛酸循环 生成ATP = 8个
琥珀酸
当植物能量充裕时，乙醛 酸循环加强，因为乙醛酸 释放的能量很少！
20150327糖代谢-张志栋
结合物
结合糖
寡糖
-纤维素
糖代谢-血糖
1.血糖
2.消化吸收 3.无氧酵解 4.有氧氧化 5.磷酸戊糖途径 6.合成分解 7.异生作用
概 念
血液中的葡萄糖，称为血糖(blood sugar）。体内血 糖浓度是反映机体内糖代谢状况的一项重要指标。正常情 况下，血糖浓度是相对恒定的。正常人空腹血浆葡萄糖糖 浓度为3.89～6.11mmol/L(葡萄糖氧化酶法）。空腹血浆 葡萄糖浓度高于7.0 mmol/L称为高血糖，低于3.89mmol/L 称为低血糖。要维持血糖浓度的相对恒定，必须保持血糖 的来源和去路的动态平衡。
糖代谢-有氧氧化
1.血糖
2.消化吸收 3.无氧酵解
反应过程
1
4.2 有氧氧化-反应过程
2 丙酮酸氧化
脱羧生成乙 酰辅酶A
3 三羧酸循环
4
氧化磷酸化
4.有氧氧化
5.磷酸戊糖途径 6.合成分解 7.异生作用
葡萄糖氧化 生成丙酮酸
糖代谢-有氧氧化
1.血糖
2.消化吸收
4.2 有氧氧化-反应过程
G（Gn）
1.血糖
2.1 消化吸收
2.消化吸收
3.无氧酵解 4.有氧氧化 5.磷酸戊糖途径 6.合成分解 7.异生作用
食物中的糖主要来源 于淀粉，另外包括一些双 糖及单糖。多糖及双糖都 必须经过酶的催化水解成 单糖才能被吸收 。 消化部位：主要在小肠， 少量在口腔。 吸收形式：单糖。
植物淀粉
动物糖原
麦芽糖
蔗糖
肠粘膜上皮 细胞刷状缘
葡萄糖
糖代谢-消化吸收
1.血糖
2.1 消化吸收 肠腔
2.消化吸收
3.无氧酵解 4.有氧氧化 5.磷酸戊糖途径 6.合成分解 7.异生作用
糖代谢的其他途径
Glycerol, derived from hydrolysis of triacylglycerols in fat cells, is also a significant input to gluconeogenesis.
糖异生的调控
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
2磷酸烯醇丙酮酸
2丙酮酸
葡萄糖
己糖激酶
果糖激酶
二磷酸果糖磷酸酶
丙酮酸激酶
丙酮酸羧化酶
6-磷酸葡萄糖磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
2草酰乙酸
PEP羧激酶
ATP,柠檬酸
ATP，丙氨酸
乙酰CoA；
ADP
2,6-2P-Fru AMP
Reciprocal regulation by fructose-2,6-bisphosphate: Fructose-2,6-bisphosphate stimulates Glycolysis. Fructose-2,6-bisphosphate allosterically activates the Glycolysis enzyme Phosphofructokinase. Fructose-2,6-bisphosphate also activates transcription of the gene for Glucokinase, the liver variant of Hexokinase that phosphorylates glucose to glucose-6-phosphate, the input to Glycolysis. Fructose-2,6-bisphosphate allosterically inhibits the gluconeogenesis enzyme Fructose-1,6-bisphosphatase.
糖异生的调控
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
2磷酸烯醇丙酮酸
2丙酮酸
葡萄糖
己糖激酶
果糖激酶
二磷酸果糖磷酸酶
丙酮酸激酶
丙酮酸羧化酶
6-磷酸葡萄糖磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
2草酰乙酸
PEP羧激酶
ATP,柠檬酸
ATP，丙氨酸
乙酰CoA；
ADP
2,6-2P-Fru AMP
Reciprocal regulation by fructose-2,6-bisphosphate: Fructose-2,6-bisphosphate stimulates Glycolysis. Fructose-2,6-bisphosphate allosterically activates the Glycolysis enzyme Phosphofructokinase. Fructose-2,6-bisphosphate also activates transcription of the gene for Glucokinase, the liver variant of Hexokinase that phosphorylates glucose to glucose-6-phosphate, the input to Glycolysis. Fructose-2,6-bisphosphate allosterically inhibits the gluconeogenesis enzyme Fructose-1,6-bisphosphatase.
