第二篇物质代谢.ppt

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1、第二篇 物质代谢,第二篇 物质代谢,代谢:体内 体外 物质交换 糖 肌肉收缩 脂肪 ATP 脑力活动 蛋白质 神经传导 核酸 生物合成 维生素 Ca+,Fe+,代 谢 讨 论 内 容,第四章 糖代谢,糖代谢,G(6碳)6CO2+6H2O+能量 C6H12O6,糖代谢,1.糖 的 消化吸收2.糖的分解代谢3.糖原的合成和分解4.糖异生5.糖的其他代谢途径6.血糖及其调节,糖的消化吸收,1.糖的消化2.糖的吸收3.糖的运输,糖的消化,淀粉 麦芽糖+麦芽三糖-临界糊精+异麦芽糖 40%25%30%5%-葡萄糖苷酶-临界糊精酶(包括麦芽糖酶)(包括异麦芽酶)葡萄糖 葡萄糖,葡萄糖(G)在肠粘膜的吸收,

2、Na+Na+Na+Na+Na+G G GG,Na+泵,糖的运输,运输形式:血糖 空腹时:4.55.5 mmol/L 进食后:0.51hr,有一高峰 2hr 后恢复糖尿病指标:糖代谢不正常的后果组织细胞有葡萄糖转运体(GLUT),可将葡萄糖转运至细胞。,糖的分解代谢,1 糖酵解途径Glycolytic pathway糖酵解途径的反应糖酵解途径的调节2 糖酵解Glycolysis3 糖的有氧氧化Aerobic oxidation有氧氧化反应过程有氧氧化生成的ATP有氧氧化的调节巴斯德效应Pasteur effect,糖酵解途径,发现史:研究酵母菌的发酵时发现1.肌肉收缩生成乳酸N2 多 O2少,休

3、息后 2.乳酸生成时糖原,乳酸:糖原=1:23.需Pi,以糖的磷酸酯(已糖,丙糖)为中间物4.与酵母发酵仅一步之差:2(2H)乳酸G 2(2H)2Pyr-2CO2 乙醛 2(2H)乙醇,糖酵解途径,部位:胞液中途径:人为分三段1.磷酸己糖的生成与转变 葡萄糖磷酸化 磷酸己糖的转变2.磷酸丙糖的生成3.丙酮酸的生成,磷酸己糖的生成与转变,HO,OH,HO,H,H,H,OH,H,OH,ATP,ADP,Mg2+,O,己糖激酶,葡萄糖,H,OH,葡萄糖磷酸化,O,-O,H,HO,OH,OH,H,H,6-磷酸葡萄糖,为磷酸基,P,P,为磷酸基,H,OH,O,-O,H,HO,OH,OH,H,H,6-磷酸葡

4、萄糖,P,P,CH2-OH,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,6-磷酸果糖,磷酸己糖的生成与转变,6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖,为磷酸基,P,CH2-OH,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,CH2-O-,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,ATP,ADP,Mg2+6-磷酸果糖激酶,6-磷酸果糖,P,1,6-双磷酸果糖,磷酸己糖的生成与转变,6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖,磷酸己糖的生成与转变,关键酶:HK,GK,FPK:耗能 磷酸化

5、酶:不耗能 催化二步限速反应 意义:捕获G,不再透出cell 激活G 简式:G G-6-P F-6-P F-1,6-DP,为磷酸基,P,CH2-O-,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,1,6-双磷酸果糖,CH2-O-,|,C=O,|,CH2OH,CHO,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,醛缩酶,磷酸丙糖异构酶,磷酸丙糖的生成,磷酸丙糖的生成,醛缩酶:催化可逆反应 反应倾向于己糖的合成 3-甘油醛不断移去 故反应向丙糖生成的方向进行,P,为磷酸基,CHO,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,3-磷

