第十章发糖代谢.ppt

糖代谢的重要 动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提供的。另一方面，糖分解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。 糖代谢受神经、激素及别构物的调节控制，代谢紊乱会引起各种疾病。 10.1 糖的酶水解 淀粉（或糖原）的酶水解 二糖的酶水解 二糖的酶水解 麦芽糖 蔗糖 乳糖 单糖的吸收和转运 10.2 糖的分解代谢 10.2.1 糖原的分解 10.2.2 葡萄糖的分解 糖原的生物学意义 主要贮存器官 肝脏和肌肉 存在 颗粒状，细胞质中 降解产物 G-1-P 功能 经EMP、TCA氧化分解产生能量 维持血糖水平的稳定 贮存能量 机体使用糖原作为能量储备的理由 较脂质的优点 能迅速动员 因为它是高度分支的分子，糖原的磷酸解反应可以在各非还原端同时展开； 可在无氧和有氧条件下分解代谢 脂肪酸不能作为葡萄糖的前体，当饥饿的时候，肝糖原可迅速分解并转化为血糖，为脑组织等提供燃料。 糖原的结构及其连接方式 糖原的降解 （一）糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylase） （二）糖原脱支酶（glycogen debranching enxyme） （三）葡糖磷酸变位酶（phosphoglucomutase） （四）葡糖-6-磷酸酯酶 （一）糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylase） 起始点 作用点 终止点 糖原分支点前4个葡萄糖残基 产物 优点： 带上磷酸基团，不需要能量即可转变为G-6-P 不能扩散到细胞外 糖原磷酸化反应 （二）糖原脱支酶（glycogen debranching enxyme） 脱支酶为双功能酶 糖基转移酶 转移葡萄糖残基 借助于此活性可以将不能再被磷酸解的与分支点葡萄糖残基相连的3个葡萄糖单位同时转移到邻近的寡糖链上的非还原端，并维持以α（1→4）糖苷键连接。 脱支酶 分解葡萄糖?-1，6-糖苷键 遗留在分支点的葡萄糖残基被水解成游离的葡萄糖分子 糖原分支点的去除 （三）磷酸葡萄糖变位酶（phosphoglucomutase） G-1-P→G-6-P 形成G-1，6-2P中间体 （四）葡萄糖-6-磷酸酶 存在 肝细胞、肾细胞及肠细胞光滑内质网的内腔面 作用 专门水解 G-6-P，使 游离的葡萄 糖扩散出肝 细胞进入血 流。 糖原的分解 10.2.2 葡萄糖的分解 糖酵解作用 丙酮酸氧化脱羧 三羧酸循环 几个概念 （1）糖酵解：glycolysis （2）发酵：fermentation （3）三羧酸循环：tricarboxylic acid cycle 糖酵解的发现 糖酵解的研究是从酒精发酵的研究开始发。 4000年前，我国就有酿酒的记载，后来又发展了制作工业酒精、面包制作等，但对糖变酒的过程，直到19世纪后半叶才开始。 1854~1864，Paster认为发酵是离不开活细胞，是没有空气的生命过程。 1897年，Hans BuchnerEdward Buchner发现酵母汁可以把蔗糖变为酒精，发酵可在活细胞以外进行。 1905年，Arthur HardenWilliam Young发现发酵过程中无机磷酸盐逐渐消失，不断的补充使发酵速度不降低，推测发酵与无机磷将糖磷酸化有关。他们还发现，将酵母汁加热或透析而失活，将二者混合又恢复活力，证明了热不稳定的酿酶和透析组分金属离子辅酶部分 1940年，酵解的全过程被全面了解。Gustar EmbdenOtto Meyerhof发现肌肉中有类似过程，称酵解，揭示了生物化学过程的普遍性。因此酵解又称Embden –Meyerhof-Parnas途径，简写为 磷酸果糖激酶 特点： 抑制剂： 磷酸果糖激酶 第六步反应:甘油醛-3-磷酸被氧化成甘油酸-1,3-二磷酸 酶： 特点： 产物：产生1,3-BPG和NADH 甘油醛-3-磷酸脱氢酶 特点： 抑制剂： 甘油醛-3-磷酸脱氢酶的作用机理 甘油醛-3-磷酸脱氢酶的抑制剂作用机理 砷酸有毒 砷酸化学结构和化学性质与Pi极为相似，因此可以代替无机磷酸参加反应，形成甘油酸-1-砷酸-3-磷酸，其自发水解， EMP照样进行并产生热，但导致ATP合成受阻，使氧化同磷酸化解偶联。 红细胞内存在生成2,3-BPG的支路 NADH：线粒体内膜上的穿梭 甘油-3-磷酸穿梭系统 苹果酸-天冬氨酸穿梭系统 丙酮酸的代谢去向 生成乳酸---乳酸发酵 在厌氧酵解时，例如某些厌氧乳酸菌、肌肉由于剧烈运动而造成暂时缺氧状态或呼吸、循环系统机能障碍暂时供氧不足时。 乳酸脱氢酶，两种亚基组成5种同工酶，在血液中的同工酶比例恒定，临床上作为诊断心肌和肝脏疾病 生成乙醇—乙醇发酵 1、丙酮酸脱羧形成乙醛：TPP