12 糖代谢.pptx

第1页：什么是糖

糖代谢(Metabolism of Carbohydrates)糖是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。一、什么是糖

第2页：糖的分类

二、糖的分类按其水解产物可分为四类。

• 结合糖(glycoconjugate)
• 单糖(monosacchride)
• 寡糖(oligosacchride)
• 多糖(polysacchride)葡萄糖(glucose)果糖(fructose)半乳糖(galactose)核糖(ribose)麦芽糖(maltose)乳糖(lactose)蔗糖(sucrose)淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)糖脂(glycolipid)糖蛋白(glycoprotein)

第3页：糖的功能

第一节概述(outline)一、糖的功能

• 氧化供能糖提供人体所需50％～70％的能量，1mol葡萄糖可氧化产生2840 kJ的能量。
• 维持血糖糖原储存能量，维持血糖恒定。
• 构成组织细胞糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等是组织细胞的重要成分。
• 提供合成原料可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。
• 其他功能构成免疫球蛋白、血型物质、凝血因子等。

第4页：糖代谢的概况

二、糖代谢的概况磷酸戊糖NADPH葡萄糖氧化分解丙酮酸有氧氧化无氧氧化乳酸糖异生乳酸、氨基酸、甘油糖原糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径食物消化吸收大量ATP少量ATP乙酰CoAH2O及CO2

第5页：糖原的储存

肌糖原，250 ~ 400g，氧化供能。肝糖原，70 ~ 100g，维持血糖。糖原(glycogen)是体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。糖原储存第二节糖原的合成与分解(Glycogenesis and Glycogenolysis)

第6页：糖原的结构特点

• 葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键形成长链。
• 约10个葡萄糖残基处形成分枝，分枝处葡萄糖以α-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。
• 每条链都终止于一个非还原端。非还原端增多，以利于其被酶分解。糖原的结构特点及其意义

第7页：葡萄糖磷酸化生成G-6-P

一、糖原合成

• 合成部位
• 组织定位主要在肝、肌肉
• 细胞定位胞浆
• 糖原合成过程6-磷酸葡萄糖
• 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶(肝)OHHOOHHOHHOHHHCH2OHHPOOHHOOHHOHHOHHHCH2OHHOH

第8页：G-6-P转变为G-1-P

2. 6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖由于糖原分子延长需形成α-1,4-糖苷键，故葡萄糖分子C1上的羟基须活化，有利于与糖原末端葡萄糖残基的游离C4羟基缩合。1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖OHHOOHHOHHOHHHCH2OHHPOOHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP

第9页：UDPG的生成

UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。

• 1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖PPiUDPG焦磷酸化酶尿苷二磷酸葡萄糖( uridine diphosphate glucose , UDPG )（UTP）1-磷酸葡萄糖OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP尿苷PPPPPPOHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP尿苷PP糖原n +UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶
• 糖原分子的延长

第10页：糖原合成反应的特点

• 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。
• 糖原合酶(glycogen synthase)是糖原合成过程的关键酶。
• 糖原合成是消耗能量的过程需要消耗2个高能磷酸键的能量。
• 糖原合成反应的特点

第11页：糖原分枝的形成

糖原分枝的形成：分支酶将一段糖链转移到邻近的糖链上，以α-1,6-糖苷键连接形成新的分支点。分支增多使糖原溶解度增加、非还原端增多，有利于糖原的快速合成与分解。

第12页：糖原分解的过程

二、糖原分解

• 反应过程糖原n+1糖原n + 1-磷酸葡萄糖磷酸化酶
• 糖原分解为1-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶2.1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖
• 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖6-磷酸葡萄糖

第13页：脱枝酶的作用

• 脱枝酶的作用
• 转移葡萄糖残基
• 水解-1,6-糖苷键转移酶活性α-1,6糖苷酶活性OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO磷酸化酶脱枝酶(dabranching enzyme)在几个酶的共同作用下，最终产物中的85％为1-磷酸葡萄糖，15％为游离葡萄糖。

