生化】糖代谢(48学时).ppt

1、目的要求目的要求:1 1、掌握掌握：血糖概念、空腹：血糖概念、空腹血糖血糖值以及血糖的值以及血糖的 来源与去路；糖酵解、有氧氧化途来源与去路；糖酵解、有氧氧化途 径主要过程的特点及生理意义；径主要过程的特点及生理意义；2 2、熟悉熟悉：磷酸戊糖途径、糖原合成与分解、磷酸戊糖途径、糖原合成与分解、糖异生的生理意义以及血糖的调节糖异生的生理意义以及血糖的调节 机制；机制；3、了解了解：糖代谢紊乱与糖耐量实验。：糖代谢紊乱与糖耐量实验。第一节第一节 概概 述述、供能物质；、供能物质；、结构成分之一。、结构成分之一。一、糖的功能一、糖的功能二、糖的消化二、糖的消化 消化部位：口腔、小肠；消化部位：口腔

2、、小肠；消化酶：消化酶：-淀粉酶、淀粉酶、-糊精酶、麦芽糖酶。糊精酶、麦芽糖酶。三、单糖的吸收与三、单糖的吸收与转运转运 单纯扩散作用；单纯扩散作用；主动转动吸收主动转动吸收，耗，耗ATP。1 1、部位、部位：小肠上段小肠上段肠黏膜上皮细胞肠黏膜上皮细胞；2 2、方式、方式：结论：各种单糖的吸收率不同结论：各种单糖的吸收率不同Na+GNa+K+K+ATPADP+Pi葡萄糖葡萄糖Na+葡萄糖葡萄糖Na+葡萄糖葡萄糖小肠黏膜上皮细胞小肠黏膜上皮细胞顶端膜顶端膜小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的继发性主动转运过程小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的继发性主动转运过程GLUT2钠泵钠泵ADP+Pi ATP 葡萄糖葡

3、萄糖 Na+K+钠泵钠泵小肠粘膜上皮细胞小肠粘膜上皮细胞 肠腔肠腔 小肠壁毛细血管小肠壁毛细血管吸收过程吸收过程Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter)顶端膜顶端膜 基侧膜基侧膜 GLUT2糖类物质 单糖口腔、小肠消化门静脉肝脏单糖在肝脏中进行代谢肝静脉血液循环单糖在肝外组织进行代谢单糖吸收后的去向(血糖血糖)四、糖代谢一览四、糖代谢一览 细胞内的各种代谢途径相互联系，密不可分，细胞内的各种代谢途径相互联系，密不可分，形成机体内的代谢网络。形成机体内的代谢网络。细胞内所进行的代谢细胞内所进行的代谢,是由众多化学反应共同完成

4、；是由众多化学反应共同完成；一种物质可由一组连续的酶促反应所构成的一个一种物质可由一组连续的酶促反应所构成的一个代谢途径转化为其他物质，并产生生理效应；代谢途径转化为其他物质，并产生生理效应；分类分类代谢途径代谢途径反应物反应物产物产物主要生理意义主要生理意义消化吸收消化吸收食物糖食物糖单糖单糖消化消化吸收吸收分解代谢分解代谢糖酵解糖酵解葡萄糖葡萄糖乳酸、乳酸、ATP无氧无氧供能供能,提供提供合成合成原料原料有氧氧化有氧氧化葡萄糖葡萄糖CO2、H2O、ATP有氧有氧供能供能,提供提供合成合成原料原料磷酸戊糖磷酸戊糖葡萄糖葡萄糖5-磷酸核糖、磷酸核糖、NADPH提供提供合成合成原料原料,生物转化

5、生物转化糖醛酸糖醛酸葡萄糖葡萄糖UDP-葡糖醛酸葡糖醛酸提供提供合成合成原料原料,生物转化生物转化糖原分解糖原分解糖原糖原葡萄糖葡萄糖分解供能分解供能,维持血糖浓度维持血糖浓度合成代谢合成代谢糖原合成糖原合成葡萄糖葡萄糖糖原糖原营养储存营养储存,维持血糖浓度维持血糖浓度糖异生糖异生乳酸等乳酸等葡萄糖葡萄糖营养转化营养转化,维持血糖浓度维持血糖浓度糖代谢各途径一览表糖代谢各途径一览表第二节第二节 葡萄糖分解代谢葡萄糖分解代谢四条途径四条途径糖酵解糖酵解途径途径有氧氧化有氧氧化途径途径磷酸戊糖磷酸戊糖途径途径糖醛酸糖醛酸途径途径一、糖酵解一、糖酵解(glycolysis)途径途径 在供氧不足时在供