6、酸甘油醛,C-O,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,|,O,P,NAD+,NADH+H+,Pi,1,3-二磷酸甘油酸,ADP,ATP,磷酸甘油酸激酶,C-O,|,|,CH2O-,P,|,H-C-OH,O,-,3-磷酸甘油酸,丙酮酸的生成,第一个ATP的生成,3-磷酸甘油醛脱氢酶,丙酮酸的生成,3-磷酸甘油醛+NAD+Pi+ADP,3-磷酸甘油酸+NADH+H+ATP,底物水平磷酸化Substrate phosphorylation,+,+,第一个ATP的生成,为磷酸基,COO,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,3-磷酸甘油酸,C-O,|,H-C-O-,|,CH2OH,P,|,O,2

7、-磷酸甘油酸,C-O,|,|,CH3,|,C=O,O,-,-,-,H2O,Mg,2+,C-O,|,|,CH2,P,|,C-O,-,磷酸烯醇型丙酮酸,O,丙酮酸,ADP,ATP,丙酮酸的生成,第二个ATP的生成,磷酸甘油酸变位酶,烯醇化酶,丙酮酸激酶,丙酮酸的生成,关键酶:丙酮酸激酶(PyK)特点:有氧化脱氢及分子内氧化反应 有 2步生成ATP,底物水平磷酸化 PyK催化第三个限速反应,糖酵解途径的调节,调节点:三步不可逆反应 HK,GK PFK-1 最主要 PyK,糖酵解途径的调节,PFK-1的调节PFK-1:四聚体,有别构调节和共价修饰1.别构调节 ATP,Cit AMP,ADP,F-1,6

8、-DP F-2,6-DPF-2,6-DP:中间代谢物,+,糖酵解途径的调节,2,6-双磷酸果糖的合成和分解,Pi,H2O,ATP,ADP,AMP,6-磷酸果糖,2,6-双磷酸果糖,6-磷酸果糖激酶-2,果糖磷酸酶-2,+,柠檬酸,-,糖酵解途径的调节,F-2,6-DP FDPE-2 AMP PFK-2 G F-6-P Cit ATP FDPE-1 AMP PFK-1 F-1,6-DP糖酵解途径,+,+,+,糖酵解途径的调节,2.共价修饰调节:FDPE-2/PFK-2 双功能酶 胰高血糖素cAMP 蛋白激酶 FDPE-2/PFK-2 磷酸酶酶 化或去 化,表现一种酶的活性,糖酵解途径的调节,AT

9、P,ADP,6-磷酸果糖激酶-2(活性),6-磷酸果糖激酶-2(无活性),|,P,Pi,糖酵解途径的调节,PyK的调节 F-1,6-DP ATP Ala 磷酸化后失活,+,+,糖酵解途径的调节,GK,HK的调节 HK:G-6-P 长链脂酰CoA GK:Ins诱导 长链脂酰CoA HK可分四型,型又称为GK,仅存在于肝脏,胰腺对G,HK:Km 0.1 mmol/L GK:Km 10 mmol/L由于GK对G亲和力低,且受Ins诱导,故GK主要用于维持血糖和糖代谢的调节。,-,-,-,糖酵解途径的调节,综合调节:一个供能的途径受能量调节能荷:ATP/AMP能荷 PFK-1,PyK,G分解供能能荷

10、PFK-1,PyK,G分解以调节ATP的生成来适应肌肉对ATP的需求,+,糖酵解途径的调节,综合调节:肝脏:能量来源于FA,调节是维持血糖进食后:Ins 脱 化PFK-2 F-2,6-DP PFK-1 G分解 饥饿时:胰高 化 乙酰CoA PFK-2 G分解 FA合成 G异生 血糖=,P,P,+,COOH,|,C=O,|,CH3,C-OH,|,|,CH3,|,CHOH,O,丙酮酸,+NADH+H+,+NAD+,乳酸,乳酸脱氢酶,糖酵解,丙酮酸转变成乳酸,糖酵解,NAD,NADH+H,+,+,乳酸,丙酮酸,3-磷酸甘油醛+Pi,1,3-二磷酸甘油酸,糖酵解,生理意义:1 组织绝对或相对缺氧时(生

