生物化学第4章糖代谢课件讲义.ppt

1、南华大学生物化学多媒体课件南华大学生物化学多媒体课件生物化学生物化学 本章要求本章要求1.1.掌握糖酵解的过程、部位、关键酶和意义。掌握糖酵解的过程、部位、关键酶和意义。2.2.掌握糖有氧氧化的过程、部位、关键酶和意义。掌握糖有氧氧化的过程、部位、关键酶和意义。3.3.掌握磷酸戊糖途径的意义。掌握磷酸戊糖途径的意义。4.4.掌握糖原合成与分解的过程、关键酶。掌握糖原合成与分解的过程、关键酶。5.5.掌握糖异生的过程、部位、关键酶和意义。掌握糖异生的过程、部位、关键酶和意义。6.6.掌握血糖正常值、来源、去路和意义。掌握血糖正常值、来源、去路和意义。生物化学生物化学 糖糖(carbohydrat

2、es)是含有多羟基的醛类是含有多羟基的醛类或酮类化合物及其衍生物或多聚物。其实验或酮类化合物及其衍生物或多聚物。其实验式为式为Cn(HCn(H2 2O)m,O)m,其中其中H:O=2H:O=2:1。糖的化学生物化学生物化学 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类四大类:单糖单糖(monosacchride)寡糖寡糖(oligosacchride)多糖多糖(polysacchride)结合糖结合糖(glycoconjugate)生物化学生物化学 1.单单 糖糖:不能再水解的糖。不能再水解的糖。葡萄糖葡萄糖(glucose)已醛糖已醛糖果糖果糖(fruc

3、tose)已酮糖已酮糖 OO HHHHOHO HHO HHCH2OHO HOHO HOHHHO HHO HO HOHHHO HHO HOO HOOHOHHOH2CHHOHHCH2OH生物化学生物化学 2.寡寡 糖糖生物化学生物化学 3.3.多多 糖糖生物化学生物化学 淀粉：是植物中养分的储存形式。淀粉：是植物中养分的储存形式。淀粉颗粒淀粉颗粒生物化学生物化学 糖原：是动物体内葡萄糖的储存形式。糖原：是动物体内葡萄糖的储存形式。生物化学生物化学 纤维素：作为植物的骨架。纤维素：作为植物的骨架。-1,4-糖苷键糖苷键生物化学生物化学 4.4.结合糖：糖与非糖物质的结合物。结合糖：糖与非糖物质的结合

4、物。生物化学生物化学 生物化学生物化学 4千卡千卡/g一、糖的生理功能一、糖的生理功能生物化学生物化学 二、糖的消化与吸收二、糖的消化与吸收（一）糖的消化（一）糖的消化生物化学生物化学 消化过程消化过程 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖 （40%）（25%）-临界糊精临界糊精+异麦芽糖异麦芽糖 （30%）（5%）葡萄糖葡萄糖 肠粘膜上肠粘膜上皮细胞刷皮细胞刷状缘状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 食物中含有的大量纤维素，因人体内无食物中含有的大量纤维素，因人体内无-糖苷酶而不能对其分糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康

5、所必需。生物化学生物化学 （二）糖的吸收（二）糖的吸收生物化学生物化学 刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 一、糖酵解的反应过程一、糖酵解的反应过程生物化学生物化学 葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸转化为转化为6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATP ADPMg2+己糖激酶己糖激酶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羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮

6、酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖葡萄糖 O CH2HO H HOOHH OH H OH H H6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H（一）葡萄糖分解成丙酮酸（一）葡萄糖分解成丙酮酸关键酶或限速酶关键酶或限速酶:己糖激酶己糖激酶生物化学生物化学 生物化学生物化学 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变为转变为 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 P P O CH2OH HOOHH OH H OH H H6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate,

7、F-6-P)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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 6-6-磷酸果糖磷酸果糖转变为转变为1,6-1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1关键酶或限速酶关键酶或限速酶:6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-16-6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖(1,6-

