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1、第八章 糖代谢,糖代谢的生物学功能: 能量转换(能源) 物质转换(碳源):氨基酸、脂肪酸、核苷酸。 糖的磷酸衍生物可以构成多种重要的生物活性物质:NAD、FAD、DNA、RNA、ATP。,分解代谢:酵解(共同途径)、三羧酸循环(最后氧化途径)、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。 合成代谢:糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。 糖代谢受神经、激素、别构物调节控制。,第一节 糖酵解 glycolysis 一、 酵解与发酵 酵解 glycolysis 细胞质中的酵解酶系统将Glc降解成丙酮酸,并生成ATP的过程。 发酵fermentation 乳酸发酵:厌氧有机体把酵解产生的NADH上的氢,传递给
2、丙酮酸,生成乳酸。 酒精发酵:NAPH中的氢传递给丙酮酸脱羧生成的乙醛,生成乙醇。,二、 糖酵解过程(EMP) Embden-Meyerhof Pathway ,1940 在细胞质中进行 1、 反应步骤 P79 图 13-1 酵解途径 三个不可逆步骤是调节位点。,(1)、 葡萄糖磷酸化形成G-6-P,此反应基本不可逆,调节位点。,激酶:催化ATP分子的磷酸基(r-磷酰基)转移到底物上的酶,一般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子。 已糖激酶:专一性不强,可催化Glc、Fru、Man(甘露糖)磷酸化。 己糖激酶是酵解途径中第一个调节酶,被产物G-6-P强烈地别构抑制。 葡萄糖激酶:对Glc有专一活性
3、,存在于肝脏中,不被G-6-P抑制。 Glc激酶是一个诱导酶,由胰岛素促使合成,,肌肉细胞中已糖激酶对Glc的Km为0.1mmol/L,而肝中Glc激酶对Glc的Km为10mmol/L 平时细胞内Glc浓度为5mmol/L时,已糖激酶催化的酶促反应已经达最大速度,而肝中Glc激酶并不活跃。 进食后,肝中Glc浓度增高,此时Glc激酶将Glc转化成G-6-P,进一步转化成糖元,贮存于肝细胞中。,()、G-6-P异构化为F-6-P,反应可逆,反应方向由底物与产物的含量水平控制。 磷酸Glc异构酶将葡萄糖的羰基C由C1移至C2,()、F-6-P磷酸化,生成F-1,6-P,不可逆,调节位点,由磷酸果糖
4、激酶催化。 磷酸果糖激酶既是酵解途径的限速酶,也是酵解途径的第二个调节酶,()、F-1,6-P裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮(DHAP),在生理环境中,3-磷酸甘油醛不断转化成丙酮酸,驱动反应向右进行。 该反应由醛缩酶催化,反应机理 P 82,()、磷酸二羟丙酮(DHAP)异构化成3-磷酸甘油醛,由磷酸丙糖异构酶催化。,C原子编号变化:F-1.6-P的C1-P、C6-P都变成了3-磷酸甘油醛的C3-P 图解:P83 F-1.6-P磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛,()、3-磷酸甘油醛氧化成1.3二磷酸甘油酸,由磷酸甘油醛脱氢酶催化。,P84 图 13-4 3-磷酸甘油醛脱氢酶的催化机理 碘乙酸
5、可与酶的-SH结合,抑制此酶活性。 砷酸能与磷酸底物竞争,使氧化作用与磷酸化作用解偶连(生成3-磷酸甘油酸),()、1,3二磷酸甘油酸转化成3磷酸甘油酸和ATP,由磷酸甘油酸激酶催化。 酵解过程中的第一次底物水平磷酸化反应,也是酵解过程中第一次产生ATP的反应。,()、 3磷酸甘油酸转化成2磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶催化,磷酰基从C3移至C2。,()、2磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸,烯醇化酶 2磷酸甘油酸中磷脂键是一个低能键(G= -17.6Kj /mol)而磷酸烯醇式丙酮酸中的磷酰烯醇键是高能键(G= -62.1Kj /mol),因此,这一步反应显著提高了磷酰基的转移势能。,()、磷
