第六章 糖代谢
第六章糖代谢

42
College of Life Sciences
(二)三羧酸循环
(tricarboxylic acid cycle, TCA 环)
(柠檬酸循环、Krebs环) Kerbs, 1953年诺贝尔化学奖
部位:线粒体基质
43
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3-P-甘油醛 磷酸二羟丙酮
23
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(一)糖酵解途径
贮能阶段: 后5步
(2)3- 磷酸甘油醛 (2)丙酮酸
☆生成 2 NADH(H) + 4ATP
24
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(一)糖酵解途径
6
3-P-甘油醛脱氢酶
3-P-甘油醛
磷酸化酶
糖原脱支酶催化支链上的3个葡萄糖残基转移到糖原 分子的一个游离的4′端上,形成一个新的-1,4糖苷 G-1-P 键,而脱支酶催化转移后剩下的通过-1,6糖苷键连 接的葡萄糖残基的水解,释放出一分子的葡萄糖。
转移酶
葡萄糖-1-磷酸在磷酸葡萄糖变位酶的作用下可以转 去分支酶 换为葡萄糖-6-磷酸。
45
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(二)三羧酸循环
3 异柠檬酸氧化生成-酮戊二酸
蔗糖
磷酸化酶
1-磷酸葡萄糖+果糖
11
College of Life Sciences
第二节 糖的分解代谢
糖分解的主要途径:
☆ ☆
在无氧条件下进行的无氧分解 在有氧条件下进行的有氧氧化
一、糖的无氧分解
• 在无氧情况下葡萄糖进行分解,生成2分子丙酮酸
第六章 糖代谢

CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
葡萄糖
ATP ADP
己糖激酶; 葡萄糖激酶(肝)
CH 2O
P
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
2. 6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖
CH 2O
P
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
CH 2OH
H
OH
H
磷酸葡萄糖变位酶
OH HO
H H
O H
OH HO
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
2-磷酸甘油酸
P O CH 2
CH2OH
O
Mg2+
H HO
己糖异构酶 H
OH
OH H
6-磷酸果糖
(fructose-6-phosphate, F-6-P)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
Glu
ATP
ADP
G-6-P
3. 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖
葡萄糖
CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
酶
CH 2OH
H H
OH
CH 2OH
H H
OH
OH HO
?H
H
O
OH
α-1,4-糖苷键
OH
H
H OH
OH
糖原合成特点:
1、葡萄糖活化 2、需要糖原引物
第六章 糖代谢

内 容糖第六章 糖的化学和代谢糖的化学 糖代谢 糖的消化与吸收 糖的分解代谢 糖原的合成与分解糖的化学一、糖的概念糖是多羟基醛或多 羟基酮及其聚合物和 衍生物的总称。
P5二、 糖的分布生物界中含糖的比例90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 80%30% 10% 2%0%植物人和动物微生物微生物三、 糖的生物学作用1. 糖是人和动物的主要能源物质 2. 糖类还具有结构功能 3. 糖具有复杂的多方面生物活性与功能四 、糖的分类1. 2. 3.单糖 寡糖 多糖1(一) 单糖概念: 不能被水解成更小分子的糖称为单糖。
特点: 单糖是糖类物质的基本结构单位。