第14页：糖原合成与分解总图

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

第15页：糖原合成与分解的意义

三、糖原合成与分解的意义

• 糖原是葡萄糖的一种储存形式。当糖供应丰富及能量充足时，一部分糖可合成糖原储存。当糖的供应不足或能量需求增加时，储存的糖原可分解为6-磷酸葡萄糖，为机体氧化供能。
• 因肝、肾有葡萄糖-6-磷酸酶，故肝糖原可分解为葡萄糖，释放入血，维持血糖浓度。
• 肌肉组织无葡萄糖-6-磷酸酶，所生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，只能氧化供能。

第16页：糖原代谢的共价修饰调节

四、糖原合成与分解的调节糖原合成：糖原合酶糖原分解：糖原磷酸化酶对关键酶调节

• 共价修饰调节
• 调节有级联放大作用，效率高；
• 两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；
• 此调节为酶促反应，调节速度快；
• 受激素调节。

第17页：激素对糖原代谢的调节

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-PPiPKA：蛋白激酶A抑制糖原合成增强糖原分解

第18页：糖原代谢的变构调节

• 糖原合酶与糖原磷酸化酶都是变构酶，可受代谢物的变构调节。
• 6-磷酸葡萄糖可激活糖原合酶b，使之转变为活性的糖原合酶a，加速糖原合成。
• AMP浓度升高时，可使糖原磷酸化酶b变构而易形成有活性的糖原磷酸化酶a，加速糖原分解。
• ATP是糖原磷酸化酶a的变构抑制剂，抑制糖原分解。
• 变构调节

第19页：糖的无氧氧化

第三节糖的分解代谢一、糖的无氧氧化(Glycolysis)(Catabolismof Carbohydrates)在不需氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖的无氧氧化，又称为糖酵解。其反应部位在胞浆。可分为三个阶段：第二阶段:由磷酸丙糖分解成丙酮酸。第三阶段:由丙酮酸转变成乳酸。第一阶段:由葡萄糖分解成磷酸丙糖。

第20页：葡萄糖磷酸化为G-6-P

1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖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磷酸烯醇式丙酮酸第一阶段：葡萄糖分解成磷酸丙糖ATPADPMg2+己糖激酶(hexokinase)葡萄糖CH2HOHHOOHHOHHOHHH6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate, G-6-P)OCH2OHHOOHHOHHOHHHP(一)反应过程O己糖激酶有Ⅰ至Ⅳ型同工酶，肝中为Ⅳ型，称葡萄糖激酶(glucokinase)。

第21页：G-6-P转变为F-6-P

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2.6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖己糖异构酶6-磷酸葡萄糖OCH2OHHOOHHOHHOHHHP6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate, F-6-P)OCH2OHOHOHHOHHPCH2OH

第22页：F-6-P转变为F-1,6-BP

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3.6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)糖酵解途径中最重要的限速酶1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖ATPADPMg2+6-磷酸果糖激酶-1OCH2OHOHOHHOHHPCH2OHOCH2OHOHOHHOHHPCH2OP

第23页：磷酸己糖裂解成磷酸丙糖

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1,6-二磷酸果糖4.磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖醛缩酶(aldolase)磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛+PCH2OCH2OOHCOCCCHOO HHHHCH2OCOCH2OHCH2OOHCHOCHPPP

第24页：磷酸丙糖的同分异构化

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5.磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶(phosphotriose isomerase)磷酸二羟丙酮PCH2OCOCH2OH3-磷酸甘油醛PCH2OOHCHOCHPP

第25页：3-磷酸甘油醛氧化

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3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛PCH2OOHCHOCH1,3-二磷酸甘油酸PCH2OOHCCHPOOPPP第二阶段：磷酸丙糖分解成丙酮酸

