1、目錄 糖 代 謝 Metabolism of Carbohydrates 第 六 章 目錄 n糖的化學(xué)糖的化學(xué) 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 目錄 1. 為生命活動(dòng)提供能源和碳源為生命活動(dòng)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

2、生理功能。 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。 目錄 糖代謝的概況糖代謝的概況分解、儲(chǔ)存、合成分解、儲(chǔ)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 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收

3、淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 淀粉淀粉 目錄 第一節(jié)第一節(jié) 糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)糖的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn) Digestion, absorption and transportation of Carbohydrates 目錄 一、糖消化后以單體形式吸收一、糖消化后以單體形式吸收 n糖的消化糖的消化 人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng)人類食物中的糖主要有植物淀粉、動(dòng) 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。（葡萄糖葡萄糖GIGI） 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。 目錄 淀粉淀粉 麥芽糖麥

4、芽糖+ +麥芽三糖麥芽三糖 （40%40%） （25%25%） - -臨界糊精臨界糊精+ +異麥芽糖異麥芽糖 （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 目錄 食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無食物中含有的大量纖維素，因人體內(nèi)無 - - 糖苷酶糖苷酶而不能對其分解利用，但卻具有刺激腸而不能對其分解利用

5、，但卻具有刺激腸 蠕動(dòng)等作用，也是維持健康所必需。蠕動(dòng)等作用，也是維持健康所必需。 有些東方人乳糖酶缺乏（乳糖不耐癥）有些東方人乳糖酶缺乏（乳糖不耐癥） 目錄 n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 目錄 ADP+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+-dependent glucose transporter, SGLT) 刷狀緣刷狀緣 細(xì)胞內(nèi)膜細(xì)胞內(nèi)膜 目錄 n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

6、萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體這一過程依賴于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose 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 GLUT 目錄 糖代謝的概況糖代謝的概況分解、儲(chǔ)存、合成分解、儲(chǔ)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

7、+H+ 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 ATP 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 淀粉淀粉 消化與吸收消化與吸收 淀粉淀粉 目錄 第二節(jié)第二節(jié) 糖的無氧分解糖的無氧分解 Glycolysis 目錄 一分子葡萄糖在胞液中可裂解為兩分子丙酮酸，是葡萄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糖無氧氧化和有氧氧化的共同起始途徑共同起始途徑，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(shí)，人體將丙酮酸在胞液中在不能利用氧或氧供應(yīng)不足時(shí)，人體將丙酮酸在胞液中 還 原 生 成 乳 酸

8、 ， 稱 為還 原 生 成 乳 酸 ， 稱 為 乳 酸 發(fā) 酵 （乳 酸 發(fā) 酵 （ l a c t i c a c i d fermentation）。 在某些植物和微生物中，丙酮酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己投趸谀承┲参锖臀⑸镏校峥赊D(zhuǎn)變?yōu)橐掖己投趸?碳，稱為碳，稱為乙醇發(fā)酵（乙醇發(fā)酵（ethanol fermentation）。 在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮 酸進(jìn)而還原生成乳酸的過程稱酸進(jìn)而還原生成乳酸的過程稱糖的無氧氧化糖的無氧氧化(anaerobic oxidation)。 目錄 一、糖無氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵一、糖無

9、氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵 解和乳酸生成兩個(gè)階段解和乳酸生成兩個(gè)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(gè)階段：葡萄糖不利用氧的分解過程分為兩個(gè)階段： 目錄 1. 葡萄糖磷酸化為葡糖葡萄糖磷酸化為葡糖-6-磷酸磷酸 ATP ADP Mg2+ 己糖激酶 (hexokinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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

10、丙酮羥丙酮 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H HO OH H OH H OH H H 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 (glucose-6-phosphate, G-6-P) P P O CH2O H HO OH H OH H OH H H 目錄 哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有哺乳類動(dòng)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

