糖异生ppt课件
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生物化学糖酵解糖异生和戊糖磷酸途径(共63张PPT)
糖
阶
消耗
段 2 ATP
⑤
Continue for
2nd phase
5
14-2b
丙糖阶段 生成
4 ATP &
2 NADH
发酵还包括
在无氧条件下
由丙酮酸继续
反应并最终生
成乳酸/乙醇
等
6
P28-3
Glc + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2 pyruvate + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
- 通常细胞内的[Glc] 仅为 4 mmol，故只有当[血糖] 很高时才能由Glc激酶在 肝脏活化Glc以合成糖原
(G6P → G1P → UDP-Glc)
8
(诱导契合) 与Glc的结合引发两个结构域相对转动17º而靠近(~8Å)，使被结合的Glc 与待结合的Mg2+-ATP更为接近，并相应阻断H2O进入活性位点水解ATP
2-PG
-
的[2,3-BPG]
高达5 mM，可调节
Hb对O2的亲和性
21
p532⑨
- 烯醇化酶 - 2-PG的 导致分子内能量重新分布…
2-PG和 的磷酰基水解∆G’o具有很大差值： 2-PG: -17.6 kJ/mol (→glycerate, as for 3-PG)
足以在下步反应中合
成ATP
有一羰基(利于负碳离子形成)
10
(重排异构 & E-碱性残基的交替广义酸-碱催化)
酶活性位点 碱性残基
吡喃葡糖开环
(cf. Fig. 11-4)
C2的H+移除促进顺
-烯二醇中间物的形
高中生物竞赛糖异生和其他代谢途径课件
31
至少有2种类型单糖运输蛋白参与催化单糖 从肠腔进入小肠上皮细胞
Na+ -单糖共运输蛋白系统:四聚体,每个单体 75k,对 D-Glc,α-甲基-D-Glc,D-Gal 专一
需要Na+伴随,跨膜运输所需要的能量来自细胞 膜两侧Na+浓度梯度, Na+在Na+ /K+泵催化下 离开细胞.
32
Glc跨膜运输是消耗ATP的主动过程,所需能 量来自细胞膜两侧Na+浓度梯度。
别位激活物.
PFK- 1 ATP+ 柠檬酸-
果糖-2磷酸酶
--抑制
胰高血糖素+ 果糖二磷酸酶2
FBPase 2
结果是PFK-1活性下 降，果糖二磷 酸 酶活性增高，1,6-
+ F – 1,6 - 2P Pi
-果糖-6-磷酸
2P-F转变为6-P-F 增多，有利于糖异
生，而胰岛素的作
用正相反。
20
• 胰岛素的作用: • 刺激糖原合成
消耗的160g葡萄糖中120g由脑消耗.
• 缺氧与缺糖对脑是致命的.
27
2、协助AA代谢 3、减轻或消除代谢性酸中毒 缺氧和一些疾病(如糖尿病)能导致体内酸
性物质堆积(乳酸和酮体),引起代谢性酸 中毒.如肾脏细胞内的糖异生,能增强质 子从体内排除. 4 、植物和某些微生物利用乙酰CoA作为糖 异生的前体,使得它们可以利用乙酸作为 唯一的碳骨架来源.
H2O 二磷酸果糖 磷酸酶
Pi
F-1，6-2P
F-6-P
ADP 果糖磷酸 ATP 激酶-1
5
3、丙酮酸羧化支路：
• 在EMP中，丙酮酸激酶 催化的反应是不可逆 的。
• ①胞液中的丙酮酸进 入线粒体，生成草酰 乙酸。
至少有2种类型单糖运输蛋白参与催化单糖 从肠腔进入小肠上皮细胞
Na+ -单糖共运输蛋白系统:四聚体,每个单体 75k,对 D-Glc,α-甲基-D-Glc,D-Gal 专一
需要Na+伴随,跨膜运输所需要的能量来自细胞 膜两侧Na+浓度梯度, Na+在Na+ /K+泵催化下 离开细胞.
32
Glc跨膜运输是消耗ATP的主动过程,所需能 量来自细胞膜两侧Na+浓度梯度。
别位激活物.
