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04 糖代谢.ppt

04 糖代谢.ppt

上传者: jjkk 2011-07-14 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《04 糖代谢ppt》,可适用于自然科学领域,主题内容包含糖代谢糖代谢MetabolismofCarbohydrates第四章中南大学生化教研室龙苏糖的化学糖即碳水化合物其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生符等。

糖代谢糖代谢MetabolismofCarbohydrates第四章中南大学生化教研室龙苏糖的化学糖即碳水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。Cn(HO)n糖的化学(一)糖的概念(二)糖的分类及其结构根据水解产物情况糖可分为四大类单糖:凡不能被水解成更小分子的糖寡糖:凡能水解成少数(~)单糖分子的糖多糖:凡是能水解成多个单糖分子的糖结合糖:与非糖物质结合的糖**单糖葡萄糖(glucose)已醛糖核糖(ribose)戊醛糖蔗糖:葡萄糖果糖麦芽糖乳糖:葡萄糖半乳糖**寡糖常见的几种二糖有**多糖常见的多糖有淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)第一节概述第一节概述Introduction一、糖的生理功能氧化供能作为人体主要碳源重要组成成分磷酸戊糖途径淀粉(少量二糖蔗糖、乳糖)小肠胰淀粉酶(作用-糖苷键)线性和分支的寡糖(极限糊精)小肠粘膜细胞刷状缘各种酶如麦芽糖酶、-糊精酶、蔗糖酶、乳糖酶单糖(主要是葡萄糖)小肠上段吸收通过门静脉肝脏合成肝糖原通过肝静脉进入体循环血中的单糖二、消化吸收血糖(bloodsuger):指血中的葡萄糖(血中的单糖主要指葡萄糖)血糖浓度:正常值-mmolL恒定的意义:保证脑组织的能量供应来源与去路:三、糖代谢的概括血糖饱食、空腹、饥饿不同状态下维持血糖浓度恒定肝Gn:-g肌Gn:-g-mmolL四、本章内容糖的分解代谢糖原的合成与分解糖异生无氧分解有氧氧化磷酸戊糖途径第二节糖的无氧分解(糖酵解)第二节糖的无氧分解(糖酵解)在缺氧情况下G生成丙酮酸进而还原成乳酸的过程。糖酵解:(glycolysis)(EmbdenMeyerhofPathwayEMP)一、糖酵解的反应过程反应部位:胞液(胞浆)反应流程:步己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖双磷酸果糖磷酸葡萄糖磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮醛缩酶丙酮酸激酶底物水平磷酸化磷酸甘油醛二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸脱水磷酸二羟丙酮,二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸琥珀酰CoA琥珀酸细胞内三个底物水平磷酸化反应乳酸丙酮酸乳酸脱氢酶NAD必须不断再生有氧下通过氧化磷酸化再生无氧通过使丙酮酸还原再生E:己糖激酶E:磷酸果糖激酶E:丙酮酸激酶NAD糖酵解的代谢途径GlcGPFPF,PATPATP,二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸甘油醛NADNADHHATPATP磷酸烯醇式丙酮酸EEENADHH二、糖酵解的调节关键酶(限速酶)整条通路中活性最低的酶常常催化单向反应(不可逆)受多种效应剂调节种类ⅠⅡⅢⅣHKGK分布各组织肝专一性不高(各种己糖)高(G)Km(mmolL)产物GP抑制无己糖激酶HK糖酵解中最关键的酶(限速酶)是一个变构酶受变构调节磷酸果糖激酶-(PFK-)变构抑制剂:ATP、柠檬酸变构激活剂:AMP、ADP、FPPFK最强的激活剂丙酮酸激酶(PK)变构酶激活剂F-,-P抑制剂ATP、Ala当细胞内ATPAlaPFKPKF,PPKFP、GPHK糖酵解三、糖酵解生理意义机体缺氧下快速供能主要方式某些正常组织获能方式(红细胞、视网膜等)反应部位对氧的需求:三个不可逆反应三个关键酶四、糖酵解小结产能的方式、数量、部位方式:底物水平磷酸化数量:从G开始=ATP终产物:乳酸第三节糖的有氧氧化AerobicOxidationofCarbohydrate第三节糖的有氧氧化AerobicOxidationofCarbohydrate概念:体内G或Gn在有氧条件下彻底分解成CO、HO的过程。