生物化學教案4

1、,第4章,糖類代謝carbonhydrate metabelism,糖在動物體內(nèi)的一般概況 糖的分解供能 磷酸戊糖途徑 葡萄糖異生途徑 糖原 糖代謝各途徑之間的關(guān)系,本章主要內(nèi)容,一、糖的生理功能 1、能源 2、機體重要的碳源 3、細胞或組織的重要組成成分 4、糖的磷酸衍生物可以形成許多重要的生物活性物質(zhì)如NA

2、D+,FAD,ATP等,第一節(jié) 糖在動物體內(nèi)的一般概況,血液中的葡萄糖。 正常情況下，血糖濃度比較恒定，維持在一定范圍內(nèi)，主要受激素調(diào)控。 當來源＞去路，高血糖 糖尿 當來源＜去路，低血糖,血糖（blood sugar）,第二節(jié) 糖的分解供能,概述一、糖酵解二、丙酮酸形成乙酰輔酶A三、檸檬酸循環(huán)四、葡萄糖完成氧化產(chǎn)生的ATP,一、教學目的 掌握糖酵解途徑的基本過程和糖酵解途徑的幾種關(guān)鍵酶及相

3、關(guān)知識；學會計算糖酵解過程中ATP產(chǎn)生和消耗量；了解糖酵解的生理意義。掌握檸檬酸循環(huán)途徑的主要步驟、關(guān)鍵酶及相關(guān)概念；了解丙酮酸形成乙酰輔酶A的基本過程，掌握丙酮酸脫氫酶復合體的組成及基本概念；了解檸檬酸循環(huán)的生理意義及調(diào)控；掌握檸檬酸循環(huán)的主要特點；掌握葡萄糖完全氧化釋放ATP數(shù)的相關(guān)計算。。,二、重點、難點:1.糖酵解途徑的基本過程2.檸檬酸循環(huán)途徑的主要步驟、關(guān)鍵酶及相關(guān)概念。3.葡萄糖完全氧化釋放ATP數(shù)的相關(guān)計算。,,

4、葡萄糖在體內(nèi)主要是分解供能，這個過程需要經(jīng)過幾十步化學反應(yīng)才完成，最終使含有6個碳的葡萄糖分解為3個二氧化碳和水，同時釋放出大量的能量來供機體使用。葡萄糖（6碳單位） 2個3碳單位 CO2 2 個2碳單位 三羧酸循環(huán) CO 2 ATP CO2,,,,,,,,一、糖酵解（糖的無氧氧化）,(一)、糖酵解的反應(yīng)過程糖酵解(glycolys

5、is)的定義在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為糖酵解。* 糖酵解的反應(yīng)部位：胞漿* 糖酵解分為兩個階段第一階段 由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolytic pathway)。 第二階段 由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。,（一）葡萄糖分解成丙酮酸,⑴ 葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖,己糖激酶 葡萄糖      

6、60;                    6-磷酸葡萄糖 ATP  Mg2+   ADP,,,,1.葡萄糖磷酸化成為6-磷酸葡萄糖： 葡萄糖進入細胞后首先的反應(yīng)是磷酸化。磷酸化后葡萄糖即不能自

7、由通過細胞膜而逸出細胞。催化此反應(yīng)的是己糖激酶(hexokinase)。并需要Mg2+。這個反應(yīng)基本上是不可逆的。哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有四種己糖激酶同工酶，分別稱為I至Ⅳ型。肝細胞中存在的是Ⅳ型，也稱為葡萄糖激酶。它對葡萄糖的親和力很低，Km值為10mmol／L左右，而其他己糖激酶的Km值在0．1mmol／L左右它的特點是： ①對葡萄糖的親和力很低 ②受激素調(diào)控。,⑵ 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖

8、 磷酸己糖異構(gòu)酶6—磷酸葡萄糖                    6-磷酸果糖 6—磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖:  這是醛糖與酮糖間的異構(gòu)反應(yīng)，需要Mg2+參與的可逆反應(yīng)。,,⑶

9、6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖激酶-16-磷酸果糖                      1，6，雙磷酸果糖 ATP

10、 Mg2+   ADP 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?，6，雙磷酸果糖:  這是第二個磷酸化反應(yīng)，需ATP和Mg2+參與，是不可逆的反應(yīng)。,,,,⑷ 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 醛縮酶1，6，雙磷酸果糖          

