生物化学 药立波 b站视频配套 第六章：糖代谢

第六章：糖代谢

第一节：糖的消化吸收与转运

一：糖消化后以单体形式吸收

二：细胞摄取葡糖糖需要转运蛋白

第二节：糖的无氧氧化

糖酵解：一分子葡萄糖在胞质中可裂解为两分子丙酮酸，是葡萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途径，称为糖酵解

关键酶=限速酶：在代谢途径的各个反应中，催化不可逆反应，反应速度最慢，控制着整个代谢速度的酶促反应为该途径的限速反应。催化此反应的酶称为限速酶或关键酶。

一：糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段

（一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸

1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸-葡萄糖

己糖激酶，消耗一分子atp

2.6-磷酸-葡萄糖转变为6-磷酸-果糖

可逆反应

3.6-磷酸果糖转变为1，6-二磷酸果糖

磷酸果糖激酶-1，消耗一分子atp

4.1，6-二磷酸果糖裂解成2分子磷酸丙糖=磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛

5.磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛

6.3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸甘油酸

Nad+接受氢，产生一分子atp   x2

氧化=脱氢

还原=加氢

7.1,3二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸

8.3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸

9.2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸

10.磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给adp生成atp和丙酮酸

丙酮酸激酶，生成一分子atp

六叶子=傻子

（二）丙酮酸还原为乳酸

nadh+h+提供氢

二：糖酵解的调控是对三个关键酶活性的调节

（一）磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要

Atp和柠檬酸是此酶的别构抑制剂   

AMP，adp，果糖1,6-二磷酸和果糖2-6二磷酸（最强激活剂）是此酶的别构激活剂

（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点

1,6-二磷酸-果糖是丙酮酸激酶的别构激活剂

（三）己糖激酶收到反馈抑制调节

己糖激酶受其反应产物6-磷酸葡萄糖的反馈抑制

三：糖的无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速功能

生理意义：糖无氧氧化的生理意义在于迅速提供能量，这对肌收缩更为重要。肌内atp含量很低，需要通过无氧氧化迅速得到atp。当机体缺氧或剧烈运动时，肌肉局部血流不足，能量主要通过糖无氧氧化获得。成熟红细胞没有线粒体，只能依赖糖的无氧氧化提供能量。神经细胞，白细胞，骨髓细胞等代谢即为活跃，即使不缺氧也常由糖无氧氧化提供部分能量。

四：其他单糖可转变成糖酵解的中间产物

（一）果糖被磷酸化后进入糖酵解

（二）半乳糖转变为1-磷酸葡萄糖进入糖酵解

半乳糖血症：是一种遗传性疾病，表现为半乳糖不能转变为葡萄糖。其原因是缺乏半乳糖-1磷酸尿苷酰转移酶，使半乳糖-1-磷酸生成udp-半乳糖的过程受阻，导致有毒副产物的积累。

