生物化学-糖代谢1

1基础部生物化学与分子生物学教研室物质代谢MetabolismofBiomolecules2生物大分子在细胞内发生的一系列连锁酶促反应。物质代谢的实质分解代谢合成代谢2345E1E2E3E4E516调节酶Km?3糖代谢脂代谢氨基酸代谢核苷酸代谢生物氧化（主要产能方式）能量代谢分解产能合成耗能dynamicequilibrium物质代谢处于动态平衡4Mapofmetabolismcrosstalk糖蛋白质脂肪物质转变能量代谢？调节酶5物质代谢的基本规律酶的区域化分布代谢途径之间的协同限速步骤往往位于起始或者分支处脂酸氧化——线粒体脂酸合成——细胞液糖分解脂合成6•理解基本代谢途径，生理意义，限速步骤•熟悉各代谢途径相互联系•结合生活实际和临床疾病学习重点及方法7糖代谢MetabolismofCarbohydrates8AtfirstsightofcarbohydratesWhatarethey?Doweneedthem?Whatdotheydoinourbodies?——DynamicbalanceWhat’retheirrolesindiseases?9Glucose糖：多羟基的醛或酮单糖：不能再水解寡糖：生成几分子单糖多糖：水解生成多个单糖分子结合糖：糖与非糖物质结合10OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OH葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖OHOHOHOHHHOHHOHOOHOHHOH2CHHOHHCH2OHOHHHHOHOHOHHOH2C核糖(ribose)——戊醛糖OHHOHHOHOHOH单糖举例11双糖举例麦芽糖(maltose)葡萄糖—葡萄糖(α-1,4-糖苷键)蔗糖(sucrose)葡萄糖—果糖(α-1,2-糖苷键)乳糖(lactose)葡萄糖—半乳糖(β-1,4-糖苷键)乳糖酶“乳糖不耐症”12单糖和双糖的甜度类别名称甜度中文英文单糖葡萄糖glucose74%果糖fructose173%半乳糖galactose33%双糖蔗糖sucrose100%麦芽糖maltose33%乳糖lactose16%木糖醇的甜度与蔗糖相当，但热量只有蔗糖的60%13多糖举例淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)14结合糖举例糖脂(glycolipid)：糖脂类脂多糖(lipopolysaccharide):糖脂类糖蛋白(glycoprotein)：糖蛋白质蛋白聚糖(proteoglycan):糖蛋白质细胞表面标志细菌内毒素细胞表面标志细胞外基质15糖的生理功能能源(50-70%)碳源(结构成分)转变成其他物质细胞、细胞外基质16血中葡萄糖肝糖原肌糖原乳酸循环分解分解转变糖的分解代谢糖的有氧氧化产能不产能糖的无氧分解磷酸戊糖途径234脂、蛋白质等糖异生糖的合成代谢6饱食饥饿8糖原糖原合成5糖的贮存糖代谢——分解、合成、储存的动态平衡17学习内容糖代谢概况糖的无氧氧化糖的有氧氧化糖原的合成与分解糖异生血糖及其调节18一、糖的消化吸收第一节糖代谢概况1.口腔消化2.小肠内消化(主要)（一）糖的消化19ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小肠黏膜细胞肠腔门静脉Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷状缘细胞内膜（二）糖的吸收20小肠肠腔肠黏膜上皮细胞门静脉肝脏体循环SGLT各种组织细胞GLUT（二）糖的吸收GLUT：葡萄糖转运体(glucosetransporter)21淀粉(食物)葡萄糖储存糖原(肝、肌)分解释放能量代谢中间产物转变非糖物质合成二、葡萄糖的代谢概貌22糖的分解代谢酵解途径糖的无氧分解糖的有氧氧化磷酸戊糖途径供能23O2葡萄糖丙酮酸乳酸O2线粒体无氧分解(糖酵解)有氧氧化酵解途径磷酸戊糖途径CO2+H2O乙酰CoA24第二节糖的无氧分解(糖酵解glycolysis)2丙酮酸＋2ATP＋2NADH葡萄糖1.概念：缺氧时，葡萄糖乳酸胞液2丙酮酸2.无O2乳酸脱氢酶2NADH2NAD+2乳酸25概念：葡萄糖丙酮酸胞液有氧、无氧的共同途径有O2线粒体丙酮酸CO2、H2O无O2胞液丙酮酸乳酸一、酵解途径26葡萄糖①葡糖－6－磷酸1－磷酸葡萄糖糖原果糖－6－磷酸②磷酸己糖异构酶③果糖－1,6－二磷酸醛缩酶2分子甘油醛－3－磷酸④磷酸二羟丙酮⑤⑥2分子1,3－二磷酸甘油酸⑦2分子甘油酸－3－磷酸2分子甘油酸－2－磷酸⑧磷酸甘油酸变位酶2分子磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶⑨2分子丙酮酸⑩葡萄糖磷酸化磷酸丙糖的生成丙酮酸的生成3ATPADP*磷酸果糖激酶-1ATP己糖激酶ADPATP22ADP丙酮酸激酶ATP22NAD+甘油醛-3-磷酸脱氢酶NADH2ATP2ADP2磷酸甘油酸激酶ATP分子式1.葡萄糖磷酸化成为葡糖-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OCH2HOHHOOHHOHHOHHH葡糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G-6-P)PPOCH2OHHOOHHOHHOHHH己糖激酶(glucokinase)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PPOCH2OHHOOHHOHHOHHH果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate,F-6-P)己糖异构酶(phosphohexoseisomerase)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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸果糖激酶-1(phosphfructokinase-1，PFK-1)果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-BP)CH2OHOCCCCCH2OOHOHOHHHPPPP果糖-1,6-二磷酸4.