11、60;      磷酸二羥丙酮 + 3-磷酸甘油醛   磷酸己糖裂解成2個磷酸丙糖:，由醛縮酶催化，最終產(chǎn)生：2個丙糖，即磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛，此步反應(yīng)可逆。,,⑸ 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化 磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸二羥丙酮       

12、;           3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮是同分異構(gòu)體. 上述的五步反應(yīng)為糖酵解途徑中的耗能階段，1分子葡萄糖的代謝消耗了2分子  ATP，產(chǎn)生了2分子3-磷酸甘油醛。,,⑹ 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛  

13、;                     1，3-二磷酸甘油酸               NAD+&

14、#160;  Pi  NADH+H+ 3-磷酸甘油醛氧化為1，3-二磷酸甘油酸: 3-磷酸甘油醛的醛基氧化脫氫成羧基即與磷酸形成混合酸酐。該酸酐含一高能磷酸鍵。,,,,⑺ 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶1，3-二磷酸甘油酸        

15、0;            3 -磷酸甘油酸 ADP  Mg2+   ATP 底物分子內(nèi)部能量重新分布，釋放高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為底物水平磷酸化。,,,,⑻ 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

16、 磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘油酸                    2-磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸: 反應(yīng)是可逆的,,⑼ 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?

17、 烯醇化酶2—磷酸甘油酸             磷酸烯醇式丙酮酸 +H2O 2—磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸:  反應(yīng)可引起分子內(nèi)部的電子重排和能量重新分布，形成了一個高能磷酸鍵。,,⑽ 磷酸烯

18、醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸， 并通過底物水平磷酸化生成ATP 丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸                      丙酮酸

19、 ADP     ATP 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成ATP和丙酮酸:  反應(yīng)最初生成烯醇式丙酮酸，但烯醇式迅即非酶促轉(zhuǎn)變?yōu)橥?。反?yīng)是不可逆的。這是糖酵解途徑中第二次底物水平磷酸化。,,,,（二）丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸 乳酸脫氫酶丙酮酸+NADH+H+  

20、;                          乳酸+NAD+反應(yīng)中的NADH+H+ 來自于上述第6步反應(yīng)中的 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng),,二、糖酵解的調(diào)節(jié)  &#

21、160; 己糖激酶（葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶是糖酵解途徑3個調(diào)節(jié)點，分別受變構(gòu)效應(yīng)劑和激素的調(diào)節(jié)。,,,,,,,,目 錄,糖酵解的代謝途徑,E2,E1,E3,,,,,,,,目 錄,糖酵解小結(jié),⑴ 反應(yīng)部位：胞漿 ⑵ 糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程 ⑶ 反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng),,,,,,,,目 錄,二、糖酵解的調(diào)節(jié),關(guān)鍵酶,調(diào)節(jié)方式,,（二）糖酵解的生理意義1. 是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方

22、式。2. 是某些細胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。① 無線粒體的細胞，如：紅細胞 ② 代謝活躍的細胞，如：白細胞、骨髓細胞,,,,,,,,目 錄,有氧氧化的反應(yīng)過程,第一階段：酵解途徑,第二階段：丙酮酸的氧化脫羧,第三階段：三羧酸循環(huán),G（Gn）,第四階段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,,,,,,,H2O,[O],,ATP,ADP,TAC循環(huán),胞液,線粒體,,,,,,,,目 錄,二、丙酮酸的氧化脫羧,丙酮酸進入線粒體，

23、氧化脫羧為乙酰CoA (acetyl CoA)。,總反應(yīng)式:,,,,,,,,目 錄,丙酮酸脫氫酶復合體的組成,酶 E1：丙酮酸脫氫酶 E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶,,,,,,,CO2,,CoASH,,NAD+,NADH+H+,5. NADH+H+的生成,1. ?-羥乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4. 硫辛酰胺的生成,,,,,,目 錄,,,,,,,,目 錄,三羧酸循環(huán)(Tr

24、icarboxylic acid Cycle, TAC)也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因為循環(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反應(yīng)組成。,所有的反應(yīng)均在線粒體中進行。,三、三羧酸循環(huán),* 概述,* 反應(yīng)部位,,,,,,,,,NADH+H+,NAD+,,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,,FADH2,NADH+H+,NAD+,,

25、⑧,①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,②,,,,,,,,,,,①檸檬酸合酶,②順烏頭酸梅,③異檸檬酸脫氫酶,④α-酮戊二酸脫氫酶復合體,⑤琥珀酰CoA合成酶,⑥琥珀酸脫氫酶,⑦延胡索酸酶,⑧蘋果酸脫氫酶,,,,,目 錄,小 結(jié),① 三羧酸循環(huán)的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，反復的進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復循環(huán)反應(yīng)的過程。 ② TAC過程的反應(yīng)部位是線粒體,,,,,,,,目 錄,③ 三羧酸循環(huán)的要點

