第六章糖代谢.doc

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二氢硫辛酰***脱氢酶E3〔三〕三羧酸循环***酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A要彻底进行氧化,这个氧化过程是三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle,TCAcycle)。三羧酸循环是Krebs于1937年发现的。故又称Krebs循环。因为循环中第一个中间产物是柠檬酸,故又称柠檬酸循环(citricacidcycle)。乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含有3个羧基的柠檬酸,再经过一系列反响重新变成草酰乙酸完成一轮循环,其中氧化反响脱下的氢经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水,氧化磷酸化生成ATP;而脱羧反响生成的二氧化碳那么通过血液运输到呼吸系统而被排出,是体内二氧化碳的主要来源。:〔1〕乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸此反响由柠檬酸合酶〔citratesynthase〕催化,是三羧酸循环的关键酶,是重要的调节点。此反响不可逆。〔2〕柠檬酸经顺乌头酸生成异柠檬酸此反响由顺乌头酸酶催化,柠檬酸脱水、加水生成异柠檬酸。〔3〕异柠檬酸β-氧化、脱羧生成α-***戊二酸此反响在异柠檬酸脱氢酶作用下进行脱氢、脱羧,这是三羧酸循环中第一次氧化脱羧。异柠檬酸脱氢酶(isocitratedehydrogenase)是三羧酸循环的限速酶,是最主要的调节点,辅酶是NAD+,脱氢生成的NADH+H+经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水,氧化磷酸化生成3分子ATP。〔4〕α-***戊二酸氧化、脱羧生成琥珀酰辅酶A此反响在α-***戊二酸脱氢酶复合体(α-plex)的催化下脱氢、脱羧生成琥珀酰辅酶A,这是三羧酸循环中第二次氧化脱羧。α-***戊二酸脱氢酶复合体是三羧酸循环的关键酶,是第三个调节点。α-***戊二酸脱氢酶复合体是多酶复合体,其组成及反响方式都与***酸脱氢酶复合体相似。它所含的三种酶是α-***戊二酸脱氢酶(需TPP);硫辛酸琥珀酰基转移酶(需硫辛酸和辅酶A);二氢硫辛酸脱氢酶(需FAD、NAD+)。脱氢生成NADH+H+,经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水,氧化磷酸化生成3分子ATP。〔5〕琥珀酰辅酶A转变为琥珀酸此反响由琥珀酸硫激酶〔琥珀酰辅酶A合成酶〕催化,琥珀酰辅酶A中的高能硫酯键释放能量,可以转移给ADP〔或GDP〕,形成ATP〔或GTP〕。细胞中有两种同工酶,一种形成ATP,另一种形成GTP。形成的GTP可在二磷酸核苷激酶催化下,将高能磷酸基团转移给ADP生成ATP。这是三羧酸循环中唯一的一次底物水平磷酸化,生成1分子ATP。〔6〕琥珀酸脱氢转变为延胡索酸此反响由琥珀酸脱氢酶催化,辅酶是FAD,脱氢后生成FADH2,经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水,氧化磷酸化生成2分子ATP。〔7〕延胡索酸转变为苹果酸此反响由延胡索酸酶催化,加水生成苹果酸。〔8〕苹果酸脱氢生成草酰乙酸此反响由苹果酸脱氢酶催化,辅酶是NAD+,脱氢后生成NADH+H+,经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水,氧化磷酸化生成3分子ATP。2、三羧酸循环的总反响方程式为:3、三羧酸循环的特点:〔1〕三羧酸循环是乙酰辅酶A的彻底氧化过程。草酰乙酸在反响前后并无量的变化。三羧酸循环中的草酰乙酸主要来自***酸的直接羧化。