第26页：1,3-二磷酸甘油酸转变成3-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7.1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸※在这个反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)ADPATP磷酸甘油酸激酶Mg2+1,3-二磷酸甘油酸PCH2OOHCCHPOOPCH2OOHCOOHCH3-磷酸甘油酸PPP

第27页：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)2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶Mg2+3-磷酸甘油酸PCH2OOHCOOHCHPCH2OHCOOHCHOPP

第28页：2-磷酸甘油酸脱水成PEP

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9.2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶(enolase)磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate, PEP)2-磷酸甘油酸PCH2OHCOOHCHOPCH2COOHCHOPP

第29页：PEP转变为丙酮酸

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ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate kinase)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这是糖酵解途径中的第二次底物水平磷酸化。PCH2COOHCHO磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸COOHC=OCH3

第30页：丙酮酸转变成乳酸

11.乳酸生成丙酮酸乳酸反应中的NADH+H+来自于上述第6步反应中的3-磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶(LDH)NADH + H+NAD+第三阶段：丙酮酸转变成乳酸

第31页：糖酵解途径全图

GluG-6-PF-6-PF-1, 6-BPATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸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E1:己糖激酶E2: 6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代谢途径E2E1E3NADH+H+H2O

第32页：糖酵解的反应特点

• 糖酵解反应特点及意义
• 反应部位胞浆。
• 糖酵解是一个不需氧的产能过程。
• 反应全过程中有三步不可逆的反应。GG-6-PATPADP己糖激酶ATPADPF-6-PF-1,6-BP磷酸果糖激酶-1ADPATPPEP丙酮酸丙酮酸激酶

第33页：糖酵解的产能与乳酸去路

• 净生成ATP数量：从G开始2×2-2= 2ATP从Gn开始2×2-1= 3ATP4.产能的方式和数量
• 乳酸可进一步分解利用或进入肝进行糖异生。
• 在缺氧等情况下乳酸生成增多，可导致代谢性酸中毒。
• 乳酸的去路
• 产能方式为底物水平磷酸化，是某些细胞在供氧正常时的重要供能途径，如红细胞。也是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。
• 某些组织细胞如视网膜、睾丸、白细胞、瘤细胞等即使在有氧条件下，仍以糖酵解为主要供能方式，此种现象称为反巴斯德效应。

第34页：2,3-BPG支路

7. 2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)支路ADPATP磷酸甘油酸激酶Mg2+1,3-二磷酸甘油酸PCH2OOHCCHPOOPCH2OOHCOOHCH3-磷酸甘油酸PPPCH2OOCOOHCHPP2,3-二磷酸甘油酸变位酶磷酸酶H2OPi红细胞中存在2,3-BPG支路。2,3-BPG与Hb结合，可降低Hb与氧的亲和力，促进氧的释放，以满足组织细胞对氧的需要。

第35页：6-磷酸果糖激酶-1的调节

• 糖酵解的调节主要是通过对己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-
• 丙酮酸激酶三个关键酶的活性的调节，分为激素调节和代谢物的变构调节及共价修饰调节。
• 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)
• 变构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-BP;F-2,6-BP。
• 变构抑制剂：柠檬酸;ATP(高浓度)。
• F-1,6-BP正反馈调节该酶。

第36页：丙酮酸激酶与己糖激酶的调节

• 己糖激酶或葡萄糖激酶
• 6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但对葡萄糖激酶无影响。
• 长链脂肪酰CoA为葡萄糖激酶变构抑制剂。在饥饿时可减少肝摄取葡萄糖。
• 丙酮酸激酶
• 变构抑制剂：ATP,丙氨酸
• 变构激活剂：1,6-二磷酸果糖

第37页：PFK-1与PFK-2的调节

F-6-PF-1,6-BPATPADPPFK-1PKA胰高血糖素ATPcAMPF-2,6-BP+++AMP柠檬酸、–AMP+柠檬酸–PFK-2（有活性）PFK-2（无活性）PPFK:磷酸果糖激酶

