大连理工大学生物化学课件--糖代谢的其它途径

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结 束
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糖原的合成与分解
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糖 原 的 合 成 与 分 解
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糖 原 的 结 构
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糖原的分解
糖原分解主要是磷酸 解，而不是水解 1,4糖苷键：磷酸解； 1,6糖苷键：水解
糖原磷酸化酶催化
产物：1-磷酸葡萄糖
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糖 原 的 分 解
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糖原的合成
糖原是人体细胞贮存糖的主要形式。体内由单糖合成糖原 的过程称为糖原的合成。 葡萄糖合成糖原，包括： 1．葡萄糖-6-磷酸的生成
磷酸戊糖途径 （pentose phosphate pathway） or 葡糖酸磷酸途径
（phosphogluconate pathway）
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磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway ） 也 叫 葡 糖 酸 磷 酸 途 径 （phosphogluconate pathway）
1、高浓度的6-磷酸葡萄糖抑制己糖激酶，促进异生。
2、酵解和异生的控制点是6-磷酸果糖与1,6-二磷酸果
糖的转化。ATP和柠檬酸促进异生，抑制酵解。2,6-
二磷酸果糖相反，是重要调节物。
3、丙酮酸与磷酸烯醇式丙酮酸的转化，丙酮酸羧化 NADH和丙氨酸抑制。
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酶受乙酰辅酶A激活，ADP抑制；丙酮酸激酶被ATP、
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1、
丙 酮 酸 羧 化 支 路
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2、果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸
果糖-1，6-二磷酸在果糖-1，6-二磷酸酶果糖磷酸激酶催 化下，水解脱去磷酸而生成果糖-6-磷酸。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、葡糖-6-磷酸水解生成葡萄糖
葡糖-6-磷酸酶催化下，葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖。
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机体对核糖-5-磷酸、NADPH和ATP的需要如何调节
1、核糖-5-磷酸 〉NADPH的需要 细胞分裂——DNA合成
2、核糖-5-磷酸 = NADPH的需要处于平衡状态
氧化阶段占优势 3、核糖-5-磷酸 < NADPH的需要 脂肪组织大量合成脂肪酸时
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糖酵解的异生途径
（糖异生途径:gluconeogenesis）
4、无效循环（futile cycle）或叫底物循环（substrate cycle） 一对催化两个途径的中间代谢物之间循环的方向相反、代
谢上不可逆的反应。一个需要ATP，另一个进行水解，结果
只是消耗能量，反应物不变。 例如： 葡萄糖 ＋ ATP 葡萄糖-6-磷酸 ＋ ADP (葡萄糖激酶） 葡萄糖-6-磷酸 ＋ H2O 葡萄糖 ＋ Pi (6-磷酸葡萄糖酶）
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二、问答题
1、何谓三羧酸循环？它有何特点和生物学意义？ 2、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学意义何在？ 3、糖酵解和发酵有何异同？糖酵解过程需要哪些维生素 或维生素衍生物参与？ 4、试述糖异生与糖酵解代谢途径有哪些差异。 三、名词解释 糖酵解 无氧分解 三羧酸循环 糖异生作用 磷酸戊糖途径 糖的有氧分解和
糖和非糖物质
较 恒 定
血 糖
合成原料
主要功能
主要补充血糖
氧化产能
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一、选择题
1、糖异生途径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶？（ ） A、丙酮酸羧化酶 B、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 C、葡萄糖-6-磷酸酶 D、磷酸化酶 2、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是（ ） A、a-1，6-糖苷键 B、b-1，6-糖苷键 C、a-1，4-糖苷键 D、b-1，4-糖苷键 3、磷酸戊糖途径的真正意义在于产生( )的同时产生许多 中间物如核糖等。 A、NADPH+H+ B、NAD+ C、ADP D、CoASH
☞ 5-磷酸核糖——核酸的合成 ☞ 三、四、五、六、七碳糖的来源
