生物化學(xué)及分子生物學(xué)第06章糖代謝ppt課件

1、1Metabolism of CarbohydratesMetabolism of Carbohydrates第 六 章2糖糖(carbohydrates)(carbohydrates)即碳水化合物，即碳水化合物，其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。其衍生物或多聚物。糖的概念糖的概念31. 為生命活動提供能源和碳源為生命活動提供能源和碳源如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。核苷等物質(zhì)的原料。3. 作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分這是糖的主要生理功能。這是糖的主要生理功能。

2、2. 其他物質(zhì)的原料其他物質(zhì)的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。4糖代謝的概況糖代謝的概況分解、儲存、合成分解、儲存、合成 葡萄糖葡萄糖 酵解途徑酵解途徑 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 無氧無氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖異生途徑糖異生途徑 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 核糖核糖 + + NADPH+H+淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 ATP 5Digestion, absorption and transportation of Carbohydrates

3、6n糖的消化糖的消化 人類食物中的糖主要有植物淀粉、動人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以等，其中以淀粉淀粉為主。為主。 消化部位：消化部位： 主要在小腸，少量在口腔。主要在小腸，少量在口腔。7食物中含有的大量纖維素，因人體食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無內(nèi)無 - -糖苷酶而不能對其分解利用，但卻糖苷酶而不能對其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動等作用，也是維持健康具有刺激腸蠕動等作用，也是維持健康所必需。所必需。8淀粉淀粉麥芽糖麥芽糖+ +麥芽三糖麥芽三糖（40%40%） （25%25%）- -臨界糊精臨界糊精+ +異

4、麥芽糖異麥芽糖 （30%30%） （5%5%）葡萄糖葡萄糖唾液中的唾液中的- -淀粉酶淀粉酶- -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶- -臨界糊精酶臨界糊精酶消化過程：消化過程： 腸粘膜腸粘膜上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞刷狀緣刷狀緣口腔口腔腸腔腸腔胰液中的胰液中的- -淀粉酶淀粉酶乳糖乳糖蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖 果糖果糖半乳糖半乳糖乳糖酶乳糖酶 蔗糖酶蔗糖酶9n糖的吸收糖的吸收 吸收部位：吸收部位：小腸上段小腸上段 吸收形式：吸收形式：單糖單糖 10ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵泵小腸粘膜細(xì)胞小腸粘膜細(xì)胞腸腔腸腔門靜脈門靜脈 吸收機(jī)制：吸收機(jī)制：Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(Na+-dep

5、endent glucose transporter, SGLT)刷狀緣刷狀緣細(xì)胞內(nèi)膜細(xì)胞內(nèi)膜11葡萄糖被小腸黏膜細(xì)胞吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)葡萄糖被小腸黏膜細(xì)胞吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)入血循環(huán)，供身體各組織利用。肝對于維持血入血循環(huán)，供身體各組織利用。肝對于維持血糖穩(wěn)定發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)血糖較高時，肝通過糖穩(wěn)定發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)血糖較高時，肝通過糖原合成和分解葡萄糖來降低血糖；當(dāng)血糖較糖原合成和分解葡萄糖來降低血糖；當(dāng)血糖較低時，肝通過糖原分解和糖異生來升高血糖。低時，肝通過糖原分解和糖異生來升高血糖。12n葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞 這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucos

6、e transporter，GLUT)。二、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運(yùn)體二、細(xì)胞攝取葡萄糖需要轉(zhuǎn)運(yùn)體小腸腸腔小腸腸腔腸粘膜上皮細(xì)胞腸粘膜上皮細(xì)胞門靜脈門靜脈肝臟肝臟體循環(huán)體循環(huán) SGLT各種組織細(xì)胞各種組織細(xì)胞GLUT13Glycolysis14一分子葡萄糖在胞液中可裂解為兩分子丙酮酸，一分子葡萄糖在胞液中可裂解為兩分子丙酮酸，是葡萄糖無氧氧化和有氧氧化的共同起始途徑，是葡萄糖無氧氧化和有氧氧化的共同起始途徑，稱為稱為糖酵解（糖酵解（glycolysis）。 在不能利用氧或氧供應(yīng)不足時，人體將丙酮酸在在不能利用氧或氧供應(yīng)不足時，人體將丙酮酸在胞液中還原生成乳酸，稱為胞液中還原生成乳酸，稱為乳酸發(fā)酵

7、（乳酸發(fā)酵（lactic acid fermentation）。在某些植物和微生物中，丙酮酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己驮谀承┲参锖臀⑸镏?，丙酮酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己投?氧 化 碳 ， 稱 為二 氧 化 碳 ， 稱 為 乙 醇 發(fā) 酵 （乙 醇 發(fā) 酵 （ e t h a n o l fermentation）。 15一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵解和乳酸生成兩個階段解和乳酸生成兩個階段 第一階段：第一階段：糖酵解糖酵解 第二階段：第二階段：乳酸生成乳酸生成 糖無氧氧化的反應(yīng)部位：糖無氧氧化的反應(yīng)部位：胞液。胞液。n葡萄糖不利用氧的分解過程分為兩個階段：葡萄糖不利用氧的分解過程分為