PFK- 1 ATP+ 柠檬酸-
果糖-2磷酸酶
--抑制
胰高血糖素+ 果糖二磷酸酶2
FBPase 2
结果是PFK-1活性下 降，果糖二磷 酸 酶活性增高，1,6-
+ F – 1,6 - 2P Pi
-果糖-6-磷酸
2P-F转变为6-P-F 增多，有利于糖异
生，而胰岛素的作
用正相反。
20
• 胰岛素的作用: • 刺激糖原合成
消耗的160g葡萄糖中120g由脑消耗.
• 缺氧与缺糖对脑是致命的.
27
2、协助AA代谢 3、减轻或消除代谢性酸中毒 缺氧和一些疾病(如糖尿病)能导致体内酸
性物质堆积(乳酸和酮体),引起代谢性酸 中毒.如肾脏细胞内的糖异生,能增强质 子从体内排除. 4 、植物和某些微生物利用乙酰CoA作为糖 异生的前体,使得它们可以利用乙酸作为 唯一的碳骨架来源.
H2O 二磷酸果糖 磷酸酶
Pi
F-1，6-2P
F-6-P
ADP 果糖磷酸 ATP 激酶-1
5
3、丙酮酸羧化支路：
• 在EMP中，丙酮酸激酶 催化的反应是不可逆 的。
• ①胞液中的丙酮酸进 入线粒体，生成草酰 乙酸。
糖异生
(胞液 胞液) 胞液
丙酮酸
羧化酶
羧激酶
PEP
羧激酶
草酰乙酸
NADH+H+ NAD+ NAD+
草酰乙酸
NADH+H+
草酰乙酸Βιβλιοθήκη 苹果酸苹果酸(线粒体) 线粒体)
天冬氨酸
天冬氨酸
糖异生
乳酸： 乳酸：
丙酮酸 粒体) 粒体) 天冬氨酸 (线
丙氨酸： 丙氨酸：
丙酮酸 粒体) 粒体) 苹果酸 (线
糖异生的生理意义
葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶 P OCH2 O
CH2OH
第2步 步
OH
HO
F-6-P
果糖双磷酸酶-1 果糖双磷酸酶 P OCH2O CH2O P
HO OH
磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶
F-1,6-2P
第1步 步
丙酮酸羧化 丙酮酸羧化酶
草酰 乙酸
丙酮酸 羧化支路
磷酸烯醇式丙酮酸（ 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP） ） 羧激酶
ADP
酵解途径中有3个由关键酶催化的不 酵解途径中有 个由关键酶催化的不 可逆反应。 在糖异生时， 可逆反应 。 在糖异生时 ， 须由另外 的反应和酶代替。 的反应和酶代替。
丙酮酸
ATP
已糖激酶
① ②
糖 酵 解
6-磷酸果糖 ③ 激酶-1
④ ⑤
糖
三个不可逆 ⑥ 反应
⑦ ⑧ ⑨
丙酮酸激酶 ⑩
⑾
乳酸
第3步 步
糖异生
糖异生的概念 糖异生途径 糖异生的调节 糖异生的生理意义
糖异生(gluconeogenesis)
• 异生：非糖物质合成糖原或糖原。 异生：非糖物质合成糖原或糖原。 物质合成糖原或糖原 • 部位：肝脏 部位：
丙酮酸
羧化酶
羧激酶
PEP
羧激酶
草酰乙酸
NADH+H+ NAD+ NAD+
草酰乙酸
NADH+H+
草酰乙酸Βιβλιοθήκη 苹果酸苹果酸(线粒体) 线粒体)
天冬氨酸
天冬氨酸
糖异生
乳酸： 乳酸：
丙酮酸 粒体) 粒体) 天冬氨酸 (线
丙氨酸： 丙氨酸：
丙酮酸 粒体) 粒体) 苹果酸 (线
糖异生的生理意义
葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶 P OCH2 O
CH2OH
第2步 步
OH
HO
F-6-P
果糖双磷酸酶-1 果糖双磷酸酶 P OCH2O CH2O P
HO OH
磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶
F-1,6-2P
第1步 步
丙酮酸羧化 丙酮酸羧化酶
草酰 乙酸
丙酮酸 羧化支路
磷酸烯醇式丙酮酸（ 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP） ） 羧激酶
ADP
酵解途径中有3个由关键酶催化的不 酵解途径中有 个由关键酶催化的不 可逆反应。 在糖异生时， 可逆反应 。 在糖异生时 ， 须由另外 的反应和酶代替。 的反应和酶代替。
丙酮酸