11、理或病理),糖供能的主要形式 Cs中,过程短,供能迅速2 某些组织获能的主要方式 RBC中无Mit,100%神经,WBC,骨髓等代谢旺盛cell 恶性肿瘤:代谢异常,有氧氧化被抑制,糖酵解,ATP生成:酵解总反应:G+2ADP+2Pi 2Lac+2ATP+2H2O总生成:4 消耗:2净生成:4-2=2G Lac 净生成:4-2=2Gn Lac 净生成:4-1=3,糖的有氧氧化,发现史:1 碘乙酸抑制3PGADH,也抑制有氧氧化2 缺B1时,Pyr,有氧氧化,酵解不影响3 发现了PyrDH,需B1作辅酶,生成乙酰CoA即:Lac 无O2 G 2Pyr 乙酰CoACO2+H2O 有O2,糖的有氧氧

12、化,O2,O2,O2,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,丙酮酸,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,CO2,H+e,+,胞液,线粒体,部位:,糖的有氧氧化,乙酰辅酶A,CO-CH2-CH2-NH-CO-CH-C-CH2O-P-O-P-O-CH2,NH,CH2,|,CH2,|,S,O=C-CH3,|,|,|,|,OH,CH3,CH3,O,O,-,-,|,|,O,O,O,N,N,N,N,NH2,OH,O-P-O,|,|,O,O,-,-,糖有氧氧化的反应过程,1 糖酵解途径 G 2Pyr2 Pyr 乙酰辅酶A 3 经TAC彻底氧化产能,糖有氧氧化的反应过程,关键酶:Pyr脱氢酶系,Mit,膜上有 Pyr载体共3个酶,

13、5个辅酶,1个金属离子Mg+分子数 辅基 作用Pyr脱羧酶 12 TPP 脱羧,成羟乙基酶硫辛酸乙 转移乙酰基,酰转移酶 60 硫辛酸,CoA 硫辛酸 CoA二氢硫辛酰 从Lip(SH)2上转氢胺脱氢酶 6 FAD,NAD+FADH2NADH+H,糖有氧氧化的反应过程,Pyr 脱羧,成羟乙基酶,C=O,C=O+H,CH3,O,-,+,C C,S C,N,CH3,酶,丙酮酸,-,CO2,C C,S C,N,CH3,酶,HO-C-,|,|,CH3,H,羟乙基TPP-酶,糖有氧氧化的反应过程,硫辛酰胺-酶,S S,H2C-CH2-CH-(CH2)4-C-NH-(CH2)4-酶,|,O,糖有氧氧化的反

14、应过程,转移乙酰基,C C,S C,N,CH3,酶,HO-C-,|,|,CH3,H,羟乙基TPP-酶,+,C C,S C,N,CH3,酶,S|S,L,酶,SSH,L,酶,CO|CH3,+,-,糖有氧氧化的反应过程,转移乙酰基,HSHS,L,酶,SSH,L,酶,CO|CH3,+HSCoA,SCoA,CO|CH3,乙酰CoA,+,糖有氧氧化的反应过程,从Lip(SH)2上转氢,FADH2NADH+H,HSHS,L,酶,S|S,L,酶,FADH2 酶,。,FAD 酶,。,NADH酶+H+,NAD+酶,糖有氧氧化的反应过程,特点:1 底物或产物从一个活性中心直接转至 另一个活性中心,效率高,Lip的长

