04-糖代谢本(8学时).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,首都医科大学燕京医学院,生化教研室,王宏娟,第二篇 代谢及其调节,第四章 糖代谢,第五章 脂类代谢,第六章 生物氧化,第七章 氨基酸代谢,第八章 核苷酸代谢,第九章 物质代谢的相互联系与调节,物质代谢,（新陈代谢）,生物体内进行的所有化学变化的总称。,合成代谢：,小分子 大分子,消耗能量,分解代谢：,大分子 小分子,释放能量,能量代谢,以分解代谢为主,生物体内能量的载体,ATP,A-P,P,P,A-P,P,A-P,A,G,O,=30.55KJ/mol,G,O,=30.55KJ/mol,G,O,=14.20KJ/mol,氧化磷酸化,主要，线粒体。,底物水平磷酸化,胞液或线粒体。,ATP,的生成方式,高能化合物,将每,mol,化合物,水解,时释出自由能,大于,20.93KJ,者，称为高能化合物。,高能化合物包括：,高能磷酸化合物,高能硫酯化合物,糖、脂肪、蛋白质分解时，分为三个阶段：,分解成各自的组成单位,释能少于,1%,，散失,生成活性二碳化合物,乙酰辅酶,A,释能,1/3,，生成少量,ATP,三羧酸循环和氧化磷酸化,释能,2/3,，生成大量,ATP,代谢途径,是由许多酶促反应有组织、有次序、一个接一个地依次衔接起来的连续化学反应。也称,代谢通路,。,E,1,E,2,E,3,E,n,A B C D P,F,1,F,2,F,3,F,n,代谢途径的四个特点,1.,单向性,2.,有关键酶,代谢过程是连续的酶促反应，其中几个关,键反应决定反应总速度，催化该反应的酶,称,关键酶,。催化最慢反应的酶又称,限速酶,。,3.,区域化,4.,可调节性,含量和活性,一、糖的生理功能,1.,供能,主要功能,2.,是机体重要的碳源,合成,aa,、脂肪等,3.,是组织细胞的重要结构成分,核酸、蛋白聚糖、糖蛋白和糖脂,第一节 概 述,二、糖的消化吸收,食物中的糖,多糖（主要）,植物,淀粉,和动物糖原,双糖或单糖（少量）,蔗糖、麦芽糖、乳糖、,葡萄糖、果糖、半乳糖等,人体内无,-,糖苷酶，,不能分解,纤维素。,糖的消化,淀粉（多糖）,唾液,-,淀粉酶,异麦芽糖,胰,-,淀粉酶,小肠粘膜细胞,-,临界糊精酶、异麦芽糖酶、,-,糖苷酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶,小肠,口腔,-,临界,糊精,麦芽三糖,麦芽糖,葡萄糖（单糖）,小肠吸收,门静脉,肝,糖的吸收,吸收过程,单糖的吸收率：,半乳糖,葡萄糖,果糖,甘露糖,木酮糖,阿拉伯糖,6C 6C 6C 6C 5C 5C,吸收速度,110 100 43 19 15 6,吸收方式,1.,简单扩散,2.,主动吸收（消耗能量）,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,Na+Na+Na+ATP ADP+Pi K+K+,基膜面 小肠粘膜细胞 刷状缘 肠腔,钠泵,载体,根皮苷,(,),2,4,二硝基苯酚,(,),哇巴因,毒花毛苷,G(,),Na,+,依赖型葡萄糖转运体,（,sodium-dependent glucose transporter,，,SGLT),三、糖代谢概况,葡萄糖,5-,磷酸核糖,NADPH+H,+,磷酸戊糖途径,糖原,糖原合成,肝糖原分解,食物,非糖物质,（乳酸、氨基酸、甘油等）,消化吸收,糖异生,丙酮酸,H,2,O+CO,2,大量,ATP,乳酸,有氧氧化,糖酵解,葡萄糖（,glucose,G,）的分解途径：,有氧氧化：,有氧，供能主要途径,G,CO,2,+H,2,O+,能量（,32,或,30ATP/G,）,无氧氧化,：,氧供应不足,G,乳酸,+,能量（少量）,磷酸戊糖途径：,特定组织,提供磷酸核糖和,NADPH+H,+,糖醛酸途径：,肝脏,提供,UDPGA,第二节 糖的分解代谢,葡萄糖或糖原,在无氧或缺氧情况下分解生成,乳酸和,ATP,的过程称糖的无氧氧化，又称为,糖酵解（,glycolysis,）,。