簡介:清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,360,~6~,生命活動的主要能源葡萄糖,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,361,為什么人類以淀粉為主食糖代謝在物質(zhì)代謝中的作用和地位是什么,問題討論,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,362,糖(CARBOHYDRATES)的化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物,包括單糖、寡聚糖和多糖。,糖的概念,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,363,單糖是不能再水解的糖,葡萄糖(GLUCOSE),果糖(FRUCTOSE),,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,364,半乳糖(GALACTOSE),核糖(RIBOSE),,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,365,寡糖是能水解成幾分子單糖的糖,麥芽糖(MALTOSE)葡萄糖葡萄糖。,蔗糖(SUCROSE)葡萄糖果糖。,乳糖(LACTOSE)葡萄糖半乳糖。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,366,多糖是能水解生成多個單糖分子的糖,淀粉(STARCH),糖原(GLYCOGEN),纖維素(CELLULOSE),,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,367,淀粉是植物中養(yǎng)分的儲存形式,,,淀粉顆粒,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,368,糖原是動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,369,纖維素作為植物的骨架,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,370,,,61概述,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,371,611糖類的生理功用,6111糖在生命活動中的主要作用是提供碳源和能源。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,372,,6112提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料。如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,373,,6113作為機體組織細胞的組成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,374,,612糖的消化吸收,人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等,其中以淀粉為主。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,375,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,376,,一些成年人由于缺乏乳糖酶導(dǎo)致在飲用牛奶后,牛奶中的乳糖不能被水解而在腸中積聚,細菌作用后產(chǎn)生H2、CH4和乳酸等,引起腹脹、腹瀉等癥狀,可飲用酸奶。,乳糖不耐癥,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,377,613糖代謝概況,,,,,H2O,綠色植物光合作用,ATP,呼吸鏈,,,,O2,,,,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,378,,62糖的無氧氧化,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,379,,在無氧情況下,葡萄糖分解生成乳酸的過程叫糖酵解。,乳酸,糖酵解途徑,糖酵解,,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,380,,621糖酵解的反應(yīng)過程,反應(yīng)起始葡萄糖或糖原。反應(yīng)場所胞液。反應(yīng)條件無氧、ATP和NAD。反應(yīng)階段6C耗能階段和3C產(chǎn)能階段。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,381,,6211葡萄糖分解生成丙酮酸,糖酵解途徑,葡萄糖經(jīng)歷十步反應(yīng)分解生成2分子丙酮酸。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,382,,(1)葡萄糖磷酸化為6磷酸葡萄糖,,,MG2,葡萄糖,6磷酸葡萄糖,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,383,需MG2參與是耗能的不可逆反應(yīng)(ATP供能和提供PI基團)哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)4種已糖激酶同工酶ⅠⅣ型。,已糖激酶(HEXOKINASE,HK),,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,384,HK四種同工酶,在肝細胞中存在的是Ⅳ型,稱為葡萄糖激酶(GLUCOKINASE,GK)HKGK分布絕大多數(shù)組織肝催化的底物G、半乳糖、果糖G與G反應(yīng)的KM值01MMOL/L10MMOL/LG6P對酶的調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制無,,,,,,,,目錄,項目,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,385,,由于GK對葡萄糖的親和力低,GK催化的酶促反應(yīng)只有在餐后大量消化吸收的G進入肝臟后才加強,生成的糖原儲存于肝中,在血糖濃度恒定的過程中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)血中葡萄糖糖濃度正?;蚱蜁r,GK活性低,葡萄糖進入肝細胞被利用少,此時,HK活性仍較高,利于肝外組織利用葡萄糖供能。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,386,,(2)6磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?