11、萄糖的親和力很低對葡萄糖的親和力很低 （Km10）；受激素調(diào)控，）；受激素調(diào)控，對葡糖對葡糖-6-磷酸磷酸 的反饋抑制并不敏感。的反饋抑制并不敏感。 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(shí)，穩(wěn)定至關(guān)重要，只有當(dāng)血糖顯著升高時(shí)， 肝才會(huì)加快對葡萄糖的利用，起到緩沖血肝才會(huì)加快對葡萄糖的利用，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。 目錄 2. 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 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷

12、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+ ADP ATP ADP ATP 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 CH2O H HO OH H OH H OH H H 果糖果糖-6-磷酸磷酸 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 目錄 3. 果糖果糖-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-1 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP

13、 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+ ADP ATP ADP ATP 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) 目錄 CH2O HO C C C C CH2O O H OH OH H H P P P P 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸 4. 果糖果糖-1

14、,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) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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+ ADP ATP ADP ATP 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 + CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO CH2OH CO CH2POCH2P PO 目錄 5. 磷酸二

15、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 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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+ ADP ATP ADP ATP 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 CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 CH2OH CO CH2

16、POCH2P PO 目錄 6. 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) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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+ ADP ATP ADP ATP 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

17、CHO CHOHCHOHOH CH2POCH2P PO 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO 混合酸酐 目錄 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP 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+ ADP ATP ADP ATP 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

18、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 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=C COH CH2POP PO P PO 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 目錄 8. 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 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油

19、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+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸甘油酸變位酶 (phosphoglycerate mutase) 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH CH2POP PO 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH 目錄 9. 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) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2

20、P ATP 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+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH + H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP) COOH C CH2 P PO 目錄 ADP ATP K+ Mg2+ 丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) Glu G-6-P

21、F-6-P F-1,6-2P ATP 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+ ADP ATP ADP ATP 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ADP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 COOH C CH2 P PO 丙酮酸丙酮酸 COOH C=O CH 3 目錄 （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)

22、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 dehydrogenase, LDH) NADH + H+ NAD+ COOH CHOH CH3 COOH C=O CH3 目錄 E1:己糖激酶己糖激酶 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 NAD+ 乳乳 酸酸 糖的無氧氧化糖的無氧氧化 GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2P ATP ADP ATPADP 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

23、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 E2 E1 E3 NADH+H+ 目錄 n糖酵解小結(jié)糖酵解小結(jié) 反應(yīng)部位：胞漿；反應(yīng)部位：胞漿； 糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程；糖酵解是一個(gè)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 目錄 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

24、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） 目錄 二、糖酵解的調(diào)控是對二、糖酵解的調(diào)控是對3個(gè)關(guān)鍵酶個(gè)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(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 目錄 （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

25、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) ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶-1 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） 目錄 F-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 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

26、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 目錄 （二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)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 目錄 n共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)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 P PKA：蛋白激酶蛋白激酶A (protein k

27、inase A) CaM：鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白 目錄 （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。可別構(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。 目錄 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

28、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 目錄 第三節(jié)第三節(jié) 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 目錄 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。 目錄 葡萄糖有氧氧化概況葡萄糖有氧氧化概

29、況 目錄 一、糖的有氧氧化分為三個(gè)階段一、糖的有氧氧化分為三個(gè)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CoA CO2 NADH+H+ FADH2 H2O O ATP ADP TAC循環(huán)循環(huán) 胞液胞液 線粒體線粒體 目錄 （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

30、乙酰二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA 目錄 n 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 HSCoA NAD+ TPP 硫辛酸（硫辛酸（ ) HSCoA FAD, NAD+ S S L 酶酶輔酶輔酶 目錄 在哺乳類動(dòng)物細(xì)胞中，丙酮酸脫氫酶復(fù)合體由在哺乳類動(dòng)物細(xì)胞中，丙酮酸脫氫酶復(fù)合體由60 個(gè)轉(zhuǎn)乙酰酶組成核心，周圍排列著個(gè)轉(zhuǎn)乙酰酶組成核心，周圍排列著12個(gè)丙酮酸脫個(gè)丙酮酸脫 氫酶和氫酶和6個(gè)二氫硫辛酰胺脫氫酶。個(gè)二氫硫辛酰胺脫氫酶。 參與反應(yīng)的輔