,糖酵解存在于各组织细胞，以肌肉、红细胞、皮肤和肿瘤组织更活跃。,一、糖的无氧氧化,糖酵解反应过程,细胞定位：,胞液,分两个阶段：,第一阶段,（,10,步）,：,糖酵解途径（,G,或糖原,2,丙酮酸,）,第二阶段,（,1,步）,：,丙酮酸还原成乳酸,己糖激酶（hexokinase,HK）,或葡糖激酶（glucokinase,GK,肝）,G+ATP,G-6-P+ADP,Mg,2+,（一）葡萄糖分解为丙酮酸,1.,葡萄糖磷酸化生成,-6-,磷酸葡萄糖（,G-6-P,）,己糖激酶,有,4,种同工酶,I,、,II,、,III,型,位于肝外组织，,专一性低，,G,亲和力高,(Km=0.1mmol/L),，,有利于摄取利用,G,；,IV,型即,葡,萄,糖激酶,位于肝脏，,G,专一性高，亲和力低,(Km=10mmol/L),，,受激素调控，,利于,合成糖原。,关于反应,1,：,*,不可逆、,-1ATP,、己糖激酶,是关键酶,*,活化,并捕获进入细胞内的,G,*,糖原酵解时无,ATP,消耗,磷酸化酶 磷酸葡萄糖变位酶,糖原,G-1-P G-6-P,磷酸己糖异构酶,G-6-P F-6-P,Mg,2+,2.6-,磷酸,果糖,（,fructose,F,）,（,F-6-P,）的生成,磷酸果糖激酶,-1,（,PFK1,）,F-6-P+ATP F-1,6-P+ADP,Mg,2+,3.6-,磷酸果糖磷酸化为,1,6-,二磷酸果糖（,F-1,6-P,或,FBP,）,关于反应,3,：,*,不可逆、,-1ATP,、磷酸果糖激酶,-1,是,限速酶,*,磷酸果糖激酶,-2,在调节糖代谢中起作用,磷酸果糖激酶,-2,（,PFK2,）,F-6-P+ATP F-2,6-P+ADP,Mg,2+,4.,磷酸己糖裂解为,2,分子磷酸丙糖,F-1,6-P,3,-磷酸甘油醛,+,磷酸二羟丙酮,醛缩酶,5.,3,-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮可互相转变,磷酸二羟丙酮,3,-磷酸甘油醛,磷酸,丙糖,异构酶,关于反应,4,、,5,：,*,相当于,1,分子,6,碳糖裂解为,2,分子,3-,磷酸甘油醛,*,果糖、半乳糖、甘露糖也可转变为,3-,磷酸甘油醛,3-磷酸甘油醛,脱氢酶,3-磷酸甘油醛,1,3-,二磷酸甘油酸,NAD,+,NADH,（,H,+,）,6.,3,-磷酸甘油醛氧化为1,3-,二磷酸甘油酸,关于反应6：,*,脱氢生成,NADH,（,H,+,）,*,生成,高能化合物,1,3-,二磷酸甘油酸,磷酸甘油酸激酶,1,3-二磷酸甘油酸,3-,磷酸甘油酸,ADP ATP,Mg,2+,Mg,2+,7.,1,3-,二磷酸甘油酸转变成,3-,磷酸甘油酸,关于反应,7,：,*,底物水平磷酸化,*,+1ATP,底物分子中的高能磷酸（硫酯）基直接转移给,ADP,（或,GDP,）生成,ATP,（或,GTP,）的过程，称为,底物水平磷酸化,，是体内产生,ATP,的,次要方式,。,磷酸甘油酸变位酶,3-,磷酸甘油酸,2-,磷酸甘油酸,Mg,2+,8.,3-,磷酸甘油酸转变为,2-,磷酸甘油酸,烯醇化酶,2-,磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸,(PEP),9.,2-,磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,关于反应9：,生成,高能化合物PEP,丙酮酸激酶（,PK,）,磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇丙酮酸,ADP