糖分解代谢的几条途径的联系
糖分解代谢的几条途径的联系
糖分解代谢包括分解果糖、葡萄糖、淀粉和其他糖类。
这些糖类的分解一般通过几条途径来实现，其中包括直接进入糖酵解途径、需要经过转运蛋白的调节代谢途径、经过激酶乙酰化过程的反射代谢途径和抗糖尿病酶的非受控代谢途径。
1、直接进入糖酵解途径：果糖、葡萄糖和淀粉经过糖酶的作用会被分解成葡萄糖-6-磷酸和葡萄糖-1-磷酸，这些分解产物随后进入糖酵解环路，最终会被转化为乙酰辅酶A。
2、调节代谢途径：这条糖分解代谢途径需要转运蛋白的参与，转运蛋白会把糖类从细胞外转运到细胞内，并将其转化为活性代谢能量（如乙酰辅酶A）。
3、反射代谢途径：当细胞内和细胞外的糖类水平发生变化时，激酶乙酰化反应就会发生，使细胞内的糖类水平得以调节，最终通过糖尿病酶进入糖酵解环路。
4、非受控代谢途径：这条糖分解代谢途径不需要转运蛋白的参与，而是通过抗糖尿病酶将糖类直接转化为乙酰辅酶A，以实现糖分解的效果。
- 1 -。
15-其它糖的代谢途径
糖原的降解需要磷酸化酶、 三、 糖原的降解需要磷酸化酶、转移酶和去分支酶
糖原磷酸化酶可以从糖原的非还原端连续地进行磷酸解， 糖原磷酸化酶可以从糖原的非还原端连续地进行磷酸解， 磷酸解 糖苷键的分支点还剩下4个葡萄糖单位的 磷酸解直至距 α-1,6 糖苷键的分支点还剩下 个葡萄糖单位的 部位停止，剩下的底物称为极限糊精，极限糊精可以通过糖原 部位停止，剩下的底物称为极限糊精， 极限糊精 去分支酶作用进一步降解。 去分支酶作用进一步降解。去分支酶具有葡聚糖转移酶和淀粉 -1,6-葡糖苷酶两种催化活性。 1,6-葡糖苷酶两种催化活性。 葡聚糖转移酶催化支链上的3个葡萄糖残基转移到糖原分 葡聚糖转移酶催化支链上的 个葡萄糖残基转移到糖原分 子的一个游离的4′端上， 糖苷键，而淀粉子的一个游离的 端上，形成一个新的 α-1,4 糖苷键，而淀粉 端上 1,6-葡糖苷酶催化转移后剩下的通过 α-1,6 糖苷键连接的葡萄 葡糖苷酶催化转移后剩下的通过 糖残基的水解，释放出一分子的葡萄糖。 糖残基的水解，释放出一分子的葡萄糖。因此对于原来糖原聚 合物中的每个分支点都可释放出一分子葡萄糖 释放出一分子葡萄糖。 合物中的每个分支点都可释放出一分子葡萄糖。
1、丙酮酸羧化生成草酰乙酸 、
丙酮酸羧化酶（生物素作为辅基）的催化下， 在丙酮酸羧化酶（生物素作为辅基）的催化下，丙酮酸羧 化生成草酰乙酸，反应消耗一分子的ATP。丙酮酸羧化酶催化 化生成草酰乙酸 ，反应消耗一分子的 。 的反应是不可逆反应，反应受乙酰 别构抑制。 的反应是不可逆反应，反应受乙酰CoA别构抑制。 别构抑制
一分子果糖转化为二分子甘油醛-3-磷酸的过程 一分子果糖转化为二分子甘油醛 磷酸的过程
2 .半乳糖可被转换为葡萄糖 磷酸 半乳糖可被转换为葡萄糖-1-磷酸 半乳糖可被转换为葡萄糖
糖代谢中的其它途径
糖代谢中的其它途径
第26页
2.草酰乙酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸羧化生成草酰乙酸经磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化生成磷酸烯醇式丙酮酸。在体内该反应是不可逆，但在体外，分离磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶却能够催化该反应逆反应。
糖代谢中的其它途径
第27页
