糖代谢年制级.pptx
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1、物质代谢研究的内容 糖、脂、氨基酸、核酸基本反应过程和生理意义。物质代谢伴随的能量代谢。生物氧化 物质代谢伴随环境变化的调节。第1页/共170页掌握要点基本反应过程:代谢途径;相互联系。关键酶:关键酶及其调节。生理意义:能量代谢,信息代谢,功能作用第2页/共170页糖代谢脂代谢氨基酸代谢三羧酸循环氧化磷酸化第3页/共170页第第 八八 章章糖糖 代代 谢谢Carbohydrate Metabolism第4页/共170页第第 一一 节节概概 述述Introduction第5页/共170页 一、糖的主要生理功能是氧化供能1.氧化供能氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、如糖可提供合成某些
2、氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。核苷等物质的原料。3.作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要功能。这是糖的主要功能。2.提供合成体内提供合成体内其他物质的原料其他物质的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。第6页/共170页病 例病史:陈X,女,49岁,曾因食量大增、多尿、烦渴多饮、身体逐渐消瘦二年。给胰岛素治疗,采用低糖、高蛋白、定给胰岛素治疗,采用低糖、高蛋白、定量脂肪饮食,病情得到控制。量脂肪饮食,病情得到控制。一年多前开始在门诊治疗,当时检查发现神智清醒、消瘦、皮肤轻度脱水。血糖血糖 7.5 mmol/
3、L,CO2结合力结合力 55 ml/100ml,尿糖定性,酮体阴性。尿糖定性,酮体阴性。第7页/共170页症 状 一个月前以来,未注射胰岛素,发生疖肿感染,伴发冷发热,4 4天前精神萎靡、嗜睡,不思饮食,一天来不省人事。神智昏迷,对光反射、角膜反射、膝反射均消失,呼吸深而快,呼气有烂苹果味,血压80/60 80/60 mmHg,mmHg,脉搏104104次/分,眼窝凹陷,皮肤松弛、无弹性,口唇干燥,体温39390 0C C,右肩背部有一疖肿。体 征第8页/共170页 白细胞1640016400,中型83%83%,淋巴15%15%,单核2%2%。血糖7.5 mmol/L7.5 mmol/L,血清
4、胆固醇 300 300 mg%mg%,血液NPN 52 mg%NPN 52 mg%,CO2CO2结合力 23 ml/100 ml,23 ml/100 ml,尿呈酸性,尿糖,酮体,血清A/GA/G比值正常,GPT 30GPT 30单位。血 液 检 查:第9页/共170页 入院后,应用大量抗菌素,去甲肾上腺素,输液,并输入4%4%碳酸氢钠,连续应用胰岛素治疗,血压恢复正常,神智清醒,疖肿愈合,血糖逐渐下降,酮体消失,病情好转而出院。治 疗第10页/共170页n糖的化学糖糖(carbohydrates)即即碳碳水水化化合合物物,其其化化学学本本质质为为多多羟羟醛醛或或多多羟羟酮酮类类及及其其衍衍生物
5、或多聚物。生物或多聚物。糖的概念糖的概念第11页/共170页糖的分类及其结构糖的分类及其结构根据其水解产物的情况,糖主要可分为根据其水解产物的情况,糖主要可分为根据其水解产物的情况,糖主要可分为根据其水解产物的情况,糖主要可分为以下四大类以下四大类以下四大类以下四大类:l l单糖单糖单糖单糖 (monosacchride)(monosacchride)l l寡糖寡糖寡糖寡糖 (oligosacchride)(oligosacchride)l l多糖多糖多糖多糖 (polysacchride)(polysacchride)l l结合糖结合糖结合糖结合糖 (glycoconjugate)(glyc
6、oconjugate)第12页/共170页葡萄糖葡萄糖(glucose)(已醛糖)已醛糖)果糖果糖(fructose)(已酮糖)(已酮糖)l单糖单糖不能再水解的糖。不能再水解的糖。第13页/共170页半乳糖半乳糖(galactose)(已醛糖)(已醛糖)核糖核糖(ribose)(戊醛糖)(戊醛糖)第14页/共170页l寡糖寡糖常见的几种二糖有:常见的几种二糖有:麦芽糖麦芽糖 (maltose):葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖(sucrose):葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖(lactose):葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖能水解生成几分子单糖的糖,各单糖之间能水解生成几分子单糖的糖,各单糖
7、之间借脱水缩合的糖苷键相连。借脱水缩合的糖苷键相连。第15页/共170页l多糖多糖能水解生成多个分子单糖的糖。能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有:常见的多糖有:淀粉淀粉(starch)糖原糖原(glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)第16页/共170页淀粉淀粉是植物中养分的储存形式。是植物中养分的储存形式。淀粉淀粉颗粒颗粒第17页/共170页 糖原糖原是动物体内葡萄糖的储存形式。是动物体内葡萄糖的储存形式。第18页/共170页 纤维素纤维素作为植物的骨架。作为植物的骨架。-1,4-糖苷键糖苷键第19页/共170页l结合糖结合糖糖与非糖物质的结合物。糖与非糖物质的结合物。糖