ATP
已糖激酶
① ②
糖 酵 解
6-磷酸果糖 ③ 激酶-1
④ ⑤
糖
三个不可逆 ⑥ 反应
⑦ ⑧ ⑨
丙酮酸激酶 ⑩
⑾
乳酸
第3步 步
糖异生
糖异生的概念 糖异生途径 糖异生的调节 糖异生的生理意义
糖异生(gluconeogenesis)
• 异生：非糖物质合成糖原或糖原。 异生：非糖物质合成糖原或糖原。 物质合成糖原或糖原 • 部位：肝脏 部位：
糖异生及糖原合成PPT课件
子的丙酮酸，则产生2分子的ATP。
11
糖异生途径的前体
• 凡是能生成丙酮酸的物质都可以变成葡
萄糖。但是丙酮酸脱氢酶是不可逆的— —乙酰辅酶A不能作为糖异生的前体。
• 大多数氨基酸都是生糖氨基酸。 • 一般认为在哺乳动物体内，脂肪酸不是
糖异生的前体。
12
糖异生和酵解的代谢协调控制
• 糖酵解和糖异生的控制点是6－磷酸果糖与1，6－
糖类的生物合成
1、糖异生：葡萄糖的生成 2、肝糖、淀粉、蔗糖的生物合成 3、植物中对二氧化碳的固定 4、植物中碳水化合物代谢的调节
1
1、糖异生：碳水化合物通过糖 异生途径经由简单的前体合成
1、一些三碳原子的化合物，譬如：乳酸、 甘油酸、甘油、3－磷酸甘油酸，作为糖 类（葡萄糖）合成的前体——糖异生。
• 然而在肝脏、肾脏的光面内质网上存在着一种
特殊的酶——葡萄糖－6－磷酸酶，该酶可以 催化6－磷酸葡萄பைடு நூலகம்水解为葡萄糖。
9
• 随后。生成的葡萄糖进入血液中。 • 该酶并不存在于肌肉细胞或脑细胞中，
因而这两个组织也不具备糖异生的功能。
• 6－磷酸葡萄糖的另一代谢途径是在肝脏
和肌肉中以糖原的形式存储起来。
所以，丙酮酸被转化为葡萄糖时，将有三 个非糖酵解步骤发生。
4
（1）丙酮酸被转化为磷酸烯醇 式丙酮酸
糖异生作用必须在高能状态下进行。 丙酮酸首先进入线粒体，在丙酮酸羧化酶
的催化下转化为草酰乙酸： 丙酮酸+HCO3-+ATP草酰乙酸+ADP 然后，草酰乙酸在线粒体中被转化为苹果
酸： 草酰乙酸+NADH+H+苹果酸+NAD+
2、在不同的生物有机体内糖异生的途径在 本质上是相同的。
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糖异生途径的前体
• 凡是能生成丙酮酸的物质都可以变成葡
萄糖。但是丙酮酸脱氢酶是不可逆的— —乙酰辅酶A不能作为糖异生的前体。
• 大多数氨基酸都是生糖氨基酸。 • 一般认为在哺乳动物体内，脂肪酸不是
糖异生的前体。
12
糖异生和酵解的代谢协调控制
• 糖酵解和糖异生的控制点是6－磷酸果糖与1，6－
糖类的生物合成
1、糖异生：葡萄糖的生成 2、肝糖、淀粉、蔗糖的生物合成 3、植物中对二氧化碳的固定 4、植物中碳水化合物代谢的调节
1
1、糖异生：碳水化合物通过糖 异生途径经由简单的前体合成
1、一些三碳原子的化合物，譬如：乳酸、 甘油酸、甘油、3－磷酸甘油酸，作为糖 类（葡萄糖）合成的前体——糖异生。
• 然而在肝脏、肾脏的光面内质网上存在着一种
特殊的酶——葡萄糖－6－磷酸酶，该酶可以 催化6－磷酸葡萄பைடு நூலகம்水解为葡萄糖。
9
• 随后。生成的葡萄糖进入血液中。 • 该酶并不存在于肌肉细胞或脑细胞中，
因而这两个组织也不具备糖异生的功能。
• 6－磷酸葡萄糖的另一代谢途径是在肝脏
和肌肉中以糖原的形式存储起来。
所以，丙酮酸被转化为葡萄糖时，将有三 个非糖酵解步骤发生。
4
（1）丙酮酸被转化为磷酸烯醇 式丙酮酸
糖异生作用必须在高能状态下进行。 丙酮酸首先进入线粒体，在丙酮酸羧化酶
的催化下转化为草酰乙酸： 丙酮酸+HCO3-+ATP草酰乙酸+ADP 然后，草酰乙酸在线粒体中被转化为苹果
酸： 草酰乙酸+NADH+H+苹果酸+NAD+
2、在不同的生物有机体内糖异生的途径在 本质上是相同的。
7糖异生ppt课件
苹果酸
天冬氨酸
α-酮戊二酸 谷氨酸
草酰乙酸运出线粒 体膜的方式
草酰乙酸
苹果酸
NAD+ NADH + H+
线 粒
ADP + Pi
ATP + CO2 丙酮酸羧化酶
体
丙酮酸
胞液
丙酮酸
6
苹果酸脱氢生成草酰乙酸 TCA循环
H2C COOH HO C COOH
H
苹果酸
NAD+
