糖代谢糖异生

糖异生 1 一 糖异生的前体物质 1)凡可生成 丙酮酸 的物质，包括 TCA的中间产 物 ，但乙酰 CoA不能作为糖异生的前体； 2)大多氨基酸是 生糖氨基酸 ，如 Ala, Glu, Asp, Ser, Cys, Gly, Arg, His, Thr, Pro, Gln, Asn, Met, Val等，分别变为丙酮酸、草酰乙酸、 -酮戊二 酸等进入糖异生； 2 一 糖元异生的前体物质 3)肌肉剧烈运动产生的 大量乳酸 ； 4)反刍动物分解纤维素产生的 乙酸、丙酸、丁 酸 等 5)奇数 脂肪酸分解产生的 琥珀酰 CoA等。 3 二 葡糖异生与糖酵解 哺乳动物 糖异生发生于 肝脏 ，异生过程似乎是酵 解过程的逆转反应，但实际过程也不完全可逆， 因为两者尽管享有七步共同的反应步骤（可逆反 应），但还有三步反应是不可逆的。 酵解过程的三步不可逆反应在体内不能被用于异 生，必需有不同的酶催化反应来逾越三步不可逆 反应。 4 1 糖酵解的三步不可逆反应 己糖激酶 1. Glucose+ATPG-6-P+ADP 磷酸果糖激酶 2. F-6-P+ATP F-1,6-dip+ADP 丙酮酸激酶 3. PEP+ADP Pyruvate+ATP 5 2 酵解和糖元异生是相反的过程 6 （ 1）从丙酮酸到 PEP 不能通过酵解的逆反应实现，需胞质和线 粒体酶的相互协作完成。 1） 丙酮酸进入线粒体，在 羧化酶 的作用下生 成 草酰乙酸 ； 2） 草酰乙酸不能过线粒体内膜，在 苹果酸脱 氢酶作用下生成苹果酸 ； 7 8 （ 1）从丙酮酸到 PEP 3） 苹果酸进入胞质，在 苹果酸脱氢酶 作用下 转变回 草酰乙酸 ； 4） 草酰乙酸在 PEP羧激酶 作用下生成 PEP。 9 Py到 PEP 10 丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸 草酰乙酸 苹果酸 PEP羧激酶 11 （ 2）果糖 -1,6-二磷酸 果糖 -6-磷酸 果糖 -1， 6-二磷酸酶 F-1,6-dip + H2O F-6-P + Pi 特殊意义： 避开 了糖酵解过程不可能进行的 直接逆反 应 ，将其改变成 释放 无机磷酸的放能反应 。 12 （ 3）葡萄糖 -6-磷酸 葡萄糖 葡萄糖 -6-磷酸酶 葡萄糖 -6-p + H2O 葡萄糖 + Pi 葡萄糖 -6-磷酸酶（ glucose-6-phosphatase) 存在于 肝 和 肾 细胞的内质网膜上； 肌肉 和 脑 细胞中不存在这种酶。 葡萄糖异生作用意义 在于 维持 血液中葡萄糖（ 血糖 ）浓度的 平衡 。 13 三 糖异生作用的能量消耗 2丙酮酸 + 4ATP + 2GTP +2NADH + 2H+ + 4H2O 葡萄糖 + 2NAD + + +3CO2 + 4ADP + 2GDP + 6Pi 糖酵解过程释放能量，因此葡萄糖异生作用需 要消耗额外的能量。整个过程消耗 6个高能磷 酸基，并用去两分子的 NADH 14 2 酵解和糖元异生是相反的过程 15 16 四 糖异生作用的调节 丙酮酸激酶、 丙酮酸羧化酶 和 磷酸烯醇式 丙酮酸羧激酶 之间的调节 磷酸果糖激酶（ PFK）和 果糖 -1， 6-二磷 酸酶 的调节 己糖激酶和 葡萄糖 -6-磷酸酶 的调节 17 四 糖异生作用的调节 l 1 乙酰 CoA是糖异生作用的重要促进剂 乙酰 CoA是丙酮酸羧化酶激活剂；是丙酮酸激 酶和丙酮酸脱氢酶的抑制剂。 l 2 AMP和柠檬酸是糖异生作用的重要效应物 果糖 -1， 6-二磷酸酶受 AMP抑制，被柠檬酸激 活 l 3果糖 -2， 6-二磷酸对糖异生作用的调节 磷酸果糖激酶和果糖 -2， 6-二磷酸酶的相对活 性决定了细胞内果糖 -2， 6-二磷酸的水平 18 *低血糖浓度对肝脏糖异生的影响 19 四 糖异生作用的调节 l 4 葡萄糖 -6-磷酸酶的控制 该酶仅受底物控制，无别构调节，因此不是一 个非常重要的调节部位 l 5 底物循环提供了代谢控制的机制 20 四 糖异生作用的调节 l 5 底物循环提供了代谢控制的机制 l （ 1）阻止了果糖 -1， 6-二磷酸的积累，使过多 的果糖 -1， 6-二磷酸变成糖原储存起来； l （ 2）哺乳动物的许多组织含有不完全的糖异生 酶，这些酶催化无效循环，产生的能量以热量释 放，保持了机体温度。如昆虫的飞翔肌等 21 五 糖异生的生理意义 1 在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定 2 回收乳酸分子中的能量 3 维持酸碱平衡 22 *乳酸的再利用和可立氏循环 Cori循环（乳酸 葡 萄糖的循环） 剧烈运动时产生的大量 乳酸 会迅速扩散到血液 ，随血流流至肝脏，先 氧化成 丙酮酸 ，再经过 糖异生作用转变为 葡萄 糖 ，进而补充血糖，也 可重新合成肌糖原被贮 存起来。 23 习题 l 1 肌肉糖原磷酸化酶完全缺乏个体（麦卡德尔 氏病）由于肌肉痉挛不能强烈运动。这种患者 的运动将导致细胞内 ADP和 Pi增加比正常者高 得多，而且在这些患者的肌肉中乳酸不会积累 。请解释麦氏病症这种化学的不平衡。 l 2 糖异生途径中消耗很多能量，多以 ATP和 GTP存在，请问消耗 ATP和 GTP的步骤是哪些 ，各消耗多少能量？ 24 习题 l 3 在无氧条件下，比较 1分子 G-1-P转变成 2分 子乳酸净产生的 ATP分子数和 2分子乳酸转变 成 1分子