第4章糖代谢.ppt

《第4章糖代谢.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章糖代谢.ppt（52页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、第七章第七章第七章 糖代谢糖代谢糖代谢第一节第一节 糖酵解糖酵解第二节第二节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化第三节第三节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第四节第四节 糖的贮存与分解糖的贮存与分解第五节第五节 血糖血糖 一、糖的化学一、糖的化学 （一）糖的概念（一）糖的概念 是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物。是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物。都含都含有有C、H、O三种元素。其分子式可用三种元素。其分子式可用Cm（H2O）n表示，由于大部分糖分子中氢原子和氧原子数量比表示，由于大部分糖分子中氢原子和氧原子数量比为为2：1，与水分子的氢氧比相同，因而过去称为碳，与水分子的氢氧比相同，因而过去称为碳水化合物。水化

2、合物。概 述CHOCOHHCHHOCOHHCOHHCH2OHCH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OH （二）糖的分类（二）糖的分类 根据糖分子组成特点，糖可分为四类：根据糖分子组成特点，糖可分为四类：1.单糖单糖 指不能用水解的方法使其降解指不能用水解的方法使其降解的糖及其衍生物。如葡萄糖、果糖、半乳糖、的糖及其衍生物。如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、核糖等。甘露糖、核糖等。单糖按所含碳原子数目的多少，称为丙单糖按所含碳原子数目的多少，称为丙糖（三碳糖）、丁糖（四碳糖）、戊糖（五糖（三碳糖）、丁糖（四碳糖）、戊糖（五碳糖）、己糖（六碳糖）等。最重要的是葡碳糖）、己糖（六碳糖）等。最重要

3、的是葡萄糖。萄糖。2.寡糖寡糖 是指由是指由210个单糖分子缩合成的低聚个单糖分子缩合成的低聚糖。最重要的是双糖，如麦芽糖、蔗糖、乳糖等。糖。最重要的是双糖，如麦芽糖、蔗糖、乳糖等。3.多糖多糖 是由若干个单糖分子通过糖苷键聚合是由若干个单糖分子通过糖苷键聚合成的高分子聚合物。根据其分子组成可分为同多成的高分子聚合物。根据其分子组成可分为同多糖和杂多糖。糖和杂多糖。（1）同多糖）同多糖 是由相同的单糖分子缩合的多糖。是由相同的单糖分子缩合的多糖。常见的有淀粉、纤维素和糖原。淀粉和糖原是葡常见的有淀粉、纤维素和糖原。淀粉和糖原是葡萄糖分子通过萄糖分子通过-1.4-和和-1.6-糖苷键连接而成。纤

4、糖苷键连接而成。纤维素是葡萄糖分子通过维素是葡萄糖分子通过-1.4-糖苷键连接而成。糖苷键连接而成。（2）杂多糖）杂多糖 是由不同的单糖分子或单糖衍生是由不同的单糖分子或单糖衍生物缩合而成的多糖。最常见的是糖胺多糖，其水物缩合而成的多糖。最常见的是糖胺多糖，其水溶液具有高度的粘稠性，故又称粘多糖。溶液具有高度的粘稠性，故又称粘多糖。4.4.结合糖结合糖 是指糖与蛋白质或脂类通过共是指糖与蛋白质或脂类通过共价键结合所形成的复合糖类价键结合所形成的复合糖类。主要包括糖蛋白、主要包括糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。蛋白聚糖和糖脂。（1 1）糖蛋白）糖蛋白 糖蛋白是由短链寡糖与蛋白糖蛋白是由短链寡糖与蛋白质结

5、合形成的复合物。质结合形成的复合物。分子组成以蛋白质为主，分子组成以蛋白质为主，含糖量较少，在体内分布广，种类多，功能复杂。含糖量较少，在体内分布广，种类多，功能复杂。（2 2）蛋白多糖）蛋白多糖 蛋白多糖是糖胺聚糖与核蛋白多糖是糖胺聚糖与核心蛋白结合而形成的复合物。心蛋白结合而形成的复合物。主要成分是糖胺多主要成分是糖胺多糖，占糖，占80%80%95%95%。蛋白多糖主要作为结构成分。蛋白多糖主要作为结构成分。（3 3）糖脂）糖脂 糖脂是由单糖或寡糖与脂类结糖脂是由单糖或寡糖与脂类结合而成，合而成，包括鞘糖脂和甘油糖脂两类。包括鞘糖脂和甘油糖脂两类。二、糖的生理功能二、糖的生理功能 （一）氧