8、兩個階段：161. 葡萄糖磷酸化為葡糖葡萄糖磷酸化為葡糖-6-磷酸磷酸 ATP ADPMg2+ 己糖激酶(hexokinase)Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H HOOHH OH H OH H H葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 (glucose-6-phosphate, G-6-P)P P O CH2OH H

9、OOHH OH H OH H H 17 哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工種己糖激酶同工酶，分別稱為酶，分別稱為至至型。肝細(xì)胞中存在的型。肝細(xì)胞中存在的是是型，稱為型，稱為葡萄糖激酶葡萄糖激酶(glucokinase)。 它的特點(diǎn)是：它的特點(diǎn)是：對葡萄糖的親和力很低；對葡萄糖的親和力很低；受激素調(diào)控，受激素調(diào)控，對葡糖對葡糖-6-磷酸的反饋抑制磷酸的反饋抑制并不敏感。并不敏感。 它這些特性使葡萄糖激酶對于肝維持血糖它這些特性使葡萄糖激酶對于肝維持血糖穩(wěn)定至關(guān)重要，只有當(dāng)血糖顯著升高時，穩(wěn)定至關(guān)重要，只有當(dāng)血糖顯著升高時，肝才會加快對葡萄糖的利用，起到緩沖血肝才會加快對

10、葡萄糖的利用，起到緩沖血糖水平的調(diào)節(jié)作用。糖水平的調(diào)節(jié)作用。182. 葡糖葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿徂D(zhuǎn)變?yōu)?果糖果糖-6-磷酸磷酸己糖異構(gòu)酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H果糖果糖-6-磷酸磷酸 (fructose-6-phosphate, F-6-P)193. 果

11、糖果糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣橇姿徂D(zhuǎn)變?yōu)楣?1,6-二磷酸二磷酸 ATP ADP Mg2+ 磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸l磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(phosphfructokinase-1)果糖果糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)20CH

12、2OHOCCCCCH2OOHOHOHHHP PP P果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 4. 果糖果糖-1,6-二磷酸裂解成二磷酸裂解成2分子磷酸丙分子磷酸丙糖糖 醛縮酶醛縮酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P POCH2OHCOCH2

13、POCH2P PO215. 磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛磷酸甘油醛GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 (phosphotriose isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 CH2OHCOCH2POCH2P PO226.

14、 3-磷酸甘油醛氧化為磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸

15、O=CCOHCH2POP POP PO23ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase) GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸這種這種ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用與或其他核苷二磷酸的磷酸化作用與底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應(yīng)過程，稱底物的脫氫作用直接相偶聯(lián)的反應(yīng)過程，稱為為 底 物 水 平 磷 酸 化底 物

16、水 平 磷 酸 化 ( s u b s t r a t e l e v e l phosphorylation) 。1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸O=CCOHCH2POP POP PO3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COOHCOHCH2POP PO248. 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视退徂D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸磷酸甘油酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷

17、酸甘油酸變位酶(phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCCH2POP POOHOH259. 2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2- 2-磷酸甘油酸磷酸

18、甘油酸COOHCCH2POP POOHOH+ H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)COOHCCH2P PO26ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸10.磷酸烯醇式丙酮酸將高能磷酸基轉(zhuǎn)磷酸烯醇式丙酮酸將高能磷酸基轉(zhuǎn)移給移給A

19、DP生成生成ATP和和丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸COOHCCH2P PO丙酮酸丙酮酸COOHC=OCH327在糖酵解產(chǎn)能階段的在糖酵解產(chǎn)能階段的5 5步反應(yīng)中，步反應(yīng)中，2 2分分子磷酸丙糖經(jīng)兩次底物水平磷酸化轉(zhuǎn)變成子磷酸丙糖經(jīng)兩次底物水平磷酸化轉(zhuǎn)變成2 2分子丙酮酸，總共生成分子丙酮酸，總共生成4 4分子分子ATPATP。28（二）丙酮酸被還原為乳酸（二）丙酮酸被還原為乳酸反應(yīng)中的反應(yīng)中的NADH+H+ 來自于上述第來自于上述第6步反步反應(yīng)中的應(yīng)中的 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(Lactate dehydroge

20、nase, LDH) NADH + H+ NAD+ COOHCHOHCH3COOHC=OCH329E1:己糖激酶己糖激酶 E2:磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1E3: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+ 乳乳 酸酸 糖的無氧氧化糖的無氧氧化GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+ 30圖圖6-1 6-1 糖的無

