《生化基础知识》PPT课件.ppt

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1、第7章 糖代谢,第一节 糖的化学第二节 糖的消化与吸收第三节 糖的分解代谢第四节 糖原的合成与分解第五节 糖异生第六节 血糖水平的调节,第一节 糖的化学,一、糖的概念、分布及主要生物学作用糖是自然界存在的一大类具有广谱化学结构和生物学功能的有机化合物。由碳、氢、氧三种元素组成，分子通式一般为Cn(H2O)n。分布广、含量多，多以复合糖形式存在。,糖的概念：糖是一类多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称的化合物。,糖类的生物学作用,糖是生物体内的主要能源物质（主要功能）作为生物体的结构成分糖具有多方面复杂的生物活性与功能如：作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前体；作为细胞识别的信息

2、分子等,二、糖的分类单糖(Monosaccharides)寡糖(Oligosaccharides)多糖(Polysaccharides)：,（一）单糖凡不能被水解成更小分子的糖称为单糖。可根据其分子中所含碳原子多少分类。,丙糖（甘油醛和二羟丙酮）；丁糖（赤藓糖）；戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脱氧核糖等）；己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等庚糖：（景天庚酮糖）,（二）寡糖由单糖缩合而成的短链结构（十碳以下，一般2-6个单糖分子）二糖、三糖比较重要，二糖是寡糖中分布最广的一类，蔗糖、麦芽糖与乳糖是其重要代表（还原性，旋光性）。三糖以棉子糖常见。,重要的二糖,蔗糖,D-麦芽糖（-型）,乳糖（-型）,纤

3、维二糖（-型）,（三）多糖,多糖是由多个单糖分子缩合而形成的长链结构。,多糖没有还原性和变旋现象，无甜味，大多不溶于水。,多糖的结构包括单糖的组成、糖苷键的类型、单糖的排列顺序3个基本结构因素。,重要的有淀粉、糖元、纤维素、几丁质、粘多糖等。可分为同多糖和杂多糖。,多糖的化学,一、多糖的分类（一）按其来源分类：、植物多糖、动物多糖、微生物多糖、海洋生物多糖（二）按其在生物体内的生理功能分类：、贮存多糖、结构多糖,（三）多糖按其组成成分的分类：同聚多糖（均一多糖）（homopolysaccharide)杂聚多糖（不均一多糖）(heteropolysaccharide)黏多糖（mucopolysa

4、ccharide)：含氮的不均一多糖，又称糖胺聚糖结合糖(glycoconjugate)：糖复合物或复合糖,糖肽链,糖核酸,糖脂质,糖复合物(Complex Carbohydrates),二、自然界存在的几种重要多糖（一）淀粉1直链淀粉（-amylose）：由-D-glucose借-1,4-糖苷键形成的一种线性聚合物，只有一个还原性末端。2.支链淀粉（amylopectin）：高度分支，除含有-1,4-糖苷键外，分支处含有-1,6-糖苷键。,淀粉的结构,淀粉在冷水中不溶解，加热吸水成糊状。直链淀粉+碘 蓝色 支链淀粉+碘 紫红色淀粉水解 淀粉糊精（遇碘蓝色）红糊精（遇碘红色）无色糊精（遇碘不显

5、色）麦芽糖 葡萄糖,（二）糖原(glycogen)结构与淀粉相似，是一种动物淀粉。糖原遇碘呈红色，彻底水解后产生D-葡萄糖。糖原的生理功能：肌肉中的糖原为肌肉收缩所需要的能源。肝糖原可分解为葡萄糖进入血液运输到各组织利用。,Glycogen,又称右旋糖苷，是酵母菌及某些细菌中的储存多糖。几乎均为-1,6-糖苷键连接。作为代血浆已用于临床。,（三）葡聚糖(dextran),（四）糖胺聚糖（粘多糖）糖胺聚糖是一类含己糖胺和糖醛酸的杂多糖，是由多个二糖单位构成的长链多聚物。基本功能：结缔组织间质和细胞间特有的成分，是一类天然粘合剂。,明质酸(hyaluronate):约由25000个二糖单位构成。硫