8、脂糖脂(glycolipid):是糖与脂类的结合物。是糖与脂类的结合物。糖蛋白糖蛋白(glycoprotein):是糖与蛋白质的结合物。是糖与蛋白质的结合物。常见的结合糖有:常见的结合糖有:第20页/共170页二、糖的消化吸收是在小肠进行的(一)糖的消化人人类类食食物物中中的的糖糖主主要要有有植植物物淀淀粉粉、动动物物糖糖原原以以及及麦麦芽芽糖糖、蔗蔗糖糖、乳乳糖糖、葡葡萄萄糖糖等等,其其中中以以淀淀粉粉为主。为主。消化部位:消化部位:主要在小肠,少量在口腔主要在小肠,少量在口腔第21页/共170页淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖(40%)(25%)-极限糊精极限糊精+异麦芽糖异麦芽糖
9、 (30%)(5%)葡萄糖葡萄糖 唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶 -葡糖苷酶葡糖苷酶 -极限糊精酶极限糊精酶 消化过程消化过程 肠粘膜肠粘膜上皮细胞上皮细胞刷状缘刷状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 第22页/共170页(二)糖的吸收1.吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 2.吸收形式吸收形式 单单 糖糖 第23页/共170页ADP+Pi ATP G Na+K+Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 肠肠腔腔 门静脉门静脉 3.吸收机制:吸收机制:协同运输(协同运输(co-transport)Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glu
10、cose transporter,SGLT)刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 第24页/共170页4.吸收途径吸收途径 小肠肠腔小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环SGLT 各种组织细胞各种组织细胞 GLUT GLUT:葡萄糖转运体葡萄糖转运体(glucose transporter)葡葡萄萄糖糖吸吸收收入入血血后后,依依赖赖葡葡萄萄糖糖转转运(载)体运(载)体而进入细胞内代谢。而进入细胞内代谢。胰岛素作用位点。胰岛素作用位点。第25页/共170页三、糖代谢是指葡萄糖在体内的复杂化学反应三、糖代谢是指葡萄糖在体内的复杂化学反应 中间代谢:中间代谢:物质在细
11、胞内的化学反应过程。物质在细胞内的化学反应过程。第26页/共170页糖代谢的概况糖代谢的概况 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸乳酸氨基酸氨基酸甘油甘油 肝糖原分解肝糖原分解 糖原糖原 糖原合成糖原合成 糖复合物糖复合物淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 无氧无氧 乳酸乳酸 ATPATP戊糖途径戊糖途径 核糖核糖氨基酸氨基酸脂肪脂肪有氧有氧 H2O及及CO2 第27页/共170页第第 二二 节节糖的无氧分解糖的无氧分解Anaerobic Oxidation第28页/共170页*糖酵解糖酵解(glycolysis):*乳酸发酵乳酸发酵(lactic acid f
12、ermentation)(乳酸还原):乳酸还原):在在缺缺氧氧条条件件下下,葡葡萄萄糖糖经经酵酵解解生生成成的的丙丙酮酮酸酸还还原为乳酸原为乳酸(lactate)。一分子葡萄糖裂解为两分子丙酮酸。一分子葡萄糖裂解为两分子丙酮酸。*乙醇发酵乙醇发酵(ethanol fermentation):在在某某些些植植物物、脊脊椎椎动动物物组组织织和和微微生生物物,酵酵解解产产生生的丙酮酸转变为乙醇和的丙酮酸转变为乙醇和CO2,即乙醇发酵。,即乙醇发酵。*有氧氧化有氧氧化(aerobic oxidation):在在有有条条件件下下,需需氧氧生生物物和和哺哺乳乳动动物物组组织织内内的的丙丙酮酮酸彻底氧化分解
13、为酸彻底氧化分解为CO2和和H2O,即糖的有氧氧化,即糖的有氧氧化。*糖酵解糖酵解(glycolysis):G乳酸(五年制)乳酸(五年制)第29页/共170页第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)的过程,的过程,称为称为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸还原两个阶段 第30页/共170页1.葡萄糖葡萄糖磷酸化成为磷酸化成为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADPMg2+己糖激酶己糖激酶(hexokinase)Glu G-6-P F-6-
14、P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸glucose 6-磷酸葡糖磷酸葡糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)(一)葡萄糖经酵解途径分解为两分子丙酮酸G0=-16.7 KJ/molATP水解:水解:-30.5 KJ/mol第31页/共170页哺乳类动物体内哺乳类动物体内:4种己糖激酶同工酶,种己糖激酶同工酶,-型。型。肝细胞存在肝细胞存在型,称为葡
