糖代谢

null糖代谢 Carbohydrate Metabolism糖代谢 Carbohydrate Metabolism卜友泉 生物化学与分子生物学教研室 重庆医科大学本章主要内容本章主要内容第一节 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null第一节 概述重点：糖的生理功能null1. 糖分子简介糖(carbohydrates)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。 糖主要分为四大类： 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖 寡糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖 多糖：淀粉、糖原、纤维素 结合糖：糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖null2. 糖的生理功能体内供能的主要物质 合成其它物质的原料 转变成脂类和非必需氨基酸的骨架等 核糖与脱氧核糖是核酸与核苷酸的组成成分 构成组织细胞的成分 糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等参与生物膜、结缔组织等的组成null食物中的糖： 植物淀粉（主要）、纤维素、动物糖原；麦芽糖、蔗糖、乳糖；葡萄糖等。 消化：口腔、小肠 α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、乳糖酶等 吸收：小肠 主动吸收3. 糖的消化吸收null4. 糖代谢概况食物 中糖糖原非糖物质消化吸收葡萄糖糖原合成与分解酵解途径PPP途径丙酮酸核糖 + NADPH无氧乳酸糖异生有氧CO2 + H2Onull第二节 糖的无氧氧化各种重要代谢途径学习要点：部位、起始物、产物、关键反应、限速酶、意义；其它细节null 糖的无氧氧化 ：糖酵解(glycolysis) 在缺氧条件下，葡萄糖(glucose)经一系列酶促反应分解生成乳酸(lactate)并释放少量能量的过程。  反应部位：胞浆null1. 反应过程： 分2个阶段： ①葡萄糖 → 丙酮酸(pyruvate) ②丙酮酸 → 乳酸(lactate)null己糖激酶ATPADP6-磷酸葡萄糖 G-6-P葡萄糖 G注：关键酶1；耗能反应①葡萄糖 → 丙酮酸null磷酸己糖异构酶磷酸果糖激酶-1ATPADP6-磷酸葡萄糖 G-6-P6-磷酸果糖 F-6-P6-磷酸果糖 F-6-P1,6-二磷酸果糖 F-1,6-BP注：关键酶2；耗能反应null醛缩酶磷酸丙糖异构酶磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛null3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶NADHNAD++Pi3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸ATPADP3-磷酸甘油酸高能化合物注：底物水平磷酸化null磷酸甘油酸变位酶3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸烯醇化酶+ H2O2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸 PEP高能化合物null丙酮酸激酶丙酮酸ATPADP磷酸烯醇式丙酮酸 PEP注：关键酶3；底物水平磷酸化丙酮酸乳酸乳酸脱氢酶NAD+NADH+H+②丙酮酸 → 乳酸null糖酵解小结准备或耗能阶段放能阶段葡萄糖 + 2 ADP + 2 Pi三步不可逆反应，三个关键酶null2. 糖酵解的调节： 三步不可逆反应：  关键酶(key enzyme)： 己糖激酶，6-磷酸果糖激酶-1，丙酮酸激酶null3. 糖酵解的生理意义： 机体在缺氧或相对缺氧的情况下获得能量的一种有效方式 * 1G经糖酵解净生成 2×2 - 2=2ATP  成熟红细胞供能的主要方式  特殊组织，如视网膜、白细胞、睾丸等在正常生理条件下的主要供能方式  肿瘤组织null部 位：胞液 起始物：葡萄糖 产 物：乳酸、ATP 重要中间代谢物：G-6-P、F-1,6-BP、丙酮酸等 关键酶：己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶 意 义：生理或病理性缺氧时启动的葡萄糖氧化供能。 其它细节：底物水平磷酸化、高能化合物等糖酵解小结null第三节 糖的有氧氧化重点：部位、起始物、产物、关键反应、关键酶、意义；其它细节null 糖的有氧氧化(Aerobic Oxidation)： 葡萄糖在有氧条件下彻底氧化生成水和CO2的过程，是糖氧化的主要方式。  反应部位：胞浆和线粒体null1. 