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Metabolism of Carbohydrates

第 四 章. 糖 代 谢. Metabolism of Carbohydrates. 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). ① 淀粉 植物中养分的储存形式. 淀粉颗粒. 目 录. ② 糖原 动物体内糖储存形式. β -1,4- 糖苷键. ③ 纤维素 作为植物的骨架. 第 一 节 概 述. Introduction. 一、糖的生理功能.

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Presentation Transcript

  1. 第 四 章 糖 代 谢 Metabolism of Carbohydrates

  2. 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。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)

  3. ① 淀粉 植物中养分的储存形式 淀粉颗粒 目 录

  4. ② 糖原 动物体内糖储存形式

  5. β-1,4-糖苷键 ③ 纤维素 作为植物的骨架

  6. 第 一 节 概 述 Introduction

  7. 一、糖的生理功能 1.氧化供能 2.提供合成体内其他物质的原料 3. 作为机体组织细胞的组成成分

  8. 二、糖的消化与吸收 淀粉 口腔 唾液中的α-淀粉酶 胃 肠腔 胰液中的α-淀粉酶 α-临界糊精+异麦芽糖 （30%） （5%） 麦芽糖+麦芽三糖 （40%） （25%） 肠粘膜上皮细胞刷状缘 α-葡萄糖苷酶 α-临界糊精酶 葡萄糖

  9. Na+泵 刷状缘 细胞内膜 小肠粘膜细胞 门静脉 肠腔 K+ ATP ADP+Pi Na+ G Na+依赖型葡萄糖转运体 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT)

  10. ATP 肝糖原分解 糖原合成 有氧 酵解途径 磷酸戊糖途径 无氧 消化与吸收 糖异生途径 糖代谢的概况 糖原 H2O及CO2 核糖 + NADPH+H+ 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 淀粉 乳酸、氨基酸、甘油

  11. 第 二 节 糖的无氧分解 Glycolysis

  12. 一、定义 在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程。 二、细胞定位：胞浆 三、反应过程 • 第一阶段 G → 丙酮酸 糖酵解途径(glycolytic pathway) • 第二阶段 丙酮酸 → 乳酸

  13. NADH + H+ NAD+ 乳酸脱氢酶(LDH) (二) 丙酮酸转变成乳酸 丙酮酸 乳酸 NADH+H+的来源？

  14. Glu G-6-P F-6-P F-1, 6-2P ATP ADP ATP ADP 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 E1:己糖激酶 NAD+ E2: 6-磷酸果糖激酶-1 NADH+H+ 1,3-二磷酸甘油酸 E3: 丙酮酸激酶 ADP ATP 3-磷酸甘油酸 乳 酸 NAD+ 2-磷酸甘油酸 NADH+H+ ATP ADP 丙 酮 酸 磷酸烯醇式丙酮酸 E1 E2 * 不需氧 * 不可逆反应 * 产能少 * 终产物：乳酸 E3

  15. ①己糖激酶 ②6-磷酸果糖激酶-1 ③丙酮酸激酶 ① 别构调节 ② 共价修饰调节 四、糖酵解的调节 关键酶 调节方式

  16. AMP 柠檬酸 胰高血糖素 – + ATP cAMP 6-磷酸果糖激酶-2 PFK-2 （有活性） FBP-2 （无活性） ATP 活化 F-2,6-2P 果糖双磷酸酶-2 Pi P P ADP PFK-2 （无活性） FBP-2 （有活性） –/+ Pi + + – + + AMP 柠檬酸 F-6-P PKA 磷蛋白磷酸酶 ATP PFK-1 ADP F-1,6-2P

  17. P PKA, CaM激酶 胰高血糖素 （二）丙酮酸激酶 1,6-双磷酸果糖（+）；ATP, 丙氨酸（-） 磷蛋白磷酸酶 Pi 丙酮酸激酶 丙酮酸激酶 （有活性） （无活性） ATP ADP PKA：蛋白激酶A (protein kinase A) CaM：钙调蛋白

  18. 五、生理意义 1. 在缺氧情况下迅速获能。 2.是某些特殊细胞在氧供应正常情况下的重要获能途径。

  19. 第 三 节糖的有氧氧化Aerobic Oxidation ofCarbohydrate

  20. 一、 定义 在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。 二、细胞定位 胞液及线粒体

  21. CO2 NADH+H+ FADH2 G（Gn） 酵解途径 胞液 三、反应过程 丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸 乙酰CoA的彻底氧化 乙酰CoA （三羧酸循环+氧化磷酸化） 线粒体 TAC循环 [O] H2O ATP ADP

  22. S L S 辅 酶 TPP 硫辛酸 HSCoA FAD, NAD+ （一）丙酮酸的氧化脱羧 二氢硫辛酰胺 E1：丙酮酸脱氢酶 E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶 E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶

  23. （二）三羧酸循环 (Tricarboxylic acid Cycle, TAC) * 定义 乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。 Krebs循环 / 柠檬酸循环 * 细胞定位 线粒体基质

  24. H2O H2O H2O CoASH ADP ATP H2O CO2 CO2 CoASH CoASH ② ① NADH+H+ ② NAD+ ⑧ GDP GTP NAD+ 核苷二磷酸激酶 NADH+H+ ⑦ ③ FADH2 NAD+ ⑥ FAD GDP+Pi ④ NADH+H+ GTP ⑤

  25. [O] H2O、3ATP NADH+H+ [O] H2O、2ATP FADH2 四、糖有氧氧化的生理意义 （三）氧化磷酸化（ATP的生成） 呼吸链

  26. 葡萄糖有氧氧化生成的ATP

  27. 五、有氧氧化的调节 ①酵解途径：己糖激酶 丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1 关键酶 ② 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 ③三羧酸循环：柠檬酸合酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶

  28. 共价修饰调节 目 录

  29. 六、巴斯德效应 (Pastuer effect) * 概念 有氧氧化抑制糖酵解的现象 * 机制 有氧和缺氧的情况分析

  30. 第 四 节 磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway

  31. 一、概念 由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。 二、细胞定位：胞 液 三、反应过程 • 第一阶段：氧化反应 • 第二阶段：非氧化反应

  32. 6-磷酸葡萄糖(C6)×3 3NADP+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3 6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3 3NADP+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 3NADP+3H+ CO2 5-磷酸核酮糖(C5) ×3 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-磷酸赤藓糖 C4 6-磷酸果糖 C6 3-磷酸甘油醛 C3 6-磷酸果糖 C6 磷酸戊糖途径 第一阶段 第二阶段

  33. 代谢物脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH + H+ • 关键酶： 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 四、磷酸戊糖途径的调节 受NADPH/NADP+比值的影响 五、磷酸戊糖途径的生理意义

  34. 第 五 节 糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenolysis

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