NADH+H+ H2C COOH
苹果酸脱氢酶 O C COOH
第三节 糖异生作用
（单糖的生物合成）
* 概念 糖异生作用是指以非糖物质作为前体合
成为葡萄糖的作用。
* 部位 主要在肝脏、肾脏细胞的胞浆及线粒体
* 原料 主要有乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸
1
Glu
ATP
ADP
G-6-P
一、糖异生的反应过程
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
⑶ 生理意义 ① 防止乳酸堆积引起酸中毒 ② 避免乳酸的浪费（有利于乳酸的再利用） ③ 促进肝糖原的不断更新
16
2
糖 酵 解 过 程：P124-126
己糖激酶
ATP ADP
磷酸果糖激酶
ATP ADP
三 葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
个 不
2×乳酸
可 逆 过
2×丙酮酸
磷酸二羟丙酮 2×NADH+ 2H+ 2×NAD+
3-磷酸甘油醛 2×Pi
程 2×1,3-二磷酸甘油酸
糖异生的概念
糖皮质激素
升高血糖，增加肝糖原。作用机制：
1. 促进肌肉蛋白质分解，产生的氨基酸 转移到肝进行糖异生
2. 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖， 抑制点为丙酮酸的氧化脱羧。
3. 使其他促进脂肪动员的激素发挥最大效果
整理ppt
27
肾上腺素
• 强有力的升高血糖激素，在应激状态下发挥作 用。
• 作用机制：
通过肝和肌肉的细胞膜受体、cAMP 、蛋白激 酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。
•胰岛素: 作用相反
•2，6-二磷酸果糖目前被认为是肝内调节糖的 分解或糖异生方向的主要信号。
整理ppt
15
第二个底物循环
磷酸烯醇型丙酮酸
草酰乙酸
丙酮酸羧化酶 +
1,6-二磷酸果糖
+ 丙酮酸激酶
丙酮酸
– 丙酮酸脱氢酶复合体
乙酰CoA
整理ppt
16
1. 丙酮酸激酶
（1）1,6-双磷酸果糖是丙酮酸激酶的别构激活剂 胰高血糖素→2,6-双磷酸果糖↓→ 1,6-双磷酸果糖 ↓ （2）胰高血糖素→ cAMP →丙酮酸激酶磷酸化失活 （3）丙酮酸激酶可被丙氨酸（糖异生原料）抑制。
2. 丙酮酸羧化酶
（1）乙酰CoA存在，丙酮酸羧化酶才有活性。 （2）乙酰CoA对丙酮酸脱氢酶有抑制作用。
整理ppt
17
糖异生的生理意义
• 维持血糖浓度恒定：
• 保证某些主要依赖葡萄糖供能的组织的功能具有重要 意义
• 补充肝糖原
机体摄入的葡萄糖先分解为丙酮酸、乳酸等三碳化合 物，后者再异生成糖原的途径称为三碳途径，也称之 为间接途径
COOH
丙酮酸羧化酶
COOH
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 COOH
医学课件磷酸戊糖途径 糖异生及糖原合成
葡萄糖 + ATP
6-磷酸葡萄糖+ADP
（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖
OH
O P O CH2
OH
O
HO CH2 O OH
OH OH
OH 磷酸葡萄糖变位酶 OH OH
OP O
OH
OH HO
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
(四) 磷酸戊糖途径的调节
最重要的调节因素是：NADP+的水平
餐后的兔肝胞浆中， NADP+/NADPH的比值为0.014 某些条件下， NADP+/NADPH的 比值为700
糖的合成
一、单糖的合成 （一）糖异生概念： 主要指由非糖物质转变成葡萄糖 或糖原的过程
（二）过程
糖异生主 要途径和 关键反应
CHO C OH C OH
CH2OPO3H2
3-磷酸甘油醛
CO
glyceraldehyde 3-phosphate
HO C
H
H C OH
ribulose 5-phosphate CH2OPO3H2
4-磷酸赤藓糖
erythrose 4-phosphate