磷酸烯醇式丙酮酸和果糖-1,6-二磷酸之间糖异生反应都是糖酵解路径中逆反应。 但在糖异生路径中果糖-1,6-二磷酸不能经过酵解逆反应生结果糖-6-磷酸, 而是使用另一个果糖-1,6-二磷酸酶催化果糖-1,6-二磷酸水解生结果糖-6-磷酸, 反应释放出大量自由能, 反应也是不可逆。
11.2葡萄糖醛酸路径能够生成糖醛酸和抗坏血酸
糖代谢中的其它途径
第11页
糖代谢中的其它途径
第12页
1 . 果糖能够转换为甘油醛-3-磷酸 在肝脏中, 果糖激酶催化果糖磷酸化生结果糖-1-磷酸, 反应需要ATP。 果糖-1-磷酸醛缩酶催化果糖-1-磷酸裂解生成甘油醛和磷酸二羟丙酮, 后者经丙糖磷酸异构酶催化转换为甘油醛-3-磷酸, 甘油醛则是在丙糖激酶作用下, 消耗一分子ATP后生成甘油醛-3-磷酸。 总转化结果是一分子果糖转化为二分子甘油醛-3-磷酸, 同时消耗了两分子ATP。富含果糖或蔗糖饮食因为丙酮酸过量生成可能会造成脂肪肝, 丙酮酸是脂肪和胆固醇生物合成前体。
糖代谢中的其它途径
第22页
糖原合酶
糖代谢中的其它途径
第23页
大多数生物都有一个生物合成葡萄糖路径。哺乳动物一些组织, 主要是肝脏、肾脏能够由非糖前体物质, 比如乳酸和丙氨酸从头合成葡萄糖, 由非糖前体物质合成糖过程称为糖异生。下图比较了由丙酮酸生成葡萄糖糖异生过程与葡萄糖酵解过程。 从图中能够看出, 糖异生和酵解两个过程中许多中间代谢物是相同, 一些反应以及催化反应酶也是一样。酵解路径七步可逆反应只要改变反应方向就变成了糖异生中反应了。 但糖异生并非是糖酵解逆转, 其中由丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶和己糖激酶催化三个高放能反应就是不可逆转, 需要消耗能量走另外路径, 或由其它酶催化, 来克服这三个不可逆反应带来能障。
第26页
2.草酰乙酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸羧化生成草酰乙酸经磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化生成磷酸烯醇式丙酮酸。在体内该反应是不可逆，但在体外，分离磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶却能够催化该反应逆反应。
糖代谢中的其它途径
第27页
磷酸烯醇式丙酮酸和果糖-1,6-二磷酸之间糖异生反应都是糖酵解路径中逆反应。 但在糖异生路径中果糖-1,6-二磷酸不能经过酵解逆反应生结果糖-6-磷酸, 而是使用另一个果糖-1,6-二磷酸酶催化果糖-1,6-二磷酸水解生结果糖-6-磷酸, 反应释放出大量自由能, 反应也是不可逆。
11.2葡萄糖醛酸路径能够生成糖醛酸和抗坏血酸
糖代谢中的其它途径
第11页
糖代谢中的其它途径
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1 . 果糖能够转换为甘油醛-3-磷酸 在肝脏中, 果糖激酶催化果糖磷酸化生结果糖-1-磷酸, 反应需要ATP。 果糖-1-磷酸醛缩酶催化果糖-1-磷酸裂解生成甘油醛和磷酸二羟丙酮, 后者经丙糖磷酸异构酶催化转换为甘油醛-3-磷酸, 甘油醛则是在丙糖激酶作用下, 消耗一分子ATP后生成甘油醛-3-磷酸。 总转化结果是一分子果糖转化为二分子甘油醛-3-磷酸, 同时消耗了两分子ATP。富含果糖或蔗糖饮食因为丙酮酸过量生成可能会造成脂肪肝, 丙酮酸是脂肪和胆固醇生物合成前体。
糖代谢中的其它途径
第22页
糖原合酶
糖代谢中的其它途径