6、酸烯醇式丙酮酸生成ATP和丙酮酸。,不可逆,调节位点。 丙酮酸激酶,酵解途径的第三个调节酶, 这是酵解途径中的第二次底物水平磷酸化反应。,EMP总反应式: 1葡萄糖 + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ 2丙酮酸 + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O,三、糖酵解的能量变化 P87 图 13-5 糖酵解途径中ATP的生成,无氧情况下:净产生2ATP 有氧条件下:净产生7ATP(+(NADH)*2.5) 但在肌肉系统组织和神经系统组织: 净产生5ATP(+(FADH2)*1.5)。 (黄素腺嘌呤 二核苷酸),甘油磷酸穿梭:NADH1.5ATP NADH将胞质中磷酸二羟丙酮被还
7、原成3磷酸甘油, 3-磷酸甘油进入线粒体,将2H交给FAD而生成FADH2,FADH2可传递给辅酶Q,进入呼吸链,产生2ATP。 苹果酸穿梭机制:NADH2.5ATP 胞液中的NADH可经苹果酸脱氢酶催化,使草酰乙酸还原成苹果酸,再通过苹果酸-酮戊二酸载休转运,进入线粒体内,由线粒体内的苹果酸脱氢酶催化,生成NADH和草酰乙酸。,四、 糖酵解的调节 参阅 P120 糖酵解的调节 三步不可逆反应,分别由三个调节酶(别构酶)催化,调节主要就发生在这三个部位。,1、 已糖激酶调节 别构抑制剂:G6P和ATP 别构激活剂:ADP 2、 磷酸果糖激酶调节(关键限速步骤) 抑制剂:ATP、柠檬酸、脂肪酸和
8、H+ 激活剂:AMP、F2,62P ATP:细胞内含有丰富的ATP时,此酶几乎无活性。 柠檬酸:高含量的柠檬酸是碳骨架过剩的信号。 H+:可防止肌肉中形成过量乳酸而使血液酸中毒。 3、 丙酮酸激酶调节 抑制剂:乙酰CoA、长链脂肪酸、Ala、ATP 激活剂:F-1,6-P、 共价调节:;磷酸化抑制,去磷酸化激活,五、 丙酮酸的去路 1、 进入三羧酸循环 2、 生成乳酸,在乳酸脱氢酶催化下,丙酮酸接受3磷酸甘油醛脱氢酶生成的NADH上的氢,生成乳酸。 总反应:Glc + 2ADP + 2Pi 2乳酸 + 2ATP + 2H2O,动物体内的乳酸循环 Cori 循环:,3、 乙醇的生成,总反应:Gl
9、c+2pi+2ADP+2H+2乙醇+2CO2+2ATP+2H20 酵母或其它微生物中,丙酮酸脱羧酶,醇脱氢酶。 在厌氧条件下能产生乙醇的微生物,如果有氧存在时,则会通过乙醛的氧化生成乙酸,制醋。 4、丙酮酸进行糖异生 5、 生成丙氨酸,六、 其它单糖进入糖酵解途径 P 91 图 13-6 各种单糖进入糖酵解的途径 1糖原降解产物G1P 2D果糖 有两个途径 3D半乳糖 4D甘露糖,第二节 三羧酸循环 葡萄糖的有氧氧化包括四个阶段: 糖酵解产生丙酮酸(2丙酮酸、 2ATP、2NADH) 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA 三羧酸循环(CO2、H2O、ATP、NADH) 呼吸链氧化磷酸化(NADHATP
10、) 三羧酸循环(柠檬酸循环、Krebs循环): 乙酰CoA经一系列的氧化、脱羧,最终生成CO2、H2O、并释放能量的过程。,一、 丙酮酸脱羧生成乙酰CoA 1、 丙酮酸脱氢酶系 多酶体系,位于线粒体膜上。 E.coli: 分子量:4.5106,直径45nm,比核糖体稍大。 酶 辅酶 亚基数 丙酮酸脱羧酶(E1) TPP 24 二氢硫辛酸转乙酰酶(E2) 硫辛酸 24 二氢硫辛酸脱氢酶(E3) FAD、NAD+ 12 此外,还需要CoA、Mg2+作为辅因子,、 反应过程 P 93 (1)丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP (2)二氢硫辛酸乙酰转移酶(E2)使羟乙基氧化成乙酰基 (3)E2将乙酰基转给C
