页数：184页文件大小：4.91 MB来源： 生物化学与分子生物学ppt课件
本课件围绕糖代谢展开，依次讲解糖的消化吸收与转运、糖酵解、有氧氧化与磷酸戊糖途径、糖原代谢、糖异生与血糖调节等主要内容，配合结构图示与要点归纳，帮助理清知识脉络与核心考点。
糖代谢Metabolism of Carbohydrates第六章
糖的主要生理功能1.为生命活动提供能源和碳源如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。3.作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要生理功能。
2.提供合成体内其他物质的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。
糖代谢的概况——分解、储存、合成葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧H2O及CO2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径核糖+NADPH+H+淀粉消化与吸收ATP
第一节糖的消化吸收与转运Digestion, absorption and transportationof Carbohydrates
一、糖消化后以单体形式吸收
食物中含有的大量纤维素，因人体内无β-糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。
糖的吸收
ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小肠粘膜细胞肠腔门静脉
葡萄糖被小肠黏膜细胞吸收后经门静脉进入血循环，供身体各组织利用。肝对于维持血糖稳定发挥关键作用。当血糖较高时，肝通过糖原合成和分解葡萄糖来降低血糖；
当血糖较低时，肝通过糖原分解和糖异生来升高血糖。
葡萄糖转运进入细胞这一过程依赖于葡萄糖转运体(glucosetransporter，GLUT)。二、细胞摄取葡萄糖需要转运体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
第二节糖的无氧分解Glycolysis
一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸生成两个阶段
1.葡萄糖磷酸化为葡糖-6-磷酸ATPADPMg2+己糖激酶(hexokinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖葡糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸
2.葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸己糖异构酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡糖-6-磷酸果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate,F-6-P)
3.果糖-6-磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸ATPADPMg2+磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸λ磷酸果糖激酶-1(phosphfructokinase-1)果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸(1, 6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)
果糖-1,6-二磷酸4.果糖-1,6-二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖醛缩酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛+
5.磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶(phosphotrioseisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
6.3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸
7.1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸这种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过程，称为底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。
1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸
8.3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸
9.2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸+H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)
ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸10.磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP生成ATP和丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸
在糖酵解产能阶段的5步反应中，2分子磷酸丙糖经两次底物水平磷酸化转变成2分子丙酮酸，总共生成4分子ATP。
（二）丙酮酸被还原为乳酸反应中的NADH+H+来自于上述第6步反应中的3-磷酸甘油醛脱氢反应。丙酮酸乳酸乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)NADH + H+NAD+
E1:己糖激酶E2:磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖的无氧氧化GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+
图6-1糖的无氧氧化
糖酵解小结
（一）磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要
ATP对磷酸果糖激酶-1的调节：调节效应ATP结合位点激活活性中心底物结合部位（低浓度时）抑制活性中心外别构调节部位（高浓度时）
F-6-PF-1,6-2PATPADPPFK-1磷蛋白磷酸酶PiPKAATPADPPi胰高血糖素ATPcAMP活化F-2,6-2P+++–/+AMP+柠檬酸–AMP+柠檬酸–PFK-2（有活性）FBP-2（无活性）磷酸果糖激酶-2PFK-2（无活性）FBP-2（有活性）PP果糖双磷酸酶-2
（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点
共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPADPPi磷蛋白磷酸酶（无活性）（有活性）胰高血糖素PKA, CaM激酶PPKA：蛋白激酶A (protein kinase A)CaM：钙调蛋白
