第二篇物质代谢.ppt

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1、第二篇 物质代谢,第二篇 物质代谢,代谢：体内 体外 物质交换 糖 肌肉收缩 脂肪 ATP 脑力活动 蛋白质 神经传导 核酸 生物合成 维生素 Ca+,Fe+,代 谢 讨 论 内 容,第四章 糖代谢,糖代谢,G（6碳） 6CO2+ 6H2O + 能量 C6H12O6,糖代谢,1. 糖 的 消化吸收 2. 糖的分解代谢 3. 糖原的合成和分解 4. 糖异生 5. 糖的其他代谢途径 6. 血糖及其调节,糖的消化吸收,1. 糖的消化 2. 糖的吸收 3. 糖的运输,糖的消化,淀粉 麦芽糖+麦芽三糖 -临界糊精+异麦芽糖 40% 25% 30% 5% -葡萄糖苷酶 -临界糊精酶 （包括麦芽糖酶） （包

2、括异麦芽酶） 葡萄糖 葡萄糖,葡萄糖(G)在肠粘膜的吸收,Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ G G G G,Na+泵,糖的运输,运输形式：血糖 空腹时：4.55.5 mmol/L 进食后：0.51hr, 有一高峰 2hr 后恢复 糖尿病指标：糖代谢不正常的后果 组织细胞有葡萄糖转运体(GLUT)，可将葡萄糖转运至细胞。,糖的分解代谢,1 糖酵解途径Glycolytic pathway 糖酵解途径的反应 糖酵解途径的调节 2 糖酵解Glycolysis 3 糖的有氧氧化Aerobic oxidation 有氧氧化反应过程 有氧氧化生成的ATP 有氧氧化的调节 巴斯德效应Pasteur ef

3、fect,糖酵解途径,发现史：研究酵母菌的发酵时发现 1.肌肉收缩生成乳酸N2 多 O2少,休息后 2.乳酸生成时糖原, 乳酸:糖原=1:2 3.需Pi,以糖的磷酸酯(已糖,丙糖)为中间物 4.与酵母发酵仅一步之差： 2(2H) 乳酸 G 2(2H) 2Pyr -2CO2 乙醛 2(2H) 乙醇,糖酵解途径,部位：胞液中 途径：人为分三段 1.磷酸己糖的生成与转变 葡萄糖磷酸化 磷酸己糖的转变 2.磷酸丙糖的生成 3.丙酮酸的生成,磷酸己糖的生成与转变,HO,OH,HO,H,H,H,OH,H,OH,ATP,ADP,Mg2+,O,己糖激酶,葡萄糖,H,OH,葡萄糖磷酸化,O,-O,H,HO,OH

4、,OH,H,H,6-磷酸葡萄糖,为磷酸基,P,P,为磷酸基,H,OH,O,-O,H,HO,OH,OH,H,H,6-磷酸葡萄糖,P,P,CH2-OH,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,6-磷酸果糖,磷酸己糖的生成与转变,6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖,为磷酸基,P,CH2-OH,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,CH2-O-,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,ATP,ADP,Mg2+ 6-磷酸果糖激酶,6-磷酸果糖,P,1,6-双磷酸果糖,

5、磷酸己糖的生成与转变,6-磷酸果糖转变为1，6-双磷酸果糖,磷酸己糖的生成与转变,关键酶：HK，GK，FPK： 耗能 磷酸化酶： 不耗能 催化二步限速反应 意义：捕获G，不再透出cell 激活G 简式：G G-6-P F-6-P F-1,6-DP,为磷酸基,P,CH2-O-,|,C=O,|,HO-C-H,|,H-C-OH,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,1,6-双磷酸果糖,CH2-O-,|,C=O,|,CH2OH,CHO,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,醛缩酶,磷酸丙糖异构酶,磷酸丙糖的生成,磷酸丙糖的生成,醛缩酶：催化可逆反应 反应倾向于己糖