6、氧不足时,葡萄糖葡萄糖在细胞质中经过连在细胞质中经过连续多步的酶促反应续多步的酶促反应,最后生成最后生成L-L-乳酸乳酸并释放部分并释放部分能量能量推动合成推动合成ATP的过程。的过程。（二）总反应式：（二）总反应式：葡萄糖葡萄糖 +2ADP+2Pi 2L-乳酸乳酸 +2ATP+2H2OC6H12O6C3H6O3（一）反应部位：细胞质（一）反应部位：细胞质 由酶酶催化的催化的1111步连续反应步连续反应第一阶段第一阶段：1 1分子葡萄分子葡萄糖生成糖生成2 2分子分子丙酮酸丙酮酸;二二 个个 阶阶 段段第二阶段第二阶段：2 2分子分子丙酮酸还原丙酮酸还原成成2 2分子分子L-乳酸乳酸;（三）糖

7、酵解的反应过程（三）糖酵解的反应过程葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP 己糖激酶或葡萄糖激酶己糖激酶或葡萄糖激酶己糖激酶或葡萄糖激酶己糖激酶或葡萄糖激酶1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 1 1 1ATP ADP 2 2乳酸乳酸 糖酵解过程糖酵解过程6-6-磷酸果糖磷酸果糖 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 2 22-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2NADH+H+2NAD+细细胞胞质质2 21 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 脱氢并磷酸化脱氢并磷酸化磷酸化；耗能磷酸化；耗能再磷酸再磷酸化；耗能化

8、；耗能2 23-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2ADP 2ATP 产能产能裂解裂解2 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2H2O2 2丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶 2ATP2ADP产能能还原原催化糖酵解的酶类反应反应酶酶辅助因素辅助因素反应反应酶酶辅助因素辅助因素己糖激酶或己糖激酶或己糖激酶或己糖激酶或葡萄糖激酶葡萄糖激酶葡萄糖激酶葡萄糖激酶ATPMg2+磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶ADPMg2+磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 1 1 1ATPMg2+烯醇化酶烯醇化酶Mg2+醛缩酶醛缩酶丙酮

9、酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶K+Mg2+ADP磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶NADH3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛脱氢酶脱氢酶NAD+H3PO4限速酶限速酶/关键酶关键酶1 1、催化不可逆反应；、催化不可逆反应；2 2、活性、活性受激素或代谢物的调节；受激素或代谢物的调节；4 4、常催化常催化整条代谢途径中前几个步骤中的某一整条代谢途径中前几个步骤中的某一 个反应或代谢分支后第一步反应；个反应或代谢分支后第一步反应；5 5、活性改变可影响整个代谢途径的速度和方向、活性改变可影响整个代谢途径的速度和方向。特点特点:3 3、活性低：、活性低：催化的反应在整条代谢途径中是速催

10、化的反应在整条代谢途径中是速 度最慢的；度最慢的；葡萄糖葡萄糖6-P-葡萄糖葡萄糖6-P-果糖果糖1,6-2P-果糖果糖ATP ADP ATPADP2 2 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 2 2 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2 2 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2 2 丙酮酸丙酮酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2NAD+2NADH+H+2ADP 2ATP 2ADP 2ATP2 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NAD+2 2 乳酸乳酸 E1:己糖激酶或葡萄糖激酶己糖激酶或葡萄糖激酶 E2:磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 1 E3:丙酮酸激酶丙

11、酮酸激酶 糖糖酵酵解解途途径径 在在无氧无氧条件下的条件下的细胞质细胞质中进行，共消中进行，共消耗耗2 2ATP,产产生生4 4ATP，即即净生成净生成2 2ATP，终产物终产物是是乳酸乳酸。NADH+H+（四）糖酵解生理意义（四）糖酵解生理意义1 1、是机体在相对缺氧时补充能量的一种、是机体在相对缺氧时补充能量的一种 有效方式；有效方式；4 4、是糖异生的大部分逆反应过程；、是糖异生的大部分逆反应过程；、部分中间产物可作为其它物质的合成原料；、部分中间产物可作为其它物质的合成原料；2 2、是某些组织获取能量的重要途径；、是某些组织获取能量的重要途径；5 5、是生物体内普遍存在的葡萄糖降解途径

