动物生物化学课件8 糖代谢

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D:
无机焦磷酸酶
UDPG+糖原(Gn) UDP + 糖原(Gn+1) →
糖原合酶
E:
3. 糖的分解代谢
3.1 糖酵解—糖的无氧氧化
1897年,Buchner兄弟由蔗糖发酵成乙醇的实验中发现。 酵解是在无氧或缺氧的条件下,葡萄糖或糖原分解成乳酸并 且有能量(ATP)释放的过程。 G. Embden和O. Meyerhof揭示了其途径。酵解途径的酶系存 在于胞液中。
2. 糖原的分解与合成
2.3 糖原合成
每个葡萄糖分子都须磷酸化成为6-P-葡萄糖,再 异构成为1-P-葡萄糖,然后进一步活化为UDPG。在 糖原引物的非还原端逐个加上葡萄糖基,同时释放 出UDP,糖原合成酶是这个反应的关键酶。由分支 酶催化糖链的分支。
A: 葡萄糖 + ATP 2+ 葡萄糖 -6-磷酸 + ADP → Mg
三羧酸循环的反应过程
A、柠檬酸的形成 、
柠檬酸合成酶
oxaloacetate acetyl CoA
citrate
HSCoA
要点: 要点:
A、柠檬酸合成酶(citrate synthase),关键酶 、 B、反应不可逆。 、反应不可逆。 C、C2+C4→ C6(实际进入TAC的是乙酰基)。 、 → (实际进入 的是乙酰基)。 的是乙酰基
第一阶段(胞液):生成2ATP 生成2NADH2 计7(5)ATP 第二阶段(线粒体):2NADH2 2CO2 计5ATP 第三阶段(线粒体) :6NADH2 4CO2 2FADH2 2GTP(或2ATP) 计20ATP 共计 32(30)ATP和6CO2
有氧氧化的生理意义 ① 糖的有氧氧化是动物获得能量的主要方式。 ②糖的有氧氧化是糖、脂和氨基酸等营养物质分解代谢的
糖酵解的生理意义
①是动物机体在无氧或供氧不充分的情况下通过分
解葡萄糖或糖原获得部分能量的重要方式。
②运动和使役的动物肌肉,一些供氧不足的组织,
如视网膜、皮肤、睾丸以及肿瘤等组织通过这个途径获 得部分能量。
③酵解途径与糖的有氧氧化途径、磷酸戊糖途径以
及异生途径都有密切联系。
3. 糖的分解代谢
3.2 有氧氧化(aerobic oxidation) 概念:有氧条件下,葡萄糖彻底氧化生成CO2和H2O,并伴 有能量释放的过程。 葡萄糖降解为丙酮酸
+ATP
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
烯醇化酶
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
+ATP
NADH+H+
乳酸
乙醇
乳酸脱氢酶
乙醛
丙酮酸
糖酵解的特点
A、细胞内定位: A、细胞内定位:胞液 B、限速酶:3个 、限速酶: 个 C、能量生成:净生成 个ATP分子。若从糖原 分子。 、能量生成:净生成2个 分子 开始,可净生成3分子 分子ATP。 开始,可净生成 分子 。 D、不需氧。 、不需氧。 E、糖酵解可从葡萄糖开始,也可从糖原的葡萄 、糖酵解可从葡萄糖开始, 糖单位开始。 糖单位开始。
H OH
CH2 OPO 32O H H H OH H OH
葡萄糖-6-磷酸酶
H OH
CH2 OH O H H OH H OH
H
OPO32-
OH
+ Pi OH
葡萄糖 -1-磷酸
葡萄 糖-6-磷酸
葡萄 糖
葡萄糖-1 -磷酸在磷酸葡萄糖变位酶的作用下 转变成葡萄糖-6 -磷酸,最终又在葡萄糖-6 -磷 酸酶的催化下水解成葡萄糖。
D、第二次氧化脱羧 、
α-酮戊二酸脱氢酶复合体 -
a- ketoglutarate
succinyl - CoA
要点: 要点:
A、α-酮戊二酸脱氢酶复合体 、 酮戊二 酮戊二酸脱氢酶复合体 关键酶,不可逆,类似丙酮酸脱氢酶复合体。 关键酶,不可逆,类似丙酮酸脱氢酶复合体。 B、第二次脱氢(NAD+ →NADH+H+) 、第二次脱氢( C、第二次脱羧(C5 → C4 +CO2)。 、第二次脱羧( D、产生高能硫酯键,为下一步底物水平磷酸化 、产生高能硫酯键, 做准备。 做准备。
B、异柠檬酸的形成 、
顺乌头酸酶
顺乌头酸酶
citrate
isocitrate
可逆。 顺乌头酸酶 (Aconitase),可逆。
