五、 磷酸戊糖途径的生理意义
1、 产生大量的NADPH，为细胞的各种合成反应提供主要的还原力。
NADPH作为主要的供氢体，为脂肪酸、固醇、四氢叶酸等的合成，非光合细胞中硝酸盐、亚硝酸盐的还原，及氨的同化等所必需。哺乳动物的脂肪细胞和红细胞中占50%，肝中占10﹪。
2、 中间产物为许多化合物的合成提供原料
产生的磷酸戊糖参加核酸代谢。
4-磷酸赤藓糖与糖酵解中的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）可合成莽草酸，经莽草酸途径可合成芳香族a.a。
3、 是植物光合作用中CO2合成Glc的部分途径
4、 NADPH主要用于还原反应，其电子通常不经电子传递链传递，一般不用于ATP合成。
如NADPH用于供能，需通过两个偶联反应，进行穿梭转运，将氢转移至线粒体NAD+上。
胞液内：α-酮戊二酸+CO2+NADPH+H+=异柠檬酸+NADP+
异柠檬酸能自由通过线粒体膜，传递氢。
线粒体内：异柠檬酸+NAD+=α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+
一分子Glc经磷酸戊糖途径，完全氧化，产生12分子NADPH，可生成（36-1）=35ATP
第四节 糖醛酸途径
P109

糖醛酸途径：从G-1-P或G-6-P开始，经UDP-葡萄糖醛酸生成糖醛酸的途径。
在肝脏中糖醛酸可与（毒素、药物等）含-OH、-COOH、-NH2、-SH基的异物（毒素、药物等）结合，生成可溶于水的化合物，随尿排出，具有解毒作用。
一、 糖醛酸途径：P108  图13-15
二、 糖醛酸的生理意义
1. 在肝中糖醛酸与药物（含芳环的苯酚、苯甲酸）或含-OH、-COOH、-NH2、-SH基的异物结合成可溶于水的化合物，随尿、胆汁排出，起解毒作用。
2. UDP糖醛酸是糖醛酸基的供体，用于合成粘多糖（硫酸软骨素、透明质酸、肝素等）。
3. 从糖醛酸可以转变成抗坏血酸（人及灵长动物不能，缺少L-古洛糖酸内酯氧化酶）
4．从糖醛酸可以生成5-磷酸木酮糖，可与磷酸戊糖途径连接。 
第五节 糖的合成代谢
糖的合成代谢有：光合作用 ，糖异生，单糖→多糖，结构多糖的生物合成
一、 光合作用：葡萄糖的生物合成
卡尔文循环Calvin
由CO2和H2O合成已糖，是绿色植物光合作用的基本过程
合成动力（能量）是叶绿素吸收的光能。
第一阶段：原初反应，吸收光能，并将光能转化成电能。
第二阶段：电子传递和光合磷酸化。将电能转化成化学能，推动ATP和NADPH的合成，后两者称为同化力。同时水被分解放出O2。
第三阶段：CO2的固定和还原，又称CO2同化。利用同化力将固定在1、5—二磷酸核酮糖（RuBP）上的CO2，通过一系列反应进行还原，最终产和F—6—P，再由此转化成果糖或Glc。
卡尔文循环生成的中间产物，大多是3碳至7碳糖的磷酸酯。
二、 糖的异生作用
糖异生是指从非糖物质合成Glc的过程。
植物利用光、CO2和H2O合成糖。
动物可以将丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等非糖物质转化成糖。
1、 糖异生的证据及生理意义
证据：大鼠禁食24h，肝糖原由7%降至1%。再喂乳酸、丙酮酸或TCA中间产物，肝糖原会增加。
意义：糖异生是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞及大脑是以Glc为主要能量，成人每天需160克Glc，而其中120克Glc用于脑代谢。
糖异生主要在肝脏中进行，肾上腺皮质中也有，脑和肌肉细胞中很少。因此，在血中葡萄糖浓度降低时首先是脑受到伤害。
2、 异生途径
糖异生起源于细胞线粒体内。由丙酮酸生成Glc是糖异生的主要途径。