15、臂2 三辅酶,二辅基,一金属离子共同作用 3 生成高能硫脂键,以转移乙酰基4 经TAC及氧化磷酸化彻底氧化产能,糖有氧氧化的反应过程,总反应:COOH COOHC=O+NAD+CoAC=O+NADH+H+CO2CH3 S CoAPyr 乙酰CoA乙酰CoA CO2+H2O,三羧酸循环,三羧酸循环,Krebs提出,故也称为Krebs循环,也称为Cit循环。发现史:1 鸽胸肌中一些二羧酸(Fum,Suc,Mal)可 促进其摄取O2,而本身量不变(实质:促进 Pyr氧化)2 Cit 也促进氧化,可转变成KG3 加入丙二酸,促使Suc堆积,继而引起 KG,三羧酸循环,4 OAA在肌匀浆中可与乙酸(乙酰

16、CoA)合成Cit5 同位素标记的乙酰CoA掺入了二羧酸 及三羧酸中*乙酰CoA*Cit*KG*OAA*Suc*Mal*Fum,三羧酸循环的反应过程,1 缩合反应 COOH O O CH2CSCoA CH2 CSCoA+CCOOH HOCOOH HOCCOOH CH3 CH2COOH CH2COOH CH2 COOH柠檬酸合成酶:对OAA的Km低,反应快速进行 能量由硫脂键提供,不可逆,CoA,H2O,H+,三羧酸循环的反应过程,2 异柠檬酸生成 COO COO COO CH2 C H H C OH OOC C OH OOC C OOC C H CH2 CH2 CH2 COO H2O COO

17、COO 柠檬酸 酶-顺乌头酸 异柠檬酸 复合物,H2O,三羧酸循环的反应过程,3 第一次氧化脱羧 COO COO HC H C=O OOC C H CH2 CH2 CH2 COO COO 异柠檬酸 酮戊二酸,NAD+NADH+H+,Mg+,CO2,异柠檬酸脱氢酶,三羧酸循环的反应过程,简式:2H+Cit 异Cit KG CO2乌头酸酶:使对称分子变成不对称异CitDH:关键酶,以NAD+为辅酶 脱下的CO2来自OAA氧化脱羧,三羧酸循环的反应过程,4 第二次氧化脱羧 2H+KG SucSCoA CO2氧化脱羧放能反应:能量 高能硫脂键储存 NADH+H+,三羧酸循环的反应过程,KG TPP S

18、ucLip CoA E1 E2 Lip LipH2 CO2 Suc-TPP SucSCoA FADH2 FAD NAD+NADH+H+,E3,三羧酸循环的反应过程,KGDH:一个复合酶,类似于PyrDH三个酶,五个辅酶转Suc酶,KG DH,二氢硫辛酰胺DH TPP,FAD,NAD+,硫辛酸,CoA意义:反应有序,迅速 不浪费能量 无副反应,三羧酸循环的反应过程,5 底物水平磷酸化 SucSCoA Suc GDP GTPGTP+ADP GDP+ATPSucSCoA硫激酶:动物:GTP 细菌,植物:ATP,三羧酸循环的反应过程,6 OAA再生2H+FADH2 2H+NADHSuc Fum Mal

19、 OAA 脱氢 加水 再脱氢 饱和 不饱和 羟酸 酮酸SucDH在 Mit 膜上,直接与呼吸链相连,柠檬酸合酶,顺乌头酸酶,顺乌头酸酶,异柠檬酸脱氢酶,酮戊二酸脱氢酶系,琥珀酸硫激酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,丙酮酸羧化酶,H2O,三羧酸循环总结,1 总反应CH3CSCoA+3NAD+FAD+2H2O+ADP+Pi O 2CO2+3NADH+3H+FADH2+CoASH+ATP四次脱氢(3NAD+,1FAD),二次脱羧二次加水,一次高能键转移,三羧酸循环总结,碳原子变化 2C CO2 CO2 4C 6C 5C 4C CO2的 C来源于 4C的OAA,而非CH3COSCoA,如用同