6、的合成 3- -甘油醛不断移去 故反应向丙糖生成的方向进行,P,为磷酸基,CHO,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,3-磷酸甘油醛,C-O,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,|,O,P,NAD+,NADH+H+,Pi,1,3-二磷酸甘油酸,ADP,ATP,磷酸甘油酸激酶,C-O,|,|,CH2O-,P,|,H-C-OH,O,-,3-磷酸甘油酸,丙酮酸的生成,第一个ATP的生成,3-磷酸甘油 醛脱氢酶,丙酮酸的生成,3-磷酸甘油醛+NAD +Pi+ADP,3-磷酸甘油酸+NADH+H +ATP,底物水平磷酸化Substrate phosphorylation,+,+,第一个ATP的生

7、成,为磷酸基,COO,|,H-C-OH,|,CH2O-,P,P,3-磷酸甘油酸,C-O,|,H-C-O-,|,CH2OH,P,|,O,2-磷酸甘油酸,C-O,|,|,CH3,|,C=O,O,-,-,-,H2O,Mg,2+,C-O,|,|,CH2,P,|,C-O,-,磷酸烯醇型丙酮酸,O,丙酮酸,ADP,ATP,丙酮酸的生成,第二个ATP的生成,磷酸甘油 酸变位酶,烯醇化酶,丙酮酸激酶,丙酮酸的生成,关键酶：丙酮酸激酶（PyK） 特点：有氧化脱氢及分子内氧化反应 有 2步生成ATP，底物水平磷酸化 PyK催化第三个限速反应,糖酵解途径的调节,调节点：三步不可逆反应 HK，GK PFK-1 最主要

8、 PyK,糖酵解途径的调节,PFK-1的调节 PFK-1：四聚体，有别构调节和共价修饰 1. 别构调节 ATP，Cit AMP，ADP，F-1,6-DP F-2,6-DP F-2,6-DP：中间代谢物,+,糖酵解途径的调节,2,6-双磷酸果糖的合成和分解,Pi,H2O,ATP,ADP,AMP,6-磷酸果糖,2,6-双磷酸果糖,6-磷酸果糖激酶-2,果糖磷酸酶-2,+,柠檬酸,-,糖酵解途径的调节,F-2,6-DP FDPE-2 AMP PFK-2 G F-6-P Cit ATP FDPE-1 AMP PFK-1 F-1,6-DP糖酵解途径,+,+,+,糖酵解途径的调节,2.共价修饰调节： FD

9、PE-2/PFK-2 双功能酶 胰高血糖素cAMP 蛋白激酶 FDPE-2/PFK-2 磷酸酶 酶 化或去 化,表现一种酶的活性,糖酵解途径的调节,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-2 （活性）,6-磷酸果糖激酶-2 （无活性）,|,P,Pi,糖酵解途径的调节,PyK的调节 F-1,6-DP ATP Ala 磷酸化后失活,+,+,糖酵解途径的调节,GK,HK的调节 HK：G-6-P 长链脂酰CoA GK：Ins诱导 长链脂酰CoA HK可分四型, , 型又称为GK, 仅存在于肝脏, 胰腺 对G， HK：Km 0.1 mmol/L GK：Km 10 mmol/L 由于GK对G亲和力低，且受Ins

10、诱导，故 GK主要用于维持血糖和糖代谢的调节。,-,-,-,糖酵解途径的调节,综合调节：一个供能的途径受能量调节 能荷：ATP/AMP 能荷 PFK-1，PyK，G分解供能 能荷 PFK-1，PyK， G分解 以调节ATP的生成来适应肌肉对ATP的需求,+,糖酵解途径的调节,综合调节： 肝脏：能量来源于FA，调节是维持血糖 进食后：Ins 脱 化 PFK-2 F-2,6-DP PFK-1 G分解 饥饿时：胰高 化 乙酰CoA PFK-2 G分解 FA合成 G异生 血糖 =,P,P,+,COOH,|,C=O,|,CH3,C-OH,|,|,CH3,|,CHOH,O,丙酮酸,+NADH + H+,+