H C OH
CH2OPO3H2
6-磷酸果糖
Fructose
一、磷酸戊糖途径的概念
以6-葡萄糖开始，在6-磷酸葡 萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄 糖酸，进而代谢生成磷酸戊糖为中 间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途 径。
磷酸戊糖途径 (phosphopentose pathway) 又称磷酸已糖旁路 (hexose monophosphate shunt,HMS) 或Warburg-Dikens途径。
糖异生
2、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和PEP羧激酶的调节：
高水平的ATP和Ala抑制丙酮酸激酶，从而抑制糖酵 解；由于该情况下乙酰CoA亦是充裕的，则活化丙酮酸 羧化酶，有助于糖异生的进行。反之，在细胞供能状 态较低时，ADP水平较高，则抑制丙酮酸羧化酶和PEP 羧激酶，关闭糖异生作用。 丙酮酸激酶被F-1、6BP活化（前馈激活），即需要糖 酵解加速时该酶的活性被提高。 当饥饿时，由于血糖水平低，激素胰高血糖素释放， 引起cAMP的级联作用，使丙酮酸激酶发生磷酸化， 从而失去活性，抑制糖酵解。
葡萄糖
2×乳酸
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮
2×NADH+ 2H+ 2×NAD+ 2×丙酮酸
3-磷酸甘油醛 2×Pi
2×1,3-二磷酸甘油酸
2×烯醇式丙酮酸 2×ATP 2×ADP 2×磷酸烯醇式丙酮酸 2× 2-磷酸甘油酸 2×H2O 2×ADP 2×ATP
2× 3-磷酸甘油酸
六、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
七. 乳酸循环（可立氏循环，Cori 循环）
+H+
Cori循环—在激烈运动时，糖酵解作用产生的NADH的速度超出通过呼吸链 再形成NAD+的能力。这时肌肉中酵解过程形成的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为 乳酸使NAD+再生，这样糖酵解作用才能继续提供ATP。肌肉细胞内的乳酸扩 散到血液并随着血流进入肝脏细胞，在肝脏中通过糖异生途径转变为葡萄 糖，又回到血液，随血流供应肌肉和脑对葡萄糖的需要。这个循环过程称 Cori循环 乳酸循环的生理意义：促进乳酸再利用，更新肝糖原，防止酸中毒
糖异生
二、糖异生作用与乳酸的作用密切关系
在激烈运动时，肌肉糖酵解生成大量乳酸，后者经血液运到肝脏可再合成肝糖原和葡萄糖，因而使不能直接 产生葡萄糖的肌糖原间接变成血糖，并且有利于回收乳酸分子中的能量，更新肌糖原，防止乳酸酸中毒的发生。
三、协助氨基酸代谢
实验证实进食蛋白质后，肝中糖原含量增加；禁食、晚期糖尿病或皮质醇过多时，由于组织蛋白质分解，血 浆氨基酸增多，糖的异生作用增强，因而氨基酸成糖可能是氨基酸代谢的主要途径。
糖异生( gluconeogenesis)又称为葡糖异生,是由简单的非糖前体(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为糖 (葡萄糖或糖原)的过程。糖异生不是糖酵解的简单逆转。虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的七步近似 平衡反应的逆反应,但还必须利用另外四步酵解中不曾出现的酶促反应,绕过糖酵解过程中不可逆的三个反应。糖 异生保证了机体的血糖水平处于正常水平。糖异生的主要器官是肝。肾在正常情况下糖异生能力只有肝的1/10， 但长期饥饿时肾糖异生能力可大为增强 。
3、Cori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。这一乳酸——葡萄糖的循环过程称 为Cori循环或乳酸循环。
4、反刍动物糖异生途径十分活跃，牛胃中的细菌分解纤维素成为乙酸、丙酸、丁酸等奇数脂肪酸可转变成 为琥珀酰CoA参加糖异生途径合成葡萄糖。