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大多数生物都有一个生物合成葡萄糖路径。哺乳动物一些组织, 主要是肝脏、肾脏能够由非糖前体物质, 比如乳酸和丙氨酸从头合成葡萄糖, 由非糖前体物质合成糖过程称为糖异生。下图比较了由丙酮酸生成葡萄糖糖异生过程与葡萄糖酵解过程。 从图中能够看出, 糖异生和酵解两个过程中许多中间代谢物是相同, 一些反应以及催化反应酶也是一样。酵解路径七步可逆反应只要改变反应方向就变成了糖异生中反应了。 但糖异生并非是糖酵解逆转, 其中由丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶和己糖激酶催化三个高放能反应就是不可逆转, 需要消耗能量走另外路径, 或由其它酶催化, 来克服这三个不可逆反应带来能障。
糖代谢最新PPT医学课件
P700*
P680*
水裂解 复合体
A0 Pha
PQA PQB
PQ池
细胞色素 质体蓝素
A1 Fe-S Fd
Fd-NADP⊕ 氧化还原酶 NADP⊕
bf复合体
P700
NADPH
质子梯度
L
H2O
O+ 2 Tyr P680
L
质子梯度
53
2．暗反应
三个主要的过程： 一是CO2受体固定大气中CO2 二是将固定的CO2还原为糖 三是可接受CO2的受体分子的重新生成。
当需要核糖-5-P > NADPH时，G-6-P→5-磷酸核糖。 当对NADPH 和 5-磷酸核糖平衡时，G-6-P → 2个
NADPH和1个核糖-5-P 需要NADPH > 5-磷酸核糖时，G-6-P → CO2。 需要 NADPH和 ATP更多时， G-6-P →丙酮酸。
5、磷酸戊糖途径与疾病
TCA是否是一个永 不枯竭的系统
五、TCA的添补反应 --------------（草酰乙酸的回补反应）
1、TCA循 环中间产物 是某些物质 的合成原料
蛋白质 Asp
丙酮酸
脂肪酸 Tyr
Phe
Leu
乙酰CoA
Ile
Trp
草酰乙酸
柠檬酸
草酰乙酸 乙酰CoA
葡萄糖
苹果酸
Asp
Phe
延胡索酸
Tyr
TCA
光系统I (PS I)----系统I产生NADPH
PC
（2）光反应的电子传递链（光合链）
(3) 光合磷酸化
通过光激发导致电子传递与磷酸化作用相偶联 合成ATP的过程，称为光合磷酸化。
按照光合链电子传递的方式，光合磷酸化可 以分为两种形式： 非环式光合磷酸化 环式光合磷酸化
P680*
水裂解 复合体
A0 Pha
PQA PQB
PQ池
细胞色素 质体蓝素
A1 Fe-S Fd
Fd-NADP⊕ 氧化还原酶 NADP⊕
bf复合体
P700
NADPH
质子梯度
L
H2O
O+ 2 Tyr P680
L
质子梯度
53
2．暗反应
三个主要的过程： 一是CO2受体固定大气中CO2 二是将固定的CO2还原为糖 三是可接受CO2的受体分子的重新生成。
当需要核糖-5-P > NADPH时，G-6-P→5-磷酸核糖。 当对NADPH 和 5-磷酸核糖平衡时，G-6-P → 2个
NADPH和1个核糖-5-P 需要NADPH > 5-磷酸核糖时，G-6-P → CO2。 需要 NADPH和 ATP更多时， G-6-P →丙酮酸。
5、磷酸戊糖途径与疾病
TCA是否是一个永 不枯竭的系统
五、TCA的添补反应 --------------（草酰乙酸的回补反应）
1、TCA循 环中间产物 是某些物质 的合成原料
蛋白质 Asp
丙酮酸
脂肪酸 Tyr
Phe
Leu
乙酰CoA
Ile
Trp
草酰乙酸
柠檬酸
草酰乙酸 乙酰CoA
葡萄糖
苹果酸
Asp
Phe
延胡索酸
Tyr
TCA