第38页：糖的有氧氧化概览

第一阶段：丙酮酸生成第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环G(Gn)第四阶段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTCA循环胞液线粒体糖的有氧氧化指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。在胞液及线粒体分四个阶段进行。二、糖的有氧氧化

第39页：丙酮酸的氧化脱羧

• 丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA (acetylCoA)。丙酮酸乙酰CoANAD+, HSCoACO2,NADH + H+丙酮酸氧化脱氢酶系
• 总反应式:
• 反应过程
• 丙酮酸的生成(同无氧氧化)

第40页：丙酮酸脱氢酶系的组成

辅酶TPP硫辛酸( )HSCoAFAD, NAD+(2)丙酮酸氧化脱氢酶系的组成酶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SSLTPPE1E2E3FADNAD+HSCoASS

第41页：丙酮酸氧化脱羧的反应过程

NAD+TPPE1E3FADH2SSE2CO2CoASHNADH+H+

• NADH+H+的生成
• -羟乙基-TPP的生成
• 乙酰硫辛酰胺的生成
• 乙酰CoA的生成
• 硫辛酰胺的生成TPPE1E3FADSSE2TPPE1E3FADSSE2CH3-C-COOHOCH3-C-HOHTPPE1E3FADHSSE2CH3-COCH3-C-SCoAOTPPE1E3FADHSHSE2(3)丙酮酸氧化脱氢酶系催化的反应过程

第42页：三羧酸循环概述

所有的反应均在线粒体中进行。

• 三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TCA cycle)
• 三羧酸循环因循环中的第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸，故也称为柠檬酸循环。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。
• 反应过程

第43页：三羧酸循环的反应过程

CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧

• ⑦
• H2O①柠檬酸合酶
• 顺乌头酸酶
• 异柠檬酸脱氢酶
• α-酮戊二酸脱氢酶复合体
• 琥珀酰CoA合成酶
• 琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOHα－酮戊二酸CH2O琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸

第44页：三羧酸循环的要点

• 三羧酸循环的要点
• 整个循环反应为不可逆反应。一次循环，消耗一分子乙酰CoA。
• 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP。
• 关键酶有：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体。
• 三羧酸循环的中间产物，如草酰乙酸看似在循环中不消耗，其实不然，可转变成其他物质，故需不断补充。

第45页：葡萄糖有氧氧化的ATP生成

葡萄糖有氧氧化的ATP生成：下表按三个阶段列出各步反应生成的ATP数。

第46页：有氧氧化的意义

• 有氧氧化的意义
• 是三大营养物质氧化分解的共同途径和联系的枢纽。
• 为其他物质代谢提供小分子前体；为呼吸链提供H+和e。
• 氧、糖供应充足时，绝大部分的组织细胞表现出有氧氧化抑制无氧氧化的现象，称为巴斯德效应(Pastuer effect)。
• 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，所以能量的利用率也高。

第47页：有氧氧化的调节

• 有氧氧化的调节主要是通过对七个关键酶活性的调节，分为别构调节和共价修饰调节。关键酶
• 酵解途径：己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶
• 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体
• 三羧酸循环：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体
• 丙酮酸脱氢酶复合体的调节变构调节变构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP变构激活剂：AMP; ADP; NAD+

第48页：三羧酸循环的调节

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+

• ATP、ADP的影响
• 产物堆积引起抑制
• 循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶
• 其他，如Ca2+可激活许多酶
• 三羧酸循环的调节

第49页：磷酸戊糖途径概述

磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。磷酸戊糖途径又称磷酸戊糖旁路代谢。三、磷酸戊糖途径

• 反应过程
• 细胞定位：胞液
• 反应过程可分为二个阶段第一阶段：氧化反应。第二阶段：非氧化基团转移反应。

第50页：磷酸戊糖途径总反应式

总反应式3×6-磷酸葡萄糖+ 6NADP+2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2①生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。

• 关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶。
• 磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。
• 磷酸戊糖生成