ATP,自发,丙酮酸,K,+,、,Mg,2+,10.,丙酮酸的生成,关于反应,10,：,*,不可逆,*,底物水平磷酸化,*,+1ATP,*,丙酮酸激酶是关键酶,关于糖酵解途径：,*,前,5,步碳链断裂,：,2,次活化消耗,2,分子,ATP,*,后,5,步产能：,4,分子,ATP,糖酵解途径净生成,2,分子,ATP,乳酸脱氢酶（,LDH,）,丙酮酸 乳酸,NADH+H,+,NAD,+,（二）丙酮酸被还原为乳酸,NADH+H,+,来自,3-磷酸甘油醛脱氢，所以整个糖酵解不需要氧的参与。,3-,磷酸甘油醛,（,2,）,2NAD,+,2(NADH+H,+,),丙酮酸,（,2,）,2ADP,2ATP,丙酮酸激酶,磷酸烯醇式丙酮酸,（,2,）,糖酵解的过程,葡萄糖,（,G,）,ATP,ADP,己糖激酶,（葡萄糖激酶）,6-,磷酸葡萄糖,（,G-6-P,）,糖原,（,Gn,）,1-,磷酸葡萄糖,（,G-1-P,）,6-,磷酸果糖,（,F-6-P,）,磷酸果糖激酶,-1,ATP,ADP,1,6-,二磷酸果糖,（,F-1,，,6-P,）,磷酸二羟丙酮,1,3-,二磷酸甘油酸,（,2,）,2Pi,2(NADH+H,+,),3-,磷酸甘油酸,（,2,）,2-,磷酸甘油酸,（,2,）,H,2,O,乳酸,（,2,）,2NAD,+,2ADP,2ATP,3,个关键酶,2,次底物水平磷酸化,1,次脱氢,糖无氧氧化（糖酵解）小结：,*,起始物是,葡萄糖或糖原,，终产物是,乳酸,*,从葡萄糖开始生成,2molATP,，,从糖原开始生成,3molATP,*,反应在,胞液,进行,*关键酶,是,己糖激酶（肝中为葡糖激酶）、,磷酸果糖激酶,-1,和,丙酮酸激酶,，催化不可,逆反应，,磷酸果糖激酶,-1,是,限速酶,1.,激素的调节,胰岛素诱导三种酶的合成，糖酵解增强。,2.,代谢物对限速酶,PFK-1,的别构调节,抑制别构剂：,ATP,，柠檬酸,激活,别,构剂：,AMP,，,ADP,，,F-1,6-P,、,F-2,6-P,（二）糖酵解的调节,关键酶：,己糖激酶（或葡萄糖激酶）,磷酸果糖激酶,-1,（,PFK1,，,限速酶,）,丙酮酸激酶,1.,迅速提供一部分急需的能量,如剧烈运动、心肺疾患、呼吸受阻等，,长期缺氧，乳酸堆积可致代谢性酸中毒。,2.,某些组织生理情况下的供能途径,如视网膜、肾髓质、皮肤、肿瘤细胞等，,成熟红细胞,无线粒体，依赖糖酵解供能。,（三）糖酵解的生理意义,第四章 糖代谢 作业（一）,1.,人体内能量的载体,/,直接供体是（）。,2.,生成,ATP,的方式有（）和（）。,3.,葡萄糖的分解代谢有哪几条途径？,4.,糖酵解概念,5.,糖酵解的细胞定位及反应过程？,6.,糖酵解的关键酶及限速酶？,8.,糖酵解的底物水平磷酸化反应及高能磷酸化合物？,9.,糖酵解过程的脱氢反应？,10.,从及从糖原开始糖酵解生成,ATP,的数量？,二、糖的有氧氧化,葡萄糖,或糖原在,有氧的条件,下，,彻底氧化成,CO,2,和,H,2,O,并产生大量,ATP,的过程，称为有氧氧化。是糖氧化分解供能的主要方式。,(,一）有氧氧化的反应过程,分为三阶段：,*,糖酵解途径：,G,2,个,丙酮酸,：,胞液,*,丙酮酸,氧化脱羧生成,乙酰,CoA,：,线粒体,*,乙酰,CoA,进入,三羧酸循环和氧化磷酸化,生成,CO,2,和,H,2,O,：,线粒体,NAD,+,NADH+H,+,丙酮酸,+,辅酶,A,乙酰辅酶,A+CO,2,丙酮酸脱氢酶复合体（关键酶）,丙酮酸脱氢酶复合体,1,、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰,CoA,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,酶,辅酶,丙酮酸脱氢酶,（,PDH,）,TPP,二氢硫辛酰胺转乙酰酶（,DLT,）,二氢硫辛酸,辅酶,A,二氢硫辛酰胺脱氢酶,（,DLDH,）,FAD,NAD,+,哺乳动物：,60,个,DLT,核心，与,12,个,PDH,和,6,个,DLDH,组成,二氢硫,辛酰胺转乙酰酶,二氢硫辛酰胺转乙酰酶,二氢硫辛酰,胺脱氢酶,丙酮酸,脱氢酶,丙酮酸,丙酮酸脱氢酶复合体作用机制,丙酮酸脱羧生成羟乙基衍生物与,TPP,结合,与硫辛酸结合为乙酰二氢硫辛酸，被氧化,乙酰基与辅酶,A,结合为乙酰辅酶,A,二氢硫辛酸脱氢生成,FADH,2,FADH,2,传递,2H,生成,NADH+H,+,2,、,乙酰,CoA,进入三羧酸循环,三羧酸循环,（,tricarboxylic acid cycle,TAC,/Krebs,循环,/,柠檬酸循环）,定位：,线粒体,过程：,8,步,柠檬酸合酶,乙酰,CoA+,草酰乙酸,柠檬酸（,6C,）,柠檬酸合酶是关键酶、反应不可逆,反应：柠檬酸的生成,顺乌头酸酶 顺乌头酸酶,柠檬酸 顺乌头酸 异柠檬酸（,6C,）,反应,2,：异柠檬酸的生成,异柠檬酸脱氢酶,异柠檬酸,-,酮戊二酸,（,5C,）,+CO,2,NAD,+,NADH(H,+,),反应,3,：异柠檬酸氧化脱羧,异柠檬酸脱氢酶是限速酶、不可逆、,脱氢生成,NADH,（,H,+,）、脱羧,-,酮戊二酸,脱氢酶复合体,-,酮戊二酸,+,辅酶,A,琥珀酰辅酶,A+CO,2,NAD,+,NADH(H,+,),FAD,琥珀酰辅酶,A,反应,4,：,-,酮戊二,酸氧化脱羧,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,是关键酶、,不可逆、,脱氢生成,NADH(H,+,),、,产物含高能硫酯键,琥珀酰,CoA,合成酶,琥珀酰辅酶,A,琥珀酸,+,辅酶,A,GDP+Pi GTP,GTP,+ADP GDP+,ATP,唯一的底物水平磷酸化,反应,5,：,琥珀酰,CoA,转变为琥珀酸,琥珀酸脱氢酶,琥珀酸,+FAD,延胡索酸,+FADH,2,反应,6,：,琥珀酸脱氢生成延胡索酸,脱氢生成,FADH,2,唯一与内膜结合的酶,延胡索酸酶,延胡索酸,+H,2,O,苹果酸,延胡索酸水合酶,反应,7,：,延胡索酸水合形成苹果酸,苹果酸脱氢酶,苹果酸 草酰乙酸,NAD,+,NADH(H,+,),反应,8,：,草酰乙酸的再生,脱氢生成,NADH,（,H,+,）,乙酰辅酶,A,草酰乙酸,（,4C,）,柠檬酸,（,6C,）,异柠檬酸,（,6C,）,-,酮戊二酸,（,5C,）,琥珀酰辅酶,A,（,4C,）,琥珀酸（,4C,）,延胡索酸（,4C,）,苹果酸（,4C,）,4,次脱氢,3,个关键酶,2,次脱羧,1,次底物水平磷酸化,柠檬酸合酶,异柠檬酸脱氢酶,-,酮戊二酸脱,氢酶复合体,三羧酸循环的过程,TAC,是产生,ATP,的主要途径,氧化磷酸化生成,ATP,：,4,次,脱氢,3,次,脱氢由,NAD,+,传递，氧化生成,2.5,3,个,ATP,；,1,次,脱氢由,FAD,传递，氧化生成,1.5,1,个,ATP,。,氧间接参与,TAC,。,底物水平磷酸化生成,ATP,：,1,次,每分子乙酰辅酶,A,氧化共生成,10,个,ATP,三羧酸循环（,TAC,）小结：,TAC,是不可逆的（单向的）,关键酶：,柠檬酸合酶,异柠檬酸脱氢酶,（限速酶）,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,TAC,的中间物质补充是必须的,TAC,循环与多种代谢联系，中间物不断消耗：,重要的回补反应：,1,、,丙酮酸脱氢酶复合体的调节,（,1,）别构调节,激活别构剂：,CoASH,、,NAD,+,、,ADP,抑制别构剂：,乙酰,CoA,、,NADH,、,ATP,、长链脂肪酸,（,2,）共价修饰,胰岛素、,Ca,2+,：去磷酸化（激活）,（二）有氧氧化的调节,2,、三羧酸循环的调节,关键限速酶的别构调节,抑制别构剂：,柠檬酸、,NADH,、,ATP,、,琥珀酰,CoA,、长链脂肪酸,激活别构剂：,ADP,、,Ca,2+,氧化磷酸化速率的调节,Pasteur,发现在供氧充足的条件下，酵母糖酵解作用受到抑制。