6、化供能（一）氧化供能 正常情况下机体所需能量正常情况下机体所需能量的的50%50%70%70%由糖氧化供给。由糖氧化供给。1 1g g糖在体内完全氧化糖在体内完全氧化可释放可释放16.716.7kJkJ（4.1kcal4.1kcal）的能量。的能量。（二）构成组织成分（二）构成组织成分 如核糖是细胞内遗传如核糖是细胞内遗传物质核酸的组成成分结合糖类是构成细胞膜、神物质核酸的组成成分结合糖类是构成细胞膜、神经组织、结缔组织、细胞间质的主要成分。经组织、结缔组织、细胞间质的主要成分。（三）其它功能（三）其它功能 转变成脂肪和某些氨基酸转变成脂肪和某些氨基酸等，转变为葡萄糖醛酸，参与生物转化作用。等

7、，转变为葡萄糖醛酸，参与生物转化作用。糖的代谢概况食物糖食物糖G肝外组织肝外组织消化道消化道肝脏肝脏门静脉门静脉G氧化供能氧化供能糖原糖原其它其它血液血液GG氧化供能氧化供能糖原糖原其它其它糖分解代谢途径第一节第一节 糖酵解糖酵解第二节第二节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化第三节第三节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 第一节第一节 糖酵解（糖酵解（glycosis）一、概念：葡萄糖或糖原在不消耗一、概念：葡萄糖或糖原在不消耗氧的条件下，分解成乳酸，并释放少量氧的条件下，分解成乳酸，并释放少量能量的过程。能量的过程。无氧情况下无氧情况下 G 或或Gn 乳酸乳酸 分解分解 二、过程二、过程1.1，6-二磷酸果

8、糖的生成二磷酸果糖的生成2.磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成3.丙酮酸的生成丙酮酸的生成4.乳酸的生成乳酸的生成葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATPADP己糖激酶己糖激酶磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶ATPADP糖原糖原特点特点：1.耗能：耗能：G：2ATP Gn：1ATP2.第一步反应有同工酶，第一步反应有同工酶，肝内：肝内：葡萄糖激酶，葡萄糖激酶，肝肝外：外：己糖激酶。己糖激酶。3.催化催化1、3步反应的酶步反应的酶为糖酵解的限速酶。为糖酵解的限速酶。1，6二磷酸果糖的生成二磷酸果糖的生成1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷

9、酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛醛缩酶醛缩酶 特点：特点：反应可逆，且生成的磷酸二羟丙反应可逆，且生成的磷酸二羟丙酮和酮和3-磷酸甘油醛可相互转化。磷酸甘油醛可相互转化。磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛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磷酸烯醛式丙酮酸磷酸烯醛式丙酮酸丙酮酸丙酮酸NAD+NADH+H+ADPATPH2OADPATP3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶烯醛化酶烯醛化酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶2丙丙酮酮酸酸的的生生成成特点：特点：1.是糖酵解的产能

10、阶是糖酵解的产能阶段，产生段，产生22ATP。2.产能方式底物水平产能方式底物水平磷酸化。磷酸化。3.PK是糖酵解的第是糖酵解的第三个限速酶。三个限速酶。4.有氧化反应，但不有氧化反应，但不需氧参与。需氧参与。乳酸的生成乳酸的生成丙酮酸丙酮酸 NADH H+乳酸乳酸 NAD+特点：特点：1.反应可逆。反应可逆。2.使使NAD+再生，保证糖酵解的进行。再生，保证糖酵解的进行。在肝脏进行糖异生。在肝脏进行糖异生。3.乳酸的去路乳酸的去路 有氧时进一步氧化。有氧时进一步氧化。随尿排出随尿排出三、小结：三、小结：1.总反应：总反应：C 6H12 O6+2ADP+2H3 PO4 2C3 H6 O3+2A

11、TP+2H2 O 2.终产物：乳酸。终产物：乳酸。3.反应部位：胞液。反应部位：胞液。4.产能情况：产能情况：G 2ATP，Gn G 3ATP5.产能方式：底物水平磷酸化。产能方式：底物水平磷酸化。6.整个过程有氧化反应发生，但无氧参加。整个过程有氧化反应发生，但无氧参加。7.有三个限速酶：有三个限速酶：HK、PFK、PK。四、糖酵解的生理意义四、糖酵解的生理意义 1.是机体在缺氧情况下供能的一种是机体在缺氧情况下供能的一种有效方式。有效方式。2.是机体某些组织供能的唯一方式。是机体某些组织供能的唯一方式。3.是有氧氧化的前期阶段。是有氧氧化的前期阶段。五、糖酵解的调节五、糖酵解的调节主要通过