6、酸皮肤素、硫酸-4-软骨素、硫酸角质素和硫酸-6-软骨素：主要存在于腱、软骨和其他结缔组织中。肝素(heparin):天然的抗凝血物质，它能同抗凝血酶()强烈地结合，阻止血液凝固。,第二节 糖的消化吸收,食物中糖一般以淀粉为主单糖可被吸收,一、糖的消化,淀粉,麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）,-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）,葡萄糖,唾液中的-淀粉酶,-葡萄糖苷酶,-临界糊精酶,消化过程,肠粘膜上皮细胞刷状缘,口腔,肠腔,胰液中的-淀粉酶,ADP+Pi,ATP,G,Na+,K+,小肠粘膜细胞,肠腔,门静脉,吸收机制,Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose

7、 transporter,SGLT),刷状缘,细胞内膜,二、糖的吸收,小肠肠腔,肠粘膜上皮细胞,门静脉,肝脏,体循环,SGLT,各种组织细胞,GLUT,GLUT：葡萄糖转运体(glucose transporter),血 中 葡 萄 糖,糖酵解（乳酸）,有氧氧化（CO2、H2O、ATP）,糖原,分解,三、糖代谢的概况,生物体内葡萄糖（糖原）的分解主要有三条途径：无O2情况下，葡萄糖（G）丙酮酸（Pyr）乳酸（Lac)有O2情况下，G CO2+H2O（经三羧酸循环）有O2情况下，G CO2+NADPH（经磷酸戊糖途径）,第三节 糖的分解代谢,糖酵解（glycolysis）：糖酵解是体内组织在缺氧

8、情况下，葡萄糖或糖原降解为乳酸并伴随着ATP生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。反应过程类似酵母生醇发酵，故也称之为无氧酵解。该途径也称作Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP途径。,一、糖的无氧分解,1940年被阐明。(研究历史)Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多，故糖酵解过程一也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP途径。,第一阶段,第二阶段,*糖酵解分为两个阶段,由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为酵解途径(glycolytic pathway)。,由丙酮酸转变成乳酸。,全部反应在胞质中进

9、行,(一)糖酵解途径,1、酵解途径,1.葡萄糖磷酸化成为6-磷酸葡糖,葡萄糖,葡萄糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G-6-P),（一）酵解第一阶段准备阶段,哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为至型。肝细胞中存在的是型，称为葡糖激酶(glucokinase)。它的特点是：对葡萄糖的亲和力很低受激素调控,2.6-磷酸葡糖转变为6-磷酸果糖,葡萄糖-6-磷酸,果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate,F-6-P),3.6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖,磷酸果糖激酶(phosphfructokinase，PFK),果糖-6-磷酸,果糖-1,6-二

10、磷酸(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P),果糖-1,6-二磷酸,4.磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,5.磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛,丙糖磷酸异构酶(triose phosphate isomerase),3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,上述步反应为酵解途径的耗能阶段，1分子葡萄糖的代谢消耗了2分子ATP，产生了2分子3-磷酸甘油醛。,Energy-RequiringSteps of Glycolysis,ATP ADP,6.3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydroge

11、nase),3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸甘油酸,（二）第二阶段放能阶段,7.1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸,1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase),这是酵解过程中第一次产生ATP的反应，将底物的高能磷酸键直接转移给ADP生成ATP，这种ADP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称为底物水平磷酸化(substrate-level phosphorylation)。,8.3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase),3-磷酸甘油酸,2-磷酸

12、甘油酸,9、2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸,10.磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,这是酵解途径中的第二次底物水平磷酸化,2、丙酮酸生成乳酸,葡萄糖+2Pi+2ADP 2乳酸+2ATP+2H2O,动物在激烈运动时或由于呼吸、循环系统障碍而发生供氧不足时。生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌。,己糖激酶,6-磷酸果糖激酶-1,丙酮酸激酶,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,总结1、糖酵解过程在胞浆中进行2、反应分为两大阶段（耗能、产能）3、关键酶是：己糖激酶（HK）、6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）、丙酮酸激酶（PK）

13、4、终产物是乳酸,葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O,糖酵解时，1mol葡萄糖可经底物水平磷酸化生成4mol ATP，在葡萄糖和6-磷酸果糖磷酸化时消耗2mol ATP，故净生成2mol ATP。,5、能量的变化,（二）糖酵解的调节,1、6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）催化的反应是糖酵解的限速步骤。结构-变构酶 调节 变构抑制剂：ATP、柠檬酸，H+变构激活剂：AMP，ADP，1,6二磷酸果糖,2,6二磷酸果糖，无机磷,丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点 结构-变构酶 调节 变构抑制剂：ATP、乙酰辅酶A，长链脂肪酸，Ala(肝)变构激活剂