（三）己糖激酶受到反馈抑制调节
三、糖无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速供能
乳酸酵解时，1mol葡萄糖可经底物水平磷酸化生成4molATP，在葡萄糖和果糖-6-磷酸磷酸化时消耗2molATP，故净生成2molATP。
四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物除葡萄糖外，其他己糖如果糖、半乳糖和甘露糖也都是重要的能源物质，它们可转变成糖酵解的中间产物磷酸己糖而进入糖酵解提供能量
果糖(肌肉)己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖*1-磷酸半乳糖葡糖-1-磷酸半乳糖激酶变位酶甘露糖甘露糖-6-磷酸己糖激酶变位酶除葡萄糖外，其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径。
半乳糖血症果糖(肝)*果糖激酶
（一）果糖被磷酸化后进入糖酵解
果糖不耐症（fructose intolerance）是一种遗传病。其病因为缺乏B型醛缩酶，进食果糖会引起1-磷酸果糖堆积，大量消耗肝中磷酸的储备，进而使ATP浓度下降，从而加速糖无氧氧化，导致乳酸酸中毒和餐后低血糖。
这种病症常表现为自我限制，强烈地厌恶甜食。
（二）半乳糖转变为葡萄-1-磷酸进入糖酵解图6-3半乳糖的代谢
半乳糖血症（galactosemia）是一种遗传性疾病，表现为半乳糖不能转变成葡萄糖。其原因是缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶，使1-磷酸半乳糖生成UDP-半乳糖的过程受阻，导致有毒副产物的积累。
例如，血液中高浓度的半乳糖使眼睛晶状体中半乳糖含量增加，并还原为半乳糖醇，晶状体中这种糖醇的存在最终导致白内障的形成（晶状体混浊）。
（三）甘露糖转变为果糖-6-磷酸进入糖酵解图6-4甘露糖的代谢
第三节糖的有氧氧化Aerobic Oxidation ofCarbohydrate
葡萄糖有氧氧化概况
一、糖的有氧氧化分为三个阶段第一阶段：糖酵解第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：柠檬酸循环G（Gn）氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循环胞液线粒体
丙酮酸脱氢酶复合体的组成E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+TPP硫辛酸（)HSCoAFAD, NAD+SSL酶辅酶
丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程：1.丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP，由丙酮酸脱氢酶催化(E1)。2.由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。
3.二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。4.二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给FAD。
5.在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将FADH2上的H转移给NAD+，形成NADH+H+。
CO2CoASHNAD+NADH+H+5.NADH+H+的生成1.α-羟乙基-TPP的生成2.乙酰硫辛酰胺的生成3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成
（三）乙酰CoA进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成ATP柠檬酸循环的第一步是乙酰CoA与草酰乙酸缩合成6个碳原子的柠檬酸，然后柠檬酸经过一系列反应重新生成草酰乙酸，完成一轮循环。
经过一轮循环，乙酰CoA的2个碳原子被氧化成CO2；在循环中有1次底物水平磷酸化，可生成1分子ATP；有4次脱氢反应，氢的接受体分别为NAD+或FAD，生成3分子NADH+H+和1分子FADH2。
它们既是柠檬酸循环中的脱氢酶的辅酶，又是电子传递链的第一个环节。电子传递链是由一系列氧化还原体系组成，它们的功能是将H+或电子依次传递至氧，生成水。
在H+/电子沿电子传递链传递过程中能量逐步释放，同时伴有ADP磷酸化成ATP，即氧化与磷酸化反应是偶联在一起的，称为氧化磷酸化。
（一）柠檬酸循环由八步反应组成1.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸2.柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸3.异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸4.α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA5.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸7.延胡索酸加水生成苹果酸8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸
1.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸乙酰辅酶A（acetyl CoA）与草酰乙酸（oxaloacetate）缩合成柠檬酸（citrate）反应由柠檬酸合酶（citrate synthase）催化
2.柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸此反应是由顺乌头酸酶催化的异构化反应由两步反应构成，（1）：脱水反应（2）：水合反应
3.异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶（Isocitratedehydrogenase）作用下，氧化脱羧而转变成α-酮戊二酸（α-Ketoglutarate）
4. α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA在α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化下α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA)；
该脱氢酶复合体的组成及催化过程与丙酮酸脱氢酶复合体类似。
5.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应在琥珀酰CoA合成酶催化下，琥珀酰CoA的高能硫酯键水解与GDP磷酸化偶联，生成琥珀酸、GTP和辅酶A。
这是三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应。
6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸此步反应由琥珀酸脱氢酶催化，其辅酶是FAD，是三羧酸循环中唯一与内膜结合的酶。
7.延胡索酸加水生成苹果酸
8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶催化此步反应，辅酶是NAD+。
CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①柠檬酸合酶②顺乌头酸梅③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶
表面上看来，柠檬酸循环运转必不可少的草酰乙酸在柠檬酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。实际上：例如：草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸谷氨酸柠檬酸脂肪酸琥珀酰CoA卟啉Ⅰ.机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，TCA循环中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。
Ⅱ.机体糖供不足时，可能引起TCA循环运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰CoA进入TAC氧化分解。
草酰乙酸草酰乙酸脱羧酶丙酮酸CO2苹果酸苹果酸酶丙酮酸CO2NAD+NADH + H+所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。
（三）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义1.柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路。2.柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。
H++ e进入呼吸链彻底氧化生成H2O的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2O、1.5ATPFADH2[O]三、糖有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式
最终获得ATP辅酶反应第一阶段（胞浆）-1葡萄糖→葡糖-6-磷酸-1果糖-6-磷酸→果糖-1,6-二磷酸3或5*2NADH2×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸22×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸第二阶段（线粒体基质）52NADH2×丙酮酸→2×乙酰CoA第三阶段（线粒体基质）552352NADH2NADH2FADH22NADH2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×苹果酸→2×草酰乙酸30或32由一个葡糖糖总共获得*获得ATP的数量取决于还原当量进入线粒体的穿梭机制
糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。
四、糖有氧氧化的调节关键酶①酵解途径：②丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体③三羧酸循环：己糖激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶-1柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶
（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节
共价修饰调节
乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸苹果酸NADHFADH2GTPATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体–ATP+ADPADP+ATP–柠檬酸琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影响②产物堆积引起抑制③循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶④其他，如Ca2+可激活许多酶（二）柠檬酸循环的调节
2．柠檬酸循环与上游和下游反应协调
有氧氧化的调节特点⑴有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。⑵ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。
⑶氧化磷酸化速率影响柠檬酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。⑷柠檬酸循环与酵解途径互相协调。柠檬酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。
2ADPATP+AMP腺苷酸激酶体内ATP浓度是AMP的50倍，经上述反应后，ATP/AMP变动比ATP变动大，有信号放大作用，从而发挥有效的调节作用。
有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞内ATP/ADP或ATP/AMP比率的影响，因而能得以协调。
五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化*概念*机制有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线立体进一步氧化而不生成乳酸;缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。
巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑制生醇发酵（或无氧氧化）的现象。
第四节磷酸戊糖途径pentose phosphate pathway
磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway）是指从糖酵解的中间产物6-磷酸-葡萄糖开始形成旁路，通过氧化、基团转移两个阶段生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵解的代谢途径，亦称为磷酸戊糖旁路（pentosephosphateshunt）。
磷酸戊糖途径不能产生ATP，其主要意义是生成NADPH和磷酸核糖，
细胞定位：胞液
葡糖-6-磷酸核酮糖-5-磷酸NADPH+H+NADP+⑴H2ONADP+CO2NADPH+H+⑵葡糖-6-磷酸脱氢酶葡糖-6-磷酸脱氢酶HCOHCH2OHCO葡糖-6-磷酸葡糖-6-磷酸内酯（一）第一阶段是氧化反应5-磷酸核糖
核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖C5木酮糖-5-磷酸C5木酮糖-5-磷酸C5景天糖-7-磷酸C73-磷酸甘油醛C3赤藓糖-4-磷酸C4果糖-6-磷酸C6果糖-6-磷酸C63-磷酸甘油醛C3
磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段木酮糖-5-磷酸C5木酮糖-5-磷酸C5景天糖-7-磷酸C73-磷酸甘油醛C3赤藓糖-4-磷酸C4果糖-6-磷酸C6果糖-6-磷酸C63-磷酸甘油醛C3葡糖-6-磷酸(C6)×3葡糖-6-磷酸内酯(C6)×3葡糖-6-磷酸(C6)×3核酮糖-5-磷酸(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+3NADP+3H+葡糖-6-磷酸脱氢酶3NADP+3NADP+3H+葡糖-6-磷酸脱氢酶CO2