21、氧氧化糖的無氧氧化反應(yīng)部位：胞漿；反應(yīng)部位：胞漿；糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程；糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程；反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)：反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)：G G-6-P ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 32 產(chǎn)能的方式和數(shù)量產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：方式：底物水平磷酸化底物水平磷酸化凈生成凈生成ATP數(shù)量：數(shù)量：從從G開始開始 22-2= 2ATP從從Gn開始開始 22-1= 3ATP 終產(chǎn)物乳酸的去路終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝：釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代

22、謝：分解利用分解利用 乳酸循環(huán)（糖異生）乳酸循環(huán)（糖異生）33二、糖酵解的調(diào)控是對二、糖酵解的調(diào)控是對3個關(guān)鍵酶個關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)活性的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 己糖激酶己糖激酶 果糖果糖-6-磷酸激酶磷酸激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)方式 別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié) 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) 34 （一）（一）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1對調(diào)節(jié)糖酵解對調(diào)節(jié)糖酵解速率最速率最重要重要n別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)激活劑別構(gòu)激活劑：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P別構(gòu)抑制劑別構(gòu)抑制劑：檸檬酸檸檬酸; ATP（高濃度）（高濃度）35ATP結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)調(diào)節(jié)效應(yīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)活性中心底物結(jié)合

23、部位（低濃度時）活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時）激活激活活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）抑制抑制l果糖果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶二磷酸是磷酸果糖激酶-1最強(qiáng)的別最強(qiáng)的別構(gòu)激活劑；構(gòu)激活劑；l其作用是與其作用是與AMP一起取消一起取消ATP、檸檬酸對磷、檸檬酸對磷酸果糖激酶酸果糖激酶-1的變構(gòu)抑制作用。的變構(gòu)抑制作用。果糖果糖-2,6-二磷酸對磷酸果糖激酶二磷酸對磷酸果糖激酶-1的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)：37F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素胰高血糖素 ATP cAMP

24、活化活化 F-2,6-2P +/+AMP +檸檬酸檸檬酸 AMP +檸檬酸檸檬酸 PFK-2（有活性）（有活性）FBP-2（無活性）（無活性）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2（無活性）（無活性）FBP-2（有活性）（有活性）PP果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-2 38（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)點(diǎn)n別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)抑制劑：別構(gòu)抑制劑：ATP, 丙氨酸丙氨酸 別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：1,6-雙磷酸果糖雙磷酸果糖39n共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶（無活

25、性無活性） （有活性有活性）胰高血糖素胰高血糖素 PKA, CaM激酶激酶PPKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein kinase A)CaM：鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白40（三）己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié)（三）己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié) 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。糖激酶不受其抑制。 長鏈脂肪酰長鏈脂肪酰CoA可別構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶?？蓜e構(gòu)抑制肝葡萄糖激酶。 胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)胰島素可誘導(dǎo)葡萄糖激酶基因的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)酶的合成。酶的合成。 41三、糖無氧氧化的主要生理意義是機(jī)三、糖無氧氧化的主要生理意義是機(jī)體不利用氧快

26、速供能體不利用氧快速供能 糖無氧氧化最主要的生理意義在于迅速提供能量，糖無氧氧化最主要的生理意義在于迅速提供能量，這對肌收縮更為重要。這對肌收縮更為重要。 是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑。 無線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞 代謝活躍的細(xì)胞，如：白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞42乳酸酵解時，乳酸酵解時，1mol葡萄糖可經(jīng)底物水平磷酸化生葡萄糖可經(jīng)底物水平磷酸化生成成4molATP，在葡萄糖和果糖，在葡萄糖和果糖-6-磷酸磷酸化時消磷酸磷酸化時消耗耗2molATP，故凈生成，故凈生成2molATP。43 除葡萄糖外，其他己糖如果糖、半乳糖和甘除葡萄糖外，其他己糖

27、如果糖、半乳糖和甘露糖也都是重要的能源物質(zhì)，它們可轉(zhuǎn)變成糖酵露糖也都是重要的能源物質(zhì)，它們可轉(zhuǎn)變成糖酵解的中間產(chǎn)物磷酸己糖而進(jìn)入糖酵解提供能量解的中間產(chǎn)物磷酸己糖而進(jìn)入糖酵解提供能量44果糖果糖( (肌肉肌肉) )己糖激酶己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸丙酮酸半乳糖半乳糖* *1- 1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖葡糖葡糖-1-1-磷酸磷酸半乳糖激酶半乳糖激酶變位酶變位酶甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖-6-6-磷酸磷酸己糖激酶己糖激酶變位酶變位酶除葡萄糖外，其它己糖也可除葡萄糖外，其它己糖也可轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成磷酸己糖磷酸己糖而進(jìn)入酵解途徑。而進(jìn)入酵解途徑。 半乳糖