26、 經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)， 消耗一分子乙酰CoA， 經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。 生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP。 關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶 α-酮戊二酸脫氫酶復合體 異檸檬酸脫氫酶,④ 整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng),⑤ 三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物 三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身

27、無量的變化，不可能通過三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。,,,,,,,,目 錄,表面上看來，三羧酸循環(huán)運轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會消耗的，它可被反復利用。但是，,例如：,Ⅰ 機體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，TAC中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。,,,,,,,,目 錄,Ⅱ 機體糖供

28、不足時，可能引起TAC運轉(zhuǎn)障礙，這時蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進一步生成乙酰CoA進入TAC氧化分解。,,,,,,,,目 錄,* 所以，草酰乙酸必須不斷被更新補充。,草酰乙酸,其來源如下：,三羧酸循環(huán)的生理意義 是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑； 是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐； 為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體； 為呼吸鏈提供H+ + e。,,,,,,,,目 錄,H+ + e 進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時ADP偶

29、聯(lián)磷酸化生成ATP。,四、有氧氧化生成的ATP,,,,,,,,目 錄,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,此表按傳統(tǒng)方式計算ATP。目前有新的理論，在此不作詳述,,,,,,,,目 錄,有氧氧化的生理意義,糖的有氧氧化是機體產(chǎn)能最主要的途徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。,,,,,,,,目 錄,有氧氧化的調(diào)節(jié)特點,⑴ 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實現(xiàn)。 ⑵ ATP/ADP

30、或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。 ⑶ 氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。 ⑷ 三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。,,,,,,,,目 錄,四、巴斯德效應(yīng),* 概念,巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。,1簡要寫出糖的酵解途徑（不必寫出結(jié)構(gòu)式）及相關(guān)酶類。2．簡要寫出檸

31、檬酸循環(huán)的反應(yīng)途徑（不必寫結(jié)構(gòu)式）及相關(guān)的關(guān)鍵酶。3．簡述檸檬酸循環(huán)的生理意義。4．一摩爾葡萄糖經(jīng)糖的有氧氧化可生成多少ATP？具體如何計算的？,習題：,第三節(jié) 磷酸戊糖途徑,一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程二、磷酸戊糖途徑的生理意義,一、教學目的、要求:掌握磷酸戊糖途徑的基本概念、反應(yīng)特點；了解磷酸戊糖途徑的相關(guān)酶類；掌握磷酸戊糖途徑的生理意義。掌握葡萄糖異生的基本概念；掌握葡萄糖異生的反應(yīng)途徑及相關(guān)重點酶；掌握乳酸循環(huán)

32、的相關(guān)知識；掌握糖異生作用的生理意義。了解糖原分子結(jié)構(gòu)的基本概況；掌握糖原的合成與分解的基本過程；掌握糖原代謝的調(diào)控及相關(guān)知識。熟悉糖的各種代謝途徑概況；熟悉糖代謝途徑的聯(lián)系及相關(guān)知識。,二、重點、難點:1.磷酸戊糖途徑的基本概念、反應(yīng)特點；磷酸戊糖途徑的生理意義。2.葡萄糖異生的基本概念；葡萄糖異生的反應(yīng)途徑及相關(guān)重點酶；乳酸循環(huán)的相關(guān)知識；掌握糖異生作用的生理意義。3．糖原的合成與分解的基本過程；糖原代謝的調(diào)控及相

33、關(guān)知識。,,,,,,,,目 錄,* 概念,磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過程。,,,,,,,,目 錄,* 細胞定位：胞 液,第一階段：氧化反應(yīng) 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2,一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程,* 反應(yīng)過程可分為二個階段,第二階段則是非氧化反應(yīng) 包括一系列基團轉(zhuǎn)移。,,,,,,,,目 錄,6-磷酸葡萄糖

34、酸,5-磷酸核酮糖,,6-磷酸葡萄糖脫氫酶,6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯,1. 磷酸戊糖生成,5-磷酸核糖,,,,,,,,目 錄,催化第一步脫氫反應(yīng)的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。 兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH + H+。 反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間產(chǎn)物。,G-6-P,,,,5-磷酸核糖,,,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,,CO