〔2〕三羧酸循环是能量的产生过程,1分子乙酰CoA通过TCA经历了4次脱氢〔3次脱氢生成NADH+H+,1次脱氢生成FADH2〕、2次脱羧生成CO2,1次底物水平磷酸化,共产生12分子ATP。〔3〕三羧酸循环中柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-***戊二酸脱氢酶复合体是反响的关键酶,是反响的调节点。4、三羧酸循环的生理意义〔1〕三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的最终代谢通路。糖、脂和蛋白质在体内代谢都最终生成乙酰辅酶A,然后进入三羧酸循环彻底氧化分解成水、CO2和产生能量。〔2〕三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的枢纽。二、糖的有氧氧化生理意义糖有氧氧化的主要功能是提供能量,人体内绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化获取能量。1mol葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O,可净生成36或38molATP。第四节磷酸戊糖途径病例:患儿,男,9岁,以"血尿半天"、头昏、倦怠无力、食欲缺乏;于5月10日下午突然出现血尿,初为"黑色",后为"鲜红色",混有血块,伴有腹痛,脐周明显,阵发性,无外伤史,无发热,无咳嗽,:尿常规(5月10日):白细胞3+,蛋白3+,隐血3+,尿胆元3+,尿红素3+,葡萄糖1+,***体2+,5月11日查肝功能,肾功能,电解质,血糖,血沉,血脂,凝血四项均正常5月11日泌尿系B超示膀胱内有积血,:蚕豆病的生化机制是什么?磷酸戊糖途径〔pentosephosphatepathway〕是葡萄糖氧化分解的另一条重要途径,通过一系列的氧化和转集团反响产生细胞所需的具有重要生理作用的特殊物质,如NADPH和5-磷酸核糖。这条途径存在于肝脏、脂肪组织、甲状腺、肾上腺皮质、性腺、红细胞等组织中。代谢相关的酶存在于细胞质中。磷酸戊糖途径不是供能的主要途径,它的主要生理作用是提供生物合成所需的一些原料。(一)提供NADPH+H++H+作为供氢体,参与生物合成反响。如脂肪酸、类固醇激素等生物合成时都需NADPH+H+,所以脂类合成旺盛的组织如肝脏、乳腺、肾上腺皮质、脂肪组织等磷酸戊糖途径比较活泼。+H+是加单氧酶体系的辅酶之一,参与体内羟化反响,例如一些药物、毒物在肝脏中的生物转化作用等。+H+是谷胱甘肽复原酶的辅酶,NADPH使氧化型谷胱甘肽变为GSH,对维持红细胞中复原型谷胱甘肽(GSH)的正常含量起重要作用。GSH能去除红细胞中的H2O2,维护红细胞的完整性:H2O2在红细胞中的积聚,会加快血红蛋白氧化生成高铁血红蛋白的过程,降低红细胞的寿命;H2O2对脂类的过氧化会导致红细胞膜的破坏,造成溶血。遗传性G-6-PD缺乏的患者,磷酸戊糖途径不能正常进行,造成NADPH+H+减少,GSH含量低下,红细胞易破坏而发生溶血性贫血。(二)5-磷酸核糖为核苷酸、核酸的合成提供原料。病例分析〔一〕、诊断:蚕豆病。〔二〕、诊断依据:1、有生吃蚕豆史;。2、血红蛋白尿。〔三〕、鉴别诊断:1、过敏性紫癜〔腹型、肾型〕。2、肾结核。〔四〕、进一步检查:1、高铁血红蛋白复原试验:正常人复原率>75%(比色法),蚕豆病患者MHb复原率31%-74%〔杂合子遗传者〕,复原率<30%〔纯合子型〕;血中含变性珠蛋白小体〔赫恩兹小体〕可高于5%以上〔正常为0-%〕。2、抗核抗体、PPD、嗜酸性杆菌培养。〔五〕、治疗原那么:1、大量糖皮质激素。2、必要时输血;3、碱化尿液;4、对症治疗。〔六〕、预防措施:1、不要连续或一次大量进食蚕豆;2、不宜服用氧化性药物,如伯氨喹啉、磺***类、呋喃类、维生素K3、K4、非那西丁、氨基比林、砜类等药物及中药珍珠末、腊梅花、川连等。请问:蚕豆病的生化机制是什么?