这种有氧氧化对糖酵解的抑制作用称为,巴斯德效应,。相反，某些组织存在糖酵解抑制有氧氧化的作用，称为,反巴斯德或,Crabtree,效应,。,巴斯德效应,(Pasteur effect),1,、有氧氧化是体内供能的主要途径,（三）有氧氧化的生理意义,有氧氧化,1mol,葡萄糖,32/30mol,ATP,糖酵解,2mol,ATP,反应,辅酶,ATP,第一阶段,（胞液）,G,G-6-P,-1,F-6-P,F-1,6-P,-1,2,甘油醛,-3-,磷酸,2,1,3-,二磷酸甘油酸,NAD,+,2,2.5,或,2,1.5,2,1,3-,二磷酸甘油酸,2,甘油酸,-3-,磷酸,2,1,2,磷酸烯醇丙酮酸,2,丙酮酸,2,1,第二阶段,（线粒体）,2,丙酮酸,2,乙酰,CoA,NAD,+,2,2.5,第三阶段,（线粒体）,2,异柠檬酸,2,-,酮戊二酸,NAD,+,2,2.5,2,-,酮戊二酸,2,琥珀酰,CoA,NAD,+,2,2.5,2,琥珀酰,CoA,2,琥珀酸,2,1,2,琥珀酸,2,延胡索酸,FAD,2,1.5,2,苹果酸,2,草酰乙酸,NAD,+,2,2.5,一个葡萄糖彻底氧化净生成,32,（或,30,）个,ATP,有氧氧化的能量计算,2,、,TAC,是糖、脂肪、蛋白质的最终代谢通路,3,、,TAC,是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽,甘油三酯,脂肪酸、甘油,糖原,葡萄糖,酮体,乙酰辅酶,A,胆固醇、脂肪酸,TAC,蛋白质,氨基酸,乙酰辅酶,A,的来源和去路,4,、,TAC,提供生物合成的前体,p100,三、磷酸戊糖途径,磷酸戊糖途径,（,pentose phosphate pathway,）,又称,葡糖酸磷酸支路，是葡萄糖分解代谢的支路，,生成具有生理功能的,磷酸核糖和,NADPH+H,+,。,(,一,),磷酸戊糖途径的反应过程,细胞定位：,胞液,分为,2,个阶段：,1.,脱氢氧化反应生成磷酸戊糖和,NADPH+H,+,葡糖,-6-,磷酸,葡糖,-6-,磷酸脱氢酶,（,G6PD,）（限速酶）,内酯酶,葡糖酸,-6-,磷酸,葡糖酸,-6-,磷酸,脱氢酶,核酮糖,-,-,磷酸,异构酶,差向异构酶,转酮醇酶,转醛醇酶,转酮醇酶,（,5C,）,差向异构酶,2.,基团转移反应,核酮糖,-,-,磷酸,核糖,-,-,磷酸,（,5C,）,（,5C,）,（,C,）,（,C,）,木酮糖,-,-,磷酸,木酮糖,-,-,磷酸,景天糖,-,-,磷酸,（,C,）,赤藓糖,-,-,磷酸,甘油醛,-,-,磷酸,果糖,-,-,磷酸,甘油醛,-,-,磷酸,（,5C,）,（,2+2,）,（,C,）,果糖,-,-,磷酸,（,C,）,果糖,-,-,磷酸,葡糖,-,-,磷酸,5,葡糖,-,-,磷酸,p102,葡糖,-6-P+12NADP,+,+7H,2,O,6CO,2,+,（,12NADPH+12H,+,）,+H,PO,磷酸戊糖途径小结：,1,、,1,分子葡糖,-6-,磷酸经磷酸戊糖途径氧化,需分子,G-6-P,伴行,2,、,葡糖,-6-,磷酸脱氢酶（,G6PD,）,是限速酶，,NADPH+H,+,强烈抑制其活性,1.,为核酸的生物合成提供核糖,损伤后修复再生的组织、更新旺盛的组织,生成途径：氧化反应或基团转移（如肌肉）,2.,提供还原型辅酶,II(NADPH+H,+,),（,1,）参加,胆固醇、脂肪酸和类固醇激素,的合成。,（,2,）是加,单氧酶体系,（羟化反应）的成分，,参与激素、药物和毒物的,生物转化,。