8、fructose-biphosphate,F-1,6-2P)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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 生物化学生物化学 CH2OHOCCCCCH2OOHOHOHHHP PP P1,6-1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2 2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)+3-3-磷酸甘油醛

9、磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 CH2OHCOCH2POCH2P POGlu 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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 磷酸丙糖磷酸丙糖的同分异构化的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO磷酸二羟丙

10、酮磷酸二羟丙酮 CH2OHCOCH2POCH2P POGlu 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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 v阶段阶段A A特点：特点：v一分子一分子6 6碳糖裂解为两分子碳糖裂解为两分子3 3碳糖碳糖v两个不可逆反应步骤：两个不可逆反应步骤：HKHK或或GKGK；PFK-1PFK-1v耗能：消耗耗能：消耗2ATP2ATP（糖原消耗（糖

11、原消耗1ATP1ATP）糖原糖原n+1 糖原糖原n+1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 生物化学生物化学 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化为氧化为1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi,NAD+NADH+H+3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHOCHOHCHOHOHCH2POCH2P PO1,3-1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 O=CCOHCH2POP POP POGlu 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

12、二磷酸二羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 1,3-1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸O=CCOHCH2POP POP PO3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO底物在脱氢或脱水时由于底物在脱氢或脱水时由于分子分子内部能量重新内部能量重新分布而生成高能键，底物将其分布而生成高能键，底物将其高能键直接转给高能键直接转给ADPADP生成生成ATPATP的方式，称为的方式，称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level

13、 phosphorylation)。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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油磷酸甘油酸变位酶酸变位酶3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCCH2POP POOHOHGlu G-6-P

14、 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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCCH2POP POOHOH+H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate,PEP)COOHCCH2P POGlu G-6-P F-6-P

15、 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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 ADP ATP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸，并通过，并通过底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成ATPATP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=OCH3关键酶或限速酶关键酶或限速酶:丙酮酸激酶丙酮酸激酶Glu G-6

16、-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羟丙酮羟丙酮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生物化学生物化学 v阶段阶段B B特点：特点：v一个不可逆反应步骤：一个不可逆反应步骤：PKPKv产生能量：产生能量：2 22ATP=4ATP2ATP=4ATPv一次脱氢反应，一次脱氢反应，NADH+HNADH+H+用于丙酮酸还原成乳酸用于丙酮酸还原成乳酸生物化学生物化学 反应中的反应中的NADH+H+来自于上述第

17、来自于上述第6步反应中的步反应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH)(LDH)NADH+H+NAD+乳酸乳酸 COOHCHOHCH3丙酮酸丙酮酸 COOHC=OCH3(二二)丙酮酸转变成乳酸丙酮酸转变成乳酸生物化学生物化学 E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-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 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 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油

18、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+糖酵解的代谢途径总图糖酵解的代谢途径总图生物化学生物化学 G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 糖酵解小结糖酵解小结:ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 生物化学生物化学 生物化学生物化学 二、糖酵解的调节二、糖酵解的调节生物化学生物化学 （一）（一）6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(PFK-1)-1(PFK-1)*别构调节别构调节生物化学生物化学 （二）丙酮酸

19、激酶（二）丙酮酸激酶1.1.别构调节别构调节生物化学生物化学 2.2.共价修饰调节共价修饰调节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（无活性）（无活性）（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：钙调蛋白：钙调蛋白cAMP生物化学生物化学 (三三)己糖激酶或葡萄糖激酶己糖激酶或葡萄糖激酶生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸氧化脱羧第二阶段：丙酮酸氧化脱羧 第三阶

20、段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 胞液胞液 线粒体线粒体 生物化学生物化学 （一）丙酮酸的氧化脱羧（一）丙酮酸的氧化脱羧 生物化学生物化学 丙酮酸脱氢酶复合体的组成丙酮酸脱氢酶复合体的组成E1：丙酮酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+lTPPl硫辛酸硫辛酸 l FADlNAD+lCoA酶酶辅辅 酶酶生物化学生物化学 丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程生物化学生物化学 *概概 述述（二）三羧酸循环（二）三羧酸循环生物化学生物化学