14、：1,6-二磷酸果糖,2、丙酮酸激酶（PK）的调节,3、己糖激酶（HK）或葡萄糖激酶活性的调节,结构-变构酶 调节-己糖激酶受到反馈抑制调节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。胰岛素可诱导葡萄糖激酶基因的转录，促进酶的合成。,（三）糖酵解的生理意义,乳酸酵解最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌肉收缩更为重要。当机体缺氧或剧烈运动肌肉局部血流不足时，能量主要通过糖酵解获得。红细胞没有线粒体，完全依赖乳酸酵解供应能量。神经、白细胞和骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由乳酸酵解提供部分能量。,概念基本过程关键酶能量变化生理意义,知识

15、重点把握,糖酵解 作业,画出从葡萄糖开始到乳酸发酵，全过程的图解，并指出其中的限速酶，及能量变化。糖酵解意义？,概念：葡萄糖在有氧的条件下通过丙酮酸生成乙酰辅酶A在经三羧酸循环彻底氧化生成水和二氧化碳的过程。是糖氧化的主要方式。是体内能量获得的主要来源。部位：胞液及线粒体,二、糖的有氧氧化（aerobic oxidation）,(一)有氧氧化的反应过程,1、葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解，胞液中进行）,2、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA（线粒体基质中进行）（丙酮酸 乙酰辅酶A，简写为乙酰CoA）,3、乙酰COA进入TCA循环（线粒体中进行）三羧酸循环（乙酰CoA H2O 和CO2，释放出

16、能量）,糖的有氧氧化的三个步骤:,糖的有氧氧化反应的3个阶段,第一阶段：酵解途径,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧,第三阶段：三羧酸循环和氧化磷酸化,G,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TCA循环,胞液,线粒体,1、葡萄糖 丙酮酸在胞浆内进行反应过程类似酵解能量变化：2mol ATP 2对NADH+H+产生,2、丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段氧化脱羧生成乙酰-CoA,丙酮酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系，主要包括：三种不同的酶（丙酮酸脱氢酶组分E1、二氢硫辛酰转乙酰基酶E2和二氢硫辛酸脱氢酶E3）和6种辅因子（TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA和Mg2+）。,丙酮酸的氧化脱羧

17、作用,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,酶E1：丙酮酸脱氢酶组分E2：二氢硫辛酰转乙酰基酶E3：二氢硫辛酸脱氢酶,Mg2+,*丙酮酸经丙酮酸脱氢酶系催化后生成乙 酰辅酶A，产生一分子CO2和一对NADH+H+（在线粒体中NADH+H+经呼吸链的传递，氧化磷酸化产生3个ATP。）,3、三羧酸循环反应过程,三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle,TCA cycle,citric acid cycle,krebs cycle）乙酰辅酶A和草酰乙酸缩合，生成带有三个羧基的柠檬酸，再经过一系列的反应重新生成草酰乙酸完成一个循环。,德国科学家Hans Krebs 1937年提出，1953年获

18、得诺贝尔奖，并被称为ATP循环（柠檬酸循环）之父。,乙酰CoA的彻底氧化分解 柠檬酸循环,化学反应历程（10步反应、8种酶）,三羧酸循环,草酰乙酸,柠檬酸,异柠檬酸,a-酮戊二酸,琥珀酸辅酶A,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,乙酰辅酶A,1、乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸（柠檬酸合酶）,单向不可逆 可调控的限速步骤,C-CH3,S-CoA,O,CH2,COO-,HO-C-COO-,COO-,CH2,柠檬酸合酶,+,CoA,三羧酸,H2O,+HS-CoA+H+,2、柠檬酸异构化成异柠檬酸（乌头酸酶）,在pH7.0，25C的平衡态时，柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：4：6,CH2,H2O,H2O,

19、柠檬酸,顺乌头酸,异柠檬酸,COO-,HO-CH,CH-COO-,COO-,3、由异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸（异柠檬酸脱氢酶）,TCA中第一次氧化作用、脱羧过程异柠檬酸脱氢酶为第二个调节酶三羧酸到二羧酸的转变,NAD+,NADH+H+,H+,CO2,草酰琥珀酸,Mg 2+,-酮戊二酸,异柠檬酸,4、-酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰CoA（-酮戊二酸脱氢酶复合体）,TCA中第二次氧化作用、脱羧过程-酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸脱氢酶复合体相似-酮戊二酸脱氢酶E1二氢硫辛酰转琥珀酰酶E2二氢硫辛酸脱氢酶E3 6种辅因子：TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD+、Mg2+,+CoASH+NAD+,+

