1、第七章 糖代谢(Metabolism of Carbohydrates)糖是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。一、什么是糖一、什么是糖二、糖的分类按其水解产物可分为四类。(四)结合糖(glycoconjugate)(一)单糖(monosacchride)(二)寡糖(oligosacchride)(三)多糖(polysacchride)葡萄糖(glucose)果糖(fructose)半乳糖(galactose)核糖(ribose)麦芽糖(maltose)乳糖(lactose)蔗糖(sucrose)淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulos
2、e)糖脂(glycolipid)糖蛋白(glycoprotein)第一节 概 述(outline)一、糖的功能(一)氧化供能 糖提供人体所需5070的能量，1mol葡萄糖可氧化产生2840 kJ的能量。(二)维持血糖糖原储存能量，维持血糖恒定。(四)构成组织细胞糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等是组织细胞的重要成分。(三)提供合成原料 可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。(五)其他功能 构成免疫球蛋白、血型物质、凝血因子等。二、糖代谢的概况磷酸戊糖NADPH葡萄糖氧化分解丙酮酸有氧氧化无氧氧化乳酸糖异生乳酸、氨基酸、甘油糖原糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径食物消化吸收大量ATP 少量ATP
3、 乙酰CoAH2O及CO2 肌糖原，250 400g，氧化供能。肝糖原，70 100g，维持血糖。糖原(glycogen)是体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。糖原储存第二节 糖原的合成与分解(Glycogenesis and Glycogenolysis)1.葡萄糖残基以-1,4-糖苷键形成长链。2.约10个葡萄糖残基处形成分枝，分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。3.每条链都终止于一个非还原端。非还原端增多，以利于其被酶分解。糖原的结构特点及其意义一、糖原合成(一)合成部位1.组织定位主要在肝、肌肉2.细胞定位胞浆(二)糖原合成过程6-磷酸葡萄糖1.葡萄
4、糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶(肝)OHHOOHHOHHHCH2OHHPOOHHOOHHOHHHCH2OHHOH2.6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖由于糖原分子延长需形成-1,4-糖苷键，故葡萄糖分子C1上的羟基须活化，有利于与糖原末端葡萄糖残基的游离C4羟基缩合。1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖OHHOOHHOHHHCH2OHHPOOHHOOHHOHHOHCH2OHHPUDPG 可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖PPiUDPG 焦磷酸化酶尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diph
5、osphate glucose,UDPG)（UTP）1-磷酸葡萄糖OHHOOHHOHHOHCH2OHHP尿苷PPPOHHOOHHOHHOHCH2OHHP尿苷P糖原n+UDPG 糖原n+1+UDP 糖原合酶4.糖原分子的延长1.糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)，作为UDPG 上葡萄糖基的接受体。2.糖原合酶(glycogen synthase)是糖原合成过程的关键酶。3.糖原合成是消耗能量的过程需要消耗2个高能磷酸键的能量。(三)糖原合成反应的特点OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO4.糖原分枝的形成分 支 酶(branchin
6、g enzyme)-1,4-糖苷键-1,6-糖苷键二、糖原分解(一)反应过程糖原n+1 糖原n+1-磷酸葡萄糖磷酸化酶1.糖原分解为1-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶2.1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖3.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖6-磷酸葡萄糖4.脱枝酶的作用转移葡萄糖残基水解?-1,6-糖苷键转移酶活性-1,6糖苷酶活性OOOOOOOOOOOOOOOOOO磷酸化酶脱枝酶(dabranching enzyme)在几个酶的共同作用下，最终产物中的85 为1-磷酸葡萄糖，15 为游离葡萄糖。糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶G-1
7、-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n Pi 磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n 三、糖原合成与分解的意义(一)糖原是葡萄糖的一种储存形式。当糖供应丰富及能量充足时，一部分糖可合成糖原储存。当糖的供应不足或能量需求增加时，储存的糖原可分解为6-磷酸葡萄糖，为机体氧化供能。(二)因肝、肾有葡萄糖-6-磷酸酶，故肝糖原可分解为葡萄糖，释放入血，维持血糖浓度。(三)肌肉组织无葡萄糖-6-磷酸酶，所生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，只能氧化供能。四、糖原合成与分解的调节四、糖原合成与分解的调节糖原合成：糖原合
8、酶糖原分解：糖原磷酸化酶对关键酶调节对关键酶调节(一)共价修饰调节3.调节有级联放大作用，效率高；1.两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；2.此调节为酶促反应，调节速度快；4.受激素调节。腺苷环化酶（无活性）腺苷环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体ATP cAMP PKA(无活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-P PKA(有活性)磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 磷酸化酶b激酶-P Pi PKA：蛋白激酶A抑制糖原合成增强糖原分解1.糖原合酶与糖原磷酸化酶都是变构酶，可受代谢物的变构调节。2.6-磷酸葡萄糖可激活糖原合酶b，使之转变为活性的糖原合酶a，加速糖原合成。3.AMP浓度