答:红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶〔G6PD〕有遗传缺陷者在食用青鲜蚕豆或接触蚕豆花粉后皆会发生急性溶血性贫血症——蚕豆病,有遗传缺陷的敏感红细胞,因G6PD的缺陷不能提供足够的NADPH以维持复原型谷胱甘肽〔GSH〕的复原性〔抗氧化作用〕,在进食蚕豆后诱发了红细胞膜被氧化,产生溶血反响。G-6-PD有保护正常红细胞免遭氧化破坏的作用,新鲜蚕豆是很强的氧化剂,当G-6-PD缺乏时那么红细胞被破坏而致病。第五节糖原的合成与分解糖原是体内糖的储存形式,主要以肝糖原、肌糖原形式存在。肝糖原的合成与分解主要是为了维持血糖浓度的相对恒定;肌糖原是肌肉糖酵解的主要来源。糖原由许多葡萄糖通过α-1,4-糖苷键(直链)及α-1,6-糖苷键(分枝)相连而成的带有分枝的多糖,存在于细胞质中。糖原合成(glycogenesis)是由葡萄糖合成糖原的过程。反之,糖原分解(glycogenolysis)那么是指肝糖原分解为葡萄糖的过程。糖原合成及分解反响都是从糖原分支的非复原性末端开始,分别由两组不同的酶催化。一、糖原的合成代谢UDPG是G的活化形式,是G活性供体。糖原合酶是关键酶。糖原分支的形成:二、糖原的分解代谢磷酸化酶是糖原分解的关键酶。肌肉中无葡萄糖-6-磷酸酶——因此只有肝糖原才能补充血糖。三、糖原贮积病糖原贮积病(glycogenstoragedisease)是一类遗传性疾病,表现为异常种类和数量的糖原在组织中沉积,产生不同类型的糖原贮积病,每种类型表现为糖原代谢中的一个特定的酶缺陷或缺失而使糖原贮存由于肝脏和骨骼肌是糖原代谢的重要部位,、肌肉。第六节糖异生糖异生作用(gluconeogenesis)是指非糖物质如生糖氨基酸、乳酸、***酸及甘油等转变为葡萄糖或糖原的过程。糖异生的最主要器官是肝脏,在长期饥饿时肾脏也参与糖异生作用。一、糖异生反响过程糖异生反响过程根本上是糖酵解反响的逆过程。由于糖酵解过程中由己糖激酶、6-磷酸果糖激酶1及***酸激酶催化的三个反响释放了大量的能量,构成难以逆行的能障,因此这三个反响是不可逆的。这三个反响可以分别通过相应的、特殊的酶催化,使反响逆行,完成糖异生反响过程。(一)***酸转变为磷酸烯醇式***酸***酸生成磷酸烯醇式***酸的反响包括***酸羧化酶和磷酸烯醇式***酸羧激酶催化的两步反响,构成一条所谓“***酸羧化支路〞使反响进行。这个反响是糖酵解过程中***酸激酶催化的磷酸烯醇式***酸生成***酸的逆过程。***酸羧化生成草酰乙酸此反响由***酸羧化酶催化,辅酶是生物素,ATP、Mg2+〔Mn2+〕参与羧化反响,CO2通过生物素使***酸羧化生成草酰乙酸。此酶存在于线粒体中,故***酸必须进入线粒体才能被羧化为草酰乙酸,这也是体内草酰乙酸的重要来源之一。***酸〔PEP〕此反响由磷酸烯醇式***酸羧激酶催化,由GTP提供能量,释放CO2。(二)1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖此反响由1,6-二磷酸果糖酶1催化进行。这个反响是糖酵解过程中1,6-二磷酸果糖酶1催化6-磷酸果糖生成1,6-二磷酸果糖的逆过程。(三)6-磷酸葡萄糖转变为葡萄糖此反响由葡萄糖-6-磷酸酶催化进行。这个反响是糖酵解过程中己糖激酶催化葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖的逆过程。二、。:乳酸大局部是由肌肉和红细胞中糖酵解生成的,经血液运输到肝脏或肾脏,经糖异生再形成葡萄糖,后者可经血液运输回到各组织中继续氧化提供能量。这个过程称为是乳酸循环或Cori循环〔lactatecycleorCoricycle〕。在安静状态下产生乳酸的量甚少,此途径意义不大。但在某些生理或病理情况下,如剧烈运动时,肌糖原酵解产生大量乳酸,大局部可经血液运到肝脏,通过糖异生作用合成肝糖原或葡萄糖以补充血糖,而血糖又可供肌肉利用。乳酸循环可防止损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起的酸中毒。