第51页：氧化阶段的反应

6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖NADP+CO2NADPH+H+⑵6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶NADPH+H+NADP+⑴H2O6-磷酸葡萄糖脱氢酶6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯5-磷酸核糖CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOPPCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHOPPCCCCCOOHCH2OHOHOHHHHOHPPOHCCCCCH2OHCH2OHOHOHHHOPPOHCCCCCHOCH2OHOHOHHHHOPPOHH

第52页：基团转移反应

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。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。(2)基团转移反应

第53页：基团转移的反应过程

CH2OHC=OHCOHHCOHCH2O-PCH2OHC=OCHHCOHCH2O-PHOCHOCOHHCOHHCOHCH2O-PHCH2OHC=OHOCHHCOHHCOHHCOHCH2O-PCHOHCOHCH2O-PCHOHCOHHCOHCH2O-PCH2OHC=OHOCHHCOHHCOHCH2O-P5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖4-磷酸赤藓糖3-磷酸甘油醛5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖6-磷酸果糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛糖酵解

第54页：磷酸戊糖途径全图

磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段5-磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛C34-磷酸赤藓糖C46-磷酸果糖C66-磷酸果糖C63-磷酸甘油醛C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2

第55页：磷酸戊糖途径的意义

• 磷酸戊糖途径的意义及调节
• 生成的5-磷酸核糖是核酸合成的重要原料。
• NADPH+H+是GSH还原酶的辅酶，具有保护细胞膜和清除自由基的作用。6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷者，不能维持GSH的还原状态，故红细胞膜易破裂而发生急性溶血。
• NADPH作为供氢体，是加单氧酶体系的组成成分，参与激素、药物、毒物的生物转化过程。2×Pr－SHPr－SPr－S2×GSHG-S-S-GNADPH+H+NADP+GA-6-PG-6-P4.6-磷酸葡萄糖脱氢酶受NADPH/NADP+比值的调节。

第56页：其他单糖的分解代谢

果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶变位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶变位酶四、其他单糖的分解代谢果糖、甘露糖、半乳糖等单糖都是转变为葡萄糖代谢的中间产物而进行代谢。

第57页：什么是糖异生

第四节糖异生(Gluconeogenesis)

• 部位主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。
• 原料主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。一、什么是糖异生
• 糖异生是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。生糖氨基酸α-酮酸甘油α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸

第58页：糖异生途径

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磷酸烯醇式丙酮酸二、糖异生途径

• 反应过程糖异生与糖酵解途径共有可逆反应，3个由关键酶催化的不可逆反应，由另外的反应和酶代替。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
• 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖葡萄糖G-6-PPi葡萄糖-6-磷酸酶果糖双磷酸酶
• 1,6-双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖F-1,6-BPF-6-PPi

第59页：丙酮酸羧化支路

丙酮酸羧化酶(辅酶为生物素)丙酮酸丙酮酸草酰乙酸ATP + CO2ADP + Pi苹果酸天冬氨酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸PEPPEP羧激酶GTPGDP + CO2线粒体胞液丙酮酸羧化为草酰乙酸，再脱羧生成PEP的过程称丙酮酸羧化支路。3.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)

第60页：糖异生的意义

三、糖异生的意义

• 维持血糖浓度恒定
• 调节酸碱平衡
• 饥饿早期肝每天可异生葡萄糖10～15g。
• 长期饥饿时肾糖异生的能力增强，可占糖异生总量的45%。长期饥饿，组织蛋白分解增强，血中氨基酸含量升高，为糖异生提供原料。
• 长期饥饿可造成代谢性酸中毒，促进肾小管上皮细胞中PEP羧激酶的合成，使糖异生增强。
• 肾中α-酮戊二酸消耗，促进谷氨酰胺脱氨生成α-酮戊二酸，肾小管上皮细胞氨钠交换增强。
• 协助氨基酸代谢

第61页：乳酸循环

肝肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途径丙酮酸乳酸NADHNAD+乳酸乳酸NAD+NADH丙酮酸糖异生途径血液