35、2,,,,,,,,,目 錄,每3分子6-磷酸葡萄糖同時參與反應(yīng)，在一系列反應(yīng)中，通過3C、4C、6C、7C等演變階段，最終生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。,3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可進入酵解途徑。因此，磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。,2. 基團轉(zhuǎn)移反應(yīng),,,,,,,,目 錄,5-磷酸核酮糖(C5) ×3,5-磷酸核糖 C5,,,,,,,,,目 錄,磷酸戊

36、糖途徑,第一階段,第二階段,,,,,,,,目 錄,總反應(yīng)式,3×6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+,,2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2,磷酸戊糖途徑的特點,⑴ 脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。 ⑵ 反應(yīng)過程中進行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。 ⑶ 反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物——5-磷酸核糖。 ⑷ 一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)，

37、只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。,二、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié),* 6-磷酸葡萄糖脫氫酶,此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性的高低決定6-磷酸葡萄糖進入磷酸戊糖途徑的流量。,此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外NADPH對該酶有強烈抑制作用。,三、磷酸戊糖途徑的生理意義,（一）為核苷酸的生成提供核糖,（二）提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng),（

38、二）提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng),1. NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體,2. NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物合成或生物轉(zhuǎn)化有關(guān),3. NADPH可維持GSH的還原性,2G-SH G-S-S-G,,,,NADP+ NADPH+H+,,,,A AH2,,,,,,第四節(jié) 葡萄躺異生作用,一、葡萄躺

39、異生作用的反應(yīng)途徑 二、葡萄躺異生作用的調(diào)節(jié) 三、葡萄躺異生作用的生理意義 四、乳酸循環(huán),,,,,,,,目 錄,糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。,* 部位,* 原料,* 概念,主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體,主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸,,,,,,,,目 錄,一、葡萄糖異生作用的反應(yīng)途徑,* 定義,* 過程,酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時，須由另外

40、的反應(yīng)和酶代替。,糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；,糖異生途徑(gluconeogenic pathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。,,,,,,,,目 錄,1. 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),丙酮酸,草酰乙酸,PEP,① 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）,② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）,,,,,目 錄,,,,,,,,目 錄,※

41、 草酰乙酸轉(zhuǎn)運出線粒體,,,,,,,,目 錄,,,,,丙酮酸,線粒體,胞液,,,,,,,,,,目 錄,葡萄糖異生途徑所需NADH+H+的來源,糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時，需要NADH+H+。,,,,,,,,目 錄,② 由氨基酸為原料進行糖異生時， NADH+H+則由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運。,,,,,,,,目 錄,

42、2. 1,6-雙磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖,,,,,,,,目 錄,非糖物質(zhì)進入糖異生的途徑,⑴ 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物,⑵ 上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原,,,,,目 錄,,,,,,,,目 錄,二、糖異生的調(diào)節(jié),在前面的三個反應(yīng)過程中，作用物的互變分別由不同酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)(substratecycle)。,,,,,,,,目 錄,三、

43、糖異生的生理意義,（一）維持血糖濃度恒定,（二）補充肝糖原,三碳途徑： 指進食后，大部分葡萄糖先在肝外細胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進入肝細胞異生為糖原的過程。,（三）調(diào)節(jié)酸堿平衡（乳酸異生為糖）,*底物循環(huán)在糖異生的反應(yīng)中，一對由不同酶催化的正逆反應(yīng)稱為底物循環(huán)。正常情況下，正逆反應(yīng)不會同時活躍，若正逆反應(yīng)以同樣速度進行，將會造成ATP的無效循環(huán)使體溫升高?，F(xiàn)在認為，底物循環(huán)可能是放大代謝信號的一種手段。,,,,,,,

44、,目 錄,四、乳酸循環(huán)(lactose cycle) ———（Cori 循環(huán)）,⑴ 循環(huán)過程,葡萄糖,,葡萄糖,,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,,乳酸,,乳酸,丙酮酸,血液,,,,,,,,目 錄,⑶ 生理意義,① 乳酸再利用，避免了乳酸的損失。,② 防止乳酸的堆積引起酸中毒。,⑵ 乳酸循環(huán)是一個耗能的過程,2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。,第五節(jié)

45、 糖 原,一、糖原的合成二、糖原的分解三、糖原合成與分解調(diào)節(jié),,,,,,,,目 錄,是動物體內(nèi)糖的儲存形式之一，是機體能迅速動用的能量儲備。,糖 原 (glycogen),糖原儲存的主要器官及其生理意義,1. 葡萄糖單元以α-1,4-糖苷 鍵形成長鏈。 2. 約10個葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。 3. 每條鏈都終止于一個非還原端.非還原端增多，以利于其被酶分解。,糖原