28、血癥半乳糖血癥果糖果糖( (肝肝) ) *果糖激酶果糖激酶45 果糖是膳食中一個重要的燃料來源。果糖是膳食中一個重要的燃料來源。 果糖的代謝一部分在肝，一部分被周圍組織果糖的代謝一部分在肝，一部分被周圍組織主要為肌和脂肪組織攝取。但這兩部分代謝主要為肌和脂肪組織攝取。但這兩部分代謝的途徑不同。的途徑不同。46果糖果糖果糖果糖-6-磷酸磷酸己糖激酶己糖激酶循糖酵解循糖酵解途徑分解途徑分解合成糖原合成糖原（?。。﹏果糖在肝中的代謝果糖在肝中的代謝果糖果糖1-磷酸果糖磷酸果糖果糖果糖激酶激酶1-磷酸果糖醛縮酶磷酸果糖醛縮酶 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮甘油醛甘油醛丙糖激酶丙糖激酶3-磷酸甘油醛磷酸甘

29、油醛循糖酵解途徑分循糖酵解途徑分解或合成糖原解或合成糖原47果糖不耐癥（果糖不耐癥（fructose intolerance）是一種遺傳病。）是一種遺傳病。其病因?yàn)槿狈ζ洳∫驗(yàn)槿狈型醛縮酶，進(jìn)食果糖會引起型醛縮酶，進(jìn)食果糖會引起1-磷酸磷酸果糖堆積，大量消耗肝中磷酸的儲備，進(jìn)而使果糖堆積，大量消耗肝中磷酸的儲備，進(jìn)而使ATP濃度下降，從而加速糖無氧氧化，導(dǎo)致乳酸濃度下降，從而加速糖無氧氧化，導(dǎo)致乳酸酸中毒和餐后低血糖。這種病癥常表現(xiàn)為自我限酸中毒和餐后低血糖。這種病癥常表現(xiàn)為自我限制，強(qiáng)烈地厭惡甜食制，強(qiáng)烈地厭惡甜食。48圖圖6-3 6-3 半乳糖的代謝半乳糖的代謝49半乳糖血癥（半乳糖血癥

30、（galactosemia）是一種遺傳性疾病，）是一種遺傳性疾病，表現(xiàn)為半乳糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖。其原因是缺乏表現(xiàn)為半乳糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖。其原因是缺乏半乳糖半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶，使磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶，使1-磷酸半乳糖生磷酸半乳糖生成成UDP-半乳糖的過程受阻，導(dǎo)致有毒副產(chǎn)物的積半乳糖的過程受阻，導(dǎo)致有毒副產(chǎn)物的積累。例如，血液中高濃度的半乳糖使眼睛晶狀體累。例如，血液中高濃度的半乳糖使眼睛晶狀體中半乳糖含量增加，并還原為半乳糖醇，晶狀體中半乳糖含量增加，并還原為半乳糖醇，晶狀體中這種糖醇的存在最終導(dǎo)致白內(nèi)障的形成（晶狀中這種糖醇的存在最終導(dǎo)致白內(nèi)障的形成（晶狀體混濁）。體混濁）。50圖圖

31、6-4 6-4 甘露糖的代謝甘露糖的代謝5152機(jī)體利用氧將葡萄糖徹底氧化成機(jī)體利用氧將葡萄糖徹底氧化成H2O和和CO2的反應(yīng)過程，稱為的反應(yīng)過程，稱為糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation) 。是體內(nèi)糖分解供能。是體內(nèi)糖分解供能的主要方式。的主要方式。5354一、糖的有氧氧化分為三個階段一、糖的有氧氧化分為三個階段第一階段：糖酵解第一階段：糖酵解 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第三階段：檸檬酸循環(huán)第三階段：檸檬酸循環(huán) G（Gn）氧化磷酸化氧化磷酸化丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoACO2NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADPTAC循環(huán)循環(huán)

32、胞液胞液線粒體線粒體55（一）葡萄糖經(jīng)糖酵解生成丙酮酸（一）葡萄糖經(jīng)糖酵解生成丙酮酸丙酮酸 乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 n 總反應(yīng)式: （二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA 56n 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成的組成E1：丙酮酸脫氫酶：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶：二氫硫辛酰胺脫氫酶HSCoANAD+TPP 硫辛酸（硫辛酸（ )HSCoAFAD, NAD+SSL酶酶輔酶輔酶57在哺乳類動物細(xì)胞中，丙酮酸

33、脫氫酶復(fù)合體在哺乳類動物細(xì)胞中，丙酮酸脫氫酶復(fù)合體由由60個轉(zhuǎn)乙酰酶組成核心，周圍排列著個轉(zhuǎn)乙酰酶組成核心，周圍排列著12個個丙酮酸脫氫酶和丙酮酸脫氫酶和6個二氫硫辛酰胺脫氫酶。個二氫硫辛酰胺脫氫酶。參與反應(yīng)的輔酶有硫胺素焦磷酸酯（參與反應(yīng)的輔酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、）、硫辛酸、硫辛酸、FAD、NAD+ 和和CoA。其中硫辛酸是帶有二硫鍵的八碳羧酸，通過其中硫辛酸是帶有二硫鍵的八碳羧酸，通過與轉(zhuǎn)乙酰酶的賴氨酸殘基的與轉(zhuǎn)乙酰酶的賴氨酸殘基的-氨基相連，形氨基相連，形成與酶結(jié)合的硫辛酰胺而成為酶的柔性長臂，成與酶結(jié)合的硫辛酰胺而成為酶的柔性長臂，可將乙?；鶑拿笍?fù)合體的一個活性部位轉(zhuǎn)到可將乙酰