,（二）磷酸戊糖途径的生理意义,（,3,）维持谷胱甘肽（,GSH,）的还原状态，,保护含巯基的蛋白质或酶免受氧化。,葡糖,-6-,磷酸脱氢酶（,G6PD,）缺陷病（蚕豆病）：,红细胞,GSH,不足，脆性增加，造成溶血性贫血。,2GSH,还原型谷胱甘肽,GSSG,氧化型谷胱甘肽,谷胱甘肽还原酶,A,（,-S-S-,）,AH,2,（,-SH,）,NADPH,NADP,+,四、糖醛酸途径,糖醛酸途径是葡萄糖氧化分解的一条途径，,主要在肝进行。,G-6-P,UDPG,UDPGA,（尿苷二磷酸葡糖）,（尿苷二磷酸葡糖酸）,木酮糖,-5-,磷酸,磷酸戊糖途径,生理意义：生成,UDPGA,*,是硫酸软骨素、肝素、透明质酸等蛋白聚糖的重要成分,*,是生物转化的重要结合剂,分布：,肝 脏：,肝糖原，,100g,，维持空腹血糖浓度恒定，,812h,骨骼肌：,肌糖原，,300g,，为肌肉供能,肾：,肾糖原，少量，调节酸碱平衡,第三节 糖原的合成与分解,糖原（,glycogen,）是由,葡萄糖单位,以,-1,4-,糖苷键（直链）和,-1,6-,糖苷键（分支）形成的,聚合物,，是糖的贮存形式。,糖原分子有一个还原端、多个非还原端，,糖原合成与分解均由,非还原端,开始。,非还原端,非还原端,定 义,体内由葡萄糖合成糖原的过程。,定 位,胞液,供 能,ATP,、,UTP,过 程,4,步反应的循环,糖原的合成与分解实际是糖原分子变大与变小的过程,一、糖原的合成,（一）葡萄糖磷酸化,己糖激酶或葡萄糖激酶（肝）,G,G-6-P,ATP,ADP,Mg,2+,（二）葡糖,-1-,磷酸的生成,（三）尿苷二磷酸葡糖（,UDPG,）的生成,（四）糖原的合成,磷酸葡糖变位酶,G-6-P,G-1-P,UDPG,焦磷酸化酶,G-1-P +,UTP,UDPG +ppi,糖原合酶（限速酶）,糖原“引物”（,G,n,）,+,UDPG G,n+1,+UDP,相当于每增加一分子葡萄糖，需消耗,2,分子,ATP,糖原合成的限,速酶：,糖原合酶,UDPG,：,是,“活性葡萄糖”，在体内作为葡萄糖供体。,当糖链增至,11,个,G,时，,分支酶,将末端糖链,(6,个葡萄糖单位）转移到邻近的糖链上，以,-1,，,6-,糖苷键,相连形成分支。,意义,：,水溶性,；非还原端,分支的形成,糖原,(G,n,)+Pi,糖原,(G,n-1,)+G-1-P,二、糖原的分解,定 义,肝糖原降解为葡萄糖以补充血糖的过程。,定 位,胞液,过 程,糖原磷酸化酶（限速酶）,（一）葡萄糖基生成葡糖,-1-,磷酸,糖原分解的限速酶：,糖原磷酸化酶,当距分支点,4,个葡萄糖残基时，由,脱支酶,（,双功能酶：转移酶,+,糖苷酶,）作用,。,（二）葡糖,-1-,磷酸转变为葡糖,-6-,磷酸,磷酸葡糖变位酶,葡糖,-1-,磷酸 葡糖,-6-,磷酸,（三）葡糖,-6-,磷酸转变为葡萄糖,葡糖,-6-,磷酸酶（肝、肾）,葡糖,-6-,磷酸 葡萄糖,H,2,O,Pi,肌肉无葡糖,-6-,磷酸酶,，肌,糖原,不能补充血糖。,UTP,PPi,UDP,（,a,）己糖,(,葡萄糖,),激酶（,b,）磷酸糖变位酶（,c,）,UDPG,焦磷酸化酶（,d,）糖原合酶 （,e,）分支酶 （,f,）磷酸化酶 （,g,）脱支酶（,h,）葡糖,-6-,磷酸酶（肝）,糖原,n,Pi,G,n,G-6-P,G,Pi,ATP,ADP,（,a,）,（,h,）,（,b,）,（,c,）,（,d,、,e,）,（,f,、,g,）,UDPG,G-1-P,G,n+1,生理性调节,胰岛素：,（,+,）合成，（,-,）分解,胰高血糖素：,（,+,）分解，（,-,）合成,应激状态调节,肾上腺素：,（,+,）分解，（,-,）合成,肝糖原,主要受胰高血糖素调节,肌糖原,主要受肾上腺素调节,三、糖原合成与分解的调节,限速酶,是,糖原合酶和磷酸化酶,活 性 