原料
原料
1、凡是能生成草酰乙酸的物质都可以变成葡萄糖。例如三羧酸循环的中间物，柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊 二酸、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸都可以转变成草酰乙酸而进入糖异生途径。
2、大多数氨基酸是生糖氨基酸如丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、组氨 酸、苏氨酸、脯氨酸、谷胺酰胺、天冬酰胺、甲硫氨酸、缬氨酸等，它们可转化成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙 酸等三羧酸循环中间物参加糖异生途径。
在激烈运动时，肌肉糖酵解生成大量乳酸，后者经血液运到肝脏可再合成肝糖原和葡萄糖，因而使不能直接 产生葡萄糖的肌糖原间接变成血糖，并且有利于回收乳酸分子中的能量，更新肌糖原，防止乳酸酸中毒的发生。
三、协助氨基酸代谢
实验证实进食蛋白质后，肝中糖原含量增加；禁食、晚期糖尿病或皮质醇过多时，由于组织蛋白质分解，血 浆氨基酸增多，糖的异生作用增强，因而氨基酸成糖可能是氨基酸代谢的主要途径。
糖异生( gluconeogenesis)又称为葡糖异生,是由简单的非糖前体(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为糖 (葡萄糖或糖原)的过程。糖异生不是糖酵解的简单逆转。虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的七步近似 平衡反应的逆反应,但还必须利用另外四步酵解中不曾出现的酶促反应,绕过糖酵解过程中不可逆的三个反应。糖 异生保证了机体的血糖水平处于正常水平。糖异生的主要器官是肝。肾在正常情况下糖异生能力只有肝的1/10， 但长期饥饿时肾糖异生能力可大为增强 。
3、Cori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。这一乳酸——葡萄糖的循环过程称 为Cori循环或乳酸循环。
4、反刍动物糖异生途径十分活跃，牛胃中的细菌分解纤维素成为乙酸、丙酸、丁酸等奇数脂肪酸可转变成 为琥珀酰CoA参加糖异生途径合成葡萄糖。
原料
原料
1、凡是能生成草酰乙酸的物质都可以变成葡萄糖。例如三羧酸循环的中间物，柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊 二酸、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸都可以转变成草酰乙酸而进入糖异生途径。
2、大多数氨基酸是生糖氨基酸如丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、组氨 酸、苏氨酸、脯氨酸、谷胺酰胺、天冬酰胺、甲硫氨酸、缬氨酸等，它们可转化成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙 酸等三羧酸循环中间物参加糖异生途径。
ch糖异生和糖原代谢(共99张PPT)
糖原作为重要的能量贮存形式具有以下特点。 首先，糖原可作为维持血糖水平稳定的缓冲 剂; 其次，糖原易于动员，是突发剧烈活动的 能量来源; 第三，葡萄糖可以在无氧条件下供 能。
糖原代谢概述
机体贮存糖原的器官主要是肝脏和肌肉。在 肝脏，糖原的代谢调节是为了维持血糖水平 的稳定。在肌肉，糖原的代谢调节是为了满 足自身的能量需求。
6.1 糖异生
6.2 糖原的分解
6.3 糖原的合成
6.4 糖醛酸途径
6.5 糖代谢途径的相互协调调节
6.1 糖异生（Gluconeogenesis）
6.1.1 概述
由非糖化合物转化为葡萄糖的过程称为糖异 生。非糖化合物主要是丙酮酸、乳酸、甘油 、氨基酸等。
糖异生存在于所有生物体中。从磷酸烯醇式 丙酮酸到葡萄糖-6-磷酸是共同的途径。
-GTP 线粒体PEP羧激酶
表现为同一调节因子对两条途径相应的酶作用相反。