光系统I (PS I)----系统I产生NADPH
PC
（2）光反应的电子传递链（光合链）
(3) 光合磷酸化
通过光激发导致电子传递与磷酸化作用相偶联 合成ATP的过程，称为光合磷酸化。
按照光合链电子传递的方式，光合磷酸化可 以分为两种形式： 非环式光合磷酸化 环式光合磷酸化
生物化学：第十七章 糖代谢其他途径
第十七章 糖的其他代谢途径
• 葡萄糖合成（糖异生途径和光合作用）—合成代谢 • 磷酸戊糖途径—分解代谢 • 糖原和淀粉分解—分解代谢 • 糖原和淀粉合成代谢—合成代谢 • 糖蛋白寡糖链合成
2011-09-18
海洋生命学院
1
一. 葡萄糖异生作用
• 非糖物质作为前体合成葡萄糖的作用. 乳酸,丙酮酸,丙酸,甘油,氨基酸等
2011-09-18
海洋生命学院
13
2011-09-18
哪些氨基酸能异生成糖？
海洋生命学院
14
2011-09-18
海洋生命学院
15
⒋ 糖异生的 能量代谢
ATP ADP
NADH NAD+
2011-09-18
海洋生命学院
16
2011-09-18
海洋生命学院
“无用循环” ：高 能磷酸化合物净消 耗的过程
• 磷酸戊糖途径 • 1）肝脏中10-15%的葡
萄糖进入该途径 • 2）场所: 胞浆 • 3）氧化特性:
–辅酶为NADP+
• 4）重要产物:
– NADPH：还原剂 –5-磷酸核糖：参与核酸
的合成
海洋生命学院
24
磷酸戊糖途径的两个阶段
1.氧化脱羧阶段 6 G-6-P
6 葡萄糖酸-6-P
6CO2 6 核酮糖-５-P
光面内质网结合酶,其活性需要一种与钙离 子结合的稳定蛋白协同作用,G6P进入光面 内质网催化.
2011-09-18
海洋生命学院
10
2011-09-18
海洋生命学院
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G 已糖激酶→G − 6 − P F − 6 − P PFK → F − 1,6 − dip PEP Py激酶→ Py
• 葡萄糖合成（糖异生途径和光合作用）—合成代谢 • 磷酸戊糖途径—分解代谢 • 糖原和淀粉分解—分解代谢 • 糖原和淀粉合成代谢—合成代谢 • 糖蛋白寡糖链合成
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一. 葡萄糖异生作用
• 非糖物质作为前体合成葡萄糖的作用. 乳酸,丙酮酸,丙酸,甘油,氨基酸等
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哪些氨基酸能异生成糖？
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⒋ 糖异生的 能量代谢
ATP ADP
NADH NAD+
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“无用循环” ：高 能磷酸化合物净消 耗的过程
• 磷酸戊糖途径 • 1）肝脏中10-15%的葡
萄糖进入该途径 • 2）场所: 胞浆 • 3）氧化特性:
–辅酶为NADP+
• 4）重要产物:
– NADPH：还原剂 –5-磷酸核糖：参与核酸
的合成
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磷酸戊糖途径的两个阶段
1.氧化脱羧阶段 6 G-6-P
6 葡萄糖酸-6-P
6CO2 6 核酮糖-５-P
光面内质网结合酶,其活性需要一种与钙离 子结合的稳定蛋白协同作用,G6P进入光面 内质网催化.
