第4章 糖代谢

糖原的合成与分解
1.糖原合成是机体储存葡萄糖的方式，也是储存能量的 一种方式。
2.对维持血糖浓度的恒定有重要意义。
第三节
二、糖原的分解
概念：
糖原的合成与分解
指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。
反应部位：
肝脏的胞液中进行
第三节
（ 一 ） 糖 原 分 解 反 应 过 程
糖原(Gn+1)
糖原的合成与分解
1-磷酸葡萄糖
第二节
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
糖的分解代谢
3NADP+
3×6-磷酸葡萄糖
磷 酸 戊 糖 途 径 总 图
3NADPH+H+
ห้องสมุดไป่ตู้
3×6-磷酸葡萄糖酸
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 3CO2 3NADP+ 3NADPH+H+
3×5-磷酸核酮糖 2×5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
糖的转移
3-磷酸甘油醛 糖酵解
2×6-磷酸果糖
磷酸烯醇式丙酮酸 2-磷酸甘油酸
—
O P
— —
CH2 -O-H
第二节
糖的分解代谢
（5）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸 （6）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸 （7）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 （8） 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 （9）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶 ADP ATP 丙酮酸
（ 一 ） 糖 原 合 成 的 反 应 过 程
ATP
ADP
PPi UTP
UDPG
引物(G)n 糖原合成酶
UDP
Gn+1
（α -1,4）
分枝酶
（α -1,6）
第三节
糖原合成的特点
糖原的合成与分解
1.糖原合成酶是糖原合成的关键酶
2.糖原合成需要引物
3.糖原合成是耗能过程：ATP、UTP
第三节
（二）糖原合成的生理意义
OH
琥珀酰 琥珀酸 CoA GDP + Pi + 能量 GTP
第二节
糖的分解代谢
⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸 H C H COOH H C H COOH FAD FADH2
琥珀酸 延胡索酸
第二节
糖的分解代谢
⑺ 延胡索酸水合生成苹果酸
HOOC C H 2 H2 O HOH CH 延胡索酸 苹果酸 COOH
第二节
（1）葡萄糖
糖的分解代谢
6-磷酸葡萄糖
己糖激酶
P ATP ADP
（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖 （3）6-磷酸果糖 磷酸果糖激酶 ATPP ADP 1、6-二磷酸果糖
6CH2OH 1 2 OH OH 6-磷酸 葡萄糖 4 OH 3 5 OH O
6 OH C P 2 5 H
O
2 OH 1、6-二磷酸果糖
—
丙酮酸 乳酸
糖酵解的反应过程总图
ATP
ADP
葡萄糖
己糖激酶
6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
糖原
6-磷酸果糖
ATP
ADP
磷酸果糖激酶
磷酸二羟丙酮
1,6-二磷酸果糖 2×乳酸
2NAD+ 2NADH+2H+
3-磷酸甘油醛
2×丙酮酸
丙酮酸激酶
2×1,3-二磷酸甘油酸
2ADP 2ATP
2ATP 2ADP
2×磷酸烯醇式 丙酮酸
-H -H
P
1,3 - 二磷酸甘油酸
第二节
（6）1,3-二磷酸甘油酸
ADP
糖的分解代谢
3-磷酸甘油酸 ATP
（7）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
~P -H
-H
P
1， 3- 二 磷酸甘油酸
第二节
糖的分解代谢
（5）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸 （6）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸 （7）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 （8） 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 — — O= C — H C O -H
（三）参与构成许多重要物质 糖参与免疫球蛋白、血型物质、某些激素及绝大部分凝血因 子的组成。ATP、NAD+、NADP+、FAD等许多重要活性物质中都含有 糖，均在物质代谢过程中发挥重要作用。
第一节
二、糖代谢概况
概
述
第二节
内容 提要
糖的分解代谢
一.无氧 分解
二. 有 氧氧化
三.磷酸 戊糖途径
第二节
一、无氧分解
糖的分解代谢
概念：糖的无氧分解是指葡萄糖或糖原在无氧或缺氧条件 下，分解生成乳酸并产生少量ATP的过程。又称为糖酵解 。
糖酵解的反应部位：
胞液
第二节
糖的分解代谢
（一）糖酵解的反应过程 :分为两个阶段
第一阶段：葡萄糖分解生成丙酮酸， 称之为糖酵解途径。
第二阶段：丙酮酸还原生成乳酸。
第二节
2×2-磷酸 甘油酸
2×3-磷酸甘油酸
第二节
糖的分解代谢
（二）糖酵解的生理意义