11、 NAD+,乳酸,乳酸脱氢酶,糖酵解,丙酮酸转变成乳酸,糖酵解,NAD,NADH+H,+,+,乳酸,丙酮酸,3-磷酸甘油醛 + Pi,1,3-二磷酸甘油酸,糖酵解,生理意义： 1 组织绝对或相对缺氧时（生理或病理）， 糖供能的主要形式 Cs中，过程短，供能迅速 2 某些组织获能的主要方式 RBC中无Mit，100% 神经，WBC，骨髓等代谢旺盛cell 恶性肿瘤：代谢异常，有氧氧化被抑制,糖酵解,ATP生成： 酵解总反应： G + 2ADP+2Pi 2Lac + 2ATP +2H2O 总生成：4 消耗：2 净生成：4-2=2 G Lac 净生成：4-2=2 Gn Lac 净生成：4-1= 3,

12、糖的有氧氧化,发现史： 1 碘乙酸抑制3PGADH，也抑制有氧氧化 2 缺B1时，Pyr，有氧氧化，酵解不影响 3 发现了PyrDH, 需B1作辅酶, 生成乙酰CoA 即： Lac 无O2 G 2Pyr 乙酰CoACO2+ H2O 有O2,糖的有氧氧化,O2,O2,O2,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,丙酮酸,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,CO2,H +e,+,胞液,线粒体,部位：,糖的有氧氧化,乙酰辅酶A,CO-CH2-CH2-NH-CO-CH-C-CH2O-P-O-P-O-CH2,NH,CH2,|,CH2,|,S,O=C-CH3,|,|,|,|,OH,CH3,CH3,O,O,-,-,|,|,O,O,

13、O,N,N,N,N,NH2,OH,O-P-O,|,|,O,O,-,-,糖有氧氧化的反应过程,1 糖酵解途径 G 2Pyr 2 Pyr 乙酰辅酶A 3 经TAC彻底氧化产能,糖有氧氧化的反应过程,关键酶： Pyr脱氢酶系，Mit，膜上有 Pyr载体 共3个酶，5个辅酶，1个金属离子Mg+ 分子数 辅基 作用 Pyr脱羧酶 12 TPP 脱羧,成羟乙基酶 硫辛酸乙 转移乙酰基, 酰转移酶 60 硫辛酸, CoA 硫辛酸 CoA 二氢硫辛酰 从Lip(SH)2上转氢 胺脱氢酶 6 FAD,NAD+ FADH2NADH+H,糖有氧氧化的反应过程,Pyr 脱羧,成羟乙基酶,C=O,C=O + H,CH3

14、,O,-,+,C C,S C,N,CH3,酶,丙酮酸,-,CO2,C C,S C,N,CH3,酶,HO-C-,|,|,CH3,H,羟乙基TPP-酶,糖有氧氧化的反应过程,硫辛酰胺-酶,S S,H2C-CH2-CH-（CH2）4-C-NH-（CH2）4-酶,|,O,糖有氧氧化的反应过程,转移乙酰基,C C,S C,N,CH3,酶,HO-C-,|,|,CH3,H,羟乙基TPP-酶,+,C C,S C,N,CH3,酶,S | S,L,酶,S S H,L,酶,CO | CH3,+,-,糖有氧氧化的反应过程,转移乙酰基,HS HS,L,酶,S S H,L,酶,CO | CH3,+ HSCoA,SCoA,

15、CO | CH3,乙酰CoA,+,糖有氧氧化的反应过程,从Lip(SH)2上转氢, FADH2NADH+H,HS HS,L,酶,S | S,L,酶,FADH2 酶,。,FAD 酶,。,NADH酶+H +,NAD+ 酶,糖有氧氧化的反应过程,特点： 1 底物或产物从一个活性中心直接转至 另一个活性中心, 效率高, Lip的长臂 2 三辅酶, 二辅基, 一金属离子共同作用 3 生成高能硫脂键, 以转移乙酰基 4 经TAC及氧化磷酸化彻底氧化产能,糖有氧氧化的反应过程,总反应： COOH COOH C=O +NAD+ CoAC=O + NADH + H+ +CO2 CH3 S CoA Pyr 乙酰C