P112 图13—16   糖异生及降解途径。
从丙酮酸到葡萄糖的糖异生途径不是糖酵解的简单逆转，因为在糖酵解中有3步是不可逆步骤，糖异生时必须饶过这3步：①Glc到G-6-P ，②F-6-P到F-1.6-P ③PEP到丙酮酸
（1）、 丙酮酸被羧化成草酰乙酸（线粒体内）
丙酮酸  +  CO2  +  ATP  →  草酰乙酸  +  ADP

丙酮酸羟化酶需要生物素为辅酶。
人和哺乳动物的丙酮酸羧化酶主要存在于肝脏和肾的线粒体内，所以细胞液中的丙酮酸要经过运载载体进入线粒体后才能羧化成草酰乙酸。
丙酮酸羧化酶还催化三羧酸循环的回补反应，所以，草酰乙酸既是糖异生的中间物，又是三羧酸循环的中间物，丙酮酸羧化酶联系着三羧酸循环和糖异生作用
丙酮酸羧化酶是别构酶，受乙酰CoA和高比值ATP/ADP的激活。若细胞内ATP含量高，则三羧酸循环的速度降低，糖异生作用加强。
（2）、 草酰乙酸被还原成苹果酸（线粒体内）


该反应的逆反应就是TCA。
生成的苹果酸从线粒体内运到线粒体外。
（3）、 苹果酸被重新氧化成草酰乙酸（线粒体外）


（4）、   草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸


丙酮酸羧化激酶与草酰乙酸的Km值为9nM，高于细胞内的生理浓度，所以草酰乙酸的浓度可以调节反应速度和糖异生的速度
（5）、 磷酸烯醇式丙酮酸沿糖酵解的逆方向生成1.6—二磷酸果糖。
（6）、 F-1.6-P  → F-6-P 
果糖二磷酸酶
这是糖异生的关键反应，果糖二磷酸酶被AMP、2.6—二磷酸果糖强烈抑制，但被ATP、柠檬酸和3—磷酸甘油酸激活。
6-磷酸果糖异构化为6-磷酸葡萄糖
（7）、 6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖
.


糖异生总反应：
2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H20→Glc+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi.

从2分子丙酮酸形成Glc共消耗6个ATP，2个NADH。

在糖异生中，有三步反应与糖酵解途径不同：
丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸
1.6—二磷酸果糖→F—6—P。
G—6—P→Glc
3、 糖异生途径的前体
P113图13—17糖异生途径的前体

凡是能生成丙酮酸或成草酰乙酸的物质都可以变成葡萄糖，如TCA中全部的中间产物，大多数氨基酸
植物微生物经过乙醛酸循环，可将乙酰CoA转化成草酰乙酸，因此可以将脂肪酸转变成糖。
动物体中不存在乙醛酸循环，因此不能将乙酰CoA转变成糖。
非生糖氨基酸：Ile、Leu、Tyr、Trp
反刍动物胃、肠道细菌分解纤维素，产生乙酸、丙酸、丁酸等，其中奇数碳脂肪酸可转变成琥珀酰CoA，进入TCA，生糖。
4、 糖异生和糖酵解的代谢协调调控P123
参阅 P123
糖异生和糖酵解在细胞中是两个相反的代谢途径，同时，又是协调的。
①高浓度G—6—P抑制已糖激酶，活化G—6—P酶，抑制酵解，促进异生。
②酵解和异生的控制点是F—6—P与F—1.6—2P的转化。
糖异生的关键调控酶是F—1.6—2P酶，而糖酵解的关键调控酶是磷酸果糖激酶。
ATP促进酵解，柠檬酸促进糖异生。
F-2.6-P是强效应物，促进酵解，减弱异生。
③丙酮酸到PEP的转化在糖异生中是由丙酮酸羧化酶调节，在酵解中被丙酮酸激酶调节。
乙酰CoA激活丙酮酸羧化酶的活性，抑制丙酮酸脱氢酶的活性，因此乙酰CoA过量时，可促进Glc 生成。
④酵解与异生途径，一个途径开放，另一途径就关闭，可避免无数循环。
无效循环：由不同酶催化的两个相反代谢，反应条件不一样，一个方向需ATP参加，另一方向则进行水解，结果使ATP水解，消耗能量，反应物无变化。
酵解和异生中有三个点可能产生无效循环：
P124