磷酸己糖裂解成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甘油醛-3-磷酸+CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2PPOCH2OHCOCH2POCH2PPO醛缩酶(aldolase)5.磷酸二羟丙酮转变为甘油醛-3-磷酸磷酸丙糖异构酶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磷酸烯醇式丙酮酸丙糖磷酸异构酶(triosephosphateisomerase)甘油醛-3-磷酸CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2PPO磷酸二羟丙酮CH2OHCOCH2POCH2PPO6.磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+甘油醛-3-磷酸脱氢酶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磷酸烯醇式丙酮酸甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)甘油醛-3-磷酸CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2PPO1,3-二磷酸甘油酸O=CCOHCH2POPPOPPO7.1,3-二磷酸甘油酸转变成甘油酸-3-磷酸ADPATP磷酸甘油酸激酶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1,3-二磷酸甘油酸O=CCOHCH2POPPOPPO甘油酸-3-磷酸COOHCOHCH2POPPO磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)•酵解途径中的第一次底物水平磷酸化8.甘油酸-3-磷酸转变为甘油酸-2-磷酸磷酸甘油酸变位酶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磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶(phosphoglyceratemutase)甘油酸-3-磷酸COOHCOHCH2POPPO甘油酸-2-磷酸COOHCCH2POPPOOHOH9.甘油酸-2-磷酸转变为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磷酸烯醇式丙酮酸甘油酸-2-磷酸COOHCCH2POPPOOHOH+H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phospho-enolpyruvate,PEP)COOHCCH2PPO烯醇化酶(enolase)ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)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形成ATP和丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸COOHCCH2PPO丙酮酸COOHC=OCH3•酵解途径中的第二次底物水平磷酸化丙酮酸激酶(pyruvatekinase)37葡萄糖①葡糖－6－磷酸1－磷酸葡萄糖糖原果糖－6－磷酸②磷酸己糖异构酶③果糖－1,6－二磷酸醛缩酶2分子甘油醛－3－磷酸④磷酸二羟丙酮⑤⑥2分子1,3－二磷酸甘油酸⑦2分子甘油酸－3－磷酸2分子甘油酸－2－磷酸⑧磷酸甘油酸变位酶2分子磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶⑨2分子丙酮酸⑩葡萄糖磷酸化磷酸丙糖的生成丙酮酸的生成3ATPADP*磷酸果糖激酶-1ATP己糖激酶ADPATP22ADP丙酮酸激酶ATP22NAD+甘油醛-3-磷酸脱氢酶NADH2ATP2ADP2磷酸甘油酸激酶ATP分子式38葡萄糖＋2Pi＋2ADP＋2NAD+2丙酮酸＋2ATP＋2NADH＋2H+＋2H2O总反应式净生成2ATP,2NADH(胞液)39特点•三碳糖阶段•2次底物水平磷酸化•净生成2ATP•净生成2NADH线粒体氧化磷酸化胞浆供氢生成乳酸•3个调节酶中文40与呼吸链相偶联的由ADP形成ATP的磷酸化过程。代谢物直接将其分子上的磷酸基团转移到ADP分子，形成ATP的过程。底物水平磷酸化氧化磷酸化糖有氧氧化3次标志：NADH,FADH2标志：ATP41葡萄糖酵解途径其他单糖淀粉和糖原寡糖单糖酵解途径：糖供能的必经之路O2O2入口42葡萄糖①葡糖-6－磷酸果糖－6－磷酸②③1,6－二磷酸果糖2分子甘油醛-3－磷酸④磷酸二羟丙酮⑤⑥2分子1,3－二磷酸甘油酸⑦2分子甘油酸-3-磷酸2分子甘油酸-2-磷酸⑧2分子磷酸烯醇式丙酮酸⑨2分子丙酮酸⑩果糖甘露糖半乳糖43酵解途径的调节三个调节酶的调节己糖激酶胰岛素A