反应过程： 分3个阶段： ①葡萄糖 → 丙酮酸（胞液） ②丙酮酸 → 乙酰CoA（线粒体） ③三羧酸循环及氧化磷酸化（线粒体）null1.1 糖酵解途径(同前)葡萄糖 → → → 丙酮酸（胞液）null1.2 丙酮酸 → 乙酰CoA（线粒体）丙酮酸脱氢酶复合体* 辅酶：TTP、硫辛酸、FAD、NAD+和CoA* 由三种不同的酶组成null1.3 三羧酸循环 (Tricarboxylic acid cycle, TCA循环) 又称柠檬酸循环、Krebs循环 反应历程nullNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+⑧①②③④⑤⑥⑦②①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶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nullFADH2NADHNADHGTPNADHCO2CO2null三羧酸循环概要CH3CO~SCoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + HSCoA + GTPnull 三羧酸循环的生理意义①是三大营养物质 -- 糖、脂肪、蛋白质（氨基酸）的最终代谢通路。 ② 是三大营养物质相互转变/联系的枢纽。 ③ 还为其它代谢提供前体物质 -- 如琥珀酰CoA + 甘氨酸 → 血红素null2. 糖有氧氧化生成的ATP葡萄糖2×丙酮酸2×乙酰CoA呼吸链2 NADH+H+TCA 循环2 NADH+H+2*3 NADH+H+2*1 FADH22*1 GTP2 ATP2 NADH+H+30或32个ATP2 CO22*2 CO2H2OO22×丙酮酸葡萄糖 + 6O2 + 30ADP + 30Pi6CO2 + 36H2O + 30ATPnull3. 糖有氧氧化的调节糖酵解途径的调节： 丙酮酸脱氢酶复合体的调节： NADH/NAD+、乙酰CoA/CoA TCA循环的调节： 关键酶：异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶 NADH/NAD+、 ATP/ADP 主要受 ATP/ADP 比率的调节，以适应机体的能量需要null4. 糖有氧氧化的生理意义是糖氧化供能的主要代谢途径 是机体获得能量即ATP的主要方式null第四节 磷酸戊糖途径重点：部位、关键酶、意义null 磷酸戊糖途径(Pentose phosphate pathway) 也称己糖磷酸支路（hexose phosphate shunt） 反应部位：胞浆null1. 反应过程：分为： 氧化阶段和非氧化阶段null3×6-磷酸葡萄糖3×6-磷酸葡萄糖酸内酯3×6-磷酸葡萄糖酸3×5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛4-磷酸赤癣糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖NADP+NADPH + H+NADP+NADPH + H+3CO2null2. 戊糖磷酸途径的调节关键酶：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 主要受 NADPH/NADP+ 比例的调节：null3. 磷酸戊糖途径的生理意义：为核酸的生物合成提供5-磷酸核糖 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应 体内许多合成代谢的供氢体（如脂肪酸、胆固醇、非必需氨基酸的合成） 参与体内羟化反应（如胆固醇合成、生物转化） 维持谷胱甘肽的还原状态 还原型谷胱甘肽是重要的体内抗氧化剂 6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏 → 蚕豆病null第五节 糖原的合成与分解重点：关键酶及其调节null糖原（Glycogen）是动物体内糖的储存形式。 肝脏：肝糖原，维持血糖水平。 肌肉：肌糖原，肌肉收缩急需。 摄入的糖类，大部分转变为脂肪而储存（长期），小部分以糖原形式储存（短期）。null1- 磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖 (UDPG)UDPG焦磷酸化酶UTPPPiUDPG被视为活性葡萄糖，是糖原合成的葡萄糖供体。1. 糖原的合成null糖原合成酶与分支酶null糖原分解（glycogenolysis）一般指肝糖原分解成为葡萄糖。 肝脏中有葡萄糖-6-磷酸酶，故肝糖原可补充血糖。 肌肉中缺乏该酶，故肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化供能。2. 糖原的分解G-1-P糖原nPi糖原磷酸化酶糖原n-1+null糖原磷酸化酶与脱支酶nullGG-6-P氧化分解等G-1-PUDPG糖原n+1UTPPPi糖原nUDP糖原nPi糖原磷酸化酶糖原合成酶糖原合成与分解示意图null3. 糖原合成与分解的调节关键酶：糖原合成酶和糖原分解酶。 激 素： 胰高血糖素：肝糖原分解 肾 上 腺 素： 肌糖原分解null糖原合成酶a (有活性)糖原合成酶b (无活性)激素如肾上腺素/胰高血糖素等磷酸化酶a (有活性)磷酸化酶b (无活性)ATPcAMP腺苷酸环化酶(无活性)腺苷酸环化酶(有活性)磷酸化酶b激酶(无活性)磷酸化酶b激酶(有活性)蛋白激酶A (有活性)蛋白激酶A (无活性)* 级联放大系统(cascade system)~P~P~Pnull第六节 糖异生重点：糖异生的概念、原料、关键步骤、意义；乳酸的循环概念及意义null 糖异生（gluconeogenesis）： -- 由非糖前体物质(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为葡萄糖或糖原的过程。  主要器官是肝，次为肾nullPEP丙酮酸线粒体胞 液生糖AATCA 循环丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸 甘油甘油G-6-PGF-6-PF-1,6-BP乳酸1. 