【正文】 第四章 糖代謝 Metabolism of Carbohydrates 糖的化學(xué) ? 糖的概念： 化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物 。 （ 又被稱為碳水化合物 ［ Cn（ H2O） m］ 。 ） 糖的分類及其結(jié)構(gòu) 根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為四類 ? 單糖 ：葡萄糖、果糖、半乳糖 ? 寡糖 ：蔗糖、乳糖 ? 多糖 ：纖維素、淀粉、糖原 ? 結(jié)合糖：糖脂、蛋白多糖、糖蛋白 葡萄糖（ glucose）結(jié)構(gòu) 醛糖酮糖互變異構(gòu) 第一節(jié) 概述 Introduction 一、糖的生理功能 ? 氧化分解、供應(yīng)能量 ? 儲存能量，維持血糖 ? 提供原料，合成其它物質(zhì) ? 參與構(gòu)造組織細(xì)胞 ? 其他功能 二、糖的消化吸收 淀粉 麥芽糖 +麥芽三糖 （ 40%） （ 25%） α臨界糊精 +異麥芽糖 （ 30%） （ 5%） 葡萄糖 唾液中的 α淀粉酶 α葡萄糖苷酶 α臨界糊精酶 消化過程 腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣 胃 口腔 腸腔 胰液中的 α淀粉酶 三、糖代謝的概況 ? 葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 （ Glucose transporters， GLUT） 有 GLUT1~5五種 ? GLUT1：主要存在于 RBC ? GLUT4：主要存在于脂肪組織和肌肉 糖代謝的概況 葡萄糖 糖異生途徑 乳酸、氨基酸、甘油 糖原 糖原合成 淀粉 消化與吸收 H2O及 CO2 酵解途徑 丙酮酸 有氧 無氧 乳酸 肝糖原分解 磷酸戊糖途徑 核糖 + NADPH+H+ ATP 第二節(jié) 糖的無氧氧化 Glycolysis 糖的無氧氧化 ? 概念：在缺氧情況下 ， 葡萄糖或糖原分解成乳酸 （ lactate） 的過程 ——糖的無氧氧化 ， 又稱為糖酵解 （ glycolysis） 。 ? 反應(yīng)部位：胞質(zhì) 糖酵解反應(yīng)過程 － ATP ＋ ATP 酵解途徑 葡萄糖 磷酸丙糖 丙酮酸 乳酸 ③ ① ② （一）葡萄糖分解成丙酮酸 1. 葡萄糖磷酸化為 6磷酸葡萄糖（ glucose6phosphate, G6P) OHO HHO HHO HHO HC H 2HH OOHO HHO HHO HHO HC H 2HOPA T P A D P己 糖 激 酶M g2 +G G 6 P? 磷酸化使葡萄糖不能自由逸出細(xì)胞 ? 是第一個(gè)磷酸化反應(yīng)， 消耗一個(gè) ATP ? 反應(yīng)不可逆，第 1個(gè)關(guān)鍵酶 ? 己糖激酶（ HK）分四型，肝中為葡萄糖激酶（ GK） 己糖激酶 葡萄糖激酶 存在部位 肝外組織 肝 Km 值 底物 G, 果糖 , 甘露糖 G 調(diào)節(jié) G6P反饋抑制 胰島素誘導(dǎo) 己糖激酶和葡萄糖激酶的比較 2. 6磷酸葡萄糖異構(gòu)為 6磷酸果糖 (fructose6phosphate, F6P) OHO HHO HHO HHO HC H 2HOPG 6 P F 6 P磷 酸 己 糖 異 構(gòu) 酶O HC H 2 O HHC H 2O H HH O HOOP3. 6磷酸果糖轉(zhuǎn)變成 1,6二磷酸果糖 (1,6fructosebiphosphate, F1,6BP) ? 是第二個(gè)磷酸化反應(yīng)， 消耗一個(gè) ATP ? 反應(yīng)不可逆，第 2個(gè)關(guān)鍵酶 ? 磷酸果糖激酶 1 (PFK1)是糖酵解的 限速酶 F 6 PO HC H 2 O HHC H 2O H HH O HOOPF 1 , 6 B PO HC H 2HC H 2O H HH O HOOPO PA T P A D PM g2 +磷 酸 果 糖 激 酶4. 磷酸己糖裂解成 2分子磷酸丙糖 ? 反應(yīng)可逆，由醛縮酶（ aldolase）催化 F 1 , 6 B PC H2C OC HH OC O HHC O HHC H2O PO PC H2C OO P C H OC H O HC H2O PC H 2 O H+醛 縮 酶磷 酸 二 羥 丙 酮 3 磷 酸 甘 油 醛5. 