磷酸果糖,,,6磷酸葡萄糖,6磷酸果糖,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,387,,(3)6磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6二磷酸果糖,,,6磷酸果糖,1,6二磷酸果糖,,,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,388,,該反應(yīng)是耗能的不可逆反應(yīng)。體內(nèi)還有6磷酸果糖激酶2,它催化6磷酸果糖的C2磷酸化生成2,6二磷酸果糖,它不是酵解途徑的中間產(chǎn)物,但在酵解的調(diào)控上有重要作用。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,389,,,,,,(),6磷酸果糖激酶1是變構(gòu)酶,AMP、ADP、2,6二磷酸果糖是變構(gòu)激活劑,ATP、檸檬酸是變構(gòu)抑制劑。,,,,,(),AMP、ADP2,6二磷酸果糖1,6二磷酸果糖,ATP、檸檬酸,6磷酸果糖激酶1,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,390,,(4)1,6二磷酸果糖裂解為磷酸丙糖,,,1,6二磷酸果糖,,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,391,,(5)磷酸丙糖的互變,,,,磷酸丙糖異構(gòu)酶,3磷酸甘油醛,磷酸二羥丙酮,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,392,,(6)3磷酸甘油醛氧化為1,3二磷酸甘油酸,,,,,,PI、NADNADHH,,3磷酸甘油醛脫氫酶,3磷酸甘油醛,1,3二磷酸甘油酸,,,,,目錄,,CHO,,CH,OH,CH,,CH,2,,,P,O,,,CH,2,,,P,,,P,O,,,,,,OC,,C,OH,CH,2,,,P,O,,,,,P,,P,O,,,,,,,P,,,P,O,,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,393,,(7)1,3二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?磷酸甘油酸,,,,,ADPATP,,,磷酸甘油酸激酶,1,3二磷酸甘油酸,3磷酸甘油酸,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,394,在磷酸甘油酸激酶的催化下,1,3二磷酸甘油酸上的高能磷酸基轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP,這是糖酵解途徑中生成ATP的第一個反應(yīng)。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,395,,底物分子內(nèi)部能量重新分布,生成高能鍵,使ADP磷酸化生成ATP的過程,稱為底物水平磷酸化(SUBSTRATELEVELPHOSPHORYLATION)。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,396,,(8)3磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?磷酸甘油酸,,GLU,G6P,F6P,F1,62P,,ATP,ADP,ATP,ADP,1,3二磷酸甘油酸,3磷酸甘油酸,2磷酸甘油酸,丙酮酸,,,磷酸二羥丙酮,3磷酸甘油醛,,NAD,NADHH,ADP,ATP,ADP,ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,,3磷酸甘油酸,2磷酸甘油酸,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,397,,(9)2磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?,,2磷酸甘油酸,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,398,,(10)磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?,,,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,,,,,目錄,,,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,399,6212丙酮酸還原轉(zhuǎn)變成乳酸,丙酮酸,乳酸,反應(yīng)中的NADHH來自于上述第6步反應(yīng)中的3磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。,,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,400,622糖酵解的生理意義,6221是機體在缺氧情況下迅速獲取能量的有效方式如肌肉收縮,以底物水平磷酸化的方式產(chǎn)能。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,401,,6222是某些細胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供能途徑,如紅細胞。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,402,,63糖的有氧氧化,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,403,,葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成CO2和H2O,并釋放大量能量的反應(yīng)過程稱為有氧氧化(AEROBICOXIDATION)。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,404,631糖有氧氧化分三個階段,第一階段糖酵解途徑,第二階段丙酮酸氧化脫羧,第三階段三羧酸循環(huán),,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,405,,6311第一階段糖酵解途徑,葡萄糖分解生成丙酮酸是與無氧酵解共同經(jīng)歷的階段。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,406,6312第二階段丙酮酸脫羧生成乙酰輔酶A,丙酮酸HSCOA乙酰COACO2,NADNADHH,,,,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,407,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成,酶E1丙酮酸脫氫酶E2二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3二氫硫辛酰胺脫氫酶,,,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,408,6313第三階段乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán),一次循環(huán)共消耗1分子乙酰COA,產(chǎn)生2分子CO2,3分子NADH+H,1分子FADH2和1分子GTP。