34、基從酶復(fù)合體的一個活性部位轉(zhuǎn)到另一個活性部位。另一個活性部位。 58n 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程：1. 丙酮酸脫羧形成羥乙基丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP，由，由丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶催化催化(E1)。 2. 由由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛催化形成乙酰硫辛酰胺酰胺-E2。3. 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶(E2)催化生成乙酰催化生成乙酰CoA, 同同時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基。個巰基。4. 二氫硫辛酰胺脫氫酶二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺使還原的二氫

35、硫辛酰胺脫氫，同時將氫傳遞給脫氫，同時將氫傳遞給FAD。5. 在二氫硫辛酰胺脫氫酶在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將催化下，將FADH2上上的的H轉(zhuǎn)移給轉(zhuǎn)移給NAD+，形成，形成NADH+H+。59CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NADH+H+的生成的生成1. -羥乙基羥乙基-TPP的生成的生成 2.乙酰硫辛酰乙酰硫辛酰胺的生成胺的生成 3.乙酰乙酰CoA的生成的生成4. 硫辛酰胺的生成硫辛酰胺的生成 60檸檬酸循環(huán)的第一步是乙酰檸檬酸循環(huán)的第一步是乙酰CoA與草酰乙酸縮合與草酰乙酸縮合成成6個碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過一系列反個碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過一系列反應(yīng)重

36、新生成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)。應(yīng)重新生成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)。經(jīng)過一輪循環(huán)，乙酰經(jīng)過一輪循環(huán)，乙酰CoA的的2個碳原子被氧化成個碳原子被氧化成CO2；在循環(huán)中有；在循環(huán)中有1次底物水平磷酸化，可生成次底物水平磷酸化，可生成1分子分子ATP；有；有4次脫氫反應(yīng)，氫的接受體分別為次脫氫反應(yīng)，氫的接受體分別為NAD+或或FAD，生成，生成3分子分子NADH+H+和和1分子分子FADH2。61它們既是檸檬酸循環(huán)中的脫氫酶的輔酶，又它們既是檸檬酸循環(huán)中的脫氫酶的輔酶，又是電子傳遞鏈的第一個環(huán)節(jié)。是電子傳遞鏈的第一個環(huán)節(jié)。電子傳遞鏈?zhǔn)怯梢幌盗醒趸€原體系組成，電子傳遞鏈?zhǔn)怯梢幌盗醒趸€原體系組成，它們的

37、功能是將它們的功能是將H+或電子依次傳遞至氧，生或電子依次傳遞至氧，生成水。成水。在在H+/電子沿電子傳遞鏈傳遞過程中能量逐步電子沿電子傳遞鏈傳遞過程中能量逐步釋放，同時伴有釋放，同時伴有ADP磷酸化成磷酸化成ATP，即氧化，即氧化與磷酸化反應(yīng)是偶聯(lián)在一起的，稱為氧化磷與磷酸化反應(yīng)是偶聯(lián)在一起的，稱為氧化磷酸化。酸化。62檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)也稱為也稱為三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic acid Cycle, TCA cycle) ，是由線粒體內(nèi)一系列酶，是由線粒體內(nèi)一系列酶促反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。因?yàn)樵搶W(xué)說由促反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。因?yàn)樵搶W(xué)說由Krebs正式提出，亦稱為正

38、式提出，亦稱為Krebs循環(huán)循環(huán)。n概述概述n反應(yīng)部位：反應(yīng)部位：線粒體線粒體631.乙酰乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸與草酰乙酸縮合成檸檬酸 2.檸檬酸經(jīng)順烏頭酸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕釞幟仕峤?jīng)順烏頭酸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕?3.異檸檬酸氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕嵫趸擊绒D(zhuǎn)變?yōu)?酮戊二酸酮戊二酸 4.-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA 5.琥珀酰琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應(yīng)合成酶催化底物水平磷酸化反應(yīng) 6.琥珀酸脫氫生成延胡索酸琥珀酸脫氫生成延胡索酸 7.延胡索酸加水生成蘋果酸延胡索酸加水生成蘋果酸 8.蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 64 乙酰輔酶乙酰輔酶A

