糖代謝MetabolismofCarbohydrates第4章糖的化學糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化學本質為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。糖的概念糖的分類及其結構根據其水解產物的情況，糖主要可分為以下四大類:單糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)結合糖(glycoconjugate)葡萄糖(glucose)（已醛糖）果糖(fructose)（已酮糖）單糖——不能再水解的糖。半乳糖(galactose)（已醛糖）核糖(ribose)（戊醛糖）寡糖常見的幾種二糖有：麥芽糖(maltose)：葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)：葡萄糖—果糖乳糖(lactose)：葡萄糖—半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。多糖——能水解生成多個分子單糖的糖。常見的多糖有：淀粉(starch)糖原(glycogen)纖維素(cellulose)淀粉——是植物中養分的儲存形式。淀粉顆粒糖原——是動物體內葡萄糖的儲存形式。纖維素——作為植物的骨架。β-1,4-糖苷鍵結合糖——糖與非糖物質的結合物。糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖與蛋白質的結合物。

常見的結合糖有：第一節

概述Introduction一、糖的主要生理功能是氧化供能糖在生命活動中的主要作用是提供碳源和能源。

如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質的原料。作為機體組織細胞的組成成分。提供合成體內其他物質的原料。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。二、糖的消化吸收主要是在小腸進行糖的消化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、葡萄糖等，其中以淀粉為主。消化部位：

主要在小腸，少量在口腔。淀粉麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-臨界糊精+異麥芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-臨界糊精酶消化過程：

腸粘膜上皮細胞刷狀緣口腔腸腔胰液中的α-淀粉酶食物中含有的大量纖維素，因人體內無-糖苷酶而不能對其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動等作用，也是維持健康所必需。有些東方人乳糖酶缺乏。糖的吸收吸收部位：小腸上段

吸收形式：單糖

ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細胞腸腔門靜脈吸收機制：Na+依賴型葡萄糖轉運體(Na+-dependentglucosetransporter,SGLT)刷狀緣細胞內膜葡萄糖轉運進入細胞這一過程依賴于葡萄糖轉運體(glucosetransporter，GLUT)。三、糖代謝的概況小腸腸腔腸粘膜上皮細胞門靜脈肝臟體循環SGLT各種組織細胞GLUT葡萄糖酵解途徑丙酮酸有氧無氧H2O及CO2乳酸糖異生途徑乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途徑

核糖+NADPH+H+淀粉消化與吸收ATP第二節

糖的無氧分解Glycolysis在機體缺氧條件下，葡萄糖經一系列酶促反應生成丙酮酸進而還原生成乳酸的過程稱為糖酵解(glycolysis)，亦稱糖的無氧氧化(anaerobicoxidation)。糖酵解的反應部位：胞漿。一、糖無氧氧化反應過程分為酵解途徑和乳酸生成兩個階段第一階段：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolyticpathway)。第二階段：由丙酮酸轉變成乳酸。糖酵解分為兩個階段：葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖ATPADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)（一）葡萄糖經酵解途徑分解為兩分子丙酮酸

哺乳類動物體內已發現有4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，稱為葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特點是：①對葡萄糖的親和力很低；②受激素調控。這些特性使葡萄糖激酶在維持血糖水平和糖代謝中起著重要的生理作用。

6-磷酸葡萄糖轉變為6-磷酸果糖己糖異構酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)6-磷酸果糖轉變為1,6-雙磷酸果糖

ATP

ADP

Mg2+6-磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)1,6-雙磷酸果糖磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

醛縮酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛+磷酸丙糖的同分異構化GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖異構酶(phosphotrioseisomerase)3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸轉變成3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶(phosphoglyceratekinase)

GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸在以上反應中，底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)

。1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸轉變為2-磷酸甘油酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸變位酶(phosphoglyceratemutase)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸轉變為磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)ADPATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸轉變成丙酮酸，并通過底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸（二）丙酮酸轉變成乳酸反應中的NADH+H+

來自于上述第6步反應中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應。丙酮酸乳酸乳酸脫氫酶(Lactatedehydrogenase,LDH)NADH+H+NAD+E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代謝途徑GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+糖酵解小結反應部位：胞漿；糖酵解是一個不需氧的產能過程；反應全過程中有三步不可逆的反應：GG-6-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADPATP

PEP丙酮酸丙酮酸激酶產能的方式和數量方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數量：從G開始2×2-2=2ATP從Gn開始2×2-1=3ATP終產物乳酸的去路釋放入血，進入肝臟再進一步代謝：分解利用