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,409,三羧酸循環(huán)也稱為檸檬酸循環(huán),這是因為循環(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于KREBS正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說,故此循環(huán)又稱為KREBS循環(huán),它由一連串反應(yīng)組成。,632三羧酸循環(huán),,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,410,1953年HANSADOLFKREBS因發(fā)現(xiàn)檸檬酸循環(huán)而獲諾貝爾獎,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,411,三羧酸循環(huán)概況,,C2,,C6,C4,C4,,,,C5,,,,NADHHCO2,,,NADHHCO2,,,,GTP,FADH2,NADHH,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,412,6321三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程,三羧酸循環(huán)由8步反應(yīng)組成,包括2次脫羧、4次脫氫和1次底物水平磷酸化。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,413,(1)乙酰COA與草酰乙酸縮合生成檸檬酸,縮合反應(yīng),檸檬酸合酶催化,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,414,(2)檸檬酸異構(gòu)化為異檸檬酸,順烏頭酸酶,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,415,(3)異檸檬酸氧化脫羧生成Α酮戊二酸,第一次脫氫脫羧反應(yīng),由異檸檬酸脫氫酶催化,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,416,,(4)Α酮戊二酸脫羧生成琥珀酰COA,第二次脫氫脫羧反應(yīng),由Α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體催化,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,417,(5)琥珀酰COA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁?三羧酸循環(huán)中唯一的一次底物水平磷酸化,由琥珀酸脫氫酶催化,,,,,目錄,II,I,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,418,(6)琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸,第三次脫氫反應(yīng),由琥珀酸脫氫酶催化,琥珀酸脫氫酶存在于線粒體內(nèi)膜上,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,419,(7)延胡索酸加水生成蘋果酸,延胡索酸酶催化的可逆反應(yīng),,,,,目錄,HO,,,,,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,420,(8)蘋果酸脫氫生成草酰乙酸,第四次脫氫再次生成草酰乙酸,由蘋果酸脫氫酶催化,,,,,目錄,②,,①檸檬酸合酶,②順烏頭酸酶,③異檸檬酸脫氫酶,④Α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,⑤琥珀酰COA合成酶,⑥琥珀酸脫氫酶,⑦延胡索酸酶,⑧蘋果酸脫氫酶,檸檬酸,,順烏頭酸,Α酮戊二酸,琥珀酰COA,,琥珀酸,延胡索酸,蘋果酸,,異檸檬酸,草酰乙酸,乙酰COA,,,,,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,422,①TAC過程的反應(yīng)部位是線粒體。②有氧條件下進行。消耗乙酰COA。產(chǎn)物42H(3NADH,1FADH2);GTP2CO2。,三羧酸循環(huán)小結(jié),,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,423,④中間物質(zhì)的補充(回補反應(yīng))。,③循環(huán)不可逆(3個關(guān)鍵酶)。,Α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,異檸檬酸脫氫酶,檸檬酸合酶,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,424,機體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系、相互配合的,三羧酸循環(huán)中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì),借以建立糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系。,例如,,,,,,目錄,草酰乙酸,琥珀酰COA,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,425,草酰乙酸的更新補充,草酰乙酸,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,426,一分子乙酰COA經(jīng)過三羧酸循環(huán)產(chǎn)生的能量,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,427,6322三羧酸循環(huán)的生理意義,是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑;是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐;為其他物質(zhì)代謝提供小分子前體。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,428,633有氧氧化生成的ATP,,,,,,,,,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,429,第三階段(線粒體基質(zhì)),,,,,目錄,,,,,,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,430,634巴斯德效應(yīng),1857年,法國科學(xué)家LOUISPASTEUR發(fā)現(xiàn)在無氧條件下酵母菌能利用糖發(fā)酵生醇。