9、升高时，可使糖原磷酸化酶b变构而易形成有活性的糖原磷酸化酶a，加速糖原分解。4.ATP是糖原磷酸化酶a的变构抑制剂，抑制糖原分解。(二)变构调节第三节 糖的分解代谢一、糖的无氧氧化(Glycolysis)(Catabolism of Carbohydrates)在不需氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖的无氧氧化，又称为糖酵解。其反应部位在胞浆。可分为三个阶段：第二阶段:由磷酸丙糖分解成丙酮酸。第三阶段:由丙酮酸转变成乳酸。第一阶段:由葡萄糖分解成磷酸丙糖。1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖Glu G-6-PF-6-P F-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二
10、磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸第一阶段：葡萄糖分解成磷酸丙糖ATPADPMg2+己糖激酶(hexokinase)葡萄糖CH2HO H HOOHH OH H OH H H6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)O CH2O H HOOHH OH H OH H HP(一)反应过程O 己糖激酶有 至型同工酶，肝中为型，称葡萄糖激酶(glucokinase)。GluG-6-PF-6-P F-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸
11、甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2.6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖己糖异构酶6-磷酸葡萄糖O CH2O H HOOHH OH H OH H HP 6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)O CH2O HOH OH H OH H P CH2OHGluG-6-P F-6-P F-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸3.6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖6
12、-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)糖酵解途径中最重要的限速酶1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖ATPADP Mg2+6-磷酸果糖激酶-1O CH2O HOH OH H OH H P CH2OHO CH2O HOH OH H OH H P CH2O P GluG-6-P F-6-PF-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸1,6-二磷酸果糖4.磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖醛缩酶(aldolase)磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛+
13、PCH2OCH2OOHCOCCCHOO HHHHCH2OCOCH2OHCH2OOHCHOCHPPPGluG-6-P F-6-PF-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸5.磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶(phosphotriose isomerase)磷酸二羟丙酮CH2OCOCH2OH3-磷酸甘油醛PCH2OOHCHOCHPGluG-6-P F-6-PF-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2
14、-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6.3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛CH2OOHCHOCH1,3-二磷酸甘油酸CH2OOHCCHOOPPP第二阶段：磷酸丙糖分解成丙酮酸GluG-6-P F-6-PF-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPA
15、TPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸7.1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸在这个反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)。磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)ADP ATP磷酸甘油酸激酶Mg2+1,3-二磷酸甘油酸CH2OOHCCHPOOPCH2OOHCOOHCH3-磷酸甘油酸PGluG-6-P F-6-PF-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+
16、H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸8.3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶Mg2+3-磷酸甘油酸CH2OOHCOOHCHCH2OHCOOHCHOPPGluG-6-P F-6-PF-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸9.2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶(enolase)磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate
17、,PEP)2-磷酸甘油酸PCH2OHCOOHCHOCH2COOHCHOPGluG-6-P F-6-PF-1,6-2PATPADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸ADP ATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate kinase)10.磷酸烯醇式丙酮酸 转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成ATP这是糖酵解途径中的第二次底物水平磷酸化。PCH2COOHCHO磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸COOHC=OCH311.乳酸生成丙酮酸乳酸反应中的NADH+H+来自于上述第6步反应中的
18、 3-磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶(LDH)NADH+H+NAD+COOHCHOHCH3COOHC=OCH3第三阶段：丙酮酸转变成乳酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-BPATPADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙 酮 酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADP ATPADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳 酸糖酵解的代谢途径E2E1E3NADH+H+H2O(二)糖酵解反应特点及意义1.反应部位胞浆。2.糖酵解是一个不需氧的产能过程。3.反应全过程中有三步不可逆的反应。G G-6-P
19、 ATP ADP 己糖激酶ATP ADP F-6-P F-1,6-BP 磷酸果糖激酶-1ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸激酶(2)净生成ATP数量：从G开始22-2=2ATP从Gn开始22-1=3ATP4.产能的方式和数量(1)乳酸可进一步分解利用或进入肝进行糖异生。(2)在缺氧等情况下乳酸生成增多，可导致代谢性酸中毒。5.乳酸的去路(1)产能方式为底物水平磷酸化，是某些细胞在供氧正常时的重要供能途径，如红细胞。也是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。6.某些组织细胞如视网膜、睾丸、白细胞、瘤细胞等即使在有氧条件下，仍以糖酵解为主要供能方式，此种现象称为反巴斯德效应。7.2,3-二磷酸甘油
20、酸(2,3-BPG)支路ADP ATP磷酸甘油酸激酶Mg2+1,3-二磷酸甘油酸CH2OOHCCHPOOPCH2OOHCOOHCH3-磷酸甘油酸PCH2OOCOOHCHPP2,3-二磷酸甘油酸变位酶磷酸酶H2OPi红细胞中存在2,3-BPG支路。2,3-BPG与Hb结合，可降低Hb与氧的亲和力，促进氧的释放，以满足组织细胞对氧的需要。(三)糖酵解的调节主要是通过对己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶三个关键酶的活性的调节，分为激素调节和代谢物的变构调节及共价修饰调节。1.6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)(1)变构激活剂：AMP;ADP;F-1,6-BP;F-2,6-BP。(2)变构抑制
21、剂：柠檬酸;ATP(高浓度)。(3)F-1,6-BP 正反馈调节该酶。3.己糖激酶或葡萄糖激酶(1)6-磷酸葡萄糖 可反馈抑制己糖激酶，但对葡萄糖激酶无影响。(2)长链脂肪酰CoA为葡萄糖激酶变构抑制剂。在饥饿时可减少肝摄取葡萄糖。2.丙酮酸激酶(2)变构抑制剂：ATP,丙氨酸(1)变构激活剂：1,6-二磷酸果糖F-6-P F-1,6-BP ATP ADP PFK-1PKA 胰高血糖素ATP cAMP F-2,6-BP +AMP 柠檬酸、AMP+柠檬酸PFK-2（有活性）PFK-2（无活性）PPFK:磷酸果糖激酶第一阶段：丙酮酸生成第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环G(Gn)第四阶
22、段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TCA循环胞液线粒体糖的有氧氧化指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。在胞液及线粒体分四个阶段进行。二、糖的有氧氧化2.丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰 CoA(acetyl CoA)。丙酮酸乙酰CoA NAD+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸氧化脱氢酶系(1)总反应式:(一)反应过程1.丙酮酸的生成(同无氧氧化)辅 酶TPP硫辛酸()HSCoAFAD,NAD+(2)丙酮酸氧化脱氢酶系的组成酶E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛
23、酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶SSLTPPE1E2E3FAD NAD+HSCoASSNAD+TPPE1E3FADH2SSE2CO2 CoASHNADH+H+5.NADH+H+的生成1.?-羟乙基-TPP 的生成2.乙酰硫辛酰胺的生成3.乙酰CoA的生成4.硫辛酰胺的生成TPPE1E3FADSSE2TPPE1E3FADSSE2CH3-C-COOHOCH3-C-HOHTPPE1E3FADHSSE2CH3-COCH3-C-SCoAOTPPE1E3FADHSHSE2(3)丙酮酸氧化脱氢酶系催化的反应过程所有的反应均在线粒体中进行。3.三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle,
24、TCA cycle)(1)三羧酸循环三羧酸循环因循环中的第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸，故也称为 柠檬酸循环柠檬酸循环。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环循环。(2)反应过程CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸CH2CO
25、OHC-COOHCHCOOH顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOH酮戊二酸CH2O琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸(3)三羧酸循环的要点整个循环反应为不可逆反应。一次循环，消耗一分子乙酰CoA。经四次脱氢，二次脱羧，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。关键酶有：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体。三羧酸循环的中间产物，如 草酰乙酸看似在循环中不消耗，
26、其实不然，可转变成其他物质，故需不断补充。1.5*4.葡萄糖有氧氧化的ATP生成反应辅 酶ATP 第一阶段葡萄糖 6-磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛 21,3-二磷酸甘油酸NAD+22.5或2 21,3-二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸2 1 第二阶段2 丙酮酸 2 乙酰CoA2 2.5 第三阶段2异柠檬酸 2 -酮戊二酸2 2.5 2-酮戊二酸 2 琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰CoA 2 琥珀酸2 1 2琥珀酸 2 延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸 2 草酰乙酸NAD+2 2.5 净生成32(或30)ATP
27、NAD+NAD+NAD+(二)有氧氧化的意义1.是三大营养物质氧化分解的共同途径和联系的是三大营养物质氧化分解的共同途径和联系的枢纽。2.为其他物质代谢提供小分子前体；为呼吸链提供H+和和e。4.氧、糖供应充足时，绝大部分的组织细胞表现出有氧氧化抑制无氧氧化的现象，称为 巴斯德效应(Pastuer effect)。3.有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，所以能量的利用率也高。(三)有氧氧化的调节主要是通过对七个关键酶活性的调节，分为别构调节和共价修饰调节。关键酶 酵解途径：己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合
28、体 三羧酸循环：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体1.丙酮酸脱氢酶复合体 的调节变构调节变构抑制剂：乙酰CoA;NADH;ATP 变构激活剂：AMP;ADP;NAD+乙酰CoA 柠檬酸草酰乙酸琥珀酰CoA -酮戊二酸异柠檬酸苹果酸NADH FADH2 GTPATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸合酶-酮戊二酸脱氢酶复合体ATP+ADPADP+ATP 柠檬酸琥珀酰CoANADH 琥珀酰CoA NADH+Ca2+Ca2+ATP、ADP的影响 产物堆积引起抑制 循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶 其他，如Ca2+可激活许多酶2.三羧酸循环的调节磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成 磷酸戊糖
29、及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。磷酸戊糖途径又称 磷酸戊糖旁路代谢。三、磷酸戊糖途径(一)反应过程1.细胞定位：胞液2.反应过程可分为二个阶段第一阶段：氧化反应。第二阶段：非氧化基团转移反应。总反应式36-磷酸葡萄糖+6 NADP+26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2 G-6-P 5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶。磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。(1)磷酸戊糖生成6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖NADP+CO2NADPH
30、+H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶NADPH+H+NADP+H2O 6-磷酸葡萄糖脱氢酶6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯5-磷酸核糖CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOPCCCCCCH2OHOHOHOHHHOHOPCCCCCOOHCH2OHOHOHHHHOHPOHCCCCCH2OHCH2OHOHOHHHOPOHCCCCCHOCH2OHOHOHHHHOPOHH每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称 磷酸戊糖旁路(pentose pho
31、sphate shunt)。(2)基团转移反应基团转移反应CH2OHC=OHCOHHCOHCH2O-PCH2OHC=OCHHCOHCH2O-PHOCHOCOHHCOHHCOHCH2O-PHCH2OHC=OHOCHHCOHHCOHHCOHCH2O-PCHOHCOHCH2O-PCHOHCOHHCOHCH2O-PCH2OHC=OHOCHHCOHHCOHCH2O-P5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖4-磷酸赤藓糖3-磷酸甘油醛5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖6-磷酸果糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛糖酵解磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段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-磷酸赤藓
32、糖C46-磷酸果糖C66-磷酸果糖C63-磷酸甘油醛C6-磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖(C5)3 5-磷酸核糖C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2(二)磷酸戊糖途径的意义及调节1.生成的5-磷酸核糖是核酸合成的重要原料。2.NADPH+H+是是GSH还原酶的辅酶，具有保护细还原酶的辅酶，具有保护细胞膜和清除自由基的作用。6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷者，不能维持GSH的还原状态，故红细胞膜易破裂而发生急性溶血。3.NADPH作为供氢体，是加单氧酶体系的组成成