（三）甘露糖转变为果糖-6-磷酸进入糖酵解

第三节：糖有氧氧化

有氧氧化：机体利用氧将葡萄糖彻底氧化成二氧化碳和水的反应过程称为有氧氧化，有氧氧化是体内糖分解供能的主要方式，绝大多数细胞都通过它获得能量。

一：糖的有氧氧化分为三个阶段

（一）葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸

（二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰辅酶A

脱羧=生成co2

丙酮酸脱氢酶复合体：e1：丙酮酸脱氢酶，e2：二氢硫辛酰胺转移酶，e3：二氢硫辛酰胺脱氢酶

（三）乙酰辅酶A进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成atp

柠檬酸循环：乙酰辅酶A和草酰乙酸缩合成柠檬酸，柠檬酸经过一系列反应重新生成草酰乙酸，而乙酰辅酶A经过氧化还原反应彻底生成水和二氧化碳，完成一轮循环。

二：柠檬酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统

（一）柠檬酸循环由八步反应组成

1.乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸

柠檬酸合酶

2.柠檬酸转变为异柠檬酸

3.异柠檬酸转变为a-酮戊二酸

异柠檬酸脱氢酶，nad+

4.a-酮戊二酸生成琥珀酰辅酶A

Nad+

5.琥珀酰辅酶A生成琥珀酸

生成一分子gtp

6.琥珀酸生成延胡索酸

fad

7.延胡索酸加水生成苹果酸

8.苹果酸生成草酰乙酸

Nad+

宁异戊同，二虎言平，两虎一能

3468   6  六叶子fad

（二）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义

1.柠檬酸循环是三大物质营养代谢的共同通路

2.柠檬酸循环是糖，脂肪，氨基酸代谢联系的枢纽

三：糖有氧氧化是糖分解生成atp的主要方式

四：糖有氧氧化的调节

（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节

别构调节和化学修饰

丙酮酸脱氢酶复合体的反应产物乙酰辅酶A和nadh+h+对酶有别构抑制作用

Atp对丙酮酸脱氢酶复合体也有别构抑制作用

Amp则能激活。

丙酮酸脱氢酶复合体可被磷酸化而失去活性，去磷酸化恢复活性

（二）柠檬酸循环的调节

1.柠檬酸循环有三个关键酶

异柠檬酸脱氢酶和a=酮戊二酸脱氢酶复合体是柠檬酸循环的主要调节点。

2.柠檬酸循环与上游和下游反应相协调

五：糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化

巴斯德效应：有氧氧化抑制无氧氧化的现象称为巴斯德效应。

第四节：磷酸戊糖途径

磷酸戊糖途径：是指从糖酵解的中间产物6-磷酸葡萄糖开始形成旁路，通过氧化、基团转移两个阶段生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵解的代谢途径，亦称为磷酸戊糖旁路。磷酸戊糖途径不能产生atp，其主要意义是生成nadph和磷酸核糖。

Nadp 

一：磷酸戊糖途径分为两个反应阶段

（一）第一阶段是氧化反应

（二）第二阶段是基团转移反应

二：磷酸戊糖途径主要受nadph/nadp+比值的调节

比值升高时，磷酸戊糖途径被抑制

三：磷酸戊糖途径的生理意义是生成nadph和磷酸戊糖

（一）为核酸的生物合成提供核糖

（二）提供nadph作为供氢体参与多种代谢反应

1.nadph是许多合成代谢的供氢体

2.Nadph参与羟化反应

3.Nadph可维持谷胱甘肽的还原状态

蚕豆病：6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷者，其红细胞不能经过磷酸戊糖途径获得充足的nadph，难以使谷胱甘肽保持还原状态，因而表现出红细胞易于破裂，发生溶血性黄疸，这种溶血现象常在食用蚕豆后出现，故称为蚕豆病

第五节：糖原的合成与分解

糖原：糖原是葡萄糖的多聚体，是体内糖的储存形式。

糖原合成的意义：

当机体需要葡萄糖时它可以被迅速动用，而脂肪不能。肝和骨骼肌是储存糖原的主要组织器官，但肝糖原和肌糖原的生理意义不同。肝糖原是血糖的重要来源，这对于某些依赖葡萄糖供能的组织尤为重要，而肌糖原主要为肌收缩提供急需的能量。

一：糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体

糖原合成：是指由葡萄糖生成糖原的过程，主要发生在肝和骨骼肌。糖原合成时，葡萄糖先活化，在连接形成直链和支链。

（一）葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖

（二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链

二：糖原分解从非还原末端进行磷酸解

糖原分解：是指糖原分解为6-磷酸葡萄糖或葡萄糖的过程，它不是糖原合成的逆反应。

（一）糖原磷酸化酶分解a-1,4-糖苷键

（二）脱支酶分解a-1,6-糖苷键

三：糖原合成与分解受严格调控

（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节

1.磷酸化是糖原磷酸化酶的活性形式

2.糖原磷酸化酶受别构调节

葡萄糖是糖原磷酸化酶的别构抑制剂

（二）糖原合酶受化学修饰和别构调节

1.去磷酸化的糖原合酶是活性形式

2.糖原合酶受别构调节

Atp激活剂

四：糖原累积症是由先天性酶缺陷所致

糖原累积症：是指由于体内先天性缺乏糖原代谢的酶类，导致某些组织器官中大量糖原堆积，属于遗传代谢性疾病。

第六节：糖异生

糖异生：由非糖物质转化为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生，糖异生的主要器官是肝，长期饥饿时，肾的糖异生作用大大增强

