第18章葡萄糖异生途径

18基本要求掌握糖异生作用的过程、意义和调控。

重点目录一、糖的异生糖的异生gluconeogenesis是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。

糖异生的途径基本上是糖酵解的逆转糖酵解中有三步反应是不可逆的。

部位原料主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸一、糖异生途径定义过程酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。

在糖异生时须由另外的反应和酶代替。

糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的糖异生途径gluconeogenic pathway指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。

GluG-6-PF-6-PF-16-2PATPADPATPADP13-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NADNADHHADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸dipFPFPFK616PyPEPPy激酶??前面二个反应的逆反应可由相应的酯酶催化PiGPG酶酯6G-6-PH2O??由Py→PEP需二个酶的催化F-16-dipH2OPiPFdipF661酶酯PGG6已糖激酶能障1、丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸PEP丙酮酸草酰乙酸PEP ATP ADPPi CO2 ①GTP GDPCO2 ②①丙酮酸羧化酶pyruvate carboxylase辅酶为生物素反应在线粒体②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶反应在线粒体、胞液磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶PEPCK在不同生物细胞内定位不同有的在线粒体基质和细胞液中均存在如人类有的仅存在于细胞液如鼠有的仅存在于线粒体如兔。

??PEPCK存在于线粒体基质其生成的PEP可通过内膜上的运输体运出线粒体??PEPCK存在于细胞液草酰乙酸不能直接透过内膜需要一个特殊的转运系统。

GPEPPyOAA在线粒体内Py羧化酶CO2ATPADPPiGDPGTPCO2PEP羧激酶在胞浆能自由进出线粒体通过苹果酸穿梭进出线粒体草酰乙酸天冬氨酸出线粒体天冬氨酸草酰乙酸※草酰乙酸转运出线粒体出线粒体苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP CO2ADP Pi 苹果酸NADH H NAD 天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP CO2 线粒体胞液2、果糖二磷酸磷酸酶催化的反应3、葡萄糖-6-磷酸在葡萄糖6-磷酸酶催化下水解为葡萄糖糖异生途径总览葡糖异生和糖酵解作用中酶的差异糖酵解作用葡糖异生己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶葡萄糖6-磷酸酶果糖-16-二磷酸磷酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶丙酮酸羧化酶2丙酮酸葡萄糖2丙酮酸2PEP2 ATP×2423-P-甘油酸213-BP-甘油酸1×22共计6分子ATP丙酮酸通过糖异生形成一个G消耗多少个ATP非糖物质进入糖异生的途径⑴糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物生糖氨基酸α-酮酸-NH2 甘油α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸2H ⑵上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径异生为葡萄糖或糖原6-磷酸果糖16-双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-1 果糖二磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶己糖激酶ATP ADP Pi PEP丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶ADP ATPCO2ATPADPPi GTP磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDPPiCO2 在这三个不可逆反应过程中作用物的互变分别由不同酶催化其单向反应这种互变循环称之为底物循环substratecycle。

二、糖异生的调节因此有必要通过调节使糖异生途径与酵解途径相互协调主要是对前述底物循环中的后2个底物循环进行调节。

当两种酶活性相等时则不能将代谢向前推进结果仅是ATP分解释放出能量因而称之为无效循环futilecycle。

6-磷酸果糖16-双磷酸果糖ATP ADP 6-磷酸果糖激酶-1 Pi 果糖二磷酸酶-1 26-二磷酸果糖AMP 1. 6-磷酸果糖与16-二磷酸果糖之间26-二磷酸果糖是PFK-1的激活剂、促进酵解胰高血糖素使磷酸果糖激酶-2PFK-2磷酸化失活促进糖异生2. 磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间PEP 丙酮酸ATP ADP 丙酮酸激酶16-二磷酸果糖丙氨酸乙酰
CoA 草酰乙酸??乙酰CoA刺激丙酮酸羧化酶活性促进糖异生??ADP刺激酵解抑制
丙酮酸羧化酶??ATP抑制丙酮酸激酶酵解促进糖异生。

反应物调节??1当肝细胞内甘油氨基酸乳酸及丙酮酸等糖异生的原料增高时糖异生作用增强。

??2ATP可抑制磷酸果糖激酶激活果糖二磷酸酶而ADP和AMP的作用正好与ATP相反。

故ATP能促进糖异生ADP与AMP则抑制糖异生。

乳酸循环克立氏循环葡萄糖丙酮酸乳酸葡萄糖丙酮酸乳酸乳酸葡萄糖NADHNADH肝血液肌肉糖异生糖酵解肌肉产生的乳酸可通过乳酸循环生成葡萄糖乳酸脱氢酶三、糖异生的生理意义1、维持血糖浓度恒定2、补充肝糖原3、调节酸碱平衡乳酸异生为糖习题查看解析解析1、在肝脏中2 mol乳酸转变成1 mol葡萄糖需要消耗多少mol的高能化合物A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 在肝脏中2 mol乳
酸在乳酸脱氢酶作用下生成2 mol 丙酮酸和2 mol NADH2 mol 丙酮酸沿糖异生途
径转变成1 mol 葡萄糖时需要消耗2 mol GTP、4 mol ATP、2 mol NADH因此2 mol 乳酸转变成1 mol 葡萄糖需要消耗6 mol 高能化合物。

答案D1血糖的来源食物淀粉的消化吸收为血糖的主要来源贮存的肝糖原分解是空腹时血糖的主要来源非糖物质如甘油、乳酸、大多数氨基酸等通过糖异生转变而来。

2血糖的去路糖的氧化分解供能是糖的主要去路在肝、肌肉等组织合成糖原是糖的贮存形式转变为非糖物质如脂肪、非必需氨基酸等转变成其他糖类及衍生物如核糖、糖蛋白等血糖过高时可由尿排出。

查看解析解析2、简述血糖的来源和去路人体如何维持血糖水平的恒定3人体血糖水平的稳定主要靠胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等激素来调节。

血糖水平低时刺激胰高血糖素、肾上腺素的分泌促进糖原分解和糖异生作用、抑制葡萄糖的氧化分解使血糖水平升高。

当血糖水平较高时刺激胰岛素分泌促进糖原合成、抑制糖异生作用加快葡萄糖的氧化分解从而使血糖水平下降。

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