33、分，参与激素、药物、毒物的生物转化过程。2PrSHPrSPrS2GSHG-S-S-GNADPH+H+NADP+GA-6-PG-6-P4.6-磷酸葡萄糖脱氢酶 受NADPH/NADP+比值的调节。果糖GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶变位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶四、其他单糖的分解代谢四、其他单糖的分解代谢果糖、甘露糖、半乳糖等单糖都是转变为葡萄糖代谢的中间产物而进行代谢。第四节 糖 异 生(Gluconeogenesis)(二)部位 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。(三)原料 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。一
34、、什么是糖异生(一)糖异生 是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。生糖氨基酸-酮酸甘油-磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸ATP磷酸二3-NAD二、糖异生途径(一)反应过程糖异生与糖酵解途径共有可逆反应，3个由关键酶催化的 不可逆反应，由另外的反应和酶代替。GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸羟丙酮磷酸甘油醛+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸1.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖葡萄糖G-6-P Pi 葡萄糖-6-磷酸酶果糖双磷酸酶2.1,6-双磷酸果糖 转变为6-磷酸果糖F-1,6-BP F-6-PP
35、i丙酮酸羧化酶(辅酶为生物素)丙酮酸丙酮酸草酰乙酸ATP+CO2ADP+Pi 苹果酸天冬氨酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸PEP PEP羧激酶GTP GDP+CO2 线粒体胞液丙酮酸羧化为草酰乙酸，再脱羧生成PEP的过程称丙酮酸羧化支路。3.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)三、糖异生的意义(一)维持血糖浓度恒定(二)调节酸碱平衡1.饥饿早期肝每天可异生葡萄糖1015g。2.长期饥饿时肾糖异生的能力增强，可占糖异生总量的45%。长期饥饿，组织蛋白分解增强，血中氨基酸含量升高，为糖异生提供原料。1.长期饥饿可造成代谢性酸中毒，促进肾小管上皮细胞中PEP羧激酶的合成，使糖异生增强。2.肾中-酮戊二酸消
36、耗，促进谷氨酰胺脱氨生成-酮戊二酸，肾小管上皮细胞氨钠交换增强。(三)协助氨基酸代谢肝肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途径丙酮酸乳酸NADH NAD+乳酸乳酸NAD+NADH 丙酮酸糖异生途径血液1.肌肉中乳酸经血循环进入肝异生为葡萄糖，再经血循环到达肌肉中氧化的过程，成为 乳酸循环。2.乳酸的再利用可防止代谢性酸中毒。(四)乳酸循环(lactose cycle)（Cori 循环）四、糖异生的调节(一)代谢物的调节1细胞内ATP含量较高时，促进糖异生而抑制糖的氧化。AMP、ADP可抑制糖异生作用，促进糖的氧化分解。2乙酰辅酶A一方面可抑制丙酮酸脱氢酶系的活性，使丙酮酸大量堆积，为糖异生提供原料；另一
37、方面又可激活丙酮酸羧化酶，加速丙酮酸生成草酰乙酸，促进糖异生。(二)激素的调节升高血糖的激素促进糖异生；降低血糖的激素抑制糖异生。血糖是血液中单糖的总称，临床称血中葡萄糖为血糖。正常成人血糖浓度 为3.896.11mmol/L。血糖水平恒定可保证依赖葡萄糖供能的 脑组织、红细胞、骨髓及神经组织等 重要组织器官的能量供应。(The Regulation of Blood Glucose)第五节 血糖及其调节血糖食 物 糖消化，吸收肝糖原分解非糖物质糖异生氧化分解CO2+H2O 糖原合成肝(肌)糖原转变为其他物质一、血糖来源和去路尿糖(8.8910.00mmol/L)肾糖阈二、血糖水平的调节主要调
38、节激素降低血糖：胰岛素(insulin)升高血糖胰高血糖素糖皮质激素肾上腺素(一)胰岛素1.促进葡萄糖转运进入肝外细胞。2.加速糖原合成，抑制糖原分解。3.加快糖的有氧氧化。4.抑制肝内糖异生。5.减少脂肪动员。(二)胰高血糖素1.促进肝糖原分解，抑制糖原合成；2.抑制酵解途径，促进糖异生；3.促进脂肪动员;4.糖皮质激素和肾上腺素也可升高血糖，肾上腺素主要在应急状态下发挥作用。(三)肾上腺素1.通过肝和肌肉的细胞膜受体、cAMP、蛋白激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在应激状态下发挥调节作用。(四)糖皮质激素1.促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移到肝进行糖异生。2.抑制肝外组织摄
39、取和利用葡萄糖，抑制点为丙酮酸的氧化脱羧。3.在糖皮质激素存在时，其他促进脂肪动员的激素才能发挥最大的效果，间接抑制周围组织摄取葡萄糖。三、糖代谢异常(一)高血糖及糖尿症1.高血糖(hyperglycemia)2.肾糖阈临床上将空腹血糖浓度高于6.9mmol/L称为高血糖。当血糖浓度高于8.89mmol/L时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现 糖尿。这一血糖水平称为肾糖阈。3.高血糖及糖尿的原因高血糖及糖尿的原因(1)持续性高血糖和糖尿，主要见于糖尿病。型（胰岛素依赖型）型（非胰岛素依赖型）(2)血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合征等引起肾对糖的吸收障碍。(3)情绪激动或应激反应时可出现糖尿。糖尿病可分为二型:(4)少数孕妇亦可出现糖尿。(5)一次性口服大量糖时可出现糖尿。(二)低血糖(hypoglycemia)1.低血糖空腹血糖浓度低于3.0mmol/L时称为低血糖。2.低血糖的影响血糖过低，可影响脑细胞功能，出现头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，称为低血糖休克。3.低血糖的原因(1)胰岛肿瘤、胰岛素分泌增加。(2)严重肝病时，肝糖原分解、糖异生障碍。(3)垂体功能低下、肾上腺皮质功能低下等。(4)饥饿或不能进食。(5)空腹饮酒。