16、oA 乙酰CoA CO2 +H2O,三羧酸循环,三羧酸循环,Krebs提出，故也称为Krebs循环，也称为Cit循环。 发现史： 1 鸽胸肌中一些二羧酸（Fum,Suc,Mal)可 促进其摄取O2，而本身量不变 （实质：促进 Pyr氧化） 2 Cit 也促进氧化，可转变成KG 3 加入丙二酸，促使Suc堆积，继而引起 KG,三羧酸循环,4 OAA在肌匀浆中可与乙酸（乙酰CoA） 合成Cit 5 同位素标记的乙酰CoA掺入了二羧酸 及三羧酸中 *乙酰CoA * Cit * KG * OAA * Suc * Mal * Fum,三羧酸循环的反应过程,1 缩合反应 COOH O O CH2CSCoA

17、 CH2 CSCoA + CCOOH HOCOOH HOCCOOH CH3 CH2COOH CH2COOH CH2 COOH 柠檬酸合成酶：对OAA的Km低，反应快速进行 能量由硫脂键提供，不可逆,CoA,H2O,H+,三羧酸循环的反应过程,2 异柠檬酸生成 COO COO COO CH2 C H H C OH OOC C OH OOC C OOC C H CH2 CH2 CH2 COO H2O COO COO 柠檬酸 酶-顺乌头酸 异柠檬酸 复合物,H2O,三羧酸循环的反应过程,3 第一次氧化脱羧 COO COO HC H C = O OOC C H CH2 CH2 CH2 COO COO

18、异柠檬酸 酮戊二酸,NAD+ NADH+H+,Mg+,CO2,异柠檬酸脱氢酶,三羧酸循环的反应过程,简式： 2H+ Cit 异Cit KG CO2 乌头酸酶：使对称分子变成不对称 异CitDH：关键酶， 以NAD+为辅酶 脱下的CO2来自OAA 氧化脱羧,三羧酸循环的反应过程,4 第二次氧化脱羧 2H+ KG SucSCoA CO2 氧化脱羧 放能反应：能量 高能硫脂键储存 NADH+H+,三羧酸循环的反应过程,KG TPP SucLip CoA E1 E2 Lip LipH2 CO2 Suc-TPP SucSCoA FADH2 FAD NAD+ NADH+H+,E3,三羧酸循环的反应过程,K

19、GDH：一个复合酶，类似于PyrDH 三个酶，五个辅酶 转Suc酶，KG DH， 二氢硫辛酰胺DH TPP，FAD，NAD+，硫辛酸，CoA 意义：反应有序，迅速 不浪费能量 无副反应,三羧酸循环的反应过程,5 底物水平磷酸化 SucSCoA Suc GDP GTP GTP + ADP GDP + ATP SucSCoA硫激酶：动物：GTP 细菌，植物：ATP,三羧酸循环的反应过程,6 OAA再生 2H+ FADH2 2H+ NADH Suc Fum Mal OAA 脱氢 加水 再脱氢 饱和 不饱和 羟酸 酮酸 SucDH在 Mit 膜上，直接与呼吸链相连,柠檬酸合酶,顺乌头酸酶,顺乌头酸酶,

20、异柠檬酸脱氢酶,酮戊二酸脱氢酶系,琥珀酸硫激酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,丙酮酸羧化酶,H2O,三羧酸循环总结,1 总反应 CH3 CSCoA +3NAD+ FAD+2H2O +ADP +Pi O 2CO2+3NADH +3H+FADH2+CoASH +ATP 四次脱氢（3NAD+，1FAD），二次脱羧 二次加水，一次高能键转移,三羧酸循环总结,碳原子变化 2C CO2 CO2 4C 6C 5C 4C CO2的 C来源于 4C的OAA，而非 CH3COSCoA，如用同位素标记实验，可发现第二或第三次循环才出现同位素。,三羧酸循环总结,2 TAC中间物的其他来源去路 来源：回补支路