39、（acetyl CoA）與草酰乙酸）與草酰乙酸（oxaloacetate）縮合成檸檬酸（）縮合成檸檬酸（citrate） 反應(yīng)由反應(yīng)由催化催化65此反應(yīng)是由催化的異構(gòu)化反應(yīng)由兩步反應(yīng)構(gòu)成，（1）：脫水反應(yīng) （2）：水合反應(yīng)66 異檸檬酸異檸檬酸在作用下，氧化脫羧而轉(zhuǎn)變成 - -酮戊二酸酮戊二酸（ - Ketoglutarate）67在催化下-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA)；該脫氫酶復(fù)合體的組成及催化過程與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體類似。68在催化下，琥珀酰CoA的高能硫酯鍵水解與GDP磷酸化偶聯(lián)，生成琥珀酸、GTP和輔酶A。這是三羧酸循環(huán)中唯一直接生成高能磷酸鍵的反應(yīng)。6

40、9 此步反應(yīng)由催化，其輔酶是FAD，是三羧酸循環(huán)中唯一與內(nèi)膜結(jié)合的酶。7071催化此步反應(yīng)，輔酶是NAD+。72CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O檸檬酸合酶檸檬酸合酶順烏頭酸梅順烏頭酸梅異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶經(jīng)過一次檸檬酸循環(huán)，經(jīng)過一次檸檬酸循環(huán)， 消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA； 經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化

41、；經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化； 生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子CO2， 1分子分子GTP； 關(guān)鍵酶有：關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶，檸檬酸合酶，-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體，體， 異檸檬酸脫氫酶。異檸檬酸脫氫酶。 整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。 檸檬酸循環(huán)的要點(diǎn)：檸檬酸循環(huán)的要點(diǎn)：74檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無量的變化，不可能通過檸檬酸循環(huán)本身無量的變化，不可能通過檸檬酸循環(huán)直接從乙酰直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或檸檬酸循環(huán)合成草酰乙酸或檸檬酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物

42、也不能直接在中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在檸檬酸循環(huán)中被氧化為檸檬酸循環(huán)中被氧化為CO2及及H2O。 檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物：75表面上看來，檸檬酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰表面上看來，檸檬酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在檸檬酸循環(huán)中是不會消耗的，它可被反復(fù)利乙酸在檸檬酸循環(huán)中是不會消耗的，它可被反復(fù)利用。實(shí)際上：用。實(shí)際上：例如：例如： 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 檸檬酸檸檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉 .機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的，的，TCA循環(huán)中的某些

43、中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成循環(huán)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)其他物質(zhì)，借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。系。 76.機(jī)體糖供不足時，可能引起機(jī)體糖供不足時，可能引起TCA循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)障礙，這時蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再這時蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再進(jìn)一步生成乙酰進(jìn)一步生成乙酰CoA進(jìn)入進(jìn)入TAC氧化分解。氧化分解。 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸脫羧酶草酰乙酸脫羧酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 蘋果酸蘋果酸 蘋果酸酶蘋果酸酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ 77草酰乙酸草酰乙酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H

44、+ NAD+ -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸的來源如下：草酰乙酸的來源如下：781.檸檬酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)分解產(chǎn)能的共檸檬酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)分解產(chǎn)能的共同通路同通路 。 2.檸檬酸循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系檸檬酸循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐的樞紐。79H+ + e 進(jìn)入進(jìn)入呼吸鏈呼吸鏈徹底氧化生成徹底氧化生成H2O 的同的同時時ADP偶聯(lián)磷酸化生成偶聯(lián)磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O 80反反 應(yīng)應(yīng)輔輔 酶酶最終獲得最終獲得ATPATP第一階段（胞漿）第一階段（胞漿）葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-磷酸磷酸-

45、1果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NADH3或或5*21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸22磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2第二階段（線粒體基質(zhì)）第二階段（線粒體基質(zhì)）2丙酮酸丙酮酸2乙酰乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質(zhì)）第三階段（線粒體基質(zhì)）2異檸檬酸異檸檬酸2-酮戊二酸酮戊二酸2-酮戊二酸酮戊二酸2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酰琥珀酰CoA2琥珀酸琥珀酸2琥珀酸琥珀酸2延胡索酸延胡索酸2蘋果酸蘋果酸2草酰乙酸草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2 2NAD

46、H55235由一個葡糖糖總共獲得由一個葡糖糖總共獲得30或或32* 獲得獲得ATP的數(shù)量取決于還原當(dāng)量進(jìn)入線粒體的穿梭機(jī)制的數(shù)量取決于還原當(dāng)量進(jìn)入線粒體的穿梭機(jī)制 81糖的有氧氧化是機(jī)體糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑產(chǎn)能最主要的途徑。它不。它不僅僅產(chǎn)能效率高產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成釋放，相當(dāng)一部分形成ATP，所以，所以能量的利用能量的利用率也高率也高。82關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 酵解途徑：酵解途徑： 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)：己糖激酶己糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸果

47、糖激酶磷酸果糖激酶-1檸檬酸合酶檸檬酸合酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶83（一）（一）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié) 別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)抑制劑：乙酰別構(gòu)抑制劑：乙酰CoA；NADH；ATP別構(gòu)激活劑：別構(gòu)激活劑：AMP；ADP；NAD+乙酰乙酰CoA / HSCoA 或或 NADH / NAD+ 時，時，其活性也受到抑制。這兩種情況見于饑餓、大量其活性也受到抑制。這兩種情況見于饑餓、大量脂酸被動員利用時，這時糖的有氧氧化被抑制，脂酸被動員利用時，這時糖的有氧氧化被抑制，大多數(shù)組織器官利用脂酸作為能量來源以確保腦大多數(shù)組織器官利用脂酸