（synthases and synthetases）
5抑糖制代肝丙谢外酮途组径酸织的摄羧相取化互和调酶利节用葡萄糖。
-ATP
-ATP
从丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的两条途径
3 糖原分解和糖原合成之间的协调控制
PFK-2，FBPase-2酶活性受胰高血糖素通过磷酸化/去磷酸化来调节。
平衡。
② 从果糖-1,6-双磷酸转变为果糖-6-磷酸
Fructose 1,6bisphosphatase
放能反应
③ 从葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖Glucose6-phophatase放能反应
➢葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝脏和肾脏。在大多数 组织中，糖异生终止于生成葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖6-磷酸可用于其他途径，主要是合成糖原。只有在这 肝脏和肾脏这两种组织中，才可以通过糖异生途径获
糖原代谢概述
机体贮存糖原的器官主要是肝脏和肌肉。在 肝脏，糖原的代谢调节是为了维持血糖水平 的稳定。在肌肉，糖原的代谢调节是为了满 足自身的能量需求。
6.1 糖异生
6.2 糖原的分解
6.3 糖原的合成
6.4 糖醛酸途径
6.5 糖代谢途径的相互协调调节
6.1 糖异生（Gluconeogenesis）
6.1.1 概述
由非糖化合物转化为葡萄糖的过程称为糖异 生。非糖化合物主要是丙酮酸、乳酸、甘油 、氨基酸等。
糖异生存在于所有生物体中。从磷酸烯醇式 丙酮酸到葡萄糖-6-磷酸是共同的途径。
-GTP 线粒体PEP羧激酶
表现为同一调节因子对两条途径相应的酶作用相反。
（synthases and synthetases）
5抑糖制代肝丙谢外酮途组径酸织的摄羧相取化互和调酶利节用葡萄糖。
-ATP
-ATP
从丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的两条途径
3 糖原分解和糖原合成之间的协调控制
PFK-2，FBPase-2酶活性受胰高血糖素通过磷酸化/去磷酸化来调节。
平衡。
② 从果糖-1,6-双磷酸转变为果糖-6-磷酸
Fructose 1,6bisphosphatase
放能反应
③ 从葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖Glucose6-phophatase放能反应
➢葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝脏和肾脏。在大多数 组织中，糖异生终止于生成葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖6-磷酸可用于其他途径，主要是合成糖原。只有在这 肝脏和肾脏这两种组织中，才可以通过糖异生途径获
【课件】糖异生作用和糖原的合成
称为乳酸循环，或 Cori循环
糖异生活跃 有6-磷酸葡糖酶
糖异生低下 没有6-磷酸葡糖酶
葡萄糖的异生作用
(二) 乳酸循环(Cori循环) 乳酸循环的意义 1、 乳酸循环是一个耗能的过程 2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP
ATP
己糖激酶
ADP
磷酸果糖 ATP 激酶Ⅰ ADP
葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
NADH+ H+
1,3-二磷酸甘油酸 ADP
GDP ATP
三磷酸甘油酸
GTP
草酰乙酸
线粒体
ADP
丙酮酸羧化酶
ATP
磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶 丙酮酸
2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H2O→葡萄糖 +2NAD++4ADP+2GDP+6Pi