若將其移至有氧環(huán)境時,生醇發(fā)酵受到抑制,酵母菌以有氧氧化獲得能量。氧氣抑制生醇發(fā)酵(或糖酵解)的現(xiàn)象巴斯德效應(yīng)PASTEUREFFECT。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,431,,64磷酸戊糖途徑,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,432,磷酸戊糖途徑指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPHH,前者再進一步轉(zhuǎn)變成3磷酸甘油醛和6磷酸果糖的反應(yīng)過程。,磷酸戊糖途徑的概念,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,433,途徑概況,,磷酸戊糖,G6P,5磷酸核糖,特點不生成ATP脫氫反應(yīng)以NADP為輔酶,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,434,641磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程,磷酸戊糖途徑的全過程在胞質(zhì)中進行,分為氧化反應(yīng)階段和非氧化反應(yīng)階段。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,435,在氧化反應(yīng)階段,6磷酸葡萄糖經(jīng)氧化脫羧生成5磷酸核糖和NADPHH;在非氧化反應(yīng)階段,通過一系列基團轉(zhuǎn)移將多余的核糖轉(zhuǎn)變成6磷酸果糖和3磷酸甘油醛。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,436,6411氧化反應(yīng)階段,在這個階段,6磷酸葡萄糖經(jīng)歷四步反應(yīng)生成5磷酸核糖(RIBOSE5PHOSPHATE)、NADPHH和CO2。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,437,(1)6磷酸葡萄糖氧化生成6磷酸葡萄糖酸,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,438,(2)6磷酸葡萄糖酸氧化脫羧,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,439,6412非氧化反應(yīng)階段,每3分子6磷酸葡萄糖同時參與反應(yīng),在一系列反應(yīng)中,通過3C、4C、6C、7C等演變階段,最終生成3磷酸甘油醛和6磷酸果糖。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,440,5磷酸核酮糖C53,5磷酸核糖C5,,,,5磷酸木酮糖C5,5磷酸木酮糖C5,7磷酸景天糖C7,3磷酸甘油醛C3,4磷酸赤蘚糖C4,6磷酸果糖C6,6磷酸果糖C6,3磷酸甘油醛C3,,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,441,基團轉(zhuǎn)移的總反應(yīng)式為,36磷酸葡萄糖6NADP,26磷酸果糖3磷酸甘油醛6NADPHH3CO2,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,442,GA6P脫氫酶,NADPHH,,,G6P脫氫酶,第一階段,G6P,6磷酸葡萄糖酸,5磷酸核酮糖,3C5,,,第二階段,,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,443,,65糖原合成與分解,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,444,糖原(GLYCOGEN)是動物體內(nèi)糖的儲存形式之一,是機體能迅速動用的能量儲備。,,還原端,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,445,肌肉肌糖原,180400G主要供肌肉收縮所需,肝臟肝糖原,70100G維持血糖水平,糖原儲存的主要器官及其生理意義,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,446,糖原的結(jié)構(gòu)特點,▲葡萄糖單位以Α1,4糖苷鍵形成長鏈?!s10個葡萄糖單元處形成分支,分支處葡萄糖以Α1,6糖苷鍵連接,分支增加,溶解度增加?!織l鏈都終止于一個非還原端,非還原端增多,以利于其被酶分解。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,447,651糖原的合成代謝,糖原的合成代謝在肝和肌組織的胞質(zhì)中進行,需消耗ATP和UTP。反應(yīng)過程包括葡萄糖的活化、糖鏈延長和糖原分支形成等環(huán)節(jié)。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,448,6511葡萄糖的活化,葡萄糖的活性形式是尿苷二磷酸葡萄糖(URIDINEDIPHOSPHATEGLUCOSE,UDPG),尿苷二磷酸葡萄糖的合成需要三步反應(yīng)來完成。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,449,(1)葡萄糖磷酸化生成6磷酸葡萄糖,,MG2,葡萄糖,6磷酸葡萄糖,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,450,(2)6P葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成1P葡萄糖,,6磷酸葡萄糖,,,,,,O,H,HO,OH,,,H,OH,,,H,OH,H,O,H,CH,2,OH,H,,,,,1磷酸葡萄糖,磷酸葡萄糖變位酶,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,451,(3)尿苷二磷酸葡萄糖的生成,UDPG是葡萄糖的活性形式,在體內(nèi)充當(dāng)葡萄糖供體。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,452,,,6512糖鏈的延長,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,453,6513分支的形成,當(dāng)糖原合酶合成糖鏈長度達到12~18個葡萄糖基時,由分支酶(BRANCHINGENZYME)將末端約6~7個葡萄糖基組成的一段糖鏈轉(zhuǎn)移至鄰近的糖鏈上,以Α1,6糖苷鍵相連形成分支。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,454,糖原合成過程,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,455,652糖原的分解代謝,糖原分解首先釋放6磷酸葡萄糖,6磷酸葡萄糖在葡萄糖6磷酸酶的作用下水解成葡萄糖。