48、作為能量來源以確保腦等重要組織對葡萄糖的需要。等重要組織對葡萄糖的需要。 84 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)85乙酰乙酰CoA 檸檬酸檸檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸 異檸檬酸異檸檬酸 蘋果酸蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸異檸檬酸 脫氫酶脫氫酶檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體脫氫酶復(fù)合體 ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸檸檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影響的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制產(chǎn)物堆積引起抑制 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋

49、抑中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶制前面反應(yīng)中的酶 其他，如其他，如Ca2+可可激活許多酶激活許多酶（二）檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)（二）檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)86在正常情況下，（糖）酵解途徑和檸檬酸循在正常情況下，（糖）酵解途徑和檸檬酸循環(huán)的速度是相協(xié)調(diào)的。這種協(xié)調(diào)不僅通過高環(huán)的速度是相協(xié)調(diào)的。這種協(xié)調(diào)不僅通過高濃度的濃度的ATP、NADH的抑制作用，亦通過檸檬的抑制作用，亦通過檸檬酸對磷酸果糖激酶酸對磷酸果糖激酶-1的別構(gòu)抑制作用而實(shí)現(xiàn)。的別構(gòu)抑制作用而實(shí)現(xiàn)。 氧化磷酸化的速率對檸檬酸循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)也起氧化磷酸化的速率對檸檬酸循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)也起著非常重要的作用。著非常重要的作用。 87 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其有

50、氧氧化的調(diào)節(jié)通過對其關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。 ATP/ADP或或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影響檸檬酸循環(huán)。前者速率降氧化磷酸化速率影響檸檬酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。低，則后者速率也減慢。 檸檬酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調(diào)。檸檬酸循環(huán)需要多少乙酰需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少，則酵解途徑相應(yīng)產(chǎn)生多少丙酮酸以生成乙酰丙酮酸以生成乙酰CoA。882ADPATP+AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶體內(nèi)體內(nèi)ATP濃度是濃度是AMP的的50倍，經(jīng)

51、上述反應(yīng)倍，經(jīng)上述反應(yīng)后，后，ATP/AMP變動比變動比ATP變動大，有信號放大變動大，有信號放大作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。作用，從而發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用。有氧氧化全過程中許多酶的活性都受細(xì)胞內(nèi)有氧氧化全過程中許多酶的活性都受細(xì)胞內(nèi)ATP/ADP或或ATP/AMP比率的影響，因而能得以比率的影響，因而能得以協(xié)調(diào)。協(xié)調(diào)。89五、糖有氧氧化可抑制糖無氧氧化五、糖有氧氧化可抑制糖無氧氧化* 概念概念* 機(jī)制機(jī)制 有氧時，有氧時，NADH+H+進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化，丙酮酸進(jìn)入線立體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸酮酸進(jìn)入線立體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸; 缺氧時，酵解途徑加強(qiáng)，缺氧時，酵解途徑加強(qiáng)

52、，NADH+H+在胞漿在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)指有氧氧化抑指有氧氧化抑制生醇發(fā)酵（或無氧氧化）的現(xiàn)象。制生醇發(fā)酵（或無氧氧化）的現(xiàn)象。9091磷酸戊糖途徑（磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway）是指從糖酵解的中間產(chǎn)物是指從糖酵解的中間產(chǎn)物6-磷酸磷酸-葡萄糖葡萄糖開始形開始形成旁路，通過氧化、基團(tuán)轉(zhuǎn)移兩個階段生成成旁路，通過氧化、基團(tuán)轉(zhuǎn)移兩個階段生成果果糖糖-6-磷酸和磷酸和3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛，從而返回糖酵解的，從而返回糖酵解的代謝途徑，亦稱為代謝途徑

53、，亦稱為磷酸戊糖旁路（磷酸戊糖旁路（pentose phosphate shunt）。磷酸戊糖途徑不能產(chǎn)生磷酸戊糖途徑不能產(chǎn)生ATP，其主要意義，其主要意義是生成是生成NADPH和磷酸核糖，和磷酸核糖， 92n細(xì)胞定位：細(xì)胞定位：胞液胞液 第一階段：氧化反應(yīng)第一階段：氧化反應(yīng)一、磷酸戊糖途徑的分為兩個反階段一、磷酸戊糖途徑的分為兩個反階段n反應(yīng)過程可分為二個階段反應(yīng)過程可分為二個階段: : 第二階段：非氧化反應(yīng)第二階段：非氧化反應(yīng) 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2。包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。93CCCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P葡糖葡糖-6