乳酸循環（糖異生）二、糖酵解的調控是對3個關鍵酶活性的調節關鍵酶①

己糖激酶②

6-磷酸果糖激酶-1

③

丙酮酸激酶調節方式①別構調節②共價修飾調節6-磷酸果糖激酶-1對調節酵解途徑的流量最重要變構調節變構激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P變構抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）2,6-雙磷酸果糖是6-磷酸果糖激酶-1最強的變構激活劑；其作用是與AMP一起取消ATP、檸檬酸對6-磷酸果糖激酶-1的變構抑制作用。2,6-雙磷酸果糖對6-磷酸果糖激酶-1的調節：F-6-PF-1,6-2PATPADPPFK-1磷蛋白磷酸酶PiPKAATPADPPi胰高血糖素ATPcAMP活化F-2,6-2P+++–/+AMP+檸檬酸–AMP+檸檬酸–PFK-2（有活性）FBP-2（無活性）6-磷酸果糖激酶-2PFK-2（無活性）FBP-2（有活性）PP果糖雙磷酸酶-2三、糖酵解的主要生理意義是在機體缺氧的情況下快速供能是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。是某些細胞在氧供應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、骨髓細胞第三節

糖的有氧氧化

AerobicOxidationof

Carbohydrate糖的有氧氧化(aerobicoxidation)指在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。部位：胞液及線粒體概念一、糖有氧氧化的反應過程包括糖酵解途徑、丙酮酸氧化脫羧、三羧酸循環及氧化磷酸化第一階段：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G（Gn）第四階段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC循環胞液線粒體（一）葡萄糖循糖酵解途徑分解為丙酮酸丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoATPPCO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復合體總反應式:（二）丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA三羧酸循環(TricarboxylicAcidCycle,TAC)也稱為檸檬酸循環，這是因為循環反應中的第一個中間產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的學說，故此循環又稱為Krebs循環，它由一連串反應組成。二、三羧酸循環是以形成檸檬酸為起始物的循環反應系統概述反應部位：線粒體（一）TCA循環由8步代謝反應組成乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸經順烏頭酸轉變為異檸檬酸異檸檬酸氧化脫羧轉變為α-酮戊二酸α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應琥珀酸脫氫生成延胡索酸延胡索酸加水生成蘋果酸蘋果酸脫氫生成草酰乙酸CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①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GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶小結：三羧酸循環的概念：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，再重復循環反應的過程。TAC過程的反應部位是線粒體。經過一次三羧酸循環，消耗一分子乙酰CoA；經四次脫氫，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。整個循環反應為不可逆反應。三羧酸循環的要點：三羧酸循環中間產物起催化劑的作用，本身無量的變化，不可能通過三羧酸循環直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環中其他產物，同樣中間產物也不能直接在三羧酸循環中被氧化為CO2及H2O。三羧酸循環的中間產物：草酰乙酸檸檬酸檸檬酸裂解酶乙酰CoA丙酮酸丙酮酸羧化酶CO2蘋果酸蘋果酸脫氫酶NADH+H+NAD+天冬氨酸谷草轉氨酶α-酮戊二酸

谷氨酸草酰乙酸的來源如下：（二）TCA循環在3大營養物質代謝中具有重要生理意義TCA循環是3大營養素的最終代謝通路,其作用在于通過4次脫氫，為氧化磷酸化反應生成ATP提供還原當量。

TCA循環是糖、脂肪、氨基酸代謝聯系的樞紐。H++e

進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O

的同時ADP偶聯磷酸化生成ATP。NADH+H+H2O、2.5ATP

[O]H2O、1.5ATP

FADH2[O]三、糖有氧氧化是機體獲得ATP的主要方式反應輔酶最終獲得ATP第一階段（胞漿）葡糖糖→6-磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二階段（線粒體基質）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質）2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×蘋果酸→2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一個葡糖糖總共獲得30或32糖的有氧氧化是機體產能最主要的途徑。它不僅產能效率高，而且由于產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。四、糖有氧氧化的調節是基于能量的需求關鍵酶①

酵解途徑：②丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復合體③

三羧酸循環：己糖激酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復合體異檸檬酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶復合體的調節變構調節別構抑制劑：乙酰CoA；NADH；ATP別構激活劑：AMP；ADP；NAD+乙酰CoA/HSCoA或NADH/NAD+時，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，大多數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。

共價修飾調節乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸蘋果酸NADHFADH2GTPATP異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復合體–ATP

