糖脂代谢

脂 肪
脂肪酸 甘油
碳水化合物
糖
氨基酸
葡萄糖
丙 酮 酸
乙酰 辅酶A
TCA
蛋白质
是三大物质联系的枢纽
三、有氧氧化生成的ATP
**线粒体中1分子NADH，FADH2与ATP关系
NADH+H+ [O] H2O、2.5ATP
FADH2
[O]
H2O、1.5ATP
**胞液中1分子NADH与ATP关系＝1.5～2.5ATP
一、糖的生理功能
氧化供能
作为人体主要碳源
重要组成成分
磷酸戊糖途径
淀粉（少量二糖 蔗糖、乳糖）
小肠 胰淀粉酶 （作用－1，4糖苷键） 小肠粘膜细胞刷状缘 各种酶如麦芽糖酶、－糊精酶、蔗糖酶、乳糖酶
线性和分支的寡糖（极限糊精）
二、 消 化 吸 收
单糖（主要是葡萄糖）
小肠上段吸收 通过门静脉
肝脏
合成肝糖原 通过肝静脉进入体循环 血中的单糖
丙酮酸激酶
1.3-二磷 酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
底物水平磷酸化
水解
磷酸化
能量
ATP的生成
ADP + Pi
磷酸化 能量
ATP
底物水平磷酸化
氧化磷酸化
直接将底物分子中能量
转移ADP(GDP)，生成 ATP(GTP)的过程。
呼吸链电子传递过程中释放 的能量，使ADP磷酸化生成 ATP的过程
(Embden-Meyerhof Pathway EMP)
糖酵解途径
在缺氧情况下，G生成丙酮酸进而还原成乳酸的 过程。
一、糖酵解的反应过程 反应部位： 胞液（胞浆）
反应流程：
10步
磷酸果糖激酶-1
己糖激酶
磷 酸 二 羟 丙 酮
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1.6-双磷酸果糖
3-磷酸甘油醛
磷酸甘油 酸激酶
Glycogenesis and Glycogenolysis
糖原（glycogen）
糖原分子中的两种连接键
占 7％
占93％
一、糖原合成(glycogenesis)
1. 概念： 由单糖合成糖原的过程 2. 主要器官： 肝、肌
3. 反应部位： 胞液
4.反应过程： 包括G数目增加、分支点增加 5. 关键酶： 糖原合酶 6.G活性形式（G供体）：UDPG
CO2 + H2O
肝糖原
糖异生
血 糖
肝（肌）糖原 其它糖
磷酸戊糖途径等
3.9－6.1 mmol/L
非糖物质 肝Gn：90－100g
脂肪、氨基酸 肌Gn： 200－400g
四、本章内容 无氧分解 糖的分解代谢 糖原的合成与分解
有氧氧化
磷酸戊糖途径
糖异生
第 二 节
糖的无氧分解(糖酵解)
糖酵解：（glycolysis）
[O]
NADH+H+
H2O、2.5ATP
FADH2
[O]
H2O、1.5ATP
**胞液中1分子NADH与ATP关系＝1.5～2.5ATP
4.
TCAC是一个不可逆的过程
5. 草酰乙酸起催化剂的作用
6. 关键酶： 柠檬酸合酶、IDH、-KG脱氢酶复合体
TCAC最关键的酶
7. TCAC的生理意义
是三大营养素彻底分解的最终代谢通路
F-1,6-2P
丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸激酶
⑷ 产能的方式、数量、部位
方式：底物水平磷酸化
数量：
从G开始
从Gn开始
2×2-2= 2ATP
2×2-1= 3ATP
⑸ 终产物：乳酸
磷酸果糖激酶-1
己糖激酶
磷 酸 二 羟 丙 酮
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1.6-双磷酸果糖
Gn
G－ 1－ P
3-磷酸甘油醛
E2
-ATP
F-1, 6-2P 3-磷酸甘油醛
E1:己糖激酶
磷酸二羟丙酮
E2: 6-磷酸果糖激酶-1
NAD+ NADH+H+
糖 酵 解 的 代 谢 途 径
E3: 丙酮酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸
+ATP
乳 酸
NAD+ NADH+H+ +ATP E3
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
丙 酮 酸
**单糖 葡萄糖(glucose) ——已醛糖
核糖(ribose) ——戊醛糖
**寡糖
常见的几种二糖有
蔗糖： 葡萄糖
果糖
麦芽糖
乳糖：葡萄糖
半乳糖
**多糖
常见的多糖有 淀 粉 (starch)
糖 原 (glycogen)
纤维素 (cellulose)
第 一 节 概 述
Introduction
一、有氧氧化的反应过程
酵解途径 丙酮酸氧化脱羧 三羧酸循环及氧化磷酸化
胞液途径
线粒体途径
丙酮酸
（二）丙酮酸氧化脱羧
乙酰CoA
（三）TCA和氧化磷酸化
（二）丙酮酸的氧化脱羧生成乙酰CoA
总反应式:
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
HSCoA
NAD+
酶 E1：丙酮酸脱氢酶
辅酶 TPP
E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶
糖原的合成
UDP
糖原n 糖原n+1
糖原合酶
UDPG
PPi G-1-P
UTP
G-6-P
己糖(葡萄糖)激酶
G
二、糖原分解(glycogenolysis)
1.