总反应式:3×葡糖-6-磷酸+ 6NADP+2×果糖-6-磷酸+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2
磷酸戊糖途径的特点:
二、磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节
三、磷酸戊糖途径的生理意义是生成NADPH和磷酸戊糖（二）提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应（一）为核酸的生物合成提供核糖1. NADPH是许多合成代谢的供氢体；
2. NADPH参与体内羟化反应；3. NADPH可维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态。
氧化型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽
葡糖-6-磷酸脱氢酶缺陷者，其红细胞不能经磷酸戊糖途径获得充足的NADPH，难以使谷胱甘肽保持还原状态，因而表现出红细胞（尤其是较老的红细胞）易于破裂，发生溶血性黄疸。
这种溶血现象常在食用蚕豆（是强氧化剂）后出现，故称为蚕豆病。
第五节糖原的合成与分解Glycogenesis and Glycogenolysis
一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体
糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原nPi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n
葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖变位酶葡糖-6-磷酸2.葡糖-6-磷酸转变成葡萄糖-1-磷酸此反应中磷酸基团转移的意义在于：由于延长形成α-1,4-糖苷键，所以葡萄糖分子C1上的半缩醛羟基必须活化，才利于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。
半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具有较高的能量。
UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。3.葡糖-1-磷酸转变成尿苷二磷酸葡萄糖+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量1-磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose, UDPG)
糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶(glycogen synthase)UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷键式结合（二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链
糖原n为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)，作为UDPG上葡萄糖基的接受体。糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶(glycogen synthase)
５.糖原分枝酶的作用及分枝的形成分支酶(branching enzyme)α-1,6-糖苷键α-1,4-糖苷键
二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解
（一）糖原磷酸化酶分解α-1,4-糖苷键1.糖原的磷酸解糖原磷酸化酶(Glycogen phosphorylase)糖原n+1糖原n+葡糖-1-磷酸
2.脱枝酶的作用①转移葡萄糖残基②水解α-1,6-糖苷键脱枝酶(debranching enzyme)磷酸化酶转移酶活性α-1,6糖苷酶活性在几个酶的共同作用下，最终产物中约85%为葡糖-1-磷酸，15%为游离葡萄糖。
葡糖-1-磷酸葡糖-6-磷酸磷酸葡萄糖变位酶3.葡糖-1-磷酸转变成葡糖-6-磷酸4.葡糖-6-磷酸水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖葡糖-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，而不存在于肌中。
所以只有肝和肾可补充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。
肌糖原的分解
关键酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶
（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节
（二）糖原合酶受化学修饰和别构调节糖原合酶糖原合酶-Ｐ
腺苷环化酶（无活性）腺苷环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体ATPcAMPPKA(无活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-PPKA(有活性)磷酸化酶b磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1–––磷蛋白磷酸酶抑制剂-P磷蛋白磷酸酶抑制剂PKA（有活性）
2.糖原合酶受别构调节
两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；
四、糖原积累症是由先天性酶缺陷所致糖原累积症(glycogenstoragediseases)是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。
引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。
糖原结构受害器官缺陷的酶型别正常肝、肾葡萄糖-6-磷酸酶缺陷Ⅰ正常所有组织溶酶体α1→4和1→6葡萄糖苷酶Ⅱ分支多，外周糖链短肝、肌肉脱支酶缺失Ⅲ分支少，外周糖链特别长所有组织分支酶缺失Ⅳ正常肌肉肌磷酸化酶缺失Ⅴ正常肝肝磷酸化酶缺陷Ⅵ正常肌肉、红细胞肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷Ⅶ正常脑、肝肝脏磷酸化酶激酶缺陷Ⅷ糖原积累症分型
第六节糖异生Gluconeogenesis
一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应
（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）
草酰乙酸转运出线粒体：出线粒体苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸出线粒体天冬氨酸草酰乙酸
丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP + CO2ADP + Pi苹果酸NADH + H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP + CO2线粒体胞液