20、位素标记实验,可发现第二或第三次循环才出现同位素。,三羧酸循环总结,2 TAC中间物的其他来源去路来源:回补支路 Pyr+CO2+ATP OAA Asp OAA Glu KG Mal OAA Phe,Tyr Fum Val,Ile Suc,三羧酸循环总结,去路:旁支反应 KG Mal Fum OAA Pyr Suc Cys 乙酰CoA Ala Ser:Mal酶:OAA 脱羧酶,TAC,三羧酸循环总结,3 产能总反应:G Pyr 乙酰CoA CO2+H2O葡萄糖+38ADP+38Pi+6O2 38ATP+6CO2+44H2O 同酵解途径2ATP+2NADH+H+8Pyr脱氢 NADH+H+32T

21、AC 3NADH+H+FADH2+ATP 122 38,三羧酸循环的生理意义,1 糖在体内主要产能方式:3839ATP/G,Gn2 三大营养物质彻底氧化的共同通路 FA 乙酰CoA AAPyr,KG,OAA 乙酰CoA 甘油 磷酸二羟丙酮乙酰CoA乙酰CoA TAC CO2+H+,三羧酸循环的生理意义,糖 脂肪 蛋白质3 三大营养物质互变的枢纽 糖 乙酰CoA FA Pyr,KG,OAA AA,三羧酸循环的生理意义,Mit 内膜 Cs Pyr Pyr G FA 乙酰CoA 乙酰CoA OAA Cit Cit OAA,三羧酸循环的生理意义,4 TAC中间物的其他作用 调节三大代谢:Cit是很活跃

22、的调节物 Cit PFK-2,F-2,6-DP 糖分解 Cit ACC(乙酰CoA 羧化酶),FA合成 生物合成的原料基地:Gly+SucCoA 血红素 乙酰CoA 胆固醇,+,糖有氧氧化的调节,1.糖酵解途径:同前2.丙酮酸脱氢:调节点:丙酮酸脱氢酶系 调节物:代谢物和能荷 调节方式:1.别构调节 2.共价修饰调节 3.综合调节3.彻底氧化:后述,糖有氧氧化的调节,氧化与磷酸化的偶联,使得磷酸化的速度成为对TCA的调节。TAC中三步不可逆反应:Cit合成酶:Cit可转运出Mit,故调节作用不大异CitDH-KGDH 主要调节作用,糖有氧氧化的调节,TAC:ATP/ADP 异CitDH,Cit

23、 Mit ADP 异CitDH,TCA Ca+:胞液中Ca+,使Mit中Ca+,与 异CitDH和-KGDH 结合,Km 而活性,TCA,+,糖有氧氧化的调节,1.别构调节:产物 底物 乙酰CoA,NADH ADP,NAD+2.共价修饰调节:产物 PyrDKPyrDH 化 而 Ca+,Ins 磷酸酶 脱 化 而 3.综合调节:有氧氧化是主要能源,调节意义 重大,能荷:ATP/AMP ATP=AMP50 所以,ATP/AMP的变化比ATP更显著,灵敏能荷 PFK-1,PyK,PyrDH,异CitDH,KGDH 氧化,ATP生成反之亦然,P,P,+,+,+,+,+,+,糖有氧氧化的调节,饥饿时:乙

24、酰CoA,NADH,ATP,AMP,肌体FA分解,主要能源此时,G的有氧氧化,确保脑部糖供应,巴斯德效应,法国人Pasteur 发现:有氧时,G的有氧氧化抑制无氧酵解机理:有氧时,NADH氧化而被消耗 Pyr 乙酰CoA,氧化抑制酵解 无氧时,NADH不消耗 Pyr+NADHLac氧化,磷酸化 ADP+Pi ATP 所以,ATP/ADP,FDP-1和PyK 酵解,+,糖原的合成和分解,糖原:糖在体内的储存形式淀粉 消化吸收G 脂肪(多)但:糖原(少)1.可迅速动用2.对于一些只用糖的组织具有意义肝糖原:70100mg,肝重的10%肌糖原:180300mg,肌重的1%,糖原的合成和分解,1 肝糖