C、第一次氧化脱羧 、
Байду номын сангаас
异柠檬酸脱氢酶
isocitrate
a- ketoglutarate
要点: 要点:
A、异柠檬酸脱氢酶是关键酶 、 B、第一次脱氢(NAD+ → NADH+H+) 、第一次脱氢( C、第一次脱羧(C6 → C5+CO2)。 、第一次脱羧( D、不可逆,需Mn++、Mg++。 、不可逆,
酵解的反应过程: 第一阶段 葡萄糖生成丙酮酸
注意,这个过程消耗了 ATP,反应不可逆。
注意,这个过程消耗了 ATP,反应不可逆。
当底物发生脱氢或脱水时,使其分子内 部能量重新分布而形成高能磷酸键(或 高能硫酯键),然后将高能键转移给 ADP(或GDP)生成ATP(或GTP)的 过程,称为底物水平磷酸化。
第一个高能 磷酸键形成

第二次底物水平 磷酸化生成ATP
第二阶段 丙酮酸还原成乳酸
葡萄糖
糖原
1-P-G
糖 酵 解 途 径
己糖激酶
-ATP
6-磷酸葡萄糖
磷酸己糖异构酶
6-磷酸果糖
磷酸果糖激酶 醛缩酶
-ATP
1,6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛
脱氢酶
磷酸二羟丙酮
1,31,3- 二磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶 变位酶
己糖激酶
CH 2O PO 3 2H O H OH H H H
B:
OH
磷 酸葡萄糖 变位酶
H OH
CH 2OH O H H OH H OH
H
OH
OH
OPO 3 2-
葡萄糖-6-磷酸
UDP-葡萄糖 焦磷酸化酶
葡萄糖-1-磷酸
C:
葡萄糖-1-磷酸 + UTP UDP-葡萄糖 + PPi →
PPi → 2Pi
以1分子的葡萄糖完全氧化为例进行能量计算
NADH2 和 FADH2 所携带的H原子来自循环中代谢中间 物的脱氢。在有氧条件下,每2个H原子可以通过呼吸链(电 子传递系统)传递给1/2O2,生成H2O,并且有能量释放用以 合成ATP。 1分子NADH2 经呼吸链生成1分子H2O和2.5个ATP 1分子FADH2 经呼吸链生成1分子H2O和1.5个ATP
注意: 、第四次脱氢( 注意:A、第四次脱氢(NAD+→NADH+H+)
柠檬酸合 成酶
异柠檬酸脱氢酶
α-酮戊二酸脱 酮 氢酶系
三羧酸循环的特点: 三羧酸循环的特点:
A、细胞内定位:线粒体 、细胞内定位: B、限速酶:3个 、限速酶: 个 C 、整个过程不可逆 D 、需氧参与,共消耗 4 个氧原子 需氧参与, E、TAC一周:脱氢 次,其中 次脱氢由 、 一周: 次脱氢由NAD+ 一周 脱氢4次 其中3次脱氢由 接受, 次由 次由FAD接受 接受,1次由 接受 F、1次底物水平磷酸化,生成 、 次底物水平磷酸化 生成1molATP 次底物水平磷酸化, G、消耗了 、消耗了2mol的水 的水
丙酮酸氧化
四个阶段
三羧酸循环
呼吸链氧化
葡萄糖有氧氧化概况
O2
葡 萄 糖
O2
6-磷酸葡萄糖
O2
H+ + e
H2O
丙酮酸
丙酮酸
三羧酸 乙酰CoA 循环
CO2


线粒体
第一阶段 由葡萄糖 第二阶段
丙酮酸
同EMP途径 途
丙酮酸氧化
丙酮酸(3C)转变为乙酰CoA(2C),在线粒体中进 行,由丙酮酸脱氢酶系催化,为不可逆反应,它包含有三 个酶 。总反应如下:
F、琥珀酸脱氢生成延胡索酸 、
琥珀酸脱氢酶
succinate
fumarate
注意:A、第三次脱氢(FAD→ FADH2) 注意: 、第三次脱氢( →
G、延胡索酸加水生成苹果酸 、
延胡索酸酶
fumarate
malate
H、苹果酸脱氢生成草酰乙酸 、
苹果酸脱氢酶
malate
oxaloacetate
O
CH 2 OH O H H 4 OH H H OH
H 1 + 4
H OH
CH 2OH O H H 1 OH H H OH
O
O O P O O
细胞内糖原在磷酸化酶催化下形成大量葡萄糖 -1 -磷酸
Pi
糖原磷酸化酶
转移酶 脱支酶 α-1,6糖苷酶
H OH
CH2OH O H H OH H OH
H
磷酸葡萄糖 变位酶
E、底物水平磷酸化 、
琥珀酰辅酶A合成酶 琥珀酰辅酶 合成酶
succinyl - CoA
succinate
要点: 要点:
A、琥珀酰辅酶 合成酶,反应可逆。 、琥珀酰辅酶A合成酶 反应可逆 合成酶, B、底物水平磷酸化,生成 分子 、底物水平磷酸化,生成1分子 分子ATP。是整个 。 三羧酸循环过程中唯一一次底物水平磷酸化。 三羧酸循环过程中唯一一次底物水平磷酸化。
O 丙酮酸脱氢酶复合体 H3C C COOH + HSCoA 丙酮酸
NAD+ NADH+ H+
O H 3C C ~ SCoA + CO2 乙酰CoA
丙酮酸脱氢酶复合体
A、酶 、 a)丙脱酸脱氢酶(E1) )丙脱酸脱氢酶( ) b)二氢硫辛酸转乙酰酶(E2) )二氢硫辛酸转乙酰酶( ) c)二氢硫辛酸脱氢酶(E3) )二氢硫辛酸脱氢酶( ) B、辅酶 、 a)TPP(E1、维生素 1) ) ( 、维生素B b)FAD (E3、维生素 2 ) ) 、维生素B c)NAD+(E3、维生素 ) ) 、维生素PP) d)CoA(泛酸) ) (泛酸) e)硫辛酸(E2) )硫辛酸( )
1 分 子 乙 酰 CoA 通 过 TCA 循 环 脱 下 的 氢 由 NADH及FADH2经呼吸链传递给 2,由此而形成 及 经呼吸链传递给O 由此而形成10 分子的ATP 分子的
碳 源 能 量 乙酰CoA → 2CO2 乙酰 1GTP → 1ATP 3NADH → 2.5ATP×3 = 7.5ATP × 1FADH2 → 1.5ATP×1 = 1.5ATP × 共 10ATP
2. 糖原的分解与合成
2.1 糖原结构 糖原( g lyco g e n ),又称动物淀粉,支链,分子量数百万以 上。主要由葡萄糖以 α(1,4)糖苷键相连(93% ),以少量 α(1,6)糖苷键(7% )形成分支。有肝糖原和肌糖原。
2. 糖原的分解与合成
2.2 糖原分解
断键部位
CH 2 OH O H H H H 1 4 OH H O OH H OH 糖 原的非 还原末 端
共同归宿。
③糖的有氧氧化也是糖、脂和氨基酸等营养物质互相转变
和联系的共同枢纽。
④糖的有氧氧化途径为嘌呤、嘧啶、尿素的合成提供
第八章 糖代谢
Carbohydrate Metabolism
本章主要内容:
糖在动物体内的一般概况 糖原的分解与合成代谢 葡萄糖的分解代谢 糖异生 磷酸戊糖途径 糖代谢各途径之间的关系
1.糖在动物体内的一般概况
1.1 糖的生理功能 ※ 动物机体主要的能源和碳源 提供70%的能量;神经系统、胎儿和乳的合成消耗 更多的葡萄糖;为氨基酸和脂肪合成提供C的来源 ※ 构成组织细胞的成分 核酸中的核糖,结缔组织中的蛋白多糖, 细胞膜 上的糖脂和糖蛋白等 ※ 其他方面 如信号传导,免疫机能
丙酮酸氧化脱羧的特点: 丙酮酸氧化脱羧的特点:
A、脱2H(NAD+) 、 ( B、脱羧(C3 、脱羧( C2) )
C、限速酶,不可逆 、限速酶, D、产生高能硫酯键 、
第三阶段 三羧酸循 环(tricarboxylic acid cycle,TCA) ▲概念:以乙酰CoA与草酰乙酸缩 合成柠檬酸的反应为起始,对乙酰 基团进行氧化脱羧再生成草酰乙酸 的单向循环反应序列。 1937年Crebs提 出,又称柠檬酸循环或Krebs循环。
1.糖在动物体内的一般概况
1.2 糖的代谢概况 动物体内糖的来源
非反刍动物 反刍动物
动物体内糖的代谢
1.糖在动物体内的一般概况
1.3 血糖 概念:血液中所含的葡萄糖。
消化吸收 异生作用 糖原分解
血糖的来源和去路
氧化供能
葡萄糖
贮存 转变成其他物质
1.糖在动物体内的一般概况
1.3 血糖 意义 反映机体的能量水平,糖的分解和利用的动 态平衡,对大脑、胎儿尤为重要 糖尿 血糖水平相对恒定,超过肾糖阈值,葡萄糖 随尿排出 激素的调节作用 胰岛素下调; 胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素上调
CH 2 OH O H H 1 OH H H OH
H 4 O
CH 2 OH O H H 1 OH H H OH
H 4 O
CH 2OH O H H 1 OH H O H OH
O + HO P O O
磷酸 化酶
CH 2 OH O H H H H 1 4 OH H O OH H OH
CH2 OH O H H 1 OH H H OH
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