种类: 丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖丙糖:甘油醛和二羟丙酮甘油醛二羟丙酮丁糖戊糖赤藓糖赤藓酮糖D-核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖己糖:葡萄糖和果糖葡萄糖的两种形式D-葡萄糖(G)β -D-葡萄糖 α-D-葡萄糖2D - 果糖(F)(二)寡 糖概念: 由单糖缩合而成的短链结构 (一般含2~6个单糖分子) 特点: 二糖最为广泛葡萄糖 半乳糖 果糖环α-D-果糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖(三) 多 糖许多单糖分子缩合而成的长链结构 1. 多糖的分类(1)按照来源分类 (2)按生理功能分类 植物多糖 动物多糖 微生物多糖 海洋生物多糖 储存多糖 结构多糖( 3 )多糖按照其组成成分的分类多糖同聚多糖 杂聚多糖(均一多糖) (不均一多糖)粘多糖结合糖糖蛋白蛋白聚糖糖脂脂多糖O连N连鞘糖脂甘油糖脂 萜醇衍生磷酸多类固醇 衍生同聚多糖与杂聚多糖同聚多糖 杂聚多糖2. 重要多糖的化学结构与生理功能(1)淀粉• 是高等植物的贮存多糖 • 直链淀粉 支链淀粉 α-1,4糖苷键 α-1,6糖苷键α-1,4糖苷键 直链结构 支链结构 直链结构 支链结构直链淀粉3(2)糖 原 支链淀粉• 糖原是动物 体内的贮存 多糖,主要α-1,6糖苷键存在肝及肌 肉中。
第六章糖代谢

磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
主要是从丙酮酸生成葡萄糖的具体 反应过程。
糖异生与糖酵解的多数反应是共有 的、可逆的;
糖酵解中有3个不可逆反应,在糖异 生中须由另外的反应和酶代替。
5
(一)丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
生物素
丙酮酸羧化酶
CO2 ATP
(线粒体)
ADP+Pi
草酰乙酸
磷酸烯醇式丙酮酸
第六章 糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
内容提纲
概述 糖的分解代谢
糖的无氧氧化 糖的有氧氧化 磷酸戊糖途径
糖原的合成与分解 糖异生作用 血糖及其调节
2
第六节 糖异生
Gluconeogenesis
糖异生途径 糖异生的调节 生理意义
3
概念 糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合
果糖二磷酸酶-1 Pi
1,6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖
向反应,这种互变
ADP 6-磷酸果糖激酶-1 ATP
循环称之为底物循
ADP+Pi
GTP 磷酸烯醇式丙
丙酮酸羧化酶
环(substratecycle)。 CO2+ATP
草酰乙酸
酮酸羧激酶 GDP+Pi
丙酮酸
PEP +CO2
ATP 丙酮酸激酶 ADP
14
18
糖
皮
质 激
—
素
胰高血糖素 —
激素对糖异生和糖酵解的调节作用
19
三、糖异生的生理意义
(一)饥饿情况下维持血糖浓度恒定(最主要功 能) (二)补充或恢复肝糖原储备
医学生物化学(第六章)糖 代 谢

46
F-2,6-BP的生成与作用 * 生成:
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
* 作用:促进F-1,6-BP生成
图6-5
47
PFK-2是一双功能酶:
PFK-2活性(使F-2,6-BP↑) 具有
2,6-二磷酸果糖酶2活性(使F-2,6-BP↓)
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
TCA循环
56
图6-3 糖代谢三条途径间的关系
①无氧酵解 ②磷酸戊糖途径 ③有氧氧化
57
(一) 葡萄糖
丙酮酸
* 胞浆内进行
* 过程同糖酵解, 消耗2ATP
* 生成4ATP
* 生成2 NADH + H+
(3-磷酸甘油醛 (×2)
1,3-二磷酸甘油酸)
58
己糖激酶
6-磷酸果糖 激酶-1
(直链)
丙 酮 酸 激 酶
四个阶段:
I.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
II.
(×1)
磷酸己糖
裂解
(×2)
磷酸丙糖
(×2) 氧化 (×2)
III. 磷酸丙糖 丙酮酸
IV.