12、调节三个限速酶的活性，尤其是主要通过调节三个限速酶的活性，尤其是PFK。1.激素调节激素调节 胰岛素可诱导上述三个限速酶的合成。胰岛素可诱导上述三个限速酶的合成。2.代谢物对限速酶的变构调节代谢物对限速酶的变构调节PFK受受ATP、柠檬酸变构抑制柠檬酸变构抑制受受AMP、1，6-二磷酸果糖、二磷酸果糖、2，6-二磷二磷酸果糖变构激活酸果糖变构激活第二节 糖的有氧氧化 一、概念一、概念 葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化成成CO2 和和H2O，并释放大量能量的过程。并释放大量能量的过程。GGnCO2+H2O+能量能量有氧条件下有氧条件下分解分解丙酮酸的生成丙酮酸的生

13、成（过程与糖酵解同）（过程与糖酵解同）乙酰乙酰CoA的生成的生成乙酰乙酰CoA进入三羧酸循环氧化进入三羧酸循环氧化CH3COCOOH CH3CO-SCoA+CO2NAD+HSCoA NADH+H+丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 复合体复合体乙酰乙酰CoA的生成的生成 CH3HCOH TPP+TPPFADH2FADNAD+NADH+H+（CH2）4COOH（CH2）4COOH（CH2）4COOHHSHSCH3CO-S HSSSCO2 CH3 C=O COOH丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶硫辛酸乙酰移换酶硫辛酸乙酰移换酶CH3COSCoAHSCoA丙酮酸脱氢酶体系丙酮酸脱氢酶体

14、系二氢硫辛酸二氢硫辛酸乙酰二氢硫辛酸乙酰二氢硫辛酸丙酮酸脱氢酶体系作用机制丙酮酸脱氢酶体系作用机制NADH氧化呼吸链氧化呼吸链乙酰乙酰CoA CoA-HS 草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸H2OH2OCO2NADHCO2NADHCoA-SHCoA-SH GTPGDP+PiFADH2H2ONADH缩合缩合脱水脱水水合水合氧化脱羧氧化脱羧氧化脱羧氧化脱羧底物底物磷酸化磷酸化脱氢脱氢水合水合脱氢脱氢三羧酸循环三羧酸循环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

15、脱系酮戊二酸脱系琥珀酸硫激酶琥珀酸硫激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 三、三羧酸循环的特点三、三羧酸循环的特点 1.必需在有氧条件下进行必需在有氧条件下进行，因脱下的，因脱下的H要与要与O2结合生成结合生成H2O。2.反应不可逆，属于单向循环反应不可逆，属于单向循环，朝一，朝一个方向周而复始地进行，每循环一次相当个方向周而复始地进行，每循环一次相当于消耗于消耗1分子乙酰分子乙酰CoA，其中其中柠檬酸合成酶、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶系是限酮戊二酸脱氢酶系是限速酶。速酶。3.有四次脱氢，二次脱羧有四次脱氢，二次脱羧,产生

16、产生2CO2 以以NAD+为受氢体的三次，为受氢体的三次，3NADH 9ATP 以以FAD为受氢体的一次，为受氢体的一次，FADH2 2ATP 4.产能产能 1分子乙酰分子乙酰CoA经三羧酸循环产生经三羧酸循环产生12ATP，其中其中11分子经氧化磷酸化产生，分子经氧化磷酸化产生，1分子分子经底物水平磷酸化产生。经底物水平磷酸化产生。5.中间产物的补充中间产物的补充 由于三羧酸循环的中间由于三羧酸循环的中间产物还可进行其他代谢，因此必需补充消耗的产物还可进行其他代谢，因此必需补充消耗的中间产物，保证三羧酸循环的速度。中间产物，保证三羧酸循环的速度。四、四、ATP生成的计算生成的计算G1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACO2+H2O2ATP2ATP12ATP2H3ATP or 2ATP2H3ATP 2糖原糖原ATP38（36）ATP39（37）ATP 五、糖有氧氧化的生理意义：五、糖有氧氧化的生理意义：1.是糖在体内产能的主要途径；是糖在体内产能的主要途径；2.三羧酸循环是体内三大物质彻底三羧酸循环是体内三大物质彻底氧化及相互转化的共同途径；氧化及相互