25、原的合成与分解 肝糖原的合成 肝糖原的分解Glycogenolysis2 肝糖原合成与分解的调节共价修饰别构调节3 肌糖原的合成与分解4 糖原累积症Glycogen storage disease,肝糖原的合成,HO,OH,HO,H,H,H,OH,H,O-,o,1-P-葡萄糖,H,O-,O,HO,H,HO,OH,OH,H,H,UDPG,为磷酸基,P,P,P,P,P,-,+,尿苷,P,P,尿苷,-,+PPi,G G-6-P 1-P-G UDPG+PPi UTP,肝糖原的合成,糖原n+1,Pi,UDP,UDPG,PPi,UTP,G-1-P,G-6-P,G,Pi,ATP,ADP,(a),(b),(c

26、),(d),(a)磷酸葡萄糖变位酶(b)UDPG焦磷酸化酶(c)糖原合成酶,(d)磷酸化酶,Gn+UDPG Gn+1:n4,肝糖原的合成,1.糖原分支酶:1,4-糖苷键 1,6糖苷键 水溶性,便于分解(多头进行)2.糖原合成是耗能的过程 G磷酸化:1个ATP G活化:1个UTP G Gn+1:共消耗2个ATP3.关键酶:糖原合成酶,肝糖原的分解,肝糖原 1,6糖苷酶游离G 磷酸化酶1-P-G 6-P-G肾中也有,但肾糖原很少,故意义不大所以,肝糖原是维持血糖的原料 Gn Gn-1+1-P-G 6-P-G G脱支酶:转移分支 水解 1,6糖苷酶,肝糖原合成与分解的调节,合成分解 二种酶控制二条途

27、径,互为制约1.共价修饰调节 磷酸化与脱磷酸化的调节 磷酸化酶b(-)磷酸化酶a(b-P)(+)(T型,致密型)(R型,疏松型)糖原合成酶a(+)糖原合成酶b(a-P),肝糖原合成与分解的调节,激素腺苷酸环化酶cAMP A激酶 蛋白质磷酸化A激酶:磷酸化酶激酶磷酸化酶:糖原分解糖原合成酶糖原合成磷蛋白磷酸酶抑制剂:磷蛋白磷酸酶 蛋白质脱磷酸化,肝糖原合成与分解的调节,2 别构调节G是别构效应物磷酸化酶(R T)变构的酶易受磷蛋白磷酸酶催化而脱 磷酸化,活性同时,磷蛋白磷酸酶使糖原合成酶脱磷 酸化而活性表现为:G,糖原合成,糖原分解,肌糖原合成与分解,合成:(同肝糖原,无三碳途径)分解:与肝糖原

28、不同,(无G6PE)糖原G-6-P 糖酵解途径调节:肾上腺素为主 AMP:别构激活磷酸化酶-b ATP及G-6-P:抑制磷酸化酶-b G-6-P:别构激活糖原合成酶,Ca2+,Ca2+,亚基,亚基,磷酸化酶b激酶 无活性,磷酸化酶b激酶 活性,肌糖原合成与分解,Ca2+激活磷酸化酶激酶,糖原累积症,一类遗传疾病:体内糖原堆积机理:先天性缺乏代谢的酶类,糖原不 能分解,而在组织中堆积,使组 织功能受损分型:见教科书P88,糖异生,1 糖异生途径gluconeogenic pathway2 糖异生的调节3 糖异生的生理意义4 乳酸循环,糖异生,糖异生:非糖物质糖,一个逆糖酵解过程正常人:50Kg,