21、 Pyr + CO2+ATP OAA Asp OAA Glu KG Mal OAA Phe,Tyr Fum Val,Ile Suc,三羧酸循环总结,去路：旁支反应 KG Mal Fum OAA Pyr Suc Cys 乙酰CoA Ala Ser ：Mal酶 ： OAA 脱羧酶,TAC,三羧酸循环总结,3 产能 总反应： G Pyr 乙酰CoA CO2+H2O 葡萄糖+38ADP+38Pi+6O2 38ATP+6CO2+44H2O 同酵解途径2ATP+2NADH+H+ 8 Pyr脱氢 NADH+H+ 32 TAC 3NADH +H+FADH2+ATP 122 38,三羧酸循环的生理意义,1 糖在

22、体内主要产能方式： 3839ATP/G,Gn 2 三大营养物质彻底氧化的共同通路 FA 乙酰CoA AAPyr ,KG,OAA 乙酰CoA 甘油 磷酸二羟丙酮乙酰CoA 乙酰CoA TAC CO2+H+,三羧酸循环的生理意义,糖 脂肪 蛋白质 3 三大营养物质互变的枢纽 糖 乙酰CoA FA Pyr ,KG,OAA AA,三羧酸循环的生理意义,Mit 内膜 Cs Pyr Pyr G FA 乙酰CoA 乙酰CoA OAA Cit Cit OAA,三羧酸循环的生理意义,4 TAC中间物的其他作用 调节三大代谢：Cit是很活跃的调节物 Cit PFK-2, F-2,6-DP 糖分解 Cit ACC(

23、乙酰CoA 羧化酶), FA合成 生物合成的原料基地： Gly + SucCoA 血红素 乙酰CoA 胆固醇,+,糖有氧氧化的调节,1. 糖酵解途径：同前 2. 丙酮酸脱氢： 调节点：丙酮酸脱氢酶系 调节物：代谢物和能荷 调节方式：1. 别构调节 2. 共价修饰调节 3. 综合调节 3. 彻底氧化：后述,糖有氧氧化的调节,氧化与磷酸化的偶联，使得磷酸化的速度成为对TCA的调节。 TAC中三步不可逆反应： Cit合成酶：Cit可转运出Mit,故调节作用不大 异CitDH -KGDH 主要调节作用,糖有氧氧化的调节,TAC： ATP/ADP 异CitDH， Cit Mit ADP 异CitDH ，

24、TCA Ca+：胞液中Ca+，使Mit中Ca+ ，与 异CitDH和 -KGDH 结合，Km 而活性，TCA ,+,糖有氧氧化的调节,1. 别构调节：产物 底物 乙酰CoA , NADH ADP，NAD+ 2. 共价修饰调节： 产物 PyrDKPyrDH 化 而 Ca+,Ins 磷酸酶 脱 化 而 3. 综合调节：有氧氧化是主要能源，调节意义 重大, 能荷：ATP/AMP ATP=AMP50 所以, ATP/AMP的变化比ATP更显著，灵敏 能荷 PFK-1,PyK, PyrDH,异CitDH,KGDH 氧化, ATP生成 反之亦然,P,P,+,+,+,+,+,+,糖有氧氧化的调节,饥饿时：

25、乙酰CoA ，NADH ，ATP，AMP ，肌体FA分解，主要能源 此时，G的有氧氧化，确保脑部糖供应,巴斯德效应,法国人Pasteur 发现： 有氧时， G的有氧氧化抑制无氧酵解 机理：有氧时， NADH氧化而被消耗 Pyr 乙酰CoA ，氧化抑制酵解 无氧时， NADH不消耗 Pyr + NADHLac 氧化，磷酸化 ADP+Pi ATP 所以，ATP/ADP，FDP-1和PyK 酵解,+,糖原的合成和分解,糖原：糖在体内的储存形式 淀粉 消化吸收G 脂肪（多） 但： 糖原（少） 1. 可迅速动用 2. 对于一些只用糖的组织具有意义 肝糖原： 70100mg, 肝重的10% 肌糖原： 18