+ADP

ADP

+ATP

–檸檬酸

琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH

+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影響②

循環中后續反應中間產物別位反饋抑制前面反應中的酶③

其他，如Ca2+可激活許多酶三羧酸循環的調節

氧化磷酸化速率影響三羧酸循環TCAONADH+H+H2O+CO2ATP有氧氧化的調節特點⑴有氧氧化的調節通過對其關鍵酶的調節實現。⑵ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調節。該比值升高，所有關鍵酶均被抑制。⑶氧化磷酸化速率影響三羧酸循環。前者速率降低，則后者速率也減慢（NADH/NAD+）。⑷三羧酸循環與酵解途徑互相協調。三羧酸循環需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應產生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。五、巴斯德效應是指糖有氧氧化抑制糖酵解的現象概念機制有氧時，NADH+H+進入線粒體內氧化，丙酮酸進入線粒體進一步氧化而不生成乳酸;缺氧時，酵解途徑加強，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。巴斯德效應(Pastuereffect)指有氧氧化抑制糖酵解的現象。第四節

葡萄糖的其他代謝途徑

OtherMetabolismPathwaysofGlucose概念磷酸戊糖途徑(pentosephosphatepathway)是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進一步轉變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應過程。一、磷酸戊糖途徑生成NADPH和磷酸戊糖細胞定位：胞液

第一階段：氧化反應（一）磷酸戊糖途徑的反應過程分為兩個階段反應過程可分為二個階段:

第二階段：非氧化反應生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。包括一系列基團轉移。6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖NADPH+H+NADP+⑴H2ONADP+

CO2

NADPH+H+⑵6-磷酸葡萄糖脫氫酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶

HCOHCH2OHCO6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內酯1．6-磷酸葡萄糖在氧化階段生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖C55-磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛C34-磷酸赤蘚糖C46-磷酸果糖C66-磷酸果糖C63-磷酸甘油醛C32．經過基團轉移反應進入糖酵解途徑磷酸戊糖途徑第一階段第二階段5-磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛C34-磷酸赤蘚糖C46-磷酸果糖C66-磷酸果糖C63-磷酸甘油醛C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸內酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脫氫酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶CO2總反應式:3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2NAD+乳酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸NADH+H+磷酸戊糖途徑磷酸戊糖旁路磷酸戊糖途徑的特點:6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關鍵酶脫氫反應以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。反應過程中進行了一系列酮基和醛基轉移反應，經過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。反應中生成了重要的中間代謝物——5-磷酸核糖。一分子G-6-P經過反應，只能發生一次脫羧和二次脫氫反應，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。（三）磷酸戊糖途徑的生理意義在于生成NADPH和5-磷酸核糖2．提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應1．為核酸的生物合成提供核糖（1）NADPH是體內許多合成代謝的供氫體；（2）NADPH參與體內羥化反應；（3）NADPH還用于維持谷胱甘肽(glutathione，GSH)的還原狀態。氧化型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽

還原型谷胱甘肽是體內重要的抗氧化劑，可以保護一些含-SH基的蛋白質或酶免受氧化劑尤其是過氧化物的損害。在紅細胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保護紅細胞膜蛋白的完整性。6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏，可致蠶豆病第五節

糖原的合成與分解GlycogenesisandGlycogenolysis糖原(glycogen)是動物體內糖的儲存形式之一，是機體能迅速動用的能量儲備。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70~100g，維持血糖水平糖原的定義：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。糖原的結構特點及其意義：一、糖原的合成代謝主要在肝和肌組織中進行合成部位：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ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）糖原合成途徑：1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖2.6-磷酸葡萄糖轉變成1-磷酸葡萄糖此反應中磷酸基團轉移的意義在于：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。UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內充作葡萄糖供體。3.1-磷酸葡萄糖轉變成尿苷二磷酸葡萄糖+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量1-磷酸葡萄糖

尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)糖原n+UDPG糖原n+1+UDP

糖原合酶(glycogensynthase)UDPUTPADPATP4.α-1,4-糖苷鍵式結合糖原n為原有的細胞內的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)，作為UDPG上葡萄糖基的接受體。

糖原引物５.糖原分枝的形成

分支酶(branchingenzyme)α-1,6-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵二、肝糖原分解產物——葡萄糖可補充血糖亞細胞定位：胞漿肝糖元的分解過程：糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶(Glycogenphosphorylase)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轉移葡萄糖殘基②水解-1,6-糖苷鍵脫枝酶(debranchingenzyme)磷酸化酶轉移酶活性α-1,6糖苷酶活性在幾個酶的共同作用下，最終產物中約85%為1-磷酸葡萄糖，15%為游離葡萄糖。1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶3.1-磷酸葡萄糖轉變成6-磷酸葡萄糖4.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進行糖酵解或有氧氧化。肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應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有關。糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1

UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n

Pi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n

糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑進行的。這種合成與分解循兩條不同途徑進行的現象，是生物體內的普遍規律。這樣才能進行精細的調節。當糖原合成途徑活躍時，分解途徑則被抑制，才能有效地合成糖原；反之亦然。三、糖原合成與分解受到彼此相反的調節關鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它們的快速調節有共價修飾和變構調節二種方式。它們都以活性、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變。這兩種關鍵酶的重要特點：（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關鍵酶糖原磷酸化酶的共價修飾調節磷酸化酶b激酶磷酸化酶b（活性低）磷酸化酶b激酶-磷酸化酶a-（活性高）ＰＰPKA磷酸化酶二種構像——緊密型(T)和疏松型(R)，其中T型的14位Ser暴露，磷蛋白磷酸酶－1作用下去磷酸而失活。葡萄糖是磷酸化酶的別構抑制劑。磷酸化酶a(R)[疏松型]磷酸化酶a(T)[緊密型]葡萄糖糖原磷酸化酶的變構調節（二）糖原合酶是糖原合成的關鍵酶糖原合酶a（有活性）糖原合酶-b（無活性）Ｐ糖原合酶的共價修飾調節PKA第六節

糖異生Gluconeogenesis糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉變為葡萄糖或糖原的過程。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。一、糖異生途徑不完全是糖酵解的逆反應過程：酵解途徑中有3個由關鍵酶催化的不可逆反應。在糖異生時，須由另外的反應和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數反應是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖異生途徑(gluconeogenicpathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應過程。（一）丙酮酸經丙酮酸羧化支路變為磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，輔酶為生物素（反應在線粒體）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應在線粒體、胞液）丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi蘋果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2線粒體胞液糖異生途徑所需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+。由乳酸為原料異生糖時，NADH+H+由下述反應提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸由氨基酸（丙酮酸）為原料進行糖異生時，NADH+H+則由線粒體內NADH+H+提供，它們來自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環，NADH+H+轉運則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉變而轉運。蘋果酸線粒體蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞漿（二）1,6-雙磷酸果糖轉變為6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖雙磷酸酶（三）6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶非糖物質進入糖異生的途徑糖異生的原料轉變成糖代謝的中間產物生糖氨基酸α-酮酸-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮乳酸丙酮酸2H上述糖代謝中間代謝產物進入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原三碳途徑：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）腎糖異生增強有利于維持酸堿平衡二、糖異生的生理意義主要在于維持血糖水平恒定（一）維持血糖水平的恒定是糖異生最主要的生理作用（二）糖異生是補充或恢復肝糖原儲備的重要途徑四、肌中產生的乳酸運輸至肝進行糖異生形成乳酸循環肌收縮（尤其是供氧不足時）通過糖酵解生成乳酸。肌內糖異生活性低，所以乳酸通過細胞膜彌散進入血液后，再入肝，在肝內異生為葡萄糖。葡萄糖釋入血液后又可被肌攝取，這就構成了一個循環，此循環稱為乳酸循環，也稱Cori循環。生理意義乳酸再利用，避免了乳酸的損失。防止乳酸的堆積引起酸中毒。乳酸循環是一個耗能的過程2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸第八節

血糖及其調節

TheDefinition,LevelandRegulationofBloodGlucose血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。血糖及血糖水平的概念：正常血糖濃度：3.89~6.11mmol/L血糖水平恒定的生理意義：保證重要組織器官的能量供應，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能；紅細胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲能；骨髓及神經組織代謝活躍，經常利用葡萄糖供能。血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質糖異生氧化分解CO2+H2O糖原合成

肝（肌）糖原磷酸戊糖途徑等其它糖脂類、氨基酸合成代謝脂肪、氨基酸一、血糖的來源和去路是相對平衡的二、血糖水平的平衡主要是受到激素調節血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代謝協調的結果，也是肝、肌、脂肪組織等各器官組織代謝協調的結果。機體的各種代謝以及各器官之間能這樣精確協調，以適應能量、燃料供求的變化，主要依靠激素的調節。酶水平的調節是最基本的調節方式和基礎。主要調節激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高血糖素(glucagon)糖皮質激素腎上腺素胰島素(Insulin)是體內唯一的降低血糖的激素，也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成的激素。胰島素的分泌受血糖控制，血糖升高立即引起胰島素分泌；血糖降低，分泌即減少。（一）胰島素是體內唯一降低血糖的激素促進肌、脂肪組織等的細胞膜葡萄糖載體將葡萄糖轉運入