糖代谢PPT

14第二篇物质代谢及其调节23为什么我们吃了东西就能运动？是什么维持我们生命的能量供给？为什么剧烈运动以后肌肉会酸疼？在我们饥饿时靠什么来维持血糖水平和能量供给？是什么导致了糖尿病患者血糖升高？脂类有没有用？有什么用？减肥的人为什么不仅仅要少吃脂肪类？氰化钾什么有剧毒？肝性脑病、痛风是怎么回事？4第二篇：物质代谢及其调节糖代谢脂类代谢生物氧化氨基酸代谢核苷酸代谢物质代谢的联系与调节第四章糖代谢MetabolismofCarbohydrates6糖代谢第一节概述第二节糖的无氧分解第三节糖的有氧氧化第四节磷酸戊糖途径第五节糖原的合成与分解第六节糖异生第七节血糖及其调节7重点内容糖酵解：细胞定位，主要代谢过程，关键酶三羧酸循环：细胞定位，生理意义，关键酶难点内容糖酵解代谢过程三羧酸循环代谢过程第一节概述Introduction9糖(carbohydrates)是含多羟基的醛或酮类化合物，由碳氢氧三种元素组成的，其分子式通常以Cn(H2O)n表示。由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1，与水相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，所以称为“碳水化合物”(Carbohydrate)。一、糖的基本概念（一）什么是糖？OOHHHHOHOHHOHHCH2OHOHOHOHOHHHOHHOH10（二）糖的分类根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类：单糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)结合糖(glycoconjugate)111、单糖——不能再水解的糖。葡萄糖(glucose)——己醛糖果糖(fructose)——己酮糖半乳糖(galactose)——己醛糖核糖(ribose)——戊醛糖OOHHHHOHOHHOHHOHOOHHHOHHOHHOHHOH-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖OOHOHHHOHOHHHHOHOOHHOHOHHHOHOH-D-吡喃甘露糖-D-呋喃果糖122、寡糖能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。OCH2OHOCH2OHOHO14123麦芽糖α（1→4）糖苷键13常见的几种二糖有麦芽糖(maltose)葡萄糖——葡萄糖蔗糖(sucrose)葡萄糖——果糖乳糖(lactose)葡萄糖——半乳糖143、多糖能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有：淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)淀粉颗粒糖原纤维素154、结合糖糖与非糖物质的结合物。常见的结合糖有：糖脂(glycolipid)：糖与脂类的结合物。糖蛋白(glycoprotein)：蛋白聚糖（proteoglycan）：糖与蛋白质的结合物。16二、糖的生理功能1、氧化供能这是糖的主要功能。70%的能量来源于糖的分解。2、碳源糖分解过程中形成的中间产物可以提供合成脂类和蛋白质等物质所需要的碳架。3、机体组织细胞的重要组成部分糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成部分4、具有一些特殊的生理功能的糖蛋白和糖衍生物如：激素、免疫球蛋白、DNA、NAD+17三、糖的消化与吸收（一）糖的消化人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉为主。消化部位：主要在小肠，少量在口腔1819消化过程口腔胃肠腔肠粘膜上皮细胞刷状缘淀粉唾液中的α-淀粉酶胰液中的α-淀粉酶麦芽糖+麦芽三糖(40%)(25%)α-临界糊精+异麦芽糖(30%)(5%)葡萄糖α-葡萄糖苷酶α-临界糊精酶20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。β-1,4-糖苷键21（二）糖的吸收1、吸收部位小肠上段2、吸收形式单糖22ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小肠粘膜细胞肠腔门静脉刷状缘细胞内膜3、吸收机制Na+依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)23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GLUTGLUT：葡萄糖转运体(glucosetransporter)，已发现有5种葡萄糖转运体(GLUT1~5)4、吸收途径24四、糖代谢的概况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ATP25糖的分解代谢(catabolismofcarbohydrate)葡萄糖在体内分解有三种途径：1.在无氧条件下进行酵解；2.在有氧条件下进行有氧分解，通过三羧酸循环，完全氧化；3.通过磷酸戊糖途径进行代谢。第二节糖的无氧分解Glycolysis27一、糖酵解的反应过程糖酵解(glycolysis)的定义在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖酵解。糖酵解的反应部位：胞浆糖酵解分为两个阶段第一阶段由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解途径(glycolyticpathway)第二阶段由丙酮酸转变为乳酸28（一）糖酵解的第一阶段29糖酵解的第一阶段（1）30⑴葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。