20、NADH+H+CO2,5、琥珀酰CoA转化成琥珀酸，并产生GTP（琥珀酰CoA 合成酶）,TCA中唯一底物水平磷酸化直接产生高能磷酸化合物的步骤GTP+ADP GDP+ATP,GDP+Pi,GTP+HSCoA,6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸（琥珀酸脱氢酶）,+FAD,+FADH2,TCA中第三次氧化的步骤 丙二酸为该酶的竞争性抑制剂 开始四碳酸之间的转变,琥珀酸脱氢酶,HC,嵌入线粒体内膜,7、延胡索酸被水化生成L-苹果酸（延胡索酸酶）,+H2O,延胡索酸酶,延胡索酸酶具有高度立体特异性,8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸（苹果酸脱氢酶）,+NAD+,+NADH+H+,TCA中第四次氧化的步骤，最后一步。

21、,三羧酸循环过程总结(一次循环)10步反应8种酶催化生成3分子还原型NADH生成1分子FADH2生成1分子ATP三羧酸循环总反应式,TCA循环的化学总结算,1、三羧酸循环的总反应式为：乙酰CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O 2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoA+3H+,TCA循环一次消耗一个乙酰基。即两个碳原子进入循环。又有两个碳原子以CO2的形式离开循环。但这两个碳原子并不是刚刚进入循环的那两个碳原子。在循环中有4对H原子通过4步氧化反应脱下，其中3对用以还原NAD+生成3个NADH+H+，1对用以还原FAD，生成1个FADH2。,2、TCA循环的特点：,三羧酸循环

22、实质是：1mol乙酰辅酶A彻底氧化生成CO2、H2O、和12个ATP的过程。一个三羧酸循环包括：一次底物水平磷酸化二次脱羧 一个循环 四个限速酶 产生12个ATP四次脱氢,（1）普遍存在（2）三羧酸循环是糖、脂、蛋白质氧化分解必经的共同通路，是氧化释放能量产生ATP最多的阶段。,三羧酸循环的生理意义,()三羧酸循环是物质代谢枢纽。即是糖、脂肪、蛋白质代谢的最后共同通路，有时另一些物质代谢如：糖异生、脂肪酸合成、胆固醇合成和转氨基作用等的起点。()生物体获得能量的最有效方式()获得微生物发酵产品的途径 柠檬酸、谷氨酸,1、糖的有氧氧化是在胞浆与线粒体中进行2、反应分为三个阶段3、有氧氧化的关键酶

23、:(1)己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶(2)丙酮酸脱氢酶系(3)柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶系,(一)糖有氧氧化的生理意义,4、每进行一次三羧酸循环:消耗1mol乙酰基，产生CO2，H2O和12个ATP5、糖的有氧氧化总反应式：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 6、糖的有氧氧化能量的计算:1mol葡萄糖彻底氧化产生36或38个ATP。,有氧氧化生成的ATP,胞浆,胞膜,线粒体,在细胞浆中产生的NADH+H+可经过两个穿梭系统进入线粒体，再经呼吸链、氧化磷酸化产生ATP：（1）-磷酸甘油穿梭系统：2个ATP（2）苹果酸穿梭系统：3个ATP,1.-磷酸甘油穿

24、梭作用（glycerol-phosphate shuttle)特点：(1)线粒体内外的-磷酸甘油脱氢酶的 辅酶不同 胞液-NAD+线粒体-FAD+(2)FADH2经琥珀酸氧化呼吸链 2ATP(3)主要存在于骨骼肌、脑、神经细胞,线粒体外NADH的氧化穿梭系统（shuttle system),-磷酸甘油穿梭,（线粒体基质）,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油,FAD,FADH2,NADHFMN CoQ b c1 c aa3 O2,NADH,NAD+,线粒体内膜,（细胞液）,特点：(1)苹果酸脱氢酶的辅酶是NAD+(2)线粒体内的草酰乙酸生成天冬氨酸 再穿过线粒体膜。(3)通过