概念：肝糖原分解成为葡萄糖的过程
2. 反应部位：胞液
3. 反应过程：包括G数目减少、分支点减少
4. 关键酶：磷酸化酶
三、糖代谢的概括 血糖（blood suger）：指血中的葡萄糖 （血中的单糖，主要指葡萄糖） 血糖浓度： 恒定的意义： 来源与去路： 正常值3.9－6.1 mmol/L 保证脑组织的能量供应
饱食、空腹、饥饿 不同状态下，维持血糖浓度恒定
食 物 糖 消化，
吸收 糖原分解
氧化 分解 糖原合成
底物水平磷酸化一次
产生1 GTP≈1 ATP
3. ATP的情况
方式： 氧化磷酸化、底物水平磷酸化
数目：
3 NADH＋FADH2＋ATP＝ 2.53＋1.51＋1＝10ATP
**1分子乙酰CoA经TCAC彻底氧化：
产生10 分子ATP 1分子丙酮酸彻底分解产生多少ATP？
**线粒体中1分子NADH，FADH2与ATP关系
磷酸甘油 酸激酶
丙酮酸激酶
1.3-二磷 酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
第 三 节
糖的有氧氧化
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
丙酮酸 乳酸
概念：
体内G或Gn在有氧条件下彻底分解成CO2、
H2O的过程。
总反应式：
C6H12O6＋6O2 6H2O＋6CO2＋686Kcal(30或32ATP)
第二篇
物质代谢及其调节
生物科学与技术学院 生化教研室 龙 苏
广义的新陈代谢：物质的消化、吸收，在细 胞内的化学变化和代谢产物的排泄等等。
狭义的新陈代谢（中间代谢）：指物质吸收 到细胞后，在细胞内的化学变化的过程。
代谢途径（metabolic pathway）： 有严格顺序的一系列生化反应。
磷酸甘油酸激酶
3-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
丙酮酸
琥珀酰CoA
琥珀酰CoA合成酶
琥珀酸
琥珀酸脱氢酶 琥珀酸 延胡索酸
**琥珀酸脱氢酶
辅基FAD TCA中唯一在内膜上
二、 TCAC 小结
1. 反应部位：
2. TCAC每循环一次
脱羧二次
产生2 CO2 产生3 NADH＋1 FADH2
脱氢四次
PK ↓
F-6-P↑、G-6-P↑
HK↓
糖酵解↓
三、糖酵解生理意义
1.机体缺氧下快速供能主要方式
Baidu Nhomakorabea
2.某些正常组织获能方式
（红细胞、视网膜等）
四、糖酵解小结
⑴ ⑵ ⑶ 反应部位 对氧的需求： 三个不可逆反应，三个关键酶
ATP ADP
己糖激酶 ATP ADP
G
G-6-P
F-6-P
PEP
磷酸果糖激酶-1
•糖的化学
（一）糖的概念
糖即碳水化合物，其化学本质为多羟醛 或多羟酮类及其衍生物或多聚物。
Cn(H2O)n
（二）糖的分类及其结构
根据水解产物情况，糖可分为四大类
单糖:凡不能被水解成更小分子的糖 寡糖：凡能水解成少数（2～6）单糖分子的糖
多糖：凡是能水解成多个单糖分子的糖
结合糖：与非糖物质结合的糖
糖原合成途径 1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖
glucokinase
2.