15、萄糖激酶型,称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特点是:它的特点是:对葡萄糖的亲和力很低对葡萄糖的亲和力很低,Km值值10 mmol/L受激素调控受激素调控,调节血糖浓度调节血糖浓度.己糖激酶同工酶己糖激酶同工酶问题问题:己糖激酶己糖激酶-型型 Km值值 0.1 mmol/L 葡萄糖激酶葡萄糖激酶 Km值值 10 mmol/L 两者两者Km差别的生理意义差别的生理意义?第32页/共170页 4种,种,至至型。型。肝细胞肝细胞:型,型,称为葡糖激酶称为葡糖激酶(glucokinase)。对葡萄糖的亲和力很低:对葡萄糖的亲和力很低:Km=10 mmol/L,G=5.5 mmol/L G
16、Km V=Vmax*S/Km 受激素调控受激素调控 组织细胞己糖激酶组织细胞己糖激酶:对葡萄糖的亲和力高对葡萄糖的亲和力高:Km:0.1 mmol/L G=55 Km VVmax己糖激酶同工酶己糖激酶同工酶第33页/共170页2.6-磷酸葡糖磷酸葡糖转变为转变为6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 6-磷酸葡
17、糖磷酸葡糖6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate,F-6-P)第34页/共170页3.6-磷酸果糖磷酸果糖转变为转变为1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1,PFK
18、-1)6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)第35页/共170页1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 4.磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油
19、醛 +第36页/共170页5.磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮转变为转变为3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (triose phosphate isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 第37页/共170页上述步反应:上述步反应:酵解途径的耗能
20、阶段,酵解途径的耗能阶段,1分子葡萄糖代谢消耗分子葡萄糖代谢消耗2分子分子ATP,产生产生2分子分子3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛。GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸第38页/共170页6.3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化为氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶GluG-6-PF-6-PF-1,
21、6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 H第39页/共170页NAD+:R为为 HNADP+:R为为 尼克酰胺目 录第40页/共170页7.7.1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变成转变成转变成转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP
22、ADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 产能反应:产能反应:1 ATP1 ATP 在化学反应中,底物分子使在化学反应中,底物分子使ADPADP磷酸化生磷酸化生成成ATPATP的过程,称为的过程,称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation)(s
23、ubstrate level phosphorylation)。HH1,3-二磷酸甘油酸:水解时二磷酸甘油酸:水解时 G0=-61.9 KJ/molG0=-61.9 KJ/mol第41页/共170页8.3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶磷酸
24、甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 HH第42页/共170页9.2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 +H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (
25、phospho-enolpyruvate,PEP)H第43页/共170页ADP ATP K+Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二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丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸10.磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸,并并通过底物水平磷酸化生成通过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮
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