型：,糖原合酶,a,、磷酸化酶,a,无活性型：,糖原合酶,b,、磷酸化酶,b,糖原合酶和磷酸化酶都有共价修饰（主要）和别构调节,（一）共价修饰,(,磷酸化与去磷酸化,),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,ATP,cAMP,糖原合酶,a,（有活性）,糖原合酶,b,（无活性）,PKA,(,无活性,),PKA,(,有活性,),磷酸化酶,b,（无活性）,磷酸化酶,a-P,（有活性）,磷酸化酶,b,激酶,（无活性）,磷酸化酶,b,激酶,-P,（有活性）,Pi,Pi,磷蛋白磷,酸酶,-1,G-,蛋白,Pi,磷蛋白磷酸,酶抑制剂,（无活性）,磷蛋白磷酸,酶抑制剂,（有活性）,ATP,、,G,：,磷酸化酶,的抑制别构剂，,(-),糖原分解,AMP,：,磷酸化酶,的激活别构剂，,(+),糖原分解,G-6-P,、,ATP,：,糖原合酶,的激活,别,构剂，,(+),糖原,合成,（二）别构调节,基本是糖酵解的逆过程，三步不可逆反应，,由另外,四种酶,（,糖异生的关键酶,）催化完成。,第四节 糖异生,定 义,非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）,转变为葡萄糖或糖原的过程称为,糖异生,。,部 位,肝脏（主要）肾脏（次要，饥饿时加强）,一、糖异生的途径及其调节,糖酵解的酶,糖异生的酶,己糖激酶（,HK,）,葡糖,-6-,磷酸酶,磷酸果糖激酶,-1,（,PFK-1,）,果糖,-1,，,6-,二磷酸酶,丙酮酸激酶（,PK,）,丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇丙酮酸羧激酶,糖酵解和糖异生之间相对应的酶,丙酮酸羧化酶,（生物素）,磷酸烯醇,丙酮酸羧激酶,（线粒体）,（胞液）,苹果酸穿梭作用出线粒体,（一）丙酮酸羧化支路,由,2,步组成,反应,消耗,2ATP,葡糖,-6-,磷酸酶（肝、肾）,G-6-P+H,2,O G+Pi,果糖,-1,6-,二磷酸酶,F-1,6-P+H,2,O F-6-P+Pi,（二）果糖,-1,6-,二磷酸转变为果糖,-6-,磷酸,（三）果糖,-6-,磷酸水解为葡萄糖,关键酶：,丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶、,果糖,-1,6-,二磷酸酶、葡糖,-6-,磷酸酶,1,、别构剂的调节,（,1,）,ATP,、柠檬酸,促进糖异生作用,*,果糖,-1,6-,二磷酸酶的激活别构剂,*,磷酸果糖激酶,-1,的抑制别构剂,（四）糖异生的调节,（,2,）,ADP,、,AMP,、,F-2,6-P,抑制糖异生作用,*,果糖,-1,6-,二磷酸酶的抑制别构剂,*磷酸果糖激酶,-1,的激活别构剂,ATP/AMP,是重要的调节因素,（,3,）,乙酰,CoA,促进,糖异生作用,乙酰,CoA,是丙酮酸羧化酶的激活,别构,剂，,又能反馈抑制丙酮酸脱氢酶复合体的活性。,见于饥饿状态下脂肪大量分解产生乙酰,CoA,2,、激素调节,（,1,）糖皮质激素,诱导肝合成,4,个关键酶，,促进组织蛋白分解,，促进糖异生。,（,2,）肾上腺素、胰高血糖素,诱导,磷酸烯醇丙酮酸羧激酶和果糖,-1,6-,二磷酸酶,的合成，促进脂肪分解，促进糖异生，升血糖。,（,3,）胰岛素,抑制糖异生关键酶合成，抑制糖异生，降血糖。,二、,糖异生的生理意义,（一）饥饿情况下维持血糖浓度恒定,肝糖原,812,小时；生糖,aa,、甘油经糖异生可维持,脑、红细胞、骨髓、神经功能。,（二）回收乳酸能量，补充肝糖原,利于乳酸的再利用及糖原更新,避免酸中毒。,（三）调节酸碱平衡,促进肾小管泌氨（,aa,代谢），利于排,H,+,保,Na,；,可防止乳酸堆积引起代谢性酸中毒。