11、oA,生成乙酰-CoA (4)E3氧化E2上的还原型二氢硫辛酸 (5)E3还原NAD+生成NADH,、 丙酮酸脱氢酶系的活性调节 (1)共价调节:可逆磷酸化 丙酮酸脱氢酶激酶(EA) 丙酮酸脱氢酶磷酸酶(EB) 磷酸化:无活性 去磷酸化:有活性 (2)别构调节 ATP抑制E1 CoA抑制E2 NADH抑制E3,二、 三羧酸循环(TCA)的过程 1、 反应步骤 P95 图13-9,(1)、 乙酰CoA+草酰乙酸柠檬酸,柠檬酸合酶TCA中第一个调节酶: 抑制剂:ATP、NADH、琥珀酰CoA、和长链脂肪酰CoA。 激活:乙酰CoA、草酸乙酸。 氟乙酰CoA可与草酰乙酸生成氟柠檬酸,抑制下一步反应的
12、酶,据此,可以合成杀虫剂、灭鼠药。,()、 柠檬酸异柠檬酸,P 101 图1312 顺乌头酸酶与柠檬酸的不对称结合 顺乌头酸酶只能以两种旋光异构方式中的一种与柠檬酸结合,结果,它催化的第一步脱水反应中的氢全来自草酰乙酸部分,第二步的水合反应中的OH也只加在草酰乙酸部分。 TCA第一轮循环释放的CO2全来自草酰乙酸部分,乙酰CoA羰基碳在第二轮循环中释放100%,甲基碳在第三轮循环中释放50%,以后每循环一轮释放余下的50%。,()、异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸和NADH,异柠檬酸脱氢酶TCA中第二个调节酶: 激活剂:Mg2+(Mn2+ )、NAD+、ADP。 抑制剂:NADH、ATP。 高能
13、状态(高ATP/ADP、NADH/NAD+)抑制酶活性。 线粒体内有二种异柠檬酸脱氢酶,一种以NAD+为电子受体,另一种以NADP+为受体。,(4)、 -酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA和NADH,-酮戊二酸脱氢酶系,TCA循环中的第三个调节酶:受NADH、琥珀酰CoA、Ca2+、ATP、GTP抑制,(5)、 琥珀酰CoA生成琥珀酸和GTP,琥珀酰CoA合成酶(琥珀酸硫激酶) 这是TCA中唯一的底物水平磷酸化反应,直接生成GTP。,(6)、 琥珀酸脱氢生成延胡索酸(反丁烯二酸)和FADH,丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂,可阻断三羧酸循环。,(7)、 延胡索酸水化生成L-苹果酸,延胡索酸酶具
14、有立体异构特性,OH只加入延胡索酸双键的一侧,因此只形成L-型苹果酸。,(8)、 L-苹果酸脱氢生成草酰乙酸和NADH,L-苹果酸脱氢酶,2、 TCA循环小结 (1)、 三羧酸循环示意图(标出C编号的变化) P95 图13-9,(2)、 总反应式: 丙酮酸 + 4NAD+ + FAD + GDP 4NADH + FADH2 + GTP + 3CO2 + H2O 乙酰CoA + 3NAD+ + FAD + GDP 3NADH + FADH2 + GTP + 2CO2 + H2O,(3)、 一次底物水平的磷酸化、二次脱羧反应,三个调节位点,四次脱氢反应。,(4)、 三羧酸循环中碳骨架的不对称反应
15、乙酰CoA上的两个C原子在第一轮TCA上并没有被氧化。 被标记的羰基碳在第二轮TCA中脱去。 在第三轮TCA中,两次脱羧,可除去最初甲基碳的50%,以后每循环一次,脱去余下甲基碳的50% 标记Glucose的第二位碳原子,跟踪EMP、TCA途径,C2的去向。,、 一分子Glc彻底氧化产生的ATP数量 其它组织:32ATP(苹果酸穿梭) 从乙酰CoA开始:10ATP/循环 从丙酮酸开始:12.5ATP/循环 从葡萄塘开始:(2+2*2.5)+12.5*2=32ATP 骨骼肌、脑细胞:30ATP(甘油磷酸穿梭) (2+2*1.5)+12.5 (丙酮酸)*2,、 三羧酸循环的代谢调节 参阅P122
16、图 13-26 三羧酸循环的调节 (1)、 柠檬酸合酶(限速酶) 抑制:ATP、NADH、琥珀酰CoA及脂酰CoA。 激活:乙酰CoA、草酰乙酸 (2)、 异柠檬酸脱氢酶 抑制:NADH、ATP 活化:ADP,当缺乏ADP时就失去活性。 (3)、 -酮戊二酸脱氢酶 抑制:NADH、琥珀酰CoA。,三、 TCA的生物学意义 1、 提供能量 (1)、 磷酸甘油穿梭机制: 3-磷酸甘油进入线粒体,将2H交给FAD而生成FADH2,FADH2可传递给辅酶Q,进入呼吸链,产生2ATP。 (2)、 苹果酸穿梭机制: 胞液中NADH使草酰乙酸还原成苹果酸,通过苹果酸-酮戊二酸载体转运,进入线粒体,由线粒体内