一：糖异生不完全是糖酵解的逆反应

（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸-草酰乙酸-磷酸烯醇式丙酮酸

（二）1.6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖

果糖二磷酸酶-1

（三）6-磷酸葡萄糖水解水葡萄糖

6-磷酸葡萄糖酶

二：糖异生的调控主要是对2个底物循环的调节

糖异生与糖酵解是方向相反的两条代谢途径，其中3个限速步骤分别由不同的酶催化底物互变，称为底物循环。当催化互变反应的两种酶活性相等时，代谢不能向任何方向推进，结果是无谓的消耗atp而释放热能，形成无效循环

（一）第一个底物循环在6-磷酸果糖与1,6-二磷酸之间进行

（二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间进行

三：糖异生的主要意义是维持血糖恒定

（一）维持血糖恒定是糖异生最重要的生理作用

（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径

（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡

四：骨骼肌中的乳酸在肝中糖异生形成乳酸循环

乳酸循环=cori循环：氧供应不足时，肌肉收缩通过无氧氧化生成乳酸，乳酸透过细胞膜弥散进入血液后，再入肝异生为葡萄糖，葡萄糖释放入血又可被肌摄取，由此构成了一个循环，称为乳酸循环

乳酸循环的生理意义：

回收乳酸中的能量，又可避免因乳酸堆积而引起酸中毒

第七节：葡萄糖的其他代谢产物

一：糖醛酸途径生成葡萄糖醛酸

糖醛酸途径：是指以葡萄糖醛酸为中间产物的葡萄糖代谢途径，在糖代谢中所占比例很小。葡萄糖醛酸是组成蛋白聚糖和糖胺聚糖的重要成分。

二：多元醇途径生成木糖醇，山梨醇等。

三：2,3-二磷酸甘油酸旁路调节血红蛋白运输氧

2，3-bpg旁路：即在1,3-二磷酸甘油酸处形成分支，生成中间产物2,3-二磷酸甘油酸，再转变成3-磷酸甘油酸而返回糖酵解。2,3-bpg的主要生理功能在于调节血红蛋白运输氧。

原理=过程：2,3-bpg是一个负电性很高的分子，可与血红蛋白结合，使血红蛋白分子的t构象更加稳定，降低与氧的亲和力。当血液通过氧气较多的肺部使，2,3-bpg的影响不大，当血液通过氧气较少的组织时，2,3-bpg则显著增加氧气的释放，以供组织需要。人体可以通过改变红细胞内2,3-bpg的浓度来调节对组织的供氧。在氧气浓度相同时，随着2,3-bpg浓度的增加，释放的氧气增多。

第八节：血糖及其调节

一：血糖的来源和去路相对平衡

血糖：血液中的葡萄糖。

血糖的来源：饱食时，食物消化吸收提供血糖；短期饥饿时，肝糖原分解补充血糖；长期饥饿时，非糖物质通过糖异生补充血糖。

血糖的去路：氧化分解供能；合成肝糖原和肌糖原储备；转变为其他糖；转变为脂肪或者氨基酸；

（三）血糖水平的平衡主要受激素调节

（一）胰岛素是唯一降低血糖的激素

机制：

1.促进肌，脂肪细胞等通过葡萄糖转运蛋白摄取葡萄糖

2.通过激活磷酸二酯酶而降低camp水平，使糖原合酶被活化、磷酸化酶被抑制，从而加速糖原合成，抑制糖原分解

3.通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶活化，从而加速糖的有氧氧化

4.抑制肝内糖异生

5.通过抑制脂肪组织内激素敏感性甘油三酯脂肪酶，而减少脂肪动员而以葡萄糖分解来获取能量

（二）体内多种升高血糖的激素

1.胰高血糖素

1）诱导依赖camp依赖的磷酸化酶反应，抑制糖原合酶而激活磷酸化酶，加速肝糖原的分解

2）抑制果糖-2-磷酸激酶，激活果糖二磷酸酶-2，而抑制糖酵解使糖异生加速

3）抑制肝内丙酮酸激酶从而阻止磷酸烯醇式丙酮酸进行糖酵解反应，同时促进磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，使糖异生加强

4）激活脂肪组织内激素敏感性脂肪酶，以脂肪分解供能而节约血中的葡萄糖

2.糖皮质激素

3.肾上腺素

三：糖代谢障碍导致血糖水平异常

（一）低血糖是指血糖浓度低于2.8mmol/l

（二）高血糖是指空腹血糖高于7.1mmol/l

（三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱病

糖尿病：是最常见的糖代谢紊乱病，主要病因是部分或完全胰岛素缺失、胰岛素抵抗。

四：高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应