1.迅速提供能量
2.缺氧时的主要供能方式
3.供氧充足时少数组织的能量来源
第二节
二、有氧氧化
概念：
糖的分解代谢
糖的有氧氧化是指葡萄糖或糖原在有氧条件下，彻底 氧化分解生成CO2和H2O并产生大量ATP的过程。
有氧氧化的反应部位： 胞液和线粒体
O
乙酰辅酶A+CO2+NADH+H+
第二节
第三阶段：乙酰辅酶A参加
糖的分解代谢
（一）有氧氧化的反应过程
⑴ 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 ⑵ 柠檬酸异构化生成异柠檬酸
⑶ 异柠檬酸氧化脱羧生成α -酮戊二酸
⑷ α -酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A ⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸 ⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸 ⑺ 延胡索酸水合生成苹果酸 ⑻ 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
第二节
糖的分解代谢
⑷ α -酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A H C 2 CH 2 O C COO H NAD+ NADH+H+ CO2 COOH H SCoA
琥珀酰 CoA α -酮戊二酸
第二节
糖的分解代谢
⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸 H2 O C H2 C H2 COOH C O ~ SCoA H
第二节
糖的分解代谢
⑻ 苹果酸脱氢生成草酰乙酸 H C 2 HO C
COOH
COOH
H 草酰乙酸 苹果酸 NADH+H+
NAD+
第二节
乙酰CoA
NADH+H+
糖的分解代谢
柠檬酸合成酶
草酰乙酸
柠檬酸
苹果酸
顺乌头酸
延胡索酸
异柠檬酸
异柠檬酸脱氢酶
FADH2
琥珀酸
α-酮戊二酸脱 氢酶系
α-酮戊二酸
NADH+H+
琥珀酰CoA
NADH+H+
第二节
糖的分解代谢
三、羧酸循环的特点
1.一次底物水平磷酸化
2.二次脱羧 3.三个不可逆反应
4.四次脱氢
1 分子乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化净生成10分子ATP。
第二节
糖的分解代谢
（二）有氧氧化的生理意义
１．有氧氧化是体内供能的主要途径。 ２．三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质 的彻底氧化的共同途径。 ３．三羧酸循环是体内糖、脂肪、蛋白质 代谢联系的枢纽。
生物化学基础
王春梅制作 艾旭光制作
第四章
糖代谢
人民卫生出版社 王春梅制作
第四章
第一节
糖代谢
概
述
第二节
糖的分解代谢
糖原的合成与分解 糖异生 血糖及其调节
第三节
第四节
第五节
学 习 目 标
1．掌握糖的无氧分解、有氧氧化的主要过 程、关键酶和生理意义。
2．熟悉磷酸戊糖途径、糖异生的生理意义； 血糖的来源与去路；血糖水平及其调节。
磷酸化酶 Pi Gn
6-磷酸葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 (肝)
H2O
Pi
(肌肉)
葡萄糖 1.有氧氧化 2.糖酵解
第三节
（二）糖原分解的生理意义
糖原的合成与分解
肝糖原分解能提供葡萄糖，既可在不进食期间维 持血糖浓度的恒定，又可持续满足对脑组织等的能量 供应。肌糖原分解则为肌肉自身收缩提供能量。
H C 2 HO C H
COOH COOH
C H COOH 异 柠檬酸
第二节
糖的分解代谢
⑶ 异柠檬酸氧化脱羧生成α -酮戊二酸 NAD+ H C 2
H C 2 HC
COOH
NADH+H+
COOH
COO H COOH
HC COOH
O C
HO C COOH H 异柠檬酸
α草酰琥珀酸 -酮戊二酸 CO2
细胞液
线粒体
ＣＯ2和 Ｈ2Ｏ
第二节
糖的分解代谢
（一）有氧氧化的反应过程
第一阶段：丙酮酸的生成：与糖酵解途径相同（在胞液中）
（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖 （2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖 （3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖
（葡萄糖分解 生成丙酮酸）
（4） 1、6-二磷酸果糖裂解生成2分子磷酸丙糖 （5）3-磷酸甘油醛氧化生成1,3-二磷酸甘油酸 （6）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸 （7）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 （8） 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸 （9）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸
3．了解糖的生理功能；糖原合成与分解的 过程及其生理意义。
第一节
概
述
内容 提要
一、糖 的生理 功能
二、糖代谢 概况
第一节
一、糖的生理功能
概
述