糖异生途径主要需克服“三步能障；一个膜障”null① 丙酮酸 → PEP丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2 GTPGDPCO2 PEP丙酮酸草酰乙酸苹果酸苹果酸天冬氨酸草酰乙酸天冬氨酸线粒体胞 液丙酮酸羧化酶 线粒体PEP羧激酶 胞液、线粒体null② F-1,6-2P → F-6-PF-1,6-2PPi果糖二磷酸酶F-6-P③ G-6-P → GG-6-PPi葡萄糖6-磷酸酶GnullPEP丙酮酸生糖AATCA 循环丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸 甘油甘油G-6-PGF-6-PF-1,6-BP乳酸草酰乙酸苹果酸苹果酸天冬氨酸草酰乙酸天冬氨酸线粒体胞 液糖异生 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 图 3个底物循环G-1-P糖原null2. 糖异生的调节主要通过对后2个底物循环进行调节。null3. 糖异生的生理意义维持血糖浓度恒定 空腹或饥饿时，糖异生增强 糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径 肝糖原并非是肝直接利用葡萄糖来合成的直接途径。 三碳途径：进食后，大部分葡萄糖先在肝外分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝进糖异生为糖原的过程。 调节酸碱平衡 长期饥饿时，肾糖异生增强nullnull4. 乳酸循环(Cori循环)糖异生活跃 有葡萄糖-6磷酸酶肝肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖糖酵解途径 丙酮酸乳酸NADH NAD+ 乳酸乳酸NAD+ NADH丙酮酸糖异生途径 血液糖异生低下 无葡萄糖-6磷酸酶定义：肌肉内糖异生活性低，且缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，其生成的乳酸入肝异生为糖。null生理意义： 避免损失乳酸，促进乳酸再利用。 防止因乳酸堆积引起酸中毒。null第七节 血糖及其调节重点：血糖的概念、来源与去路null血糖(Blood sugar) 指血液中的葡萄糖。 血糖水平相对恒定 正常值约3.9～6.1mmol/L。 血糖水平恒定的生理意义： 保证脑等重要组织器官的能量供应。null食物中糖 血 糖 肝糖原糖异生糖原合成肝、肌糖原其它糖转 变脂肪、AA等CO2 + H2OPPP途径分 解非糖物质消化吸收1. 血糖的来源与去路氧化分解>8.89mM尿糖null2. 血糖水平的调节三级水平：神经→激素→ 关键酶 总体协调：多个组织器官、多种代谢相互协调控制的结果降低血糖的激素： -- 胰岛素 升高血糖的激素： -- 肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素null3. 糖代谢紊乱高血糖 -- 生理性：饮食性、情绪性 -- 病理性：糖尿病、肾性 低血糖 -- 生理性 -- 病理性nullPEP丙酮酸生糖AATCA 循环丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油甘油G-6-PGF-6-PF-1,6-BP乳酸草酰乙酸苹果酸苹果酸天冬氨酸草酰乙酸天冬氨酸线粒体胞 液G-1-P糖原核糖 + NADPH呼吸链NADHFADH2CO2H2OO2ATPADP乙酰CoA糖代谢小结null小 结糖的生理功能。 糖的无氧氧化与无氧氧化：部位、起始物、产物、关键反应、限速酶、意义；其它细节 磷酸戊糖途径：产物、生理意义 糖原合成与分解：关键酶及其调节 糖异生的概念、原料、关键步骤、意义；乳酸的循环概念及意义。 血糖的概念、来源与去路。null执业医师考试例题供氧不足时，3-磷酸甘油醛脱氢产生的NADH+H+的主要去路是 A．参加脂酸的合成 B．使丙酮酸还原成乳酸 C．维持GSH处于还原状态 D．经α-磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化 E．经苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体氧化 成熟红细胞中能量主要来源于 A．糖有氧氧化 B．糖酵解 C．糖异生作用 D．脂酸氧化 E．氨基酸分解代谢null三羧酸循环中的不可逆反应是 A．草酰乙酸→柠檬酸 B．琥珀酰CoA→琥珀酸 C．琥珀酸→延胡索酸 D．延胡索酸→苹果酸 三羧酸循环中发生底物水平磷酸化的反应是 A．柠檬酸→异柠檬酸 B．异柠檬酸→α-酮戊二酸 C．α-酮戊二酸→琥珀酰辅酶A D．琥珀酰辅酶A→琥珀酸 E．磷酸肌酸 关于磷酸戊糖途径的重要生理功能，错误的是 A．是糖、脂、氨基酸的代谢枢纽 B．为脂肪酸合成提供NADPH C．为核酸合成提供原料 D．为胆固醇合成提供NADPHnull下列酶中，与丙酮酸生成糖无关的是 A．丙酮酸激酶 B．丙酮酸羧化酶 C．果糖双磷酸酶-1 D．葡萄糖-6-磷酸酶 在糖酵解和糖异生中均起作用的酶是 A．丙酮酸羧化酶 B．磷酸甘油酸激酶 C．果糖二磷酸酶 D．丙酮酸激酶nullThanks for your attention!YouQuan Bu下周内容：脂类代谢nullnullnullnull复习题：肝脏中 Glucose-6-phosphate有 哪些代谢途径？nullnullnullnullnullnullnull