糖代谢 生物化学

1、生物化学,糖代谢,（ 之三 ）,7.5 糖异生作用,（gluconeogenesis）,概 况 过 程 意 义 调 节,葡萄糖来源,高等植物葡萄糖的合成可有多个途径: 卡尔文循环（光合作用） 蔗糖、淀粉的降解 糖异生 动物体内葡萄糖的合成途径： 糖原的降解 糖异生,7.5 糖异生作用,一 糖异生作用的概念,定义： 由非糖物质(丙酮酸、草酰乙酸、乳酸)转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖（原）异生作用。,原料： 生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循环中的有机酸,部位： 肝脏（主要）及肾脏（饥饿时） 糖异生研究中最直接的证据来自动物实验：大鼠禁食24小时，肝中糖原从7%-1%，若喂乳酸、丙酮酸等糖原

2、的量会增加。,7.5 糖异生作用,二 糖异生作用的过程,基本上是糖酵解的逆过程 跨越三个能障 (energery barrier) 跨越一个膜障(membrane barrier),糖 酵 解 过 程：,葡萄糖,三个不可逆过程,丙酮酸,草酰乙酸（不能跨越 线粒体膜）,CO2+ATP+H2O,ADP+Pi,丙酮酸羧化酶(线粒体内）,丙酮酸,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,草酰乙酸,PEP(磷酸烯醇式丙酮酸）,GTP,GDP+CO2,PEP羧化激酶,1、丙酮酸 PEP,细胞质,线粒体,NADH+H+,NADH+H+,跨越一个膜障，一个能障,苹果酸脱氢酶,7.5 糖异生作用,丙酮酸转变为草酰乙酸：,+ C

3、O2 +ATP,消耗一分子ATP,草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸：,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶,7.5 糖异生作用,消耗一分子GTP,丙酮酸羧化支路：,7.5 糖异生作用,2、1，6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖+H2O 6-磷酸果糖+Pi 它避开了糖酵解过程重不可能进行的直接逆反应（形成ATP和6-磷酸果糖的吸能反应）将及其改变为释放无机磷的放能反应 3、6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 p156 6-磷酸葡萄糖+H2O 葡萄糖+Pi,果糖1,6二磷酸酶,葡萄糖6-磷酸酶,1,6-二磷酸果糖的水解：,底物循环,6-磷酸葡萄糖的水解：,底物循环,糖异生作用与膜障：,葡萄糖 - 6

4、 - 磷酸酶 果糖二磷酸酶-1 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,细胞质 细胞质 线粒体 细胞质、线粒体,糖异生作用的酶,存在部位,线粒体内膜不允许草酰乙酸自由透过，故此草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成“膜障”。,7.5 糖异生作用,线粒体中草酰乙酸的转运,糖异生,丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,乳酸、丙酮酸的糖异生作用,线粒体中草酰乙酸的转运,甘油的糖异生作用：,甘 油,葡萄糖,乳酸,三羧酸循环中有机酸的糖异生作用,三羧酸循环 中的有机酸,葡萄糖,6-P葡萄糖,6-P果糖,1，6-二P果糖,3-磷酸甘油醛,P-二羟丙酮,1，3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油

5、酸,PEP,丙酮酸,大多数氨基酸,乳酸,Cori循环,TCA的中间产物,糖异生途径及其前体,草酰乙酸,反刍动物体内乙酸、丙酸 丁酸,琥珀酰C0A,糖异生的能量计算？,P157 图25-3,？,？,葡萄糖,6-P葡萄糖,6-P果糖,1，6-二P果糖,3-磷酸甘油醛,P-二羟丙酮,2X1，3-二磷酸甘油酸,2X3-磷酸甘油酸,2X2-磷酸甘油酸,2XPEP,2丙酮酸,糖异生的能量计算？,消耗2ATP+2GTP,消耗2ATP,2NADH+2H+？,7.5 糖异生作用,三、糖异生作用的意义,在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定 补充糖原贮备 有利于乳酸的利用,7.5 糖异生作用,糖异生与血糖浓度：,消耗

6、100-150g葡萄糖/天,消耗40g 葡萄糖/天,人体储存的可供全身利用的糖仅150g左右 （不到12小时全部耗尽）,正常情况下 血糖浓度： 4.56.7mmo/L,禁食数周时 血糖浓度： 3.9mmo/L,在饥饿情况下糖异生对保证血糖浓度的相对恒定具有重要的意义,大脑,7.5 糖异生作用,糖异生与糖原贮备：,糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途径。,动物从饥饿后摄食数小时后，糖的分解代谢应加速而糖异生途径应被抑制，但此时肝内仍保持较高的糖异生活性达23小时，以参与糖原的合成。只有在肝内有一定量的糖原后，摄入的葡萄糖才分解供能，或提供乙酰CoA。,7.5 糖异生作用,肌肉中乳酸的利用：,肝脏

7、,肌肉,可立氏循环,由于乳酸主要是在肌肉组织经糖的无氧酵解产生，但肌肉组织糖异生作用很弱，且不能生成自由葡萄糖，故需将产生的乳酸转运至肝脏重新生成葡萄糖后再加以利用。 葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸，可经血循环转运至肝脏，再经糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用，这一循环过程就称为乳酸循环（Cori循环）。,7.5 糖异生作用,乳酸循环(cori cycle)：,定义：,意义： 防止乳酸堆积引起酸中毒 避免乳酸的浪费（有利于乳酸的再利用） 促进肝糖原的不断更新,肌糖原,乳酸循环,糖异生的意义：,1、有利于机体内糖来源不足时 维持 血糖浓度相对恒定 2、有利于乳酸的利用 (可立氏循环） 3、协助氨基酸代谢,维持酸碱平衡.,葡萄糖异生作用的调节,糖酵解作用 6-P果糖 糖异生作用,磷酸果糖激酶,果糖1.6-二磷酸酶,1、6-二磷酸果糖,PEP,丙酮酸,草酰乙酸,丙酮酸激酶,丙酮酸羧化酶,PEP羧激酶,G F-2、6BP AMP ATP 柠檬酸 H+,活化