29、肝糖原70100mg 10hr即分解完 但实际上,24hr绝食,血糖降低并不多 糖异生在维持血糖上有重要意义,糖异生,场所:肝,肾,以肝为主 长期饥饿时,肝=肾原料:Pyr,Lac(运动时),Gly(Fat分解),AA(成糖AA,Ala最强)过程:糖酵解的逆过程,部分在线粒体 需越过三个能障,耗能 共四个反应,四个关键酶,为磷酸基,P,C-O,|,C=O,|,CH2|COOH,|,O,C-O,|,|,CH3,|,C=O,O,-,-,C-O,|,|,CH2,P,|,C-O,-,磷酸烯醇型丙酮酸,O,丙酮酸,草酰乙酸,CO2,ATP ADP+Pi,CO2,GTP GDP,糖异生途径,1.丙酮酸转变

30、成磷酸烯醇型丙酮酸(PEP)关键酶:丙酮酸羧化酶(Mit),PEP羧激酶,糖异生途径,2.可逆反应:PEP3PGA F-1,6-DP3.果糖二磷酸酶 F-1,6-DP F-6-P4.葡萄糖-6-磷酸酶 F-6-P G,糖异生途径,甘油-P-甘油二羟丙酮 G G6P F6P F1,6DP 3PGA PEP Pyr 成糖AA TCA中间物 OAA:关键酶:耗能:产能,糖异生途径,线粒体还原当量的转移,NADH+H,+,NAD,+,NADH+H,+,NAD,+,草酰乙酸 草酰乙酸,苹果酸 苹果酸,线粒体 线粒体膜 胞液,糖异生的调节,关键酶:丙酮酸羧化酶(乙酰CoA)PEP羧激酶(激素诱导)果糖二磷

31、酸酶(限速酶)葡萄糖-6-磷酸酶(非限速酶)底物循环:分别由不同酶催化的一对逆 向反应,往往有能量变化。,糖异生的调节(第一个底物循环),6-磷酸果糖,2,6-双磷酸果糖,FPK-1,1,6-双磷酸果糖,FDPE1,Pi,ATP,ADP,-,+,AMP,糖异生的调节(第一个底物循环),胰高血糖素 糖异生,血糖 cAMP PFK-2 化而失活F-2,6-DP Ins PFK-2脱 化而激活F-2,6-DP 糖异生,糖酵解,P,P,糖异生 的调节(第二个底物循环),磷酸烯醇型丙酮酸,草酰乙酸,1,6-二磷酸果糖,丙酮酸激酶(活性),丙酮酸,ADP,ATP,乙酰CoA,-,+,+,糖异生 的调节(第

32、二个底物循环),胰高血糖素F-1,6-DP PyK cAMP PyK 化而失活,糖异生 此外,饥饿时脂肪动员,乙酰CoA 乙酰CoA PDC 糖异生 PyrDH Pyr氧化总效果:血糖稳定,FA供能,糖异生的生理意义,1.维持血糖稳定 尤其饥饿时,保证RBC和脑的用糖 成人:脑:120克/天 骨髓,RBC,WBC:40克/天2.回收乳酸能量 肌肉运动乳酸,进入肝脏,糖异生 3.AA分解的重要途径 Ala,Glu等生糖AA,糖异生的生理意义,4.补充恢复肝糖原储存 饥饿时进食:先补充肝糖原,糖异生 后分解供能,糖异生,糖异生的生理意义,5.酸中毒时,诱导PEPCK,促进肾小管泌 铵泌H+,以维持

33、酸碱平衡 Gln Glu KG Mal(Mit)GPEP OAAMal(Cs)PEPCK 后,平衡向箭头方向移动,Gln脱氨 NH3+H+NH4+,经肾小管排出,降低血液pH,NH2 NH2,PEPCK,糖异生的生理意义,糖异生总结:1.1个部位:肝脏2.2个底物循环:糖异生 的调节3.3个能障:ATP变化4.4个关键酶:PDC,PEPCK,FDPE,G6PE 5.5个生理意义,乳酸循环,定义:肌肉中产生的乳酸经血液循环进 肝脏,异生成糖再回到肌肉。二组酶分布不同:肌肉肝脏 每循环一次:消耗6个ATP,2乳酸G,可重新供能意义:1 防止肌肉中乳酸堆积,引起酸中毒2 节约能量,乳酸循环,葡萄糖