(×2)
丙酮酸
还原乳(×酸2)(无氧)
18
(×2) (×2)
(×2)
19
1.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
(1) Glc/Gn磷酸化为G-6-P
第一次磷酸化反应
a. 神经系统:
下丘脑和自主神经 调节 激素分泌
b. 激素:
(表6-1)
c. 组织器官: 肝脏最主要
9
激素对血糖浓度的调节
相互协同/拮抗
动物生物化学 第六章 糖的代谢

2. 糖原的 合成
(UDP-葡萄 糖焦磷酸化 酶、糖原合 成酶、糖原 分支酶)
糖原合成酶催化的反应
糖原的合成与分解总反应示意图
3. 糖原代谢的调节
• 葡萄糖分解代谢总反应式 • C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP +
4Pi 6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP • 按照一个NADH能够产生3个ATP,1个FADH2能够产 生2个ATP计算,1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产 生38个ATP: • 4 ATP +(10 3)ATP + (2 2)ATP = 38 ATP
Байду номын сангаас
CH2OH CO
HO C H
CHO
H C OH + H C OH
H C OH H C OH
CH2O P
转醛酶
CH2O P
7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛
CHO
H C OH +
H C OH CH2O P
4-磷酸赤藓糖
CH2OH CO HO C H HO C H H C OH CH2O P
6-磷酸果糖
H
O
H
OH H HO
H OH
H2O
H C OH
HO C H
O 内酯酶
H C OH
H C OH
G-6-P
6-磷酸葡萄 糖酸内酯
CH2O P 6-磷酸葡萄糖酸
COOH H C OH
NADP+
+ NADPH + H
第六章 糖代谢

ATP
CH2
O
P
磷酸甘油酸 变位酶
COOH C CH3 O
丙酮酸激酶
2+、 Mg2+、K+
COOH C O P
烯醇化酶
COOH H C CH2 O OH P
ATP
ADP
CH2
H2O
将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP,这种ADP 将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP,这种ADP ADP生成ATP 或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直 接相偶联的反应过程称为底物水平磷酸化。 接相偶联的反应过程称为底物水平磷酸化。 底物水平磷酸化
HO
HO
P
O
CH2 O H H OH HO H
CH2 OH
O
P
P
O
CH2 O H H OH HO H
CH2OH OH
6-磷酸果糖激酶1 磷酸果糖激酶1 Mg2 + ADP ATP
哺乳动物体内已发现4种己糖激酶同工酶,分布于不同的组 哺乳动物体内已发现4种己糖激酶同工酶, 织中。其中Ⅳ型只存在于肝细胞中, 织中。其中Ⅳ型只存在于肝细胞中,对葡萄糖有高度的专 一性,又称为葡萄糖激酶。 一性,又称为葡萄糖激酶。 葡萄糖激酶 葡萄糖激酶的Km值比其他己糖激酶高,且受激素调控。 葡萄糖激酶的Km值比其他己糖激酶高,且受激素调控。 Km值比其他己糖激酶高
丙酮酸脱氢酶复合体
乙酰CoA 乙酰CoA + NADH + H+ + CO2
O COOH C CH3 O TPP CH3C S HS (CH2)4COOH HS CoA O
③ ①
丙酮酸脱氢酶 OH
CH3 HS HS
动物生物化学 第六章 糖代谢

丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydrogenase system) 1 丙酮酸脱羧酶,辅酶是TPP, 2 二氢硫辛酸乙酰转移酶,辅酶是二氢硫辛酸和辅酶A, 3 二氢硫辛酸脱氢酶,辅酶是FAD及NAD+
(三)血糖
人 80-120mg/100ml 4.4-6.7mmol/L
第一节 糖的分解代谢 (catabolism of carbohydrate)
动物组织均能对糖进行分解代谢,主要的分解途 径有三条:
(1)无氧条件下进行糖酵解途径;
(2)有氧条件下进行有氧氧化;
(3)生成磷酸戊糖-磷酸戊糖通路。
葡萄糖(glucose G)
-1ATP
6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phophate, G-6-P)