,骨骼肌,血液,肝 脏,肌糖原,葡糖,-6-,磷酸,肌乳酸,糖酵解,葡萄糖,肝糖原,葡糖,-6-,磷酸,丙酮酸,乳酸,糖异生,血糖,血乳酸,乳酸循环（,Cori,循环）,一、血糖浓度的调节,第五节 糖代谢紊乱,（一）神经系统水平的调节,属于整体调节（分泌促激素或激素）,（二）激素水平的调节,升高血糖激素、降血糖激素,（三）器官水平的调节,肝脏（糖原的合成与分解、糖异生）,（四）底物（产物）水平的调节,正,/,负反馈调节、变构效应,血 糖（,blood sugar),血液中的葡萄糖称为血糖。是糖的运输形式。,正常人空腹血糖：,葡萄糖氧化酶法：,3.89-6.11 mmol/L,（,70-110 mg/dl,）,Folin-,吴宪法：,4.44-6.67mmol/L,（,80-120 mg/dl,）,三、血糖的来源和去路,食物中的糖,消化吸收,肝糖原,分解,非糖物质,乳酸,甘油,生糖,aa,糖异生,（肝）,其他己糖,转变,血糖,3.89-6.11,mmol/L,(70110,mg/dl),氧化分解,无氧,乳酸,+,ATP,（少）,有氧,CO,2,+H,2,O,+ATP,（多）,某些,情况,磷酸核糖,+,NADPH,合成,肝、肌、肾糖原,脂肪、非必需,aa,、其他糖,转变,8.88-10mmol/L,（肾糖阈）,糖尿,血糖的来源和去路维持动态平衡,激素水平的调节,升血糖激素：,肾上腺素、糖皮质激素,胰高血糖素、生长素,降血糖激素：,胰岛素,正常人食糖后血糖浓度仅暂时升高，经体内调节,血糖机制的作用，约,2,小时内即可恢复到正常水,平的现象称为,耐糖现象,。,葡萄糖耐量：,机体处理摄入葡萄糖的能力。,二、耐糖现象,临床葡萄糖耐量试验（,GTT,）糖耐量曲线：,清晨空腹测血糖,一次进食,100g,葡萄糖,0.5h,、,1h,、,2h,、,3h,分别测血糖（血糖,浓度,-,时间曲线）,正常人：,空腹正常,1h,达高峰,8.88mmol/L,2h,正常,胰岛素依赖型糖尿病患者：,空腹较正常高,食糖后升高明显（可超过,肾糖阈,），,2h,不能恢复正常水平,肾上腺皮质功能低下的阿狄森病患者,:,空腹较正常低，食糖后升高不明显，短时间恢复低糖水平,三、低血糖,空腹血糖水平低于,3.30mmol/L,（,60mg/dl,）,常见原因：,*饥饿,*胰岛功能障碍,*严重肝脏疾病（肝癌）,*,内分泌机能异常（垂体或肾上腺机能低下）,*空腹饮酒,影响,脑功能障碍：头晕、心悸、出冷汗等症状,四、高血糖及糖尿病,空腹血糖水平高于,7.22mmol/L,（,130mg/dl,）,高于肾小管的重吸收能力，从尿中排出,尿糖,1,、高血糖性糖尿,（血糖高于,8.88mmol/L,）,生理性糖尿（一过性）,*一次摄入大量糖（饮食性糖尿）,*情绪激动，肾上腺素分泌增加（情感性糖尿）,病理性糖尿,*糖尿病,2,、肾性糖尿,肾脏疾病（慢性肾炎），,肾糖阈值降低,第四章 糖代谢 作业（二）,1,、糖的有氧氧化分为哪,3,个阶段，细胞定位如何？,2,、丙酮酸脱氢酶复合体的组成？,3,、三羧酸循环的反应过程（标出,4,次脱氢反应、,3,个,关键酶、,2,次脱羧和,1,次底物水平磷酸化的反应）。,4,、三羧酸循环和有氧氧化的能量计算。,5,、乙酰,CoA,的来源和去路。,6,、磷酸戊糖途径的细胞定位、限速酶及生理意义。,7,、遗传性,G6PD,缺陷患什么病？,8,、糖醛酸途径的主要生理意义是生成了什么？,9,、糖原分布在（）、（）、（）组织，其合成,和分解都是由（）端开始。,10,、糖原合成的细胞定位、能量供应及限速酶。,11,、,UDPG,又称为（），是体内（）的供体。,12,、糖原分解的细胞定位、限速酶。,13,、肌肉中无（）酶，故肌糖原不能补充血糖。,14,、糖异生的定义、组织定位及关键酶。,15,、以乳酸、丙氨酸和甘油为原料进行糖异生的过程,（写在一起）。,16,、升血糖的激素和降血糖的激素有哪些？,