34、葡萄糖 葡萄糖,丙酮酸 丙酮酸,乳酸 乳酸 乳酸,糖异生途径,糖酵解途径,肝 血液 肌肉,NADH NADH,NAD+NAD+,糖的其他代谢途径,1 磷酸戊糖途径Pentose phosphate pathway途径调节生理意义2 糖醛酸途径Glucuronate pathway3 多元醇的生成Polyol pathway,磷酸戊糖途径,发现史:1 碘乙酸抑制某些组织的酵解氧化后,G 仍能分解,C14-G C14O22 在RBC中发现G6P脱氢酶及6PGA脱氢酶3 发现了4C,5C,7C 糖 被认为是G6P的代谢旁路,故又称为磷酸 己糖旁路,磷酸戊糖途径,途径:有氧化脱羧,戊糖互变(转酮,转醛

35、)异构,表构等步骤反应式简化为:3C6 3C5 2C6+C3 乘以2,得:6C6 4C6+2C3(C6)相当于氧化一分子G产物:5-P-核糖,NADPH,3CO2 转酮 转醛 转酮,6CO2,磷酸戊糖途径,关键酶:G6PD 该途径是G6P的又一个去路,流量受 G6PD活力的控制调节物:该途径的产物NADPH 体内脂肪酸合成,NADPH需求 则G6PD活力快速调节:NADPH/NADP+,磷酸戊糖途径,生理意义:1 产生NADPH的主要通路 NADPH 的功能:作为还原剂参与FA,Ch,胆汁酸合成 药物和毒物的生物转化(羟化反应)还原GSSG2GSH GSH可维持Hb和膜蛋白上的SH,磷酸戊糖途

36、径,2 产生5-P-核糖 合成核苷酸RNA,DNA 合成辅酶:NAD,NADP,FAD,CoA3 5-P-核糖的氧化分解途径,血糖及其调节,血糖的来源去路:氧化分解 食物 戊糖,糖醛酸肝糖原 糖原合成糖异生 转化(AA,FA)协调的结果:血糖=4.55.5mmol/L,血糖,血糖及其调节,1 胰岛素Insulin2 胰高血糖素glucagon3 糖皮质激素4 肾上腺素,血糖及其调节,1 胰岛素(Ins)促进G肌肉,脂肪便于分解利用cAMP,脱磷酸化 糖原合成 Pry-a b(-),GS-D I(+)糖原分解 PFK-1,-2,Pyk(+)糖分解 FDPE-1,-2(-)糖异生 PyrDH(+)

37、有氧氧化,血糖及其调节,诱导糖酵解的三个关键酶 糖酵解 阻遏糖异生的四个关键酶 糖异生 抑制脂肪动员,促进组织利用G促进AA进入肌细胞蛋白质合成总效果:降低血糖,血糖及其调节,2 胰高血糖素:cAMP 磷酸化 糖原合成 Pry-ba(+),GS-ID(-)糖原分解 PFK-1,-2,Pyk(-)糖分解 FDPE-1,-2(+)糖异生 诱导PEPCK,FDPE-1 糖异生抑制肝型PyK,肝摄取AA 糖异生加速脂肪动员,FA抑制组织利用G总效果:血糖升高,血糖及其调节,3 糖皮质激素:升高血糖 糖原合成 蛋白质分解 糖异生 抑制肝外组织利用G,(-)PyrDH 诱导GS极其磷酸酶,糖原合成(肝)诱导糖异生的四个关键酶,糖异生,血糖及其调节,4 肾上腺素:应急情况下,作用与胰高血糖素相同,

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