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,456,6521糖原直鏈部分的水解,糖原直鏈部分以Α1,4糖苷鍵連接,在糖原磷酸化酶(GLYCOGENPHOSPHORYLASE)的作用下首先裂解成1磷酸葡萄糖,然后再異構(gòu)成6磷酸葡萄糖并進入糖酵解或糖異生途徑。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,457,(1)糖原磷酸解生成1磷酸葡萄糖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,磷酸化酶,1磷酸葡萄糖,,P,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,458,(2)1磷酸葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成6磷酸葡萄糖,,6磷酸葡萄糖,,,,,O,H,HO,OH,,,H,OH,,,H,OH,H,O,H,CH,2,OH,H,,,,,1磷酸葡萄糖,磷酸葡萄糖變位酶,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,459,(3)6磷酸葡萄糖水解為葡萄糖,肝臟中含有葡萄糖6磷酸酶(GLUCOSE6PHOSPHATASE),可使6磷酸葡萄糖水解成葡萄糖并釋放入血。但肌組織內(nèi)沒有葡萄糖6磷酸酶,所以肌糖原不能補充血糖,只能進行糖酵解和有氧氧化。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,460,6522糖原分支的水解,糖原磷酸化酶只能水解Α1,4糖苷鍵,對Α1,6糖苷鍵無作用。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,461,糖原的合成與分解,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,462,653糖原累積癥,糖原累積癥(GLYCOGENSTORAGEDISEASE)是由于糖原代謝相關(guān)酶的遺傳缺陷而導(dǎo)致的糖原大量沉積于某些組織器官的一類遺傳性疾病。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,463,,66糖異生,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,464,糖異生(GLUCONEOGENESIS)是由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖和糖原的過程。,糖異生的概念,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,465,661糖異生途徑,從丙酮酸開始合成葡萄糖的反應(yīng)過程稱為糖異生途徑GLUCONEOGENICPATHWAY。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,466,糖異生途徑中大部分反應(yīng)是糖酵解的逆過程,但是己糖激酶、磷酸果糖激酶1和丙酮酸激酶催化的反應(yīng)的逆過程由其他的酶和反應(yīng)代替。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,467,6611丙酮酸羧化支路,丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸,需兩步反應(yīng),消耗兩分子ATP。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,468,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,,,草酰乙酸,,,,,,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,GDPCO2,GTP,,,,丙酮酸羧化酶,ADP,ATPCO2,,,,丙酮酸激酶,ATP,ADP,,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,469,(1)丙酮酸羧化生成草酰乙酸,反應(yīng)時CO2先與生物素結(jié)合,消耗1分子ATP,然后活化的CO2再轉(zhuǎn)移給丙酮酸生成草酰乙酸。由于胞質(zhì)中不含丙酮酸羧化酶,丙酮酸必須進入線粒體內(nèi)才能羧化。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,470,(2)草酰乙酸脫羧生成磷酸烯醇式丙酮酸,由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化,消耗1分子GTP。線粒體和胞質(zhì)中都含有磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,因此草酰乙酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸既可以在線粒體,也可以在胞質(zhì)中進行。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,471,草酰乙酸的兩種穿梭方式,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,472,66121,6二磷酸果糖轉(zhuǎn)變成6磷酸果糖,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,473,66136磷酸葡萄糖水解成葡萄糖,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,474,662糖異生的生理意義,維持血糖濃度恒定。,補充肝糖原。,三碳途徑指進食后,大部分葡萄糖先在肝外細胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物,再進入肝細胞異生為糖原的過程。,調(diào)節(jié)酸堿平衡(乳酸異生為糖)。,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,475,663乳酸循環(huán),,,,,目錄,肝細胞,肌細胞,血液,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,476,乳酸循環(huán)為捷克生化學(xué)家CORI夫婦所闡明,又稱CORI循環(huán),CORI夫婦,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,477,,67糖代謝的調(diào)節(jié),,,,,,目錄,清華版教材醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件,478,糖代謝進行的方向和速率是由各條途徑中的限速酶(也稱關(guān)鍵酶)決定的,一條
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