己糖激酶(hexokinase,HK)。
葡萄糖激酶(glucokinase,GK)
6-磷酸葡萄糖是HK的反馈抑制物,此酶是糖氧化 反应过程的限速酶(rate limiting enzyme)或称关键酶 (key enzyme)。它有同工酶Ⅰ-Ⅳ型,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型主 要存在于肝外组织,其对葡萄糖Km值为10-5~10-6M。
第六章 糖代谢
一 糖的生理功能
1 机体的组成成分 核糖 糖脂 2 提供能量和碳源 70%
二 糖代谢的概况
(一)糖的来源
1 由消化道吸收(单胃动物) 2 由非糖物质转化而来(反刍兽)
(二)动物体内糖的主要代谢途径
1 分解供能—— 酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途 径、糖原分解
2 贮存—— 糖异生、合成糖原或转变成脂肪
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第六章糖代谢
教学要求:
1.了解糖类物质的生理功能。
2.熟记糖分解代谢的主要途径(糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径)进行的部位、
反应过程、能量代谢、关键酶和生理意义。
3.掌握糖异生概念和反应过程。
牢记催化反应的关键酶及生理意义。
4.了解糖原分解和合成的基本生化过程。
牢记催化反应的关键酶及生理意义。
一、填空题:
1. 糖酵解途径的反应全部在细胞进行。
2. 糖酵解途径唯一的脱氢反应是,脱下的氢由递氢体接受。
3. 是糖的代谢途径的共同中间产物,处于各途径的交叉点。
4. 糖酵解途径中三个的关键酶是、和。
5. 丙酮酸脱氢酶系包括、和三种酶和种辅助因子。
6. 一摩尔葡萄糖经有氧氧化可生成摩尔丙酮酸,再转变为摩尔乙酰CoA进
入三羧酸循环。
7. 糖酵解的终产物是。
8. 乙醛酸循环由五步酶促反应构成,其中三种酶与TCA循环中的酶相同,其它两种专一性
反应是由和酶催化的。
9. 三羧酸循环有步脱氢过程和次底物水平磷酸化过程。
10. 糖原合成过程中葡萄糖的活化形式为。
11. 磷酸戊糖途径的生理意义是和。
12. 三碳糖、六碳糖和七碳糖之间可相互转变的糖代谢途径称为。
二、是非判断:
1. 乙醛酸循环的净结果是由两分子乙酰CoA生成一分子琥珀酸。
2. 焦磷酸硫胺素是丙酮酸脱氢酶系的辅酶。
3 .醛缩酶是糖酵解关键酶,催化单向反应。
4. 当缺乏V B1时,丙酮酸脱氢酶复合物和α-酮戊二酸脱氢酶复合物均活性降低。
5. 一摩尔葡萄糖经酵解途径生成乳酸,两次底物水平磷酸化过程,最终净生成2摩尔A TP
分子。
6. 若没氧存在时,糖酵解途径中脱氢反应产生的NADH+H+交给丙酮酸生成乳酸,若有氧
存在下,则NADH+H+进入线粒体氧化。
7. 丙酮酸脱氢酶系催化底物脱下的氢,最终是交给FAD生成FAD.2H。
8. 磷酸戊糖途径因不涉及氧的参与,故该途径是一种无氧途径。
9. 进入到细胞中的葡萄糖必须首先被磷酸化转变成6-磷酸葡萄糖,滞留在细胞内。
10. 在TCA循环中,琥珀酸硫激酶催化底物水平磷酸化。
11. 三羧酸循环能产生NADH+H+和FAD.2H,但不产生高能磷酸化合物。
三、单项选择题:
1. 由已糖激酶催化的反应的逆反应所需的酶是
A.果糖二磷酸酶
B.葡萄糖-6-磷酸酶
C.磷酸果糖激酶
D.葡萄糖激酶
2. 生物体物质合成过程中,能提供还原力的物质是:
A.NADH+H+
B.NADPH+ H+
C.FMN.2H
D.FAD.2H
3. 6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖的反应需哪些条件?
A.果糖二磷酸酶,A TP和Mg2+
B.果糖二磷酸酶,ADP,Pi和Mg2+
C.磷酸果糖激酶,A TP和Mg2+
D.磷酸果糖激酶,ADP,Pi和Mg2+
4. 糖酵解过程中催化六碳糖裂解为三碳糖的酶是:
A.磷酸已糖异构酶
B.磷酸果糖激酶
C.醛缩酶
D.烯醇化酶
5. 底物水平磷酸化指:
A.A TP水解为ADP和Pi
B.底物经分子重排后形成高能磷酸键,经磷酸基团转移使ADP磷酸化为A TP分子
C.呼吸链上H+传递过程中释放能量使ADP磷酸化为A TP分子
D.使底物分子加上一个磷酸根
6. 无氧情况下,糖酵解途径生成的NADH+H+的去路:
A.进入呼吸链氧化供应能量
B.丙酮酸还原为乳酸
C.3-磷酸甘油酸还原为3-磷酸甘油醛
D.磷酸二羟丙酮还原为α-磷酸甘油
7. 在无氧条件下,一分子葡萄糖酵解生成两分子丙酮酸时,净生成:
A.4A TP和2NADH
B.2A TP和NADH
C.2A TP和2NADH
D.3A TP和2NADH
8. 乳酸脱氢酶是具有四级结构的蛋白质分子,含有多少个亚基?