由氨基酸为原料进行糖异生时，NADH+H+则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的β-氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。
苹果酸线粒体苹果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞浆
（二）果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸Pi果糖双磷酸酶（三）葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖葡糖-6-磷酸葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶
在以上反应过程中，作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环被称为底物循环(substratecycle)。
当两种酶活性相等时，就不能将代谢向前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因而又称为无效循环(futilecycle)。而在细胞内两酶活性不完全相等，使代谢反应仅向一个方向进行。
果糖-6-磷酸1,6-双磷酸果糖磷酸果糖激酶-1果糖双磷酸酶-1ADPATPPi葡糖-6-磷酸葡萄糖葡糖-6-磷酸酶己糖激酶ATPADPPiPEP丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADPATPCO2+ATPADP+PiGTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi+CO2
非糖物质进入糖异生的途径
二、糖异生的调控主要是对2个底物循环的调节
（一）第一个底物循环在果糖-6-磷酸与果糖-1,6-二磷酸之间进行果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸ATPADP磷酸果糖激酶-1Pi果糖双磷酸酶-1果糖-2,6-二磷酸AMP
（二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶1,6-双磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸
四、骨骼肌中的乳酸在肝中糖异生形成乳酸循环
糖异生活跃有葡萄糖-6磷酸酶【】
生理意义
第七节葡萄糖的其他代谢产物Other Metabolites of Glucose
细胞内葡萄糖除了氧化分解供能、磷酸戊糖途径外，还可代谢生成葡糖醛酸、多元醇、2,3-二磷酸甘油酸等重要代谢产物。
一、糖醛酸途径生成葡萄糖醛酸
二、多元醇途径可生成木糖醇、山梨醇等
三、2,3-二磷酸甘油酸旁路调节血红蛋白运氧此支路仅占糖酵解的15%～50%，但是由于2,3-BPG磷酸酶的活性较低，2,3-BPG的生成大于分解，导致红细胞内2,3-BPG升高。
2,3-BPG旁路的主要生理功能是调节血红蛋白（Hb）运氧2,3-BPG是一个负电性较高的分子，可与血红蛋白结合，结合部位在Hb分子4个亚基的对称中心孔穴内。
2,3-BPG的负电荷基团与组成孔穴侧壁的2个β亚基的带正电荷基团形成盐键，从而使Hb分子的T构象更趋稳定，降低与O2的亲和力。
当血液通过氧分压较高的肺部时，2,3-BPG的影响不大；而当血液流过氧分压较低的组织时，2,3-BPG则显著增加O2释放，以供组织需要。
2,3-二磷酸甘油酸与血红蛋白的结合人体能通过改变红细胞内2,3-BPG的浓度来调节对组织的供氧。在氧分压相同的条件下，随2,3-BPG浓度增大，释放的O2增多。
第八节血糖及其调节The Definition, Level and Regulationof Blood Glucose
血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物质糖异生氧化分解CO2+ H2O糖原合成肝（肌）糖原磷酸戊糖途径等其它糖脂类、氨基酸合成代谢脂肪、氨基酸一、血糖的来源和去路是相对平衡的
（二）体内有多种升高血糖的激素1．胰高血糖素(glucagon)是升高血糖的主要激素血糖降低或血内氨基酸升高刺激胰高血糖素的分泌。
胰高血糖素的作用机制：①经肝细胞膜受体激活依赖cAMP的蛋白激酶，从而抑制糖原合酶和激活磷酸化酶，迅速使肝糖原分解，血糖升高。
②通过抑制磷酸果糖激酶-2，激活果糖双磷酸酶-2，从而减少果糖-2,6-二磷酸的合成，后者是磷酸果糖激酶-1的最强的变构激活剂以及果糖双磷酸酶-1的抑制剂。
于是糖酵解被抑制，糖异生则加速。③促进磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成；抑制肝L型丙酮酸激酶；加速肝摄取血中的氨基酸，从而增强糖异生。
④通过激活脂肪组织内激素敏感性脂肪酶，加速脂肪动员，从而间接升高血糖水平。
胰岛素和胰高血糖素是调节血糖，实际上也是调节三大营养物代谢最主要的两种激素。机体内糖、脂肪、氨基酸代谢的变化主要取决于这两种激素的比例。
不同情况下这两种激素的分泌是相反的。引起胰岛素分泌的信号（如血糖升高）可抑制胰高血糖素分泌。反之，使胰岛素分泌减少的信号可促进胰高血糖素分泌。
3．肾上腺素是强有力的升高血糖的激素
正常人体内存在一套精细的调节糖代谢的机制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不会出现大的波动和持续升高。人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象称为葡萄糖耐量(glucose tolerence)。
三、糖代谢障碍导致血糖水平异常
临床上因糖代谢障碍可发生血糖水平紊乱，常见有以下两种类型：
（二）高血糖是指空腹血糖高于7.1mol/L
（三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病糖尿病是一种因部分或完全胰岛素缺失、或细胞胰岛素受体减少、或受体敏感性降低导致的疾病，它是除了肥胖症之外人类最常见的内分泌紊乱性疾病。
糖尿病的特征即为高血糖和糖尿。
临床上将糖尿病分为二型:Ⅰ型（胰岛素依赖型）Ⅱ型（非胰岛素依赖型）多发生于青少年，主要与遗传有关，定位于人类组织相容性复合体上的单个基因或基因群，是自身免疫病。
和肥胖关系密切，可能是由细胞膜上胰岛素受体丢失所致。
四、高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应引起糖尿病并发症的生化机制仍不太清楚，目前认为血中持续的高糖刺激能够使细胞生成晚期糖化终产物（advancedglycationendproducts，AGEs），同时发生氧化应激。
AGEs还能被其受体（AGER）识别，激活多条信号通路，产生活性氧而诱发氧化应激，使细胞内多种酶类、脂质等发生氧化，从而丧失正常的生理功能。
氧化应激又可进一步促进AGEs的形成及交联，二者交互作用，共同参与糖尿病并发症的发生与发展。
思考题1.归纳葡糖-6-磷酸在糖代谢中的来源与去路，并分析不同生理情况下如何选择不同的代谢途径。2.百米短跑时，骨骼肌收缩产生大量乳酸，试述该乳酸的主要代谢去向。
不同组织中的乳酸代谢具有不同特点，这取决于什么生化机制？3.营养不良的人饮酒，或者剧烈运动后饮酒，常出现低血糖。试分析酒精干预了体内糖代谢的哪些环节？
4.列举几种临床上治疗糖尿病的药物，想一想它们为什么有降低血糖的作用？
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