17、苹果酸脱氢酶催化,生成NADH和草酰乙酸,NADH进入呼吸链氧化,生成3ATP,2、 TCA是生物体内其它有机物氧化的主要途径,如脂肪、氨基酸、糖 3、 TCA是物质代谢的枢纽 草酰乙酸、-酮戊二酸、柠檬酸、琥珀酰CoA和延胡索酸等又是合成糖、氨基酸、脂肪酸、卟啉等的原料, TCA是联系体内三大物质代谢的中心环节,为合成其它物质提供C架。,四、 TCA的回补反应 草酰乙酸的回补途径有三个: (1)、 丙酮酸羧化酶催化丙酮酸生成草酰乙酸 P102 反应式: 乙酰CoA可以增加丙酮酸羧化酶活性。 (2)、 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸转化成草酰乙酸 P102 反应式: (3)、 A
18、sp、Glu转氨可生成草酰乙酸和-酮戊二酸 Ile、Val、Thr、Met也会形成琥珀酰CoA,最后生成草酰乙酸。,五、 乙醛酸循环 循环途径: P 103 图13-13 乙醛酸循环是通过一分子乙酰CoA和草酰乙酸缩合成柠檬酸,经异柠檬酸,由异柠檬酸裂解酶裂解成乙醛酸和琥珀酸。 琥珀酸经脱氢、水化、脱氢生成草酰乙酸,补偿开始消耗掉的草酰乙酸。 乙醛酸缩与另一分子乙酰CoA合成苹果酸,脱氢生成草酰乙酸。 过量的草酰乙酸可以糖异生成Glc,因此,乙醛酸循环可以使脂肪酸的降解产物乙酰CoA经草酰乙酸转化成Glc。 2乙酰CoA + NAD+ + 2H2O 琥珀酸 + 2CoA + NADH + 2H
19、+ 植物和微生物可以通过乙醛酸循环将脂肪转化为糖。,第三节 磷酸已糖支路(HMS) 也称磷酸戊糖途径,发生在胞质中。 两个事实: 用碘乙酸和氟化物抑制糖酵解(磷酸甘油醛脱氢酶)发现Glc的消耗并不因此而受影响,证明葡萄糖还有其它的分解途径 用14C分别标记Glc的C1和C6,然后分别测定14CO2生成量,发现C1标记的Glc比C6标记的Glc更快、更多地生成14CO2 。,一、 反应过程 第一阶段:6-磷酸葡萄糖氧化脱羧生成5-磷酸核糖 第二阶段:磷酸戊糖分子重排,产生不同碳链长度的磷酸单糖,1、 6-磷酸葡萄糖脱氢脱羧生成5-磷酸核酮糖 P104 反应式: 6-磷酸葡萄糖脱氢酶是磷酸戊糖途径
20、的调控酶,NADPH反馈抑制此酶活性。,2、磷酸戊糖异构生成5-磷酸核糖及5-磷酸木酮糖 P105 反应式: 5-磷酸木酮糖产率:2/3 5-磷酸核糖产率:1/3,3、 磷酸戊糖通过转酮、转醛反应生成酵解途径的中间产物(F-6-P,3-磷酸甘油醛) (1)、 转酮反应: P105反应式: 5-磷酸木酮糖将自身的二碳单位(羟乙酰基)转到5-磷酸核糖的C1上,生成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。,(2)、 转醛反应 P106 反应式: 转醛酶将7-磷酸庚酮糖上的三碳单位(二羟丙酮基)转到3-磷酸甘油醛的C1上,生成4-磷酸赤鲜糖和6-磷酸果糖。,(3)、 转酮反应(转酮酶) P107反应式:
21、4-磷酸赤鲜糖接受另一分子5-磷酸木酮糖上的二碳单位(羟乙酰基),生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛 磷酸戊糖分子重排的总结果是: 2个5-磷酸木酮糖 + 1个5-磷酸核糖 2个(F-6-P) + 1个3磷酸甘油醛 3个5-磷酸核糖 2个(F-6-P) + 1个3磷酸甘油醛。,二、 磷酸戊糖途径小结 1、 通过此途径,可将G-6-P彻底氧化 G-6-P + 12NADP+ + 6H2O 12NADPH + 12H+ + 6CO2 相当于(36-1)个ATP 图 磷酸已糖支路 第一阶段: 图 第二阶段 图,2、转酮酶(TPP)、转醛酶催化的反应是可逆的 转移的是酮,受体是醛。 转酮酶转移的是二碳单