总反应式:CHO+OHO+CO+Kcal(或ATP)一、有氧氧化的反应过程酵解途径丙酮酸氧化脱羧三羧酸循环及氧化磷酸化胞液途径线粒体途径总反应式:(二)丙酮酸的氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸脱氢酶复合体的组成酶E:丙酮酸脱氢酶E:二氢硫辛酰胺转乙酰酶E:二氢硫辛酰胺脱氢酶含有VB、VB、VPP、硫辛酸、泛酸柔软长臂(tricarboxylicacidcycleTCAC)HansKrebs(三)乙酰CoA进入三羧酸循环以及氧化磷酸化反应过程共有步反应单向反应脱氢、脱羧、单向NADHNADHFADHNADH琥珀酰CoA琥珀酸底物水平磷酸化琥珀酸延胡索酸**琥珀酸脱氢酶辅基FADTCA中唯一在内膜上琥珀酸脱氢酶二、TCAC小结反应部位:TCAC每循环一次脱羧二次产生CO脱氢四次产生NADH+FADH底物水平磷酸化一次产生GTP=ATPATP的情况氧化磷酸化、底物水平磷酸化NADH+FADH+ATP=++=ATP方式:数目:**分子乙酰CoA经TCAC彻底氧化:产生分子ATP分子丙酮酸彻底分解产生多少ATP?**线粒体中分子NADHFADH与ATP关系**胞液中分子NADH与ATP关系=~ATPTCAC是一个不可逆的过程草酰乙酸起催化剂的作用关键酶:柠檬酸合酶、IDH、KG脱氢酶复合体TCAC最关键的酶是三大物质联系的枢纽是三大营养素彻底分解的最终代谢通路TCAC的生理意义三、有氧氧化生成的ATP**线粒体中分子NADHFADH与ATP关系**胞液中分子NADH与ATP关系=~ATP胞液阶段:ATPNADH=or=~ATP线粒体阶段:NADH(NADHFADHGTP)=()=ATP总计=~ATP分子葡萄糖有氧氧化产生ATP的情况将所有与能量有关的步骤总结糖酵解丙酮酸氧化脱羧三羧酸循环总反应式:CHO+OHO+CO+Kcal(或ATP)方式:氧化磷酸化、底物水平磷酸化数目:分子G彻底分解产生或分子ATP五、巴士德效应(Pasteureffect)概念:指糖的有氧氧化对糖酵解的抑制作用第四节葡萄糖的其他代谢途径第四节葡萄糖的其他代谢途径一、磷酸戊糖途径生成NADPH和磷酸戊糖PentosePhosphatePathwayPPP途径、反应过程反应部位: 胞液氧化阶段非氧化阶段、生理意义产生了-磷酸核糖和NADPH为核酸的生物合成提供核糖提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应NADPH是体内许多合成代谢的供氢体如脂肪酸NADPH参与体内羟化反应如生物转化NADPH能维持谷胱甘肽的还原状态第五节糖原的合成与分解GlycogenesisandGlycogenolysis第五节糖原的合成与分解GlycogenesisandGlycogenolysis占%占%糖原分子中的两种连接键糖原(glycogen)糖原(glycogen)非还原末端无数个Gn合成、分解的起始点还原末端个一、糖原合成(glycogenesis)概念:由单糖合成糖原的过程主要器官:肝、肌反应部位:胞液反应过程:包括G数目增加、分支点增加 关键酶:糖原合酶G活性形式(G供体):UDPG葡萄糖磷酸化生成磷酸葡萄糖糖原合成途径glucokinase磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)生成*UDPG可看作“活性葡萄糖”在体内充作葡萄糖供体。ΔG(KJmol)焦磷酸α,糖苷键式结合糖原合酶不能起始糖原的从头合成糖原分枝的形成糖原引物糖原合酶至少个葡萄糖残基~个葡萄糖残基个葡萄糖残基远(淀粉,,转葡糖基酶)分支酶糖原二、糖原分解(glycogenolysis)  概念:肝糖原分解成为葡萄糖的过程反应部位:胞液反应过程:包括G数目减少、分支点减少 关键酶:磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原脱支酶脱支酶游离葡萄糖GP:~,主要产物游离葡萄糖:~磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖磷酸酶肌肉中没有糖原的合成与分解肌肉中没有三、糖原合成、分解的生理意义肝糖原:作为糖的储备维持血糖浓度恒定肌糖原:作为一种燃料用于产生ATP四、糖原合成与分解的调节糖原合酶、磷酸化酶受变构、共价修饰双重调节。