肝细胞中存在的是Ⅳ型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特点是：①对葡萄糖的亲和力很低②受激素调控己糖激酶葡萄糖6-磷酸葡萄糖Step131Step26-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸己糖异构酶⑵6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖32Step36-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1⑶6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖33Step41,6-二磷酸果糖醛缩酶磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖34Step5磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶⑸磷酸丙糖的同分异构化35己糖激酶磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶6-磷酸果糖激酶-1醛缩酶(aldolase)磷酸丙糖异构酶糖酵解的第一阶段(1)36糖酵解的第一阶段（2）37Step6⑹3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脱氢酶38Step7⑺1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸※在以上反应中，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)。1,3-二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸39Step8⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶40Step9⑼2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸烯醇化酶磷酸烯醇式丙酮酸41Step10⑽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丙酮酸激酶42糖酵解的第一阶段(2)3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶丙酮酸激酶43糖酵解途径3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶丙酮酸激酶己糖激酶磷酸己糖异构酶6-磷酸果糖激酶-1醛缩酶(aldolase)磷酸丙糖异构酶44糖酵解的第一阶段4546——丙酮酸转变成乳酸丙酮酸乳酸反应中的NADH+H+来自于第一阶段第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+COOHCHOHCH3COOHC=OCH3（二）糖酵解的第二阶段47糖酵解48二、糖酵解的调节限速酶的调节49糖酵解3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶丙酮酸激酶己糖激酶磷酸己糖异构酶6-磷酸果糖激酶-1醛缩酶(aldolase)磷酸丙糖异构酶50糖酵解3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶丙酮酸激酶己糖激酶磷酸己糖异构酶6-磷酸果糖激酶-1醛缩酶(aldolase)磷酸丙糖异构酶51糖酵解的调节关键酶①己糖激酶②6-磷酸果糖激酶-1③丙酮酸激酶调节方式①反馈抑制②别构调节③共价修饰调节52某些小分子可与酶蛋白特殊部位结合，引起酶分子构象变化，由此改变酶活性。受别位调节的酶又称别位酶（别构酶--allostericenzyme）。能使酶发生构象变化的小分子物质称为效应物或变构剂。一般多是代谢物或作用物。别构调节（allostericregulation）53(1)6-磷酸果糖激酶-1调节方式：别构调节变构抑制剂：柠檬酸；ATP（高浓度）变构激活剂：AMP；ADP；1,6-二磷酸果糖；2,6-二磷酸果糖54(2)丙酮酸激酶（1）别构调节变构抑制剂：ATP，丙氨酸变构激活剂：1,6-二磷酸果糖（2）共价修饰调节胰高血糖素通过此方式抑制丙酮酸激酶55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(proteinkinaseA)CaM：钙调蛋白56(3)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。57三、糖酵解的生理意义1.迅速提供能量；2.是机体在缺氧情况下获得能量的有效方式；3.是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径：①无线粒体的细胞，如：红细胞②代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞58糖酵解小结定义：反应部位：糖酵解分为个阶段第一阶段：第二阶段：产能：糖酵解调节调节酶：调节方式：生理意义：在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程。胞浆两由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)由丙酮酸转变为乳酸(lactate)底物水平磷酸化；2ATP不需氧的迅速产能过程己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶反馈抑制、别构调节、共价修饰调节第三节糖的有氧氧化AerobicOxidationofCarbohydrate60糖的有氧氧化(aerobicoxidation)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。*部位：胞液及线粒体*概念糖的有氧氧化(aerobicoxidation)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。61一、有氧氧化的反应过程第一阶段：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62（一）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+丙酮酸脱氢酶系复合体总反应式:63丙酮酸脱氢酶系复合体协同催化64三羧酸循环(TricarboxylicacidCycle,TAC)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。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，它由一连串反应组成。所有的反应均在线粒体中进行。（二）三羧酸循环*概述*反应部位65CoASHNADH+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核苷二磷酸激酶草酰乙酸乙酰CoA柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸6667686970717273747576777879CoASHNADH+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