46、的結(jié)構(gòu)特點及其意義,,,,,目 錄,一、糖原的合成,（二）合成部位,（一）定義,糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成糖原的過程。,組織定位：主要在肝臟、肌肉 細胞定位：胞漿,1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,,,,（三）糖原合成途徑,,,,,,,,目 錄,2. 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖,這步反應(yīng)中磷酸基團轉(zhuǎn)移的意義在于：由于延長形成α-1,4-糖苷鍵，所以葡萄糖分子C1上的半

47、縮醛羥基必須活化，才利于與原來的糖原分子末端葡萄糖的游離C4羥基縮合。,半縮醛羥基與磷酸基之間形成的O-P鍵具有較高的能量。,,,,,,,,目 錄,* UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。,+,3. 1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖,1- 磷酸葡萄糖,尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ),,,,,,,,目 錄,4. α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合,,,

48、,,,,,目 錄,* 糖原n 為原有的細胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)， 作為UDPG 上葡萄糖基的接受體。,（四）糖原分枝的形成,,,,,,,目 錄,,,,,,,,目 錄,二、糖原的分解,* 定義,* 亞細胞定位：胞 漿,* 肝糖元的分解,1. 糖原的磷酸解,糖原分解 (glycogenolysis )習慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。,,,,,2. 脫枝酶的作用,①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基 ②水解?-1,6-糖苷鍵,轉(zhuǎn)

49、移酶活性,,,,,,,目 錄,,,,,,,,目 錄,3. 1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖,4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖,,,,,,,,目 錄,* 肌糖原的分解,肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放入血，提供血糖，而只能進入酵解途徑進一步代謝。 肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān)。,,,,,,,,目 錄,⑵

50、G-6-P的代謝去路,G（補充血糖）,G-6-P,F-6-P （進入酵解途徑）,G-1-P,Gn（合成糖原）,UDPG,6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯 （進入磷酸戊糖途徑）,葡萄糖醛酸 （進入葡萄糖醛酸途徑）,,,,,,,,小 結(jié),⑴ 反應(yīng)部位：胞漿,,,,,,,,目 錄,3. 糖原的合成與分解總圖,,,,,,,,目 錄,三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié),這兩種關(guān)鍵酶的重要特點： * 它們的快速調(diào)節(jié)有共價修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。 * 它們都以

51、活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。,,,,,,,,目 錄,③調(diào)節(jié)有級聯(lián)放大作用，效率高；,①兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；,②此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快；,④受激素調(diào)節(jié)。,1. 共價修飾調(diào)節(jié),,,,,,,,目 錄,磷酸化酶b激酶,糖原合酶,糖原合酶-P,,磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷蛋白磷酸酶抑制劑,,,,,,,,目 錄,2. 別構(gòu)調(diào)節(jié),磷酸化酶二種構(gòu)像——緊密型(T)和疏松型(

52、R) ，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共價修飾調(diào)節(jié)。,* 葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。,第六節(jié) 糖代謝各途徑之間的聯(lián)系,糖在動物體內(nèi)的主要代謝途徑有：糖原的合成和分解；糖酵解作用；糖有氧氧化；磷酸戊糖途徑和糖的異生等。它們中有釋放能量的分解代謝，也有消耗能量的合成代謝。這些代謝途徑的生理功能不同，但又通過共同的代謝中間產(chǎn)物互相聯(lián)系互相影響構(gòu)成一個整體（圖4-12）。,糖代謝的第一個交匯點是6-磷酸葡萄糖，它把所

53、有糖代謝途徑都溝通了，通過它葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃?，糖原也可變?yōu)槠咸烟恰８鞣N非糖生成糖時都要經(jīng)過它再轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?。在糖的分解代謝中，葡萄糖或糖原也是先轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖，然后或經(jīng)酵解途徑及有氧氧化途徑進行分解，或經(jīng)磷酸戊糖途徑進行轉(zhuǎn)化分解。,第二個交匯點是3-磷酸甘油醛，它是酵解和有氧氧化的中間產(chǎn)物。也是磷酸戊糖途徑的中間產(chǎn)物。第三個交匯點是丙酮酸，當葡萄糖或糖原分解至丙酮酸時，在無氧情況下，它接受由3-磷酸甘油醛脫下的H還原為