22、位(羟乙酰基)。 转醛酶转移的是三碳单位(二羟丙酮基)。 3、磷酸戊糖途径的中间产物,可进入糖酵解途径中,反之亦可。 主要是6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。,4、 碳的释放 磷酸戊糖途径释放14C1 在TCA循环中: 先释放:C3、C4(丙酮酸脱羧) 第二轮后释放:C2、C5(乙酰CoA的羰基碳:CH3C*=O-CoA,100%) 第三轮后释放:C1、C6(乙酰CoA的甲基碳:*CH3C=O-CoA,每循环一轮释放50%),三、 磷酸戊糖途径的调节 6-磷酸葡萄糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的限速酶,催化不可逆反应。活性主要受NADP+/NADPH的调节。 NADPH反馈抑制调节6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6
23、-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。 非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物的浓度。 5-磷酸核糖过多时可以转化为6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛进行酵解。,四、 磷酸戊糖途径与糖酵解途径的协调调节 G-6-P的流向取决于对NADPH、磷酸戊糖及ATP的 需要。,(1)核糖-5-P的需要量比NADPH大得多: G-6-P+2NADP+H2O 核糖-5-P + 2NADPH + 2H+ 2 果糖-6-P + 甘油醛-3-P 3 核糖-5-P (2)对5-磷酸核糖和NADPH的需要量平衡时, G-6-P+2NADP+H2O核糖-5-P+2NADP+2H+CO2,(3)NADPH的需要量比5-磷酸核糖多得多: 6(
24、G-6-P)+12NADP+6H2O6(5-磷酸核糖)+12NADPH+12H+6CO2 5-磷酸核糖通过重组及Glc异生作用,再合成G-P-6。 G-6-P+12NADP+6H2O 12NADPH + 12H+ + 6CO2 (4) NADPH和 ATP的需要量都更多: 磷酸戊糖途径:3-磷酸甘油醛+6-磷酸果糖糖酵解 3(G-6-P)+6NADP+5NAD+5Pi+8ADP 5丙酮酸+6NADPH+5NADH2+8ATP+2H2O+8H+3CO2,五、 磷酸戊糖途径的生理意义 1、产生大量的NADPH,为生物合成提供还原力。 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
25、还原及氨的同化等。 2、 中间产物为许多化合物的合成提供碳骨架 磷酸戊糖合成核酸。 4-磷酸赤藓糖与糖酵解中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)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也可用于ATP合成。 跨线粒体穿梭转运,将氢转移至线粒体NAD+上: 胞液内:-酮戊二酸+CO2+NADPH+H+=异柠檬酸 +NADP+ 线粒体内:异柠檬酸+NAD+=-酮戊二酸 +CO2+NADH+H+ 一分子Glc12分子NADPH,36-1=35ATP,第四节 糖醛酸途径 P109 从G-1-P或G-6-P开始,经UDP-葡萄糖醛酸生成糖醛酸。,一、 糖
26、醛酸途径:P108 图13-15,二、 糖醛酸的生理意义 1. 在肝中糖醛酸与毒素、药物等(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 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。