• 肌肉中乳酸经血循环进入肝异生为葡萄糖，再经血循环到达肌肉中氧化的过程，成为乳酸循环。
• 乳酸的再利用可防止代谢性酸中毒。
• 乳酸循环(lactose cycle)—（Cori循环）

第62页：糖异生的调节

四、糖异生的调节

• 代谢物的调节
• 细胞内ATP含量较高时，促进糖异生而抑制糖的氧化。AMP、ADP可抑制糖异生作用，促进糖的氧化分解。
• 乙酰辅酶A一方面可抑制丙酮酸脱氢酶系的活性，使丙酮酸大量堆积，为糖异生提供原料；另一方面又可激活丙酮酸羧化酶，加速丙酮酸生成草酰乙酸，促进糖异生。
• 激素的调节升高血糖的激素促进糖异生；降低血糖的激素抑制糖异生。

第63页：血糖及其调节

血糖

是血液中单糖的总称，临床称血中葡萄糖为血糖。正常成人血糖浓度为3.89~6.11mmol/L。血糖水平恒定可保证依赖葡萄糖供能的脑组织、红细胞、骨髓及神经组织等重要组织器官的能量供应。(The Regulation of Blood Glucose)第五节血糖及其调节

第64页：血糖的来源和去路

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)糖原转变为其他物质一、血糖来源和去路尿糖(>8.89~10.00mmol/L)肾糖阈

第65页：胰岛素的调节作用

二、血糖水平的调节主要调节激素降低血糖：胰岛素(insulin)升高血糖胰高血糖素糖皮质激素肾上腺素

• 胰岛素
• 促进葡萄糖转运进入肝外细胞。
• 加速糖原合成，抑制糖原分解。
• 加快糖的有氧氧化。
• 抑制肝内糖异生。
• 减少脂肪动员。

第66页：胰高血糖素与肾上腺素

• 胰高血糖素
• 促进肝糖原分解，抑制糖原合成；
• 抑制酵解途径，促进糖异生；
• 促进脂肪动员;
• 糖皮质激素和肾上腺素也可升高血糖，肾上腺素主要在应急状态下发挥作用。
• 肾上腺素
• 通过肝和肌肉的细胞膜受体、cAMP、蛋白激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在应激状态下发挥调节作用。

第67页：糖皮质激素的调节

• 糖皮质激素
• 促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移到肝进行糖异生。
• 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为丙酮酸的氧化脱羧。
• 在糖皮质激素存在时，其他促进脂肪动员的激素才能发挥最大的效果，间接抑制周围组织摄取葡萄糖。

第68页：高血糖与肾糖阈

三、糖代谢异常

• 高血糖及糖尿症
• 高血糖(hyperglycemia)
• 肾糖阈临床上将空腹血糖浓度高于6.9mmol/L称为高血糖。当血糖浓度高于8.89mmol/L时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿。这一血糖水平称为肾糖阈。

第69页：高血糖及糖尿的原因

• 高血糖及糖尿的原因
• 持续性高血糖和糖尿，主要见于糖尿病。Ⅰ型（胰岛素依赖型）Ⅱ型（非胰岛素依赖型）
• 血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合征等引起肾对糖的吸收障碍。
• 情绪激动或应激反应时可出现糖尿。糖尿病可分为二型:
• 少数孕妇亦可出现糖尿。
• 一次性口服大量糖时可出现糖尿。

第70页：低血糖

• 低血糖(hypoglycemia)
• 低血糖空腹血糖浓度低于3.0mmol/L时称为低血糖。
• 低血糖的影响血糖过低，可影响脑细胞功能，出现头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，称为低血糖休克。
• 低血糖的原因
• 胰岛肿瘤、胰岛素分泌增加。
• 严重肝病时，肝糖原分解、糖异生障碍。
• 垂体功能低下、肾上腺皮质功能低下等。
• 饥饿或不能进食。
• 空腹饮酒。