26、0300mg, 肌重的1%,糖原的合成和分解,1 肝糖原的合成与分解 肝糖原的合成 肝糖原的分解Glycogenolysis 2 肝糖原合成与分解的调节 共价修饰 别构调节 3 肌糖原的合成与分解 4 糖原累积症Glycogen storage disease,肝糖原的合成,HO,OH,HO,H,H,H,OH,H,O-,o,1-P-葡萄糖,H,O-,O,HO,H,HO,OH,OH,H,H,UDPG,为磷酸基,P,P,P,P,P,-,+,尿苷,P,P,尿苷,-,+PPi,G G-6-P 1-P-G UDPG +PPi UTP,肝糖原的合成,糖原n+1,Pi,UDP,UDPG,PPi,UTP,G-

27、1-P,G-6-P,G,Pi,ATP,ADP,(a),(b),(c),(d),(a)磷酸葡萄糖变位酶 (b)UDPG焦磷酸化酶 (c)糖原合成酶,(d)磷酸化酶,Gn+UDPG Gn+1：n4,肝糖原的合成,1. 糖原分支酶： 1,4-糖苷键 1,6糖苷键 水溶性, 便于分解(多头进行) 2. 糖原合成是耗能的过程 G磷酸化：1个ATP G活化：1个UTP G Gn+1：共消耗2个ATP 3. 关键酶：糖原合成酶,肝糖原的分解,肝糖原 1,6糖苷酶游离G 磷酸化酶1-P-G 6-P-G 肾中也有，但肾糖原很少，故意义不大 所以，肝糖原是维持血糖的原料 Gn Gn-1 + 1-P-G 6-P-G

28、 G 脱支酶：转移分支 水解 1,6糖苷酶,肝糖原合成与分解的调节,合成 分解 二种酶控制二条途径，互为制约 1. 共价修饰调节 磷酸化与脱磷酸化的调节 磷酸化酶b (-) 磷酸化酶a(b-P)(+) （T型，致密型） （R型，疏松型） 糖原合成酶a(+) 糖原合成酶b (a-P),肝糖原合成与分解的调节,激素腺苷酸环化酶cAMP A激酶 蛋白质磷酸化 A激酶： 磷酸化酶激酶磷酸化酶：糖原分解 糖原合成酶糖原合成 磷蛋白磷酸酶抑制剂：磷蛋白磷酸酶 蛋白质脱磷酸化,肝糖原合成与分解的调节,2 别构调节 G是别构效应物磷酸化酶（R T） 变构的酶易受磷蛋白磷酸酶催化而脱 磷酸化，活性 同时，磷蛋白

29、磷酸酶使糖原合成酶脱磷 酸化而活性 表现为：G ，糖原合成，糖原分解,肌糖原合成与分解,合成：（同肝糖原，无三碳途径） 分解：与肝糖原不同，（无G6PE） 糖原G-6-P 糖酵解途径 调节：肾上腺素为主 AMP： 别构激活磷酸化酶-b ATP及G-6-P：抑制磷酸化酶-b G-6-P： 别构激活糖原合成酶,Ca2+,Ca2+,亚基,亚基,磷酸化酶b激酶 无活性,磷酸化酶b激酶 活性,肌糖原合成与分解,Ca2 +激活磷酸化酶激酶,糖原累积症,一类遗传疾病：体内糖原堆积 机理：先天性缺乏代谢的酶类，糖原不 能分解，而在组织中堆积，使组 织功能受损 分型：见教科书P88,糖异生,1 糖异生途径glu