54、-磷酸磷酸CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P核酮糖核酮糖 -5-磷酸磷酸 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 葡糖-6-磷酸脫氫酶脫氫酶 葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶 CH2OH C O 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P葡糖葡糖-6-磷酸內(nèi)酯磷酸內(nèi)酯 CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P（一）第一階段是氧化反應(yīng)（一）第一階段是氧化反應(yīng)5-磷酸核糖磷酸核糖 94催化第一步脫氫反應(yīng)的催化第一步脫氫反應(yīng)的葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。兩次

55、脫氫脫下的氫均由兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成接受生成NADPH + H+。反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間產(chǎn)物。間產(chǎn)物。G-6-P5-磷酸核糖磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO295經(jīng)過第二階段的一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過第二階段的一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，5-磷酸磷酸核糖最終轉(zhuǎn)變?yōu)楣呛颂亲罱K轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸和磷酸和3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。這一階段非常重要，因?yàn)榧?xì)胞對這一階段非常重要，因?yàn)榧?xì)胞對NADPH的消的消耗量遠(yuǎn)大于磷酸戊糖，多余的戊糖需要通過耗量遠(yuǎn)大于磷酸戊糖，多余的戊糖需要通過此反應(yīng)返回糖酵解的代謝途

56、徑再次利用。此反應(yīng)返回糖酵解的代謝途徑再次利用。（二）第二階段是一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)（二）第二階段是一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)96核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸 (C5) 35-磷酸核糖磷酸核糖C5木酮糖木酮糖-5-磷磷酸酸C5木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸C5景天糖景天糖-7-磷酸磷酸C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C3赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸磷酸C4果糖果糖-6-磷酸磷酸C6果糖果糖-6-磷酸磷酸C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛C397磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑第一階段第一階段第第二二階階段段木酮糖木酮糖-5-磷磷酸酸C5木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸C5景天糖景天糖-7-磷酸磷酸C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C3赤蘚糖赤蘚

57、糖-4-磷酸磷酸C4果糖果糖-6-磷酸磷酸C6果糖果糖-6-磷酸磷酸C63-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C3葡糖葡糖-6-磷酸磷酸(C6)3葡糖葡糖-6-磷酸內(nèi)酯磷酸內(nèi)酯(C6)3葡糖葡糖-6-磷酸磷酸(C6)3核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸 (C5) 35-磷酸核糖磷酸核糖C53NADP+ 3NADP+3H+ 葡糖-6-磷酸脫氫酶3NADP+ 3NADP+3H+ 葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶CO298n總反應(yīng)式總反應(yīng)式:3葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 + 6 NADP+2果糖果糖-6-磷酸磷酸+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO299 脫氫反應(yīng)以脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成為受氫體

58、，生成NADPH+H+。 反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)反應(yīng)過程中進(jìn)行了一系列酮基和醛基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，經(jīng)過了過了3、4、5、6、7碳糖碳糖的演變過程。的演變過程。 反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物反應(yīng)中生成了重要的中間代謝物5-磷酸核糖磷酸核糖。 一分子一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)，只能發(fā)生經(jīng)過反應(yīng)，只能發(fā)生一次脫羧一次脫羧和和二次二次脫氫脫氫反應(yīng)，生成一分子反應(yīng)，生成一分子CO2和和2分子分子NADPH+H+。100二、磷酸戊糖途徑主要受二、磷酸戊糖途徑主要受NADPH/NADP+比值的調(diào)節(jié)比值的調(diào)節(jié) 葡糖葡糖-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫酶此酶為磷酸戊糖途徑的此酶為磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶，其活性

59、的高低決定葡糖關(guān)鍵酶，其活性的高低決定葡糖-6-磷酸進(jìn)磷酸進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。入磷酸戊糖途徑的流量。 此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH/NADP+比值比值的影響，的影響，比值升高則被抑制，降低則被激活。另外比值升高則被抑制，降低則被激活。另外NADPH對該酶有強(qiáng)烈抑制作用。對該酶有強(qiáng)烈抑制作用。 因此，磷酸戊糖途徑的流量取決于因此，磷酸戊糖途徑的流量取決于NADPH的需求。的需求。 101 三、磷酸戊糖途徑的生理意義是生成三、磷酸戊糖途徑的生理意義是生成NADPH和磷酸戊糖和磷酸戊糖（二）提供（二）提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)（一）為核酸的生物合

60、成提供核糖（一）為核酸的生物合成提供核糖1. NADPH是許多合成代謝的供氫體；是許多合成代謝的供氫體；2. NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；參與體內(nèi)羥化反應(yīng)；3. NADPH可維持谷胱甘肽可維持谷胱甘肽(GSH)的還原狀態(tài)。的還原狀態(tài)。1022G-SH G-S-S-GN N A A D D P P+ + N N A A D D P P H H + +H H+ +A AH2 氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可還原型谷胱甘肽是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可以保護(hù)一些含以保護(hù)一些含-SH基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化劑尤其是過氧化物的損