3、磷酸戊糖途径的起始物——葡萄糖-6-磷酸
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磷酸戊糖途径的调控
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化的葡萄糖-6-磷酸的脱 氢反应，实际上是不可逆的限速反应，是一个重要的 调控点。 调控因子是NADP+的水平。NADPH和NADP+竟 争性的抑制葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱 氢酶。
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乳 酸 的 再 利 用
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为 什 么 要 进 行 糖 异 生 ？
★血糖浓度的恒定
①人体血糖70~110mg/ml（~0.1%） ②糖异生的主要器官：肝脏（主要）、肾脏（次要） ③激素调节： 升血糖：胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素、生长 激素等 降血糖：胰岛素 ★糖原的贮存情况
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糖异生和糖酵解的协调
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4．糖原合成酶将UDP-葡萄糖的糖基加在糖原引物 的非还原端葡萄糖的C4羟基上。
UTPG + 糖原（Gn）
糖原合成酶
UTP + 糖原（ Gn+1）
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糖 原 合 成 途 径
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糖 原 合 成 途 径
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糖原合成反应不能从头开始合成第一个糖分子， 需要至少含4个葡萄糖残基的α-1,4-多聚葡萄糖作为引
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6分子5碳糖转化为5分子6碳糖
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1、磷酸戊糖途径是细胞产生还原力（NADPH）的主要途径
☞高还原电势电子的能量在传递过程中转化贮存到2类分子 * ATP、GTP等 * NADPH、NADH（NADH经氧化磷酸化生成水和ATP） ☞ NADPH留在细胞溶胶而不进入呼吸链，作为有机物合 成的还原力提供氢 * 脂肪酸、胆固醇等合成 * GSSG（氧化型）+ H GSH（还原型） 2、磷酸戊糖途径是细胞内不同结构糖分子的重要来源
肝脏中有10~15%葡萄糖进入该途径 场 所：细胞溶胶
起 始 物：葡萄糖-6-磷酸 氧化特征：辅酶为NADP+ 重要产物： 核糖-5-磷酸——参与核酸合成 NADPH——良好的还原剂
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1、葡萄糖-6-磷酸脱氢生成6-磷酸葡萄糖-d-内酯
6-磷酸葡萄糖脱氢酶催 化脱氢氧化发生在1碳 NADP+=e-受体 6-磷酸葡萄糖-d-内酯
（C1-C5）
NADPH是变构抑制剂
关键酶
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2、6-磷酸葡萄糖酸内酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸
内酯酶催化
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☞若需要NADPH和5-磷酸核糖参与其他反应，则 反应终止在此。
☞若只需要NADPH而不需要5-磷酸核糖，则5-磷 酸核糖可通过碳链骨架的重新整理回到6-磷酸葡 萄糖而进入糖酵解。
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5-磷酸核糖经碳链整理重新进入糖酵解
物，在其非还原性末端与UDPG反应，形成α-1,4-糖
苷链，使糖原增加一个葡萄糖单位。
UDPG是活泼葡萄糖基的供体，其生成过程消耗
UTP，糖原合成酶只能促成α-1,4-糖苷键，因此生成 以α-1,4-糖苷键相连构成的直链多糖分子，如淀粉。
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肝糖原和肌糖原的主要区别
项 目 肝糖原 肌糖原
含
量
受摄食影响大
净反应实际上是ATP＋H2O＝ADP＋Pi。
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糖异生作用的生理意义
1、将非糖物质转变为糖，保证在饥饿情况下血糖浓度
的相对恒定，满足组织对葡萄糖的需要。
2、更新肌糖原，防止乳酸酸中毒的发生 3、协助氨基酸代谢 4、促进肾小管泌氨的作用 5、将肌肉酵解产生的乳酸合成葡萄糖，供肌肉重新利用，
即乳酸循环。
ATP 葡萄糖 Mg2+ ADP
葡糖-6-磷酸 己糖激酶/葡萄糖激酶（肝）
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2．葡萄糖-1-磷酸的生成
葡糖-6-磷酸
葡萄糖磷酸变位酶
葡糖-1-磷酸
3．1-磷酸葡萄糖生成UDP-葡萄糖
UDP-葡萄糖焦磷酸化酶作用下，消耗一个UTP，生成焦磷酸 葡糖-1-磷酸 + UTP
UTPG焦磷酸化酶
UTP-葡糖（UTPG）+ PPi