25、NADH氧化呼吸链产生3ATP(4)主要存在于肝、心肌组织中。,2.苹果酸穿梭系统(malate-aspartate shuttle）,苹果酸-草酰乙酸穿梭作用,细胞液,线粒体内膜体,天冬氨酸,-酮戊二酸,苹果酸,草酰乙酸,谷氨酸,-酮戊二酸,天冬氨酸,苹果酸,谷氨酸,NADH+H+,NAD+,草酰乙酸,NAD+,线粒体基质,NADH+H+,（、为膜上的转运载体）,呼吸链,1.丙酮酸脱氢酶复合体的调节 变构效应调节 变构抑制剂：ATP、乙酰辅酶A，NADH+H+变构激活剂：AMP 共价修饰调节,（三）糖有氧氧化的调节,调节点：三个关键酶a、柠檬酸合成酶 变构抑制剂：琥珀酰辅酶A，NADH 变构

26、激活剂：ADPb、异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶系 变构抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰辅酶A 变构激活剂：ADP、NAD+、钙,2.TCA循环的调节,柠檬酸循环 作业,计算：1分子葡萄糖完全氧化得到多少分子的ATP？要求写出计算步骤（糖酵解和柠檬酸循环分开写）,概念：是葡萄糖氧化分解的另一途径。从6-磷酸葡萄糖开始，以6-磷酸葡萄糖脱氢酶为关键酶，生成具有重要生理功能的5-磷酸核糖、NADPH+H+，生成CO2，完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖转换，而不生成ATP的重要代谢途径。,三、磷酸戊糖途径（又名:己糖旁路pentose phosphate pathway,HMP）,磷酸戊糖途径分

27、氧化阶段和非氧化阶段,第一阶段（氧化阶段）：6-磷酸葡萄糖脱氢脱羧生成5-磷酸核酮糖、NADPH+H+及CO2 第二阶段（非氧化阶段）：5-磷酸核酮糖分子重排，产生不同碳链长度的磷酸单糖，进入酵解途径，包括一系列基团转移,（一）磷酸戊糖途径的反应过程,6-磷酸葡糖酸,5-磷酸核酮糖,6-磷酸葡糖脱氢酶,6-磷酸葡糖酸脱氢酶,6-磷酸葡糖,6-磷酸葡糖酸内酯,（1）6-磷酸葡糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH,5-磷酸核糖,催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡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+。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。,G-6-P

28、,5-磷酸核糖,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，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。,（2）非氧化阶段经过基团转移反应进入糖酵解途径,这些基团转移反应可分为两类：,一类是转酮醇酶（transketolase）反应，转移含1个酮基、1个醇基的2碳基团；接受体都是醛糖。另一类是转醛醇酶（transaldolase）反应，转移3碳单位；接受体也是醛糖。,5-磷酸核酮糖(C5)3,5-磷酸核糖 C5,第二阶段反应的意义就在于通过一系列基团转移反应，将核糖转变成6-磷酸果糖和3

29、-磷酸甘油醛而进入酵解途径。因此磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路（pentose phosphate shunt）。,第一阶段,第二阶段,磷酸戊糖途径,过程,6葡萄糖-6-磷酸,磷酸戊糖途径的总反应式：,36-磷酸葡糖+6 NADP+,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2,磷酸戊糖途径的特点,脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖。一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。,（二）磷酸

30、戊糖途径的生理意义,（1）磷酸戊糖途径为核苷酸的生成提供核糖,（2）提供NADPH+H+作为供氢体参与多种代谢反应,NADPH+H+是体内许多合成代谢的供氢体；NADPH+H+参与体内羟化反应；NADPH+H+还用于维持谷胱甘肽（glutathione）的还原状态。,（3）提供能量,还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可以保护一些含-SH基的蛋白质或酶免受氧化剂，尤其是过氧化物的损害。在红细胞中还原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。（蚕豆病）,第四节 糖原的合成与分解,体内由葡萄糖合成糖原的过程称为糖原合成作用（glycogenesis),一、糖原的合成作用,磷酸葡萄糖