A.1
B.2
C.3
D.4
9. 正常情况下,成熟的红细胞获得能量的主要途径:
A.葡萄糖进行糖酵解氧化
B.脂酸氧化
C.葡萄糖的有氧氧化
D.磷酸戊糖途径氧化葡萄糖
10. 乳酸脱氢酶在骨胳肌中主要是催化生成:
A.丙酮酸
B.乳酸
C.3-磷酸甘油醛
D.磷酸烯醇式丙酮酸
11. 在哺乳动物的肝脏中,二个摩尔乳酸转化成一摩尔葡萄糖时,消耗多少摩尔的A TP?
A.4
B.2
C.8
D.6
12. 糖酵解最主要控制部位是磷酸果糖激酶催化的反应,在肝脏中,该酶最有效的促进剂是:
A.果糖-2,6-二磷酸
B.果糖-6-P
C.AMP
D. 果糖-1,6-二磷酸
13. 丙酮酸脱氢酶复合体中转乙酰基酶的辅酶是:
A.FAD
B.硫辛酸
C.NAD+
D.TPP
14. 丙酮酸脱氢酶复合体中丙酮酸脱羧酶的辅酶是:
A.FAD
B.硫辛酸
C.NAD+
D.TPP
15. 三羧酸循环的第一步反应产物是:
A.柠檬酸
B.草酰乙酸
C.乙酰CoA
D.NADH+H+
16. 糖的有氧氧化的最终产物是:
A.CO2+H2O+A TP
B.乳酸
C.丙酮酸
D. 乙酰CoA
17. 哺乳动物体内,糖异生作用最强的器官是:
A.肾脏
B.心脏
C.肌肉
D.肝脏
18. 在糖原合成中,糖基的供体形式是:
A.CDP-G
B.ADP-G
C.UDP-G
D.GDP-G
19. 三羧酸循环中不存在下列哪种酶催化的反应?
A.丙酮酸脱氢酶
B.柠檬酸合成酶
C.异柠檬酸脱氢酶
D.延胡索酸酶
20. 糖原分解中水解α-1,6-糖苷键的酶是:
A.葡萄糖-6-磷酸酶
B.磷酸化酶
C.葡聚转移酶
D.脱支酶
21. 下述三羧酸循环中的酶,除何者外都属于裂合酶类:
A.醛缩酶
B.顺乌头酸酶
C.琥珀酸硫激酶
D.延胡索酸酶
22. 糖原合成酶催化的反应是:
A.G-6-P→G-1-P
B.G-1-P→UDPG
C.UDPG+糖原n→糖原(n+1)+UDP
D.糖原n→糖原(n-1)+G-1-P
23. 糖原分解过程中磷酸化酶作用的键是:
A.α-1,6-糖苷键
B.β-1,6-糖苷键
C.α-1,4-糖苷键
D.β-1,4-糖苷键
24. 在下列酶催化的反应中,需要辅酶或辅基种类最多的酶是:
A.琥珀酸脱氢酶
B.苹果酸脱氢酶
C.α-酮戊二酸脱氢酶复合物
D. 异柠檬酸脱氢酶
25. 以NADP+作辅助因子的酶是:
A.3-磷酸甘油醛脱氢酶
B.果糖二磷酸酶
C.转酮醇酶
D.6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
26. 丙酮酸羧化酶是哪一个代谢途径的关键酶:
A.糖异生
B.磷酸戊糖途径
C.糖有氧氧化
D.糖酵解
四、名词解释:
1.糖酵解途径
2.糖的有氧氧化
3.糖异生 4 .磷酸戊糖途径 5.限速酶
五、问答题:
1. 糖异生与糖酵解途径有哪些差异?
2. 患脚气病的人血液中,丙酮酸和α-酮戊二酸的水平很高,特别是吃完富含葡萄糖的食物
后更是如此。
为什么会导致这两种酮酸水平的升高?
3. 先天性缺乏果糖-1,6-二磷酸酯酶的病人,血浆中乳酸的水平反常地高,为什么?
4. 如果TCA循环和氧化磷酸化完全被抑制,从丙酮酸合成葡萄糖是否可能?为什么?
5. 为什么说6-磷酸葡萄糖是各个糖代谢途径的交叉点?
6.绘制糖代谢各途径的相互联系图。