共价调节磷酸化酶EEP磷酸化酶b低活性磷酸化酶a高活性磷酸化酶b激酶磷蛋白磷酸酶糖原合酶EEP蛋白激酶A(PKA)磷蛋白磷酸酶糖原合酶a高活性糖原合酶b低活性磷酸化酶b激酶EEP低活性高活性蛋白激酶A(PKA)磷蛋白磷酸酶腺苷酸环化酶无活性PKA有活性PKAG蛋白偶联受体肾上腺素或胰高血糖素G蛋白cAMP腺苷酸环化酶(无活性)腺苷酸环化酶(有活性)胰高血糖素受体PKA(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aP磷酸化酶b激酶P糖原分解加强糖原合成抑制G蛋白第六节糖异生Gluconeogenesis概念:肝中由非糖物质(如有机酸、甘油、生糖氨基酸)转变为G或Gn的过程主要器官:肝、肾(饥饿、酸中毒)一、糖异生途径酵解途径中有个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时须由另外的反应和酶代替。糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的GlcGPFPF,PATPADPATPADP,二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸甘油醛ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸草酰乙酸PEP丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)辅酶为生物素(反应在线粒体)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)(反应在线粒体、胞液)丙酮酸线粒体胞液膜障磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸PEPCKPKPCATPATPGTP丙酮酸羧化支路,双磷酸果糖转变为磷酸果糖果糖双磷酸酶(肝、肾)磷酸葡萄糖水解为葡萄糖Pi葡萄糖磷酸酶(肝、肾)非糖物质进入糖异生的途径非糖物质进入糖异生的途径糖异生的原料首先转变成糖代谢的中间产物二、糖异生的调节作用物的互变分别由不同酶催化其单向反应这种互变循环称之为底物循环(substratecycle)磷酸果糖,双磷酸果糖磷酸果糖激酶果糖双磷酸酶磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖磷酸酶己糖激酶PEP丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶PEPCK乙酰CoA三、糖异生的生理意义空腹和饥饿下维持血糖浓度恒定正常人空腹安静时需Gg(大脑g、骨骼肌g、视网膜RBC等g),肝Gn仅能提供g有%来自糖异生。补充肝糖原调节酸碱平衡酸中毒时H+肾小管上皮细胞PEPCK糖异生KGGln、Glu脱氨NH泌入肾小管腔中和原尿中的H+NH+帮助机体排H+八、乳酸循环(lactosecycle)(Cori循环)循环过程葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸乳酸乳酸丙酮酸血液生理意义乳酸再利用避免了乳酸的损失。防止乳酸的堆积引起酸中毒。第七节血糖及其调节BloodGlucoseandTheRegulationofBloodGlucoseConcentration第七节血糖及其调节BloodGlucoseandTheRegulationofBloodGlucoseConcentration二、血糖水平的调节*主要依靠激素的调节复习题:、简述丙酮酸糖异生过程(如何克服膜障、能障)、TAC特点、PPP的生理意义、比较糖酵解与有氧氧化的异同、胰高血糖素是如何调节糖原合成与分解的胞液线粒体

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