21、 CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoACoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶生物化学生物化学 v氧化磷酸化：氧化磷酸化：底物脱下的氢通过呼吸链传递给底物脱下的氢通过呼吸链传递给O2生成生成H2O，在传递过程中释放能量使，在传递过程中释放能量使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的过程。部位：线粒体的过程。部位：线粒体二、葡萄糖有氧氧

22、化生成二、葡萄糖有氧氧化生成ATPATP生物化学生物化学 生物化学生物化学 小小 结结生物化学生物化学 生物化学生物化学 三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义生物化学生物化学 v胞液中胞液中H H+进入线粒体：进入线粒体：两种穿梭机制：两种穿梭机制：1.1.-磷酸甘油穿梭（脑、骨骼肌）磷酸甘油穿梭（脑、骨骼肌）2.2.苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭（肝、心肌）天冬氨酸穿梭（肝、心肌）生物化学生物化学 FADFADH2e DHAP(2)胞浆胞浆线粒体内膜线粒体内膜G3P磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮NAD+-磷酸甘油磷酸甘油(1)电子电子传递链传递链线粒体外膜线粒体外膜-磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭穿梭本

23、质：胞浆中的穿梭本质：胞浆中的NADH将将H转移给线粒体中的转移给线粒体中的FADH2，故进入琥珀酸呼吸链，生成，故进入琥珀酸呼吸链，生成2分子分子NADH+H生物化学生物化学 胞浆胞浆线粒体外膜线粒体外膜线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜苹果酸草酰乙酸NADHNAD+草酰乙酸苹果酸NAD+NADH呼吸链呼吸链苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭 穿梭本质：胞浆中的穿梭本质：胞浆中的NADH将将H转移给线粒体中的，故转移给线粒体中的，故NADH进入进入NADH呼吸链，生成呼吸链，生成3分子分子生物化学生物化学 葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP ATP 反反应应辅辅 酶酶A

24、TP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-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NAD+2 3或或2 2*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 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 3 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 3 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 3 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸

25、FAD 2 2 2苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+2 3 净生成净生成38(或或36)ATP NAD+NAD+NAD+生物化学生物化学 生物化学生物化学 有氧氧化的调节特点有氧氧化的调节特点生物化学生物化学 生物化学生物化学 v思考题：思考题：1 1分子乳酸，完全氧化生成多少分子乳酸，完全氧化生成多少ATPATP？生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 一、磷酸戊糖途径的反应过程一、磷酸戊糖途径的反应过程生物化学生物化学 CCCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P5-5-磷酸核酮糖

26、磷酸核酮糖 NADPH+H+NADP+H2O NADP+CO2 NADPH+H+6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CH2OH C O 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P1.1.磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-5-磷酸核糖磷酸核糖 生物化学生物化学 生物化学生物化学 2.2.第二阶段第二阶段基团转移反应基团转移反应 生物化学生物化学 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5)3 7-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸

27、甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C35-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C5生物化学生物化学 总反应式总反应式 36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+6 NADP+26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2 生物化学生物化学 磷酸戊糖途径的特点磷酸戊糖途径的特点生物化学生物化学 生物化学生物化学 三、磷酸戊糖途径的生理意义三、磷酸戊糖途径的生理意义生物化学生物化学 第第 五五 节节糖原的合成与分解糖原的合成与分解 Glycoge

28、nesis and Glycogenolysis生物化学生物化学 糖糖 原原(glycogen)生物化学生物化学 1.葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-糖苷糖苷 键键形成长链。形成长链。2.约约10个葡萄糖单元处形成个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以分枝，分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷键连接，分支增加，糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。溶解度增加。3.每条链都终止于一个非还每条链都终止于一个非还原端，非还原端增多，以利原端，非还原端增多，以利于其被酶分解。于其被酶分解。糖原的结构特点及其意义糖原的结构特点及其意义 生物化学生物化学 （一）定义（一）定义一、糖原的合成代谢一、糖原的合成代谢 （