30、coneogenic pathway 2 糖异生的调节 3 糖异生的生理意义 4 乳酸循环,糖异生,糖异生： 非糖物质糖，一个逆糖酵解过程 正常人：50Kg，肝糖原70100mg 10hr即分解完 但实际上，24hr绝食，血糖降低并不多 糖异生在维持血糖上有重要意义,糖异生,场所：肝，肾，以肝为主 长期饥饿时，肝=肾 原料：Pyr, Lac(运动时), Gly(Fat分解), AA(成糖AA，Ala最强） 过程：糖酵解的逆过程，部分在线粒体 需越过三个能障，耗能 共四个反应，四个关键酶,为磷酸基,P,C-O,|,C=O,|,CH2 | COOH,|,O,C-O,|,|,CH3,|,C=O,O,

31、-,-,C-O,|,|,CH2,P,|,C-O,-,磷酸烯醇 型丙酮酸,O,丙酮酸,草酰乙酸,CO2,ATP ADP+Pi,CO2,GTP GDP,糖异生途径,1.丙酮酸转变成磷酸烯醇型丙酮酸（PEP） 关键酶：丙酮酸羧化酶（Mit), PEP羧激酶,糖异生途径,2.可逆反应： PEP3PGA F-1,6-DP 3.果糖二磷酸酶 F-1,6-DP F-6-P 4.葡萄糖-6-磷酸酶 F-6-P G,糖异生途径,甘油-P-甘油二羟丙酮 G G6P F6P F1,6DP 3PGA PEP Pyr 成糖AA TCA中间物 OAA ：关键酶 ：耗能 ：产能,糖异生途径,线粒体还原当量的转移,NADH+

32、H,+,NAD,+,NADH+H,+,NAD,+,草酰乙酸 草酰乙酸,苹果酸 苹果酸,线粒体 线粒体膜 胞液,糖异生的调节,关键酶：丙酮酸羧化酶（乙酰CoA ） PEP羧激酶（激素诱导） 果糖二磷酸酶（限速酶） 葡萄糖-6-磷酸酶（非限速酶） 底物循环：分别由不同酶催化的一对逆 向反应，往往有能量变化。,糖异生的调节 （第一个底物循环）,6-磷酸果糖,2,6-双磷酸果糖,FPK-1,1,6-双磷酸果糖,FDPE1,Pi,ATP,ADP,-,+,AMP,糖异生的调节 （第一个底物循环）,胰高血糖素 糖异生,血糖 cAMP PFK-2 化而失活F-2,6-DP Ins PFK-2脱 化而激活F-2

33、,6-DP 糖异生,糖酵解,P,P,糖异生 的调节 （第二个底物循环）,磷酸烯醇型丙酮酸,草酰乙酸,1，6-二磷酸果糖,丙酮酸激酶 （活性）,丙酮酸,ADP,ATP,乙酰CoA,-,+,+,糖异生 的调节 （第二个底物循环）,胰高血糖素F-1,6-DP PyK cAMP PyK 化而失活，糖异生 此外， 饥饿时脂肪动员，乙酰CoA 乙酰CoA PDC 糖异生 PyrDH Pyr氧化 总效果：血糖稳定，FA供能,糖异生的生理意义,1. 维持血糖稳定 尤其饥饿时,保证RBC和脑的用糖 成人：脑：120克/天 骨髓，RBC，WBC：40克/天 2. 回收乳酸能量 肌肉运动乳酸,进入肝脏,糖异生 3.

34、 AA分解的重要途径 Ala,Glu等生糖AA,糖异生的生理意义,4. 补充恢复肝糖原储存 饥饿时进食： 先补充肝糖原, 糖异生 后分解供能, 糖异生,糖异生的生理意义,5. 酸中毒时, 诱导PEPCK, 促进肾小管泌 铵泌H+,以维持酸碱平衡 Gln Glu KG Mal(Mit) GPEP OAAMal(Cs) PEPCK 后,平衡向箭头方向移动,Gln脱氨 NH3+H+ NH4+ , 经肾小管排出,降低血液pH,NH2 NH2,PEPCK,糖异生的生理意义,糖异生总结： 1. 1个部位：肝脏 2. 2个底物循环：糖异生 的调节 3. 3个能障： ATP变化 4. 4个关键酶：PDC, P