这种无效循环只能产生热量供自身需要。
⑤激素对酵解和异生的调控
肾上腺素、胰高血糖素和糖皮质激素促进异生，胰岛素加强酵解。
三、 糖原的合成与分解
糖原是葡萄糖的储存形式，主要发生在肝脏、骨骼肌中。
（一） 糖原分解代谢

（二） 糖原合成代谢
（1）、 UDP葡萄糖焦磷酸化酶
G—1—P+UTP→UDP葡萄糖+ppi.
ppi水解，反应向右。
（2）、 糖原合成酶
a—ＯＨ，有活性。 B—Ｏ—Ｐ，少活性。
新的Glc残基加在糖原引物的非还原端的Glc残基的Ｃ４羟基上，形成α-１.4糖苷键，ＵＤＰ被延长的糖原分子末端Glc残基Ｃ４上的羟基取代。
（3）、 分枝酶
（三） 糖原代谢的调节 P124

第九章 脂代谢
脂类的生理功能
a. 生物膜的骨架成分         磷脂、糖脂
b. 能量贮存形式             甘油三酯
c. 参与信号识别、免疫       糖脂
d. 激素、维生素的前体       固醇类激素，维生素D、A、K、E
e. 生物体表保温防护
脂肪贮存量大，热值高，39KJ。
70kg人体，贮存的脂肪可产生：2008320kJ
                   蛋白质       105000kJ
                    糖原         2520kJ
                    Glc          168kJ
脂肪的热值：1g脂肪产生的热量，是等量蛋白质或糖的2.3倍。

第一节   脂类的消化、吸收和转运
一、 脂类的消化和吸收
1、 脂类的消化（主要在十二指肠中）
食物中的脂类主要是甘油三酯   80-90%
还有少量的磷脂   6-10%
        胆固醇   2-3%
胃的食物糜（酸性）进入十二指肠，刺激肠促胰液肽的分泌，引起胰脏分泌HCO-3 至小肠（碱性）。脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌。胆汁酸盐使脂类乳化，分散成小微团，在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解。
胰腺分泌的脂类水解酶：
① 三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的C1、C3酯键，生成2-单酰甘油和两个游离的脂肪酸。胰脏分泌的脂肪酶原要在小肠中激活）
②磷脂酶A2（水解磷脂，产生溶血磷酸和脂肪酸）
③胆固醇脂酶（水解胆固醇脂，产生胆固醇和脂肪酸）
④辅脂酶（Colipase）（它和胆汁共同激活胰脏分泌的脂肪酶原）
2、 脂类的吸收
脂类的消化产物，甘油单脂、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂可与胆汁酸乳化成更小的混合微团（20nm），这种微团极性增大，易于穿过肠粘膜细胞表面的水屏障，被肠粘膜的拄状表面细胞吸收。被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成甘油三酯，结合上蛋白质、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒（CM），经胞吐排至细胞外，再经淋巴系统进入血液。
小分子脂肪酸水溶性较高，可不经过淋巴系统，直接进入门静脉血液中。
二、 脂类转运和脂蛋白的作用
甘油三脂和胆固醇脂在体内由脂蛋白转运。
脂蛋白：是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质的转运形式。
载脂蛋白：（已发现18种，主要的有7种）在肝脏及小肠中合成，分泌至胞外，可使疏水脂类增溶，并且具有信号识别、调控及转移功能，能将脂类运至特定的靶细胞中。
脂蛋白的分类及功能：
P151表15-1各种脂蛋白的组成、理化性质、生理功能
三、 贮脂的动用
皮下脂肪在脂肪酶作用下分解，产生脂肪酸，经血浆白蛋白运输至各组织细胞中。
血浆白蛋白占血浆蛋白总量的50%，是脂肪酸运输蛋白，血浆白蛋白既可运输脂肪酸，又可解除脂肪酸对红细胞膜的破坏。
贮脂的降解受激素调节。
促进：肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素
抑制：胰岛素
植物种子发芽时，脂肪酶活性升高，能利用脂肪的微生物也能产生脂肪酶。
第二节 脂肪酸和甘油三酯的分解代谢
一、 甘油三酯的水解
甘油三酯的水解由脂肪酶催化。
组织中有三种脂肪酶，逐步将甘油三酯水解成甘油二酯、甘油单酯、甘油和脂肪酸。
这三种酶是：
脂肪酶（激素敏感性甘油三酯脂肪酶，是限速酶）
甘油二酯脂肪酶
甘油单酯脂肪酶

肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，促使依赖cAMP的蛋白激酶活化，后者使无活性的脂肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用。
胰岛素、前列腺素E1作用相反，可抗脂解。
油料种子萌发早期，脂肪酶活性急剧增高，脂肪迅速水解。
二、 甘油代谢
在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。

P152  反应式：
三、 脂肪酸的氧化
（一） 饱和偶数碳脂肪酸的β氧化
1、 β氧化学说
早在1904年，Franz 和Knoop就提出了脂肪酸β氧化学说。
用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯甲酸衍生物马尿酸。
用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸。
结论：脂肪酸的氧化是从羧基端β-碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。
产生的终产物苯甲酸、苯乙酸对动物有毒害，在肝脏中分别与Gly反应，生成马尿酸和苯乙尿酸，排出体外。
β－氧化发生在肝及其它细胞的线粒体内。
2、 脂肪酸的β氧化过程
脂肪酸进入细胞后，首先被活化成酯酰CoA，然后再入线粒体内氧化。
（1）、 脂肪酸的活化（细胞质）

RCOO-  +  ATP  +  CoA-SH  →  RCO-S-CoA  +  AMP  +  Ppi
生成一个高能硫脂键，需消耗两个高能磷酸键，反应平衡常数为1，由于PPi水解，反应不可逆。
细胞中有两种活化脂肪酸的酶：
内质网脂酰CoA合成酶，活化12C以上的长链脂肪酸
线粒体脂酰CoA合成酶，活化4~10C的中、短链脂肪酸
（2）、 脂肪酸向线粒体的转运
中、短链脂肪酸（4-10C）可直接进入线粒体，并在线粒体内活化生成脂酰CoA。
长链脂肪酸先在胞质中生成脂酰CoA，经肉碱转运至线粒体内。
肉(毒)碱：L-β羟基-r-三甲基铵基丁酸

     P154.图15-1脂酰CoA以脂酰肉碱形式转运到线粒体内

线粒体内膜外侧（胞质侧）：肉碱脂酰转移酶Ⅰ催化，脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱的β羟基，生成脂酰肉碱。
线粒体内膜：线粒体内膜的移位酶将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体。
线粒体内:膜内侧：肉碱脂酰转移酶Ⅱ催化，使脂酰基又转移给CoA，生成脂酰CoA和游离的肉碱。
脂酰CoA进入线粒体后，在基质中进行β氧化作用，包括4个循环的步骤。
（3）、 脂酰CoA脱氢生成β-反式烯脂酰CoA
P154 反应式：

线粒体基质中，已发现三种脂酰CoA脱氢酶，均以FAD为辅基，分别催化链长为C4-C6，C6-C14，C6-C18的脂酰CoA脱氢。
（4）、 △2反式烯脂酰CoA水化生成L-β-羟脂酰CoA
P155  反应式：
β-烯脂酰CoA水化酶
（5）、 L-β-羟脂酰CoA脱氢生成β-酮脂酰CoA
P155  反应式：
L-β羟脂酸CoA脱氢酶

（6）、 β-酮脂酰CoA硫解生成乙酰CoA和（n-2）脂酰CoA
P155 反应式：

酮脂酰硫解酶

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