生物化学Chapter9 糖代谢.pptVIP

二、糖异生作用 概念：由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程 原料：乳酸、甘油、丙酮酸和生糖氨基酸等 部位：主要在肝脏的细胞质中（肾在正常条件下异生能力只为肝脏的10%，长期饥饿或酸中毒时肾脏糖异生能力可大大增强）。 1、糖异生的生理意义： 糖异生作用是一个重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞和脑几乎完全靠血糖作能源，成人每天约需要160克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的（只能维持12小时），所以需要糖异生来补充糖的不足。 在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，乳酸的再利用，满足组织对糖的需要是十分重要的。 糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量，当体内糖供应不足时，机体会大量动员脂肪分解，此时会产生过多的酮体（乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮），而酮体则必须经过三羧酸循环才能彻底氧化，此时糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。 2、糖异生的途径： 糖异生途径基本上是糖酵解途径的逆过程。糖酵解途径与糖异生途径的多数反应是共有的，多数酶也是共同使用。 但有两方面不同： 1、糖酵解途径中己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶所催化的反应不可逆，在糖异生途径中必须有另外的反应和酶代替。 2、糖酵解在细胞质中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞质中进行。 G-6-P磷酸酶 丙酮酸激酶 该酶主要存在于肝脏中，而肌肉或脑组织中没有此酶存在，因此糖异生作用主要在肝脏中进行。 二磷酸果糖磷酸酶 底物循环（substrate cycle）：催化单向反应的酶所催化的两个底物互变的循环称为～。 F-6-P激酶-1 膜的障碍是通过OAA转变为苹果酸、天门冬氨酸来完成。 线粒体 TCA 磷酸烯醇式丙酮酸沿酵解途径逆向反应生成1,6-二磷酸果糖。这个过程要逾越一个能障，即从3-磷酸甘油酸转变成1,3-二磷酸甘油酸的过程中需要消耗一个ATP。 此途径克服了两大障碍：能量的障碍及膜的障碍。使糖酵解进行逆转，非糖物质转变成糖。 能量使用： 丙酮酸→草酰乙酸： - 1个ATP 草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸: - 1个GTP 甘油酸-3-P→甘油酸-1,3-BP : - 1个ATP ∴2丙酮酸→葡萄糖：- 6个ATP 糖异生作用的总反应式： 2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++6H2O → 葡萄糖+4ADP+2GDP+6Pi+2NAD+ 三、糖原的代谢的调节 一）糖原的分解与合成的调节 二）糖异生的调节 一）糖原的分解与合成的调节 调节点：磷酸化酶 糖原合酶 共价调节和变构调节两种方式 级联放大系统（cascade system）：通过一系列酶促反应将激素信号放大的连锁反应 1.共价修饰调节（肝） (有活性) (有活性) 糖原合成 糖原分解 2.变构调节 糖原磷酸化酶 AMP、A激酶Ca2+ 抑制 G-6-P ATP 激活 糖原合成酶 AMP、A激酶Ca2+ 抑制 G-6-P ATP 激活 二）糖异生的调节 F-6-P F-1,6-P2 6-磷酸果糖激酶-1 二磷酸果糖激酶-1 PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 乙酰COA ? F-1,6-P2 F-2,6-P2 F-2,6-P2 ? 胰高血糖素 ? ? ? 胰高血糖素 ? 胰高血糖素促进糖原的分解和糖的异生；胰岛素的作用相反。 1、氧化脱羧 2）通过转酮酶和转醛酶与EMP连接 转酮酶 转酮酶 转醛酶 （羟乙醛基） （二羟丙酮基） 2 2 2 3 3 3 2 3 3 3 6 6 6 6 6 6 4 5 2 经一系列反应： 6C6 5C5 + 6CO2 总反应： 6(G-6-P) 5(R-5-P) + 6CO2 + 12NADPH 二）磷酸己糖旁路生理意义： 1、为细胞供能 2、产生NADPH（EMP和TCA都不产生NADPH），为生物合成提供还原力； 3、维护红细胞及含巯基蛋白的正常 4、HMS是联系戊糖代谢的途径 5、中间产物为许多物质的合成提供原料 3)、维护红细胞及含巯基蛋白的正常 还原型谷胱甘肽作用： 1）保护某些巯基酶或蛋白质免受过氧化物（H2O2、O2˙ˉ 等）的损害。 维持谷胱甘肽（glutathione）还原状态: G-S-S-G（氧化型） （还原型）2G-SH 　　　　　NADPH+H+ NADP+ 　　　 2）维持红细胞膜的完整性： 红细胞缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶 磷酸戊糖途径受阻 NADPH+H+ G-SH 膜蛋白