27、合成动力(能量):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(CO2同化)。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,最终产物F6P,再由此转化成果糖或Glc。,二、 糖的异生作用 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 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
28、增加。 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。,2、 异生途径 P112 图1316 糖异生及降解途径。 从丙酮酸到葡萄糖的糖异生途径必须饶过3步: Glc到G-6-P F-6-P到F-1.6-P PEP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 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。 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。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。
29、丙酮酸羧化酶是别构酶,受乙酰CoA和高比值ATP/ADP的激活。,(2)、草酰乙酸被还原成苹果酸(线粒体内),(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,(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: AMP、2.6二磷酸果糖强烈抑制。 ATP、柠檬酸和3磷酸甘油酸激活。 (7)6-磷酸果糖异构化为6-磷酸葡萄糖,(8)、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.,三个关键步骤:
30、丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 1.6二磷酸果糖F6P。 G6PGlc,3、 糖异生途径的前体 P113图1317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,生糖氨基酸:Ile、Leu、Tyr、Trp。 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。 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 参阅 P123 高浓度G6P抑制已糖激酶,活化G6P酶,抑制酵解,促进异生。 酵解和异生的控制点是F6P与F1,62P的
31、转化。 糖异生的关键调控酶是F1,62P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。,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。 酵解与异生途径,一个途径开放,另一途径就关。 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。 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 主要发生在肝脏、骨骼肌中。 (一)、 糖原分解代谢 1.糖原磷酸化酶,2.转移酶与去分枝酶 P115 图13-20,(二)、 糖原合成代谢 (1)、 UDP葡萄糖焦磷酸化酶 G1P + UTP UDP葡萄糖 + ppi. (2)、 糖原合成酶 a,有活性。 B,少活性。 新的Glc残基加在糖原引物的非还原端的Glc残基的羟基上,形成-.4糖苷键,被延长的糖原分子末端Glc残基上的羟基取代。 (3)、 分枝酶 糖原代谢的调节 P124,第六节 神经和激素对血糖代谢的控制 P127,肾上腺素抑制糖原合成:,肾上腺素促进糖原分解:,
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