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G 已糖激酶→G − 6 − P F − 6 − P PFK → F − 1,6 − dip PEP Py激酶→ Py
糖的代谢途径
糖的代谢途径
糖是一种重要的能量来源，在人体内经历着复杂的代谢途径。
糖的代谢途径包括糖原合成、糖原分解、糖酵解、糖异生和糖醛酸途径等。
首先，糖原合成是指在肝脏和肌肉细胞中将多余的葡萄糖转化为糖原储存起来，以便在需要时释放出来供能。
这个过程需要ATP的参与，并且受到胰岛素等激素的调节。
其次，糖原分解是指在需要能量时，肝脏和肌肉中的糖原会被分解成葡萄糖释放出来供能。
这个过程需要糖原磷酸酶的参与，并且受到胰高血糖素等激素的调节。
第三，糖酵解是指将葡萄糖分解成乳酸或乙醛和CO2的过程，产生少量ATP。
这个过程发生在细胞质中，不需要氧气的参与，因此被称为无氧呼吸。
糖酵解是一种快速产生能量的途径，但是产生的ATP量比较少。
第四，糖异生是指在需要能量时，肝脏和肾上腺皮质细胞等组织将非糖物质（如脂肪酸、乳酸、甘油等）转化为葡萄糖的过程。
这个过程需要多个酶的参与，并且受到胰岛素和胰高血糖素等激素的调节。
最后，糖醛酸途径是指将葡萄糖转化为糖醛酸，并进一步合成核酸、脂肪酸和胆固醇等的过程。
这个途径发生在细胞质和内质网中，需要多个酶的参与。
糖醛酸途径对于维持细胞生长和分裂等生命活动至关重要。
总之，糖的代谢途径极为复杂，涉及到多个酶的参与和多个激素的调节。
不同的代谢途径在不同的情况下起到不同的作用，如提供能量、储存能量、合成物质等。
了解糖的代谢途径有助于我们更好地掌握身体内能量代谢的规律，从而更好地保护我们的身体健康。
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㈠. 糖异生的前体
丙酮酸: 转化为丙酮酸的物质可以转化为糖 如 : 经苹果酸穿梭→草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸 →G 生糖氨基酸 : 转氨或脱氨后生成的酮酸直接或间接 转化为G,如:Ala,Glu,Asp等 肌肉乳酸,经血液运送至肝脏进入异生 反刍动物能将纤维素消化为乙酸,丁酸,丙酸,异生为 G 奇数脂肪酸氧化产生琥珀酸CoA
草酰乙酸
草酰乙酸
ADP + Pi ATP + CO2
NADH + H+
线 粒 体
丙酮酸羧化酶
丙酮酸
2. FBP→ F6P
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3. G6P→G
光面内质网结合酶,其活性需要一种与钙离子结合的稳定 蛋白协同作用，G6P进入光面内质网催化.