6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖
3. 尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）生成
* UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄 糖供体。
焦磷酸
ΔG°(−33.5 KJ/mol)
活性底物（原料）
糖原合成
UDPG
DNA 合成
从乙酰CoA与草酰 乙酸缩合形成含有3 个羧基的柠檬酸开 始，通过一系列代 谢反应，乙酰基彻 底氧化，草酰乙酸 得以再生的过程
反应过程
共有8步反应
单向反应 NADH
脱氢、脱 羧、单向
FADH2 NADH NADH
底物水平 磷酸化
琥珀酰CoA
琥珀酸
细胞内三个底物水平磷酸化反应 1,3-二磷酸甘油酸
E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶
硫辛酸（ L HSCoA
FAD, NAD+
S
)
S
含有VB1、VB2、VPP、硫辛酸、泛酸
12
24
24
柔 软 长 臂
（三）乙酰CoA进入三羧酸循环以及氧化磷酸化 (tricarboxylic acid cycle TCAC)
Hans Krebs
三羧酸循环，柠檬酸循环，Krebs循环
㈡ 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
1. NADPH是体内许多合成代谢的供氢体，如脂肪酸 2. NADPH参与体内羟化反应，如生物转化
3. NADPH能维持谷胱甘肽的还原状态
H2O2
2GSH
GSH过氧 化物酶
NADP+
GSH还原酶
2H2O
GSSG
NADPH+H+
第 五 节 糖原的合成与分解
数目：1分子G彻底分解产生30或32分子ATP
总反应式：
C6H12O6＋6O2 6H2O＋6CO2＋686Kcal(30或32ATP)
糖酵解 反应部位 对氧需求
有氧氧化
终产物
数目
ATP
方式
关键酶 生理意义
五、巴士德效应(Pasteur effect)
概念：
指糖的有氧氧化对糖酵解的抑制作用
第 四 节 葡萄糖的其他代谢途径
RNA 合成 protein 合成
4. α-1,4-糖苷键式结合 糖原n + UDPG
糖原合酶
糖原n+1 + UDP
糖原合酶不能起始糖原的从头合成
5. 糖原分枝的形成
糖原引物
糖原合酶
至少11个葡萄糖残基 (淀粉1,4 → 1,6转葡糖基酶)
6～ 7 个 葡萄糖残基
分支酶
4 个葡萄糖残基 远
糖原
二、糖酵解的调节
关键酶（限速酶）

整条通路中活性最低的酶
常常催化单向反应（不可逆） 受多种效应剂调节
1. 己糖激酶 HK
种类
Ⅰ Ⅱ Ⅲ HK
Ⅳ GK
分布
专一性 Km（mmol/L） 产物G-6-P
各组织
不高(各种己糖) 0.1 抑制
肝
高（G） 10 无
2. 磷酸果糖激酶－1 （ PFK－1）
一、磷酸戊糖途径生成NADPH和磷酸戊糖 Pentose Phosphate Pathway PPP途径
1、反应过程
反应部位： 胞液
3NADP+
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
3NADPH+3H+
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3 6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
3NADP+ 3NADPH+3H+ CO2
细胞内三个底物水平磷酸化反应 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
琥珀酰CoA
丙酮酸
琥珀酸
乳酸脱氢酶 乳酸
丙酮酸 NAD+必须不断再生 有氧下通过氧化磷酸化再生 无氧通过使丙酮酸还原再生
准备阶段

1分子G 经糖酵解 产生：2 分子ATP
放能阶段
Glc
E1 -ATP
G-6-P
F-6-P
氧化阶段
5-磷酸核酮糖(C5) ×3 5-磷酸木酮糖 C5 5-磷酸核糖 C5 7-磷酸景天糖 C7 4-磷酸赤藓糖 C4 6-磷酸果糖 C 5-磷酸木酮糖 C5 3-磷酸甘油醛 C3 6-磷酸果糖 C6
3-磷酸 甘油醛
非 氧 化 阶 段
2、生理意义
产生了 5－磷酸核糖和NADPH
㈠ 为核酸的生物合成提供核糖
1分子葡萄糖有氧氧化产生ATP的情况
胞液阶段： 2ATP + 2NADH＝2+3or5＝5～7ATP 线粒体阶段： 2[NADH + (3NADH+FADH 2+ GTP）]＝2（12.5）＝25ATP
总计＝30～32ATP
糖酵解 丙酮酸氧化脱羧 三羧酸循环
将所有与能 量有关的步 骤总结
方式：氧化磷酸化、底物水平磷酸化
糖酵解中最关键的酶(限速酶)， 是一个变构酶，受变构调节
变构抑制剂： ATP、柠檬酸
变构激活剂：
AMP、ADP、F-2，6-2P
PFK最强的激活剂
F-2，6-2P
3. 丙酮酸激酶（PK）
变构酶 激活剂 F－1,6－2P
抑制剂
ATP、Ala
当细胞内 ATP↑Ala↑
PFK-1
PK
F-1,6- 2P↓
物质代谢及其调节包括章节
糖代谢 脂类代谢 生物氧化 氨基酸代谢 核苷酸代谢 代谢相互联系和调节
结构篇章：组成、结构、理化性质
代谢篇章：具体的代谢途径
器官或部位、合成原料或终产物、关键酶、 能量的情况、生理意义等等
第
糖
四
代
章
谢
Metabolism of Carbohydrates