35、EPCK, FDPE, G6PE 5. 5个生理意义,乳酸循环,定义：肌肉中产生的乳酸经血液循环进 肝脏，异生成糖再回到肌肉。 二组酶分布不同：肌肉肝脏 每循环一次： 消耗6个ATP，2乳酸G，可重新供能 意义： 1 防止肌肉中乳酸堆积，引起酸中毒 2 节约能量,乳酸循环,葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖,丙酮酸 丙酮酸,乳酸 乳酸 乳酸,糖 异 生 途 径,糖 酵解 途 径,肝 血液 肌肉,NADH NADH,NAD+ NAD+,糖的其他代谢途径,1 磷酸戊糖途径Pentose phosphate pathway 途径 调节 生理意义 2 糖醛酸途径 Glucuronate pathway 3 多元醇

36、的生成Polyol pathway,磷酸戊糖途径,发现史： 1 碘乙酸抑制某些组织的酵解氧化后，G 仍能分解，C14-G C14O2 2 在RBC中发现G6P脱氢酶及6PGA脱氢酶 3 发现了4C，5C，7C 糖 被认为是G6P的代谢旁路，故又称为磷酸 己糖旁路,磷酸戊糖途径,途径： 有氧化脱羧，戊糖互变（转酮，转醛） 异构，表构等步骤 反应式简化为： 3C6 3C5 2C6+C3 乘以2，得： 6C6 4C6+2C3（C6） 相当于氧化一分子G 产物：5-P-核糖，NADPH,3CO2 转酮 转醛 转酮,6CO2,磷酸戊糖途径,关键酶：G6PD 该途径是G6P的又一个去路，流量受 G6PD活

37、力的控制 调节物：该途径的产物NADPH 体内脂肪酸合成， NADPH需求 则G6PD活力 快速调节： NADPH/ NADP+,磷酸戊糖途径,生理意义： 1 产生NADPH的主要通路 NADPH 的功能： 作为还原剂参与FA, Ch, 胆汁酸合成 药物和毒物的生物转化(羟化反应) 还原GSSG2GSH GSH可维持Hb和膜蛋白上的SH,磷酸戊糖途径,2 产生5-P-核糖 合成核苷酸RNA,DNA 合成辅酶：NAD, NADP, FAD, CoA 3 5-P-核糖的氧化分解途径,血糖及其调节,血糖的来源去路： 氧化分解 食物 戊糖，糖醛酸 肝糖原 糖原合成 糖异生 转化（AA，FA） 协调的结

38、果：血糖=4.55.5mmol/L,血糖,血糖及其调节,1 胰岛素Insulin 2 胰高血糖素glucagon 3 糖皮质激素 4 肾上腺素,血糖及其调节,1 胰岛素(Ins) 促进G肌肉,脂肪便于分解利用 cAMP,脱磷酸化 糖原合成 Pry-a b(-),GS-D I(+) 糖原分解 PFK-1,-2,Pyk(+) 糖分解 FDPE-1,-2(-) 糖异生 PyrDH(+) 有氧氧化,血糖及其调节,诱导糖酵解的三个关键酶 糖酵解 阻遏糖异生的四个关键酶 糖异生 抑制脂肪动员,促进组织利用G 促进AA进入肌细胞蛋白质合成 总效果：降低血糖,血糖及其调节,2 胰高血糖素： cAMP 磷酸化 糖原合成 Pry-ba (+),GS- ID(-) 糖原分解 PFK-1,-2,Pyk(-) 糖分解 FDPE-1,-2(+) 糖异生 诱导PEPCK，FDPE-1 糖异生 抑制肝型PyK，肝摄取AA 糖异生 加速脂肪动员，FA抑制组织利用G 总效果：血糖升高,血糖及其调节,3 糖皮质激素：升高血糖 糖原合成 蛋白质分解 糖异生 抑制肝外组织利用G，（-）PyrDH 诱导GS极其磷酸酶，糖原合成（肝） 诱导糖异生的四个关键酶，糖异生,血糖及其调节,4 肾上腺素： 应急情况下，作用与胰高血糖素相同,