磷酸丙糖同分異構(gòu)化 ? 磷酸丙糖異構(gòu)酶（ triose phosphate isomerase) ? G→2分子 3磷酸甘油醛，消耗 2分子 ATP。 C H 2C OO P C H OC H O HC H 2 O PC H2 O H磷 酸 二 羥 丙 酮 3 磷 酸 甘 油 醛磷 酸 丙 糖 異 構(gòu) 酶6. 3磷酸甘油醛氧化為 1,3二磷酸甘油酸 C H OC H O HC H2O P3 磷 酸 甘 油 醛N A D+N A D H + H +P i3 磷 酸 甘 油 醛 脫 氫 酶CC H O HC H2O PO O ~ P1 ， 3 二 磷 酸 甘 油 酸? 醛基氧化成羧基，并加入一分子磷酸，形成混合酸酐。脫下的氫由 NAD+接受。 7. 1,3二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成 3磷酸甘油酸 ? 此步為第一個(gè) 底物水平磷酸化 ? 反應(yīng)可逆 C O OC H O HC H 2 O P3 磷 酸 甘 油 酸磷 酸 甘 油 酸 激 酶CC H O HC H 2 O PO O ~ P1 ， 3 二 磷 酸 甘 油 酸A D P A T P8. 3磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?2磷酸甘油酸 C O OC H O HC H 2 O P3 磷 酸 甘 油 酸磷 酸 甘 油 酸 變 位 酶C O OC HC H 2 O HO P2 磷 酸 甘 油 酸9. 2磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸（ PEP） C O OC HC H2O HO P2 磷 酸 甘 油 酸C O OCC H2O磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸~ P + H2O烯 醇 化 酶? 反應(yīng)引起分子內(nèi)能量重新分布，形成高能磷酸鍵。 10. PEP轉(zhuǎn)變成丙酮酸（ pyruvate) ? 烯醇式立即自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)橥? ? 第二個(gè)底物水平磷酸化 ? 反應(yīng)不可逆，第 3個(gè)關(guān)鍵酶 C O OCC H3A D P A T PC O OCC H2OP E P~ P丙 酮 酸 激 酶O丙 酮 酸（二）丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸（ lactate） C O OCC H3N A D+N A D H + H +O丙 酮 酸C O OC H O HC H3乳 酸 脫 氫 酶乳 酸? 還原反應(yīng)， NADH+H+來自于 3磷酸甘油醛脫氫 ? 乳酸是糖酵解的終產(chǎn)物 糖酵解的全過程 GG 6 PF 6 PF 1 , 6 B P磷 酸 二羥 丙 酮1 , 3 二 磷 酸 甘 油 酸3 磷 酸甘 油 酸2 磷 酸甘 油 酸P E P 丙 酮 酸 乳 酸A T P A D PA T P A D PN A D H + H+ N A D+H2O醛 縮 酶P i異 構(gòu) 酶P F K 13 磷 酸 甘 油 醛 脫 氫 酶A T P A D P磷 酸 甘 油 酸 激 酶變 位 酶烯 醇 化 酶A D P A T P丙 酮 酸 激 酶L D H己 糖 激 酶異 構(gòu) 酶3 磷 酸甘 油 醛糖酵解小結(jié) ? 反應(yīng)部位：胞質(zhì) ? 糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過程 ? 2個(gè)底物水平磷酸化反應(yīng) ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 1 , 3 二 磷 酸 甘 油 酸 3 磷 酸 甘 油 酸A D P A T P磷酸甘油酸激酶 產(chǎn)能的方式和數(shù)量 ? 方式：底物水平磷酸化 ? 數(shù)量：從 G開始 2 22= 2ATP