31、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）、硫 辛酸、辛酸、FAD、NAD+ 和和CoA。 其中硫辛酸是帶有二硫鍵的八碳羧酸，通過與轉(zhuǎn)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乙酰酶的賴氨酸殘基的-氨基相連，形成與酶結(jié)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，可將乙酰基合的硫辛酰胺而成為酶的柔性長臂，可將乙酰基 從酶復(fù)合體的一個(gè)活性部位轉(zhuǎn)到另一個(gè)活性部位。從酶復(fù)合體的一個(gè)活性部位轉(zhuǎn)到另一個(gè)活性部位。 目錄 n 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

32、，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(shí)使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為時(shí)使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個(gè)巰基。個(gè)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硫辛酰胺 脫氫，同時(shí)將氫傳遞給脫氫，同時(shí)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

33、NADH+H+。 CO2 CoASH NAD+ 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 目錄 （三）乙酰（三）乙酰CoA進(jìn)入檸檬酸循環(huán)以及氧化磷酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)以及氧化磷酸 化生成化生成ATP 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(gè)碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過一系列反個(gè)碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過一系列反 應(yīng)重新生成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)。應(yīng)重新生成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)

34、。 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(gè)碳原子被氧化成個(gè)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。 目錄 它們既是檸檬酸循環(huán)中的脫氫酶的輔酶，又是電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(gè)環(huán)節(jié)。子傳遞鏈的第一個(gè)環(huán)節(jié)。 電子傳遞鏈?zhǔn)怯梢幌盗醒趸€原體系組成，它們電子傳遞鏈?zhǔn)怯梢幌盗醒趸€原體系組成，它們 的功能是將的功能是將H+或電子依

35、次傳遞至氧，生成水?；螂娮右来蝹鬟f至氧，生成水。 在在H+/電子沿電子傳遞鏈傳遞過程中能量逐步釋放，電子沿電子傳遞鏈傳遞過程中能量逐步釋放， 同時(shí)伴有同時(shí)伴有ADP磷酸化成磷酸化成ATP，即氧化與磷酸化反，即氧化與磷酸化反 應(yīng)是偶聯(lián)在一起的，稱為氧化磷酸化。應(yīng)是偶聯(lián)在一起的，稱為氧化磷酸化。 目錄 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，亦稱為正式提出，亦稱為Kre

36、bs循環(huán)循環(huán)。 二、檸檬酸循環(huán)是以形成檸檬酸為二、檸檬酸循環(huán)是以形成檸檬酸為 起始物的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)起始物的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng) n概述概述 n反應(yīng)部位：反應(yīng)部位：線粒體線粒體 目錄 （一）檸檬酸循環(huán)由八步反應(yīng)組成（一）檸檬酸循環(huán)由八步反應(yīng)組成 1.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

37、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 1. 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 乙酰輔酶乙酰輔酶A（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 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?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) 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 異檸檬酸異檸檬酸在 作用下

38、，氧化脫羧而轉(zhuǎn)變 成 - -酮戊二酸酮戊二酸（ - Ketoglutarate） 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 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。 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) 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.琥珀酸脫氫生成延胡索酸琥珀酸脫氫生成延胡索酸 此步反應(yīng)由催化，其輔酶是 FAD，是三羧酸

39、循環(huán)中唯一與內(nèi)膜結(jié)合的酶。 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 催化此步反應(yīng)，輔酶是NAD+。 CoASH NADH+H+ NAD+ NAD+ NADH+H+ FAD FADH2 NADH+H+ NAD+ H2O H2O H2O CoASHCoASH H2O 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 GTPGDP ATPADP 核苷二磷酸激酶 目錄 經(jīng)過一次檸檬酸

40、循環(huán)，經(jīng)過一次檸檬酸循環(huán)， l消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA； l經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化；經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化； l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； l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(gè)循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。整個(gè)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)： 目錄 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