12、，、是生物体内普遍存在的葡萄糖降解途径，也是有氧氧化的前过程也是有氧氧化的前过程。糖糖有氧氧化有氧氧化与与糖酵解糖酵解关系关系细胞质细胞质线粒体线粒体葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸(糖酵解糖酵解)葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖糖有氧氧化有氧氧化）丙酮酸丙酮酸（五）糖酵解的调节机制（五）糖酵解的调节机制E1:己糖激酶或葡萄糖激酶己糖激酶或葡萄糖激酶 E2:磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 关键酶活性的调节:(六六)糖酵解糖酵解异常现象异常现象 在某些病理情况下，组织细胞可以利用糖酵在某些病理情况下，组织细胞可以利用糖酵 解来获取能量，因缺氧而酵解过度

13、，造成乳酸堆解来获取能量，因缺氧而酵解过度，造成乳酸堆 积太多，可发生代谢性酸中毒。积太多，可发生代谢性酸中毒。（七）多元醇途径（七）多元醇途径二、有氧氧化途径二、有氧氧化途径（aerobic oxidation）在供氧充足时，葡萄糖在细胞质中分解生在供氧充足时，葡萄糖在细胞质中分解生成的成的丙酮酸丙酮酸进入线粒体，彻底氧化成进入线粒体，彻底氧化成CO2和和H2O，并释放大量能量推动合成，并释放大量能量推动合成ATP的过程。的过程。(二二)总反应式：总反应式：实质：实质：丙酮酸的氧化丙酮酸的氧化(一一)反应部位：细胞质反应部位：细胞质+线粒体线粒体 6O2葡萄糖葡萄糖 +3030 3232（A

14、DP+Pi）6 6CO2+3636 3838 H2O+3030 3232ATPC6H12O6（三）反应过程（三）反应过程NADH+H+H2O O ATP ADP 呼吸链呼吸链 分为三个阶段：分为三个阶段：葡萄葡萄糖糖丙酮酸丙酮酸；丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA；三羧酸循环三羧酸循环与与氧化磷酸化氧化磷酸化。22H242H22H FADH2三羧酸三羧酸循环循环 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 细胞质细胞质 线粒体线粒体 丙酮酸丙酮酸 CO2糖有氧氧化概况糖有氧氧化概况葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循环三羧酸循环有氧氧化有氧氧化乳酸

15、乳酸糖酵解糖酵解细细胞胞质质线粒体膜线线粒粒体体基基质质葡萄糖葡萄糖6-P-葡萄糖葡萄糖6-P-果糖果糖1,6-2P-果糖果糖ATP ADP ATPADP2 2 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 2 2 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2 2 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2 2 丙酮酸丙酮酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2NAD+2NADH+H+2ADP 2ATP 2ADP 2ATP2 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3线粒体呼吸链线粒体呼吸链、葡萄糖、葡萄糖丙酮酸丙酮酸（细胞质（细胞质）转运途径转运途径、丙酮酸、丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A（线

16、粒体）（线粒体）NAD+NADH+H+乙酰乙酰CoA+CoA-SH辅酶辅酶A+CO2丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体多酶复合体：多酶复合体：由几种代谢上相互联系而功能不同的酶构成，有二由几种代谢上相互联系而功能不同的酶构成，有二种或以上的活性中心，各活性中心催化的反应构成连续种或以上的活性中心，各活性中心催化的反应构成连续反应，前一活性中心的产物作为底物直接转入后一活性反应，前一活性中心的产物作为底物直接转入后一活性中心，不会脱离酶蛋白；其中的每一个酶都有其特定的中心，不会脱离酶蛋白；其中的每一个酶都有其特定的催化功能及发挥催化活性所必需的辅助因子。催化功能及发挥催化活性所必需的辅助因子。丙酮酸丙酮酸HE3-FADE3-FADH2丙酮酸氧化脱羧反应丙酮酸氧化脱羧反应TPP-E1CO2TPPHSCoANAD+NADH+H+丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶Mg2+二氢硫辛酸二氢硫辛酸胺脱氢酶胺脱氢酶 丙酮酸丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰乙酰CoA+CO2+NADH+H+B1B2PP泛酸泛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸胺硫辛酸胺乙酰转移酶乙酰转移酶E2E2CH3COSCoAE2 3 3、三羧酸循环、三