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P 5-磷酸核酮糖
CH2O
5-磷酸核糖
NADP+
NADPH+H+
NADP+
NADPH+H+
G-6-P CO2
5-磷酸核糖
催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶 是此代谢途径的关键酶。 两 次 脱 氢 脱 下 的 氢 均 由 NADP+ 接 受 生 成 NADPH +， H+。
2. 非氧化反应阶段-基团转移反应
柠檬酸循环中所有的中间代 谢物都可以通过草酰乙酸， 形成PEP 而生糖
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乳酸循环
肝、肾是糖异生的重要部 位，肝肾中由 G-6-p 形成的 葡萄糖进入血液，对维持 血液中的葡萄糖（血糖） 浓度的平衡起重要作用。 脑和肌肉中不存在葡萄糖 6-磷酸酶，不能进行糖异生。 肌肉运动产生的丙酮酸， 通过乳酸循环进入肝中异 生成葡萄糖
转酮酶 2 7-磷酸景天庚酮糖 转醛酶 2 4-磷酸赤藓丁糖
阶 段 2 3-磷酸甘油醛 之 二
2 6-磷酸果糖
阶 段 之 三
2 5-磷酸木酮糖
转酮酶
2 6-磷酸果糖
2 3-磷酸甘油醛
醛缩酶
1 6-磷酸果糖 Pi
1， 6-二磷酸果糖 H2O
6×6-磷酸葡萄糖 + 12 NADP+
5*6-磷酸果糖+12NADPH+H++6CO2
（三）糖原的生物合成
糖原合成是指由单糖合成糖原的过程。 糖原合成的部位：肝脏及肌肉组织的细胞浆中 糖原合成的反应过程（肝脏）
糖原的合成与分解途径是完全不一样的。
三个阶段反应： Ⅰ 阶段的反应 葡萄糖活化——尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG) Ⅱ 阶段的反应 糖原合酶的作用——形成直链的结构 Ⅲ 阶段的反应 分支酶的作用——形成支链的结构
•亚细胞定位：胞 浆
肝糖原：
含量可达肝重的 5%(总量为90-100g)
肌糖原：
含量为肌肉重量的1～ 2%(总量为200-400g)
还原端：半缩醛羟基
α-1，6糖苷键
非还原性末端
α-1，4-糖苷键
三种酶协同作用：
糖原磷酸化酶（催化1.4-糖苷键断裂） 糖原脱枝酶（催化寡聚葡萄糖片段转移和1.6-糖苷键水解断裂） 磷酸葡糖变位酶（催化葡萄糖磷酸基团变位）
P
C=O H HO H H C C C C CH2O OH H OH O
CO COO—
H2O
H
H HO
C C C C
OH
H
H H
OH OH
P
6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 NADP+ CO2
H H
6-磷酸葡萄糖酸内酯
CH2OH C=O C O C C OH OH
P 6-磷酸葡萄糖酸
CH2O
NADPH+H+ ⑵
（二）磷酸戊糖途径的调节 * 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性 的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的 流量。 此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的 影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。
（三）磷酸戊糖途径的生理意义
（1）戊糖磷酸途径是细胞产生还原力NADPH的主要途径 NADPH 在还原性生物合成中起负氢离子供体的作用，可 供给组织中合成代谢的需要。 NADPH保证红细胞处于还 原状态，维持还原型GSH的浓度 （2）途径中生成C3、C4、C5、C6、C7等各种长短不等的碳 链，这些中间产物是细胞内不同结构糖分子的重要来源， 为各种单糖的相互转变提供条件
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2. 功能 多种羧化酶 的辅酶，作 为活动羧基 载体在CO2固 定反应中起 着重要作用。
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第一步是CO2与生物素的结合， 第二步是同生物素结合的CO2转给适当的受体， 起CO2载体的作用。 多数依赖生物 素的羧化作用 用碳酸氢盐作 为羧化剂，并 转移羧基给底 物碳负离子， 由ATP驱动
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㈡. 糖异生途径