（一）氧化供能 糖的主要生理功能是为机体活动提供能量。1g葡 萄糖在体内完全氧化成CO2和H2O，可释放16.7kJ 的能 量。 （二）是机体组织结构的重要成分 糖及糖的衍生物可与脂类、蛋白质结合形成糖脂、糖蛋 白或 蛋白聚糖等。核糖、脱氧核糖则分别是RNA和DNA的组 成成分。
第二节
糖的分解代谢
（5）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸 （6）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸 （7）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 （8） 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 （9）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸 （10）丙酮酸还原为乳酸
NADH+ H+ 2H H H
NAD+
第二节
糖的分解代谢
⑴ 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸
第二节
糖的分解代谢
⑴ 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 乙酰辅酶A（2C） C H CO SCoA 2 H O= C COOH H2 O
OH
H
COOH CH 2 柠檬酸（6C4C 草酰乙酸（ ））
第二节
糖的分解代谢
⑵ 柠檬酸异构化生成异柠檬酸
第二节
1.提供5-磷酸核糖
糖的分解代谢
（二）磷酸戊糖途径的生理意义
5-磷酸核糖是合成核苷酸的原料，核苷酸是核酸的基本组 成单位。 2.提供NADPH+H+ NADPH+H+与NADH+H+不同，它携带的氢不是通过呼吸链氧化磷 酸化生成ATP，而是参与许多代谢反应，发挥不同的作用。 （1）作为供氢体参与脂肪酸、胆固醇和 类固醇激素的生物合成。 （2）是谷胱甘肽还原酶的辅酶 （3）参与肝脏生物转化反应
1 CH2OH HO 2 3 OH
第二节
P OH 2 C
5
6
糖的分解代谢
（4）1、6-二磷酸果糖裂解生成2分子磷酸丙糖
O HO
2 3
P CH2OH
2
1
H
OH
1、6-二磷酸果糖 1、6-二磷酸果糖
OH
醛缩酶
第二节
糖的分解代谢
（5）3-磷酸甘油醛氧化生成1,3-二磷酸甘油酸
NAD+
NADH+H+
Pi 脱氢酶 3-磷酸甘油醛
第二节
糖的分解代谢
（一）有氧氧化的反应过程 ：分三个阶段
第一阶段：丙酮酸的生成：与糖酵解途径相同（在胞液中） 第二阶段：乙酰CoA 的生成（在线粒体中） 第三阶段：三羧酸循环 （在线粒体中）
第二节
糖的分解代谢
（一）有氧氧化的反应过程
第二阶段 葡萄糖 丙酮酸 第一阶段 丙酮酸 乙酰ＣoＡ 三羧酸循环 第 三 阶 段
第三节
糖原的合成与分解
内容 提要
一、糖原 的合成
二、糖原 的分解
第三节
一、糖原的合成
概念：
糖原的合成与分解
由单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等） 成糖原的过程称为糖原合成。
合成部位： 肝脏、肌肉的胞液中进行。
第三节
糖原结构图
糖原的合成与分解
第三节
葡萄糖
糖原的合成与分解
6-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖
（一）糖酵解的反应过程
糖的分解代谢
（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖 （2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖 （3）6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖 第一阶段 （4） 1、6-二磷酸果糖裂解生成2分子磷酸丙糖 （5）3-磷酸甘油醛氧化生成1,3-二磷酸甘油酸 （6）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸 （7）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 第二阶段 （8） 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸 （9）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸 （10）丙酮酸还原为乳酸
第二节
三、磷酸戊糖途径
概念：
糖的分解代谢
此途径由6-磷酸葡萄糖开始，因在代谢过程中有磷酸 戊糖的产生，所以称磷酸戊糖途径。
反应部位： 胞液
第二节
1.磷酸戊糖的生成
糖的分解代谢
（一）磷酸戊糖途径的反应过程
6-磷酸葡萄糖经2次脱氢，生成2分子NADPH+H+，一次脱羧反应生 成1分子CO2，自身则转变成5-磷酸核糖。 2.基团转移反应 5-磷酸核糖是合成核苷酸的原料，部分磷酸核糖通过一系列基团转 移反应，转变成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。
第二节
糖的分解代谢
（一）有氧氧化的反应过程
第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A（在线粒体中）
第二节
糖的分解代谢
NAD+ NADH+H+ H SCoA C O2
（一）有氧氧化的反应过程
第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A
COO H C C H3
丙酮酸 乙酰CoA
丙酮酸+辅酶A+NAD+ 丙酮酸脱氢酶系