29、二）合成部位（二）合成部位生物化学生物化学 1.1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）（三）糖原合成途径（三）糖原合成途径 生物化学生物化学 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2.6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 半缩醛羟基与磷酸基之间形成的半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具有较高的能量。键具有较高的能量。OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P生物化学生物化学 *UDPGUDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。

30、，在体内充作葡萄糖供体。UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.1-3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 2Pi+能量能量 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P生物化学生物化学 糖原糖原n+UDPG 糖原糖原n+1+UDP 糖原合酶糖原合酶4.-1,4-4.-1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合 -1,4-糖苷键

31、形成，糖苷键形成，1、2、3步反步反复进行，使糖链不断延长。复进行，使糖链不断延长。生物化学生物化学 （四）糖原分枝的形成（四）糖原分枝的形成 (branching enzyme)-1,6-1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-1,4-糖苷糖苷键键 生物化学生物化学 生物化学生物化学 *：胞：胞 浆浆 *肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n+1 糖原糖原n+1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1.糖原的磷酸解糖原的磷酸解糖原分解糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。分解成为葡萄糖的过程。二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢生物化学生物化学

32、2.1-2.1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 3.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 生物化学生物化学 生物化学生物化学 小小 结结生物化学生物化学 3.3.糖原的合成与分解总图糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝）糖原糖原n 生物化学生物化学 三、糖原合成与分解的调节 关键酶关键酶 糖原合

33、成：糖原合酶糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶糖原分解：糖原磷酸化酶 这两种关键酶的重要特点：这两种关键酶的重要特点：*它们的它们的快速调节快速调节有有共价修饰共价修饰和和变构调节变构调节二种二种方式。方式。*它们都以它们都以活性、无（低）活性二种形式存在活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。互转变。生物化学生物化学 调节有级联放大作用，效率高；调节有级联放大作用，效率高；两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；此调节为酶促反应，调节速度快；此调节为酶促反应，调节速度快；受

34、激素调节。受激素调节。生物化学生物化学 2.变构调节变构调节*葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。磷酸化酶磷酸化酶 a(R)疏松型疏松型磷酸化酶磷酸化酶 a (T)紧密型紧密型葡萄糖葡萄糖 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 定义定义 过程过程 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羟丙酮羟丙酮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一、糖异生途径一、糖异生途

35、径生物化学生物化学 1.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)生物化学生物化学 生物化学生物化学 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶生物化学生物化学 生物化学生物化学 由氨基酸为原料进行糖异生时，由氨基酸为原料进行糖异生时，NADH+H+则由线粒体内则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的提供，它们来自于脂酸的-氧化或三羧酸循环，氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。苹果酸苹果酸 线粒体线粒体 苹果酸苹果酸 草酰草酰乙酸乙酸草酰草酰乙酸乙酸NAD+NADH+H+NAD+N

36、ADH+H+胞浆胞浆 生物化学生物化学 3.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖2.1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 生物化学生物化学 二、非糖物质进入糖异生的途径二、非糖物质进入糖异生的途径生物化学生物化学 三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义生物化学生物化学 糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6-6磷酸酶磷酸酶 肝肝 肌肉肌肉 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 NADH NAD+乳酸乳酸 乳酸乳酸 NAD+NADH 丙酮酸丙酮酸 糖异生途径糖异生途径 血液血液 糖异生低下糖异生低下没有葡萄

37、糖没有葡萄糖-6-6磷酸酶磷酸酶 四、乳酸循环四、乳酸循环（Cori 循环）循环）循环过程循环过程生物化学生物化学 生物化学生物化学 Blood Glucose and The Regulation of Blood Glucose Concentration生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 一、血糖来源和去路一、血糖来源和去路生物化学生物化学 二、血糖水平的调节二、血糖水平的调节生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 生物化学生物化学 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 乳乳 酸酸 糖异生途径糖异生途径 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 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH+HNADPH+H+淀粉淀粉消化与吸收消化与吸收 糖代谢的概况糖代谢的概况 南华大学生物化学多媒体课件南华大学生物化学多媒体课件