31、的生成磷酸葡萄糖的生成尿苷二磷酸葡萄糖的生成，糖苷键葡萄糖聚合物的生成糖原的生成,UDPG的结构,糖核苷酸的生成,糖原合成酶反应,UDPG,UDP,糖原（n个G分子）,糖原（n+1）,分枝酶的作用,糖原分解（glycogenolysis)是指肝糖原分解成为葡萄糖,二、糖原的分解作用,糖原磷酸解的步骤,非还原端,糖原核心,磷酸化酶a,脱枝酶转移作用,脱枝酶（释放1个葡萄糖）,G-1-P,G,脱枝酶的作用,转移酶活性,糖原的合成与分解,糖原合成酶和磷酸化酶分别是糖原合成与分解代谢中的限速酶.它们的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰的调节及变构效应的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相

32、反:磷酸化的磷酸化酶有活性，而磷酸化的糖原合成酶则失去活性；脱磷酸化的糖原磷酸化酶失去活性，而糖原合成酶则增加活性。,三、糖原代谢的调节,糖原分解和合成的调控,糖原合成酶 a(有活性),糖原磷酸化酶 b(无活性),OH,OH,ATP,ADP,H2O,Pi,糖原合成酶 b(无活性),糖原磷酸化酶 a(有活性),糖原合成与分解的调节,激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体,糖异生是指从非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖或糖原。,第五节 糖异生,提问：哪些物质可以通过糖异生途径形成糖原？,答案：凡能转变成糖代谢中间产物的物

33、质。,乳酸回炉再造解毒、节能,饥饿状态下氨基酸、甘油维持血糖浓度,？,这一过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。,葡萄糖,6-P葡萄糖,6-P果糖,1，6-二P果糖,3-磷酸甘油醛,P-二羟丙酮,1，3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,PEP,丙酮酸,糖异生途径,(一),糖异生途径关键反应之一,1、丙酮酸羧化生成磷酸烯醇式丙酮酸,PEP,丙酮酸,草酰乙酸（不能跨越 线粒体膜）,CO2+ATP+

34、H2O,ADP+Pi,丙酮酸羧化酶,丙酮酸,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,草酰乙酸,PEP,GTP,GDP+CO2,PEP羧化激酶,丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸,胞液,线粒体,NADH+H+,NADH+H+,总反应方程式：丙酮酸+ATP+GTP 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+GDP+CO2,谷草转氨酶作用生成天冬氨酸进入,2、1，6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖+H2O 6-磷酸果糖+Pi3、6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖+H2O 葡萄糖+Pi,果糖-,-二磷酸酶,葡萄糖-6-磷酸酶,底物循环 无效循环,葡萄糖-6-磷酸酶只存在于哺乳动物肝中，因此糖异生作用只能在肝中进行糖异生作用

35、的总反应式如下：2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H+4H2O 葡萄糖+2NAD+4ADP+2GDP+6Pi耗能过程,Cori循环：剧烈运动时产生的大量乳酸会迅速扩散到血液，随血流流至肝脏，先氧化成丙酮酸，再经过糖异生作用转变为葡萄糖，进而补充血糖，也可重新合成肌糖原被贮存起来。这一乳酸葡萄糖的循环过程称为Cori循环。,（二）乳酸循环(lactose cycle),葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,乳酸,丙酮酸,血液,糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径，在饥饿状态下保持血糖浓度相对恒定。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要160克葡萄糖，其中120

36、克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。补充肝糖原,糖异生的生理意义,果糖双磷酸酶-1fructose biphosphatase-1,五、糖异生的调节,G-6-P在糖代谢中的作用,G-6-P,第六节 血 糖,血糖（blood sugar）指血液中所含的葡萄糖血糖的含量是反映体内糖代谢状况的一项重要指标。正常情况下，血糖含量有一定的波动范围，正常人空腹静脉血含葡萄糖3.896.11mmol/L,一、血糖的来源和去路,（一）组织器官：1肝。2肌肉等外周组织。（二）激素：1降低血糖浓度的激素胰岛素。2升高血糖浓度的激素胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素、甲状腺激素。（三）神经系统。,二、血糖水平的调节,1、高血糖和糖尿病生理性糖尿与病理性糖尿高血糖的血糖浓度范围糖尿病（三多一少）肾性糖尿葡萄糖耐量实验2、低血糖症和低血糖昏迷,三、血糖水平异常,基本要求,、了解糖在体内的消化吸收；了解糖代谢障碍与糖尿病的关系、掌握糖的主要分解过程和生理意义；掌握血糖浓度水平的维持和调节、掌握糖原的生成与分解过程；掌握糖异生及其意义、重点掌握糖的无氧分解及有氧分解的过程及意义,The End,