41、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： 目錄 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(huì)消耗的，它可被反復(fù)利乙酸在檸檬酸循環(huán)中是不會(huì)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

42、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。 目錄 .機(jī)體糖供不足時(shí)，可能引起機(jī)體糖供不足時(shí)，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(shí)蘋果酸、草酰乙酸可脫羧生成丙酮酸，再這時(shí)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

43、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+ 所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。 目錄 草酰乙酸草酰乙酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ 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： 目錄 （三）檸檬酸循環(huán)在三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝中（三）檸檬酸循環(huán)在三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝中 具有重要生理意義具有重要生理意義 1.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

44、的樞紐的樞紐。 目錄 H+ + 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(shí)時(shí)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 目錄 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-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2 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮

45、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CoA 2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 2NADH 2NADH 2FADH2 2NADH 5 5 2 3 5 由一個(gè)葡糖糖總共獲得由一個(gè)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 目錄 糖的有氧氧化是機(jī)體糖的有氧氧化是機(jī)體

46、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。 目錄 四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié) 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 目錄 （一）（一）丙酮

47、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(shí)，時(shí)， 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(dòng)員利用時(shí)，這時(shí)糖的有氧氧化被抑制，脂酸被動(dòng)員利用時(shí)，這時(shí)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。 目錄 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 目錄 乙酰乙

48、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

49、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) 目錄 2檸檬酸循環(huán)與上游和下游反應(yīng)協(xié)調(diào)檸檬酸循環(huán)與上游和下游反應(yīng)協(xié)調(diào) 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。 目錄 有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn)有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn) 有氧氧

50、化的調(diào)節(jié)通過對其有氧氧化的調(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。 目錄 2ADPATP+AMP 腺苷酸激酶腺苷酸激酶 體內(nèi)體內(nèi)AT

51、P濃度是濃度是AMP的的50倍，經(jīng)上述反應(yīng)倍，經(jīng)上述反應(yīng) 后，后，ATP/AMP變動(dòng)比變動(dòng)比ATP變動(dòng)大，有信號放大變動(dòng)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)。 目錄 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(shí)，有氧時(shí)，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

52、生成乳酸; 缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，缺氧時(shí)，酵解途徑加強(qiáng)，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。 目錄 第第 四四 節(jié)節(jié) 磷酸戊糖途徑 pentose phosphate pathway 目錄 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(gè)階

53、段生成成旁路，通過氧化、基團(tuán)轉(zhuǎn)移兩個(gè)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，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， 目錄 n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(gè)反階段一、磷酸戊糖途徑的分為兩個(gè)反階段 n反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段反應(yīng)過程可分為二個(gè)階段: : 第二階段：非氧化反應(yīng)第二階段：非氧化反

54、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。 目錄 C C C C COO CH2O H OH OH OHH H HO H P P 葡糖葡糖-6-磷酸磷酸 CH2OH C=O C C CH2O OH OHH H P 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 C C C C C CH2O H OH OH OH H H HO H H O P P 葡糖葡糖-6-磷酸內(nèi)酯

55、磷酸內(nèi)酯 C C C C C=O CH2O H OH OH H H HO H O P 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 目錄 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(gè)非常重要的中反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個(gè)非常重要的中 間產(chǎn)物。間產(chǎn)物。 G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+ CO2 目錄 經(jīng)過第二階段的一系列

56、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) 目錄 核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸 (C5) 3 5-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

57、-7-磷酸磷酸 C7 3-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 C6 3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 C3 目錄 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 C7 3-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 C6 3-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

58、-6-磷酸磷酸(C6)3 核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸 (C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C5 3NADP+ 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 CO2 目錄 n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+3CO2 目錄 n磷酸戊糖途徑的特點(diǎn)磷酸戊糖途徑的特點(diǎn): 脫氫反應(yīng)以脫氫反應(yīng)以NADP+為受氫體，生成為受氫體，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)

59、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+。 目錄 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。

60、 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。 目錄 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