生物化学 糖代谢精要.ppt

糖 代 谢 Metabolism of Carbohydrates 主要内容 概述 糖的无氧分解-糖酵解 糖的有氧氧化 磷酸戊糖途径 糖原的合成与分解 糖异生 血糖及其调节 第一节 概 述 一、糖的化学 （一）糖的概念 糖(carbohydrates)：即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。 （二）糖的分类及其结构 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类： 单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate) 二、糖的生理功能 四、糖代谢的概况 第 二 节糖的无氧分解 Glycolysis 一、糖酵解的反应过程 反应特点 第一步磷酸化反应，不可逆反应；?Go′= -16.7 kJ/mol（放能） 反应需要Mg 2+,ATP提供磷酸化基团 己糖激酶两个亚基构成，有4种同工酶，分Ⅰ、II、III和Ⅳ型， Ⅳ型存在肝细胞中，又称葡萄糖激酶(glucokinase,GK)。 GK的特点是： 对葡萄糖的亲和力很低(Km=10mmol/L,而HK的Km=0.1mmol/L) 受胰岛素的诱导 血糖调控中发挥重要作用 葡萄糖磷酸化的作用：极性增强不易透过脂膜失散；激活葡萄糖使之有利于与酶结合催化 反应特点 第二步磷酸化反应，不可逆反应；?Go′= -14.23 kJ/mol（放能） 反应需要Mg 2+，ATP提供磷酸化基团 6-磷酸果糖激酶-1是变构酶（四个亚基组成），活性很低，是糖酵解途径中最重要的关键酶 吸能反应， ?Go′= +23.97kJ/mol，在标准条件下反应向缩合进行，但在细胞内却向裂解方向进行 醛缩酶属于第四类的裂合酶 第一次产生ATP，磷酸甘油激酶催化混合酸酐的磷酸基从羧基转移到ADP，反应需Mg 2+ 底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 由底物分子上高能键释放或直接转移，促使ADP（或其它NDP）磷酸化生成ATP（其它NTP）的过程。 (二) 丙酮酸转变成乳酸 （三）糖酵解小结 ⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ 糖酵解是一个不需氧的产能过程 产能方式：底物水平磷酸化 净生成ATP数量：从G开始 2×2-2= 2ATP 二、糖酵解的调节 （一） 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1) (三) 己糖激酶或葡萄糖激酶 三、糖酵解的生理意义 第 三 节糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 一、有氧氧化的反应过程 （一）丙酮酸的氧化脱羧（第二阶段） 1、总反应式: 丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。 3、反应特点 反应部位：线粒体 反应性质 ：氧化脱羧，产物为NADH+H+ 、CO2 和CH3CO~SCoA；不可逆反应(?Go′=-39.5kJ/mol ) 丙酮酸脱氢酶复合体催化：三个酶和五个辅助因子（TPP、LA、HSCoA、FAD、NAD+） （二）三羧酸循环（第三阶段） 三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)也称为柠檬酸循环，又称为Krebs循环 反应部位：线粒体 总反应: CH3CO~SCoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O ? 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + HSCoA + GTP 5、TCA小结 TAC部位是线粒体。 三羧酸循环的要点: 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：柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶 整个循环反应为不可逆反应 三羧酸循环的中间产物起催化剂的作用本身无量的变化 三羧酸循环的中间产物联系与补充 草酰乙酸必须不断被更新补充： 6. 三羧酸循环的生理意义 是三大营养物质氧化分解的共同途径； 是三大营养物质代谢联系的枢纽； 为其它生物合成提供前体分子； 为呼吸链提供H+ + e，最终产生大量的ATP 二、 糖有氧氧化生成的ATP 三、有氧氧化的调节 有氧氧化的调节特点 ⑴ 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。 ⑵ ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。 ⑶ 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。 ⑷ 三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相