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内质网 迂回措施3： G6P→G 葡萄糖-6-磷酸酶
迂回措施2： FBP →F6P 果糖二磷酸酶
迂回措施1：丙酮酸→PEP 丙酮酸羧化酶或PEP羧激 酶
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线粒体
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1.丙酮酸到磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸进入线粒体,丙酮酸羧化酶的催化下,羧化 生成草酰乙酸
生物素:羧化酶的辅酶 反应在线粒体
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补充：维生素B7（生物素）
⒈ 结构
生物素为含硫维生素，其结构可视为由尿素和
硫戊烷环结合而成的一个双环化合物，并有一 个戊酸支链。
生物素作为辅基通过蛋白质上赖氨酸残基的ε-氨
基共价结合到酶上，行使携带羧基的功能。
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乳酸循环 （Cori 循环） 循环过程
葡萄糖 糖异生途径 丙酮酸 NADH 乳酸 NAD+ 乳酸 葡萄糖 葡萄糖 酵解途径 丙酮酸 NADH NAD+ 乳酸
肝
血液
肌肉 糖异生低下 没有葡萄糖-6磷酸酶
【
糖异生活跃 有葡萄糖-6磷酸酶
】 【
】
（三）糖异生的调节
是糖异生作用的关键反应 负效应物：AMP； 2，6-二磷酸果糖 正效应物：ATP ；柠檬酸；3-磷酸甘油酸
丙酮酸羧化酶是别构酶 正效应物：乙酰CoA，ATP
+H2O
1.果糖二磷酸酶的调控
⊕ F-6-P F-2,6-2P 果糖二磷 酸酶2 F-6-P 当饥饿时 血糖含量 磷酸 果糖 激酶2 磷酸果糖激酶1 果糖二磷酸酶 ⊕ ATP 柠檬酸 胰高血糖素 启动cAMP级联反应
F-1,6-2P
AMP
果糖二磷酸酶2（磷酸化）被激活 磷酸果糖激酶2（磷酸化）被抑制
磷酸化酶a 磷酸化酶a
磷酸化酶激酶 Pi
磷酸化酶b 磷酸化酶b
失活形式
活性形式
2. 糖原脱支酶 脱支酶的作用
①转移葡萄糖残基 ②水解α-1,6-糖苷键（不是磷酸解）
磷酸化酶
脱枝酶
在两个酶的共同作用下，最终产物中约90%为1-磷酸 葡萄糖，10%为游离葡萄糖。
3、磷酸葡萄糖变位酶
1-磷酸葡萄糖
磷酸葡萄糖变位酶
每6分子 5- 磷酸核酮糖同时参与反应，在一系列 反应中，通过 3C 、 4C 、6C 、 7C 等演变阶段，最 终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途 径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路。
阶 段 之 一
6 5-磷酸核酮糖
异构酶
2 5-磷酸木酮糖
2 5-磷酸核糖
第17章 糖代谢其它途径
糖代谢总图
甘露糖 葡萄糖 果糖 各种脂类 其他生糖物质
储存性糖类 （糖原、淀粉等） CO2+H2 O 核糖
葡糖-6-磷酸
戊糖磷 酸途径 戊糖磷酸 磷酸丙糖
酵解
丙酮酸 乙酰辅酶A 乳酸、乙醇
糖异生 生糖氨基酸
发酵
三羧酸循环 乙醛酸循环
ATP CO2+H2O
一.葡萄糖异生作用
* 细胞定位：胞 液 * 反应过程可分为二个阶段 第一阶段：氧化阶段 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2 第二阶段：非氧化阶段 包括一系列基团转移。
1. 氧化阶段
H H HO H H C C C C C CH2O OH OH H OH O
6-磷酸葡萄糖 脱氢酶 + NADP NADPH+H+ ⑴
2.补充肝糖原 三碳途径： 指进食后，大部分葡萄糖
先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化 合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。
3.调节酸碱平衡：乳酸循环
二 磷酸戊糖途径
磷酸戊糖——磷酸戊糖为代表性中间产物。 支路——糖酵解在磷酸己糖处分生出的新途径。
2
磷酸戊糖 途径
细原磷酸化酶
糖原n+1
断键部位 糖原磷酸化酶 磷酸吡哆醛
糖原n + 1-磷酸葡萄糖
磷酸 非还原性末端
+
G-1-P
磷酸化酶催化糖原非还原性末端的磷酸解
该酶的特点是，每次从糖原的非还原性末端断下一个葡 萄糖分子，催化糖原 1-4 糖苷键的磷酸解，这样连续的从 末端逐个切下葡萄糖残基，一直至分支点前第四个葡萄糖 残基处