葡萄糖的异生作用
(二) 乳酸循环(Cori循环) 肝
糖原的合成
一 、 糖 原 的 合 成 由葡萄糖合成糖原的过程
糖原储存的主要器官及生理意义 肌肉：肌糖原，180 ~ 300g，供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原， 70 ~ 100g，维持血糖水平
合成部位
组织定位：主要在肝脏、骨骼肌 细胞定位：胞浆 合成阶段：葡萄糖的活化+直链/支链的形成
糖原的合成
ADP
磷酸果糖激酶1 糖酵解途径
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
糖的异生作用 1,6-二磷酸果糖酶
H3PO4
H2O
ATP
己糖激酶
ADP
磷酸果糖 ATP 激酶Ⅰ ADP
葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖
糖异生-ppt课件
丙酮酸, 乳酸, 甘油, 生糖氨基酸，所有TCA循环的中间物 偶数脂肪酸不行! 因为偶数脂肪酸氧化只能产生乙酰CoA，而乙酰CoA不能提供葡萄糖的净合成
7
二 糖异生与糖酵解的比较 ☺ 并不是糖酵解的简单逆转，其原因是：
– 一是因为糖酵解有三步不可逆反应 (糖酵解的总 G = -74 kJ/mol ) – 二是抑
19
20
四 其它物质进入糖异生的途径
21
Cori循环和Ala循环
22
第二节 糖异生的生理学功能 ☆ 补充血糖，维持血糖浓度的稳定。 ☆ 减轻或消除代谢性酸中毒。 ☆ 能使某些植物和微生物以乙酸作为唯一碳源。
23
2、非氧化分子重排阶段
6 核酮糖-5-P
5 果糖-6-P
5 葡萄糖-6-P
5
糖异生 泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质净合成葡萄糖的过程。它主要发生在动物的肝脏（
80％）和肾脏（20％），是动物细胞自身合成葡萄糖的唯一手段。植物和某些微生物 也可以进行糖异生。
6
第一节 糖异生的化学反应 一 糖异生的底物
制，否则就会陷入无效循环之中。
8
9
糖异生与糖酵解途径的比较
某些反应“借用于糖酵解”，某些反应是新的 ☺ 糖异生保留了糖酵解途径中的所有可逆反应（第二步，第四步～第九步） ☺ 属于自己的新反应只有四步反应。在这四步反应中，有两步反应被用来克
服糖酵解的最后一步不可逆反应，其余两步反应用来克服糖酵解的第三步 和第一步不可逆反应。 ☺ 新的反应也提供了新的调控机制
10
三 糖异生中几步重要反应和酶 1 丙酮酸羧化酶
• 糖异生的第一步反应 • 存在于线粒体基质，需要生物素辅基 • 由ATP驱动羧化反应
11
7
二 糖异生与糖酵解的比较 ☺ 并不是糖酵解的简单逆转，其原因是：
– 一是因为糖酵解有三步不可逆反应 (糖酵解的总 G = -74 kJ/mol ) – 二是抑
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20
四 其它物质进入糖异生的途径
21
Cori循环和Ala循环
22
第二节 糖异生的生理学功能 ☆ 补充血糖，维持血糖浓度的稳定。 ☆ 减轻或消除代谢性酸中毒。 ☆ 能使某些植物和微生物以乙酸作为唯一碳源。
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2、非氧化分子重排阶段
6 核酮糖-5-P
5 果糖-6-P
5 葡萄糖-6-P
5
糖异生 泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质净合成葡萄糖的过程。它主要发生在动物的肝脏（
80％）和肾脏（20％），是动物细胞自身合成葡萄糖的唯一手段。植物和某些微生物 也可以进行糖异生。
6
第一节 糖异生的化学反应 一 糖异生的底物
制，否则就会陷入无效循环之中。
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9
糖异生与糖酵解途径的比较
某些反应“借用于糖酵解”，某些反应是新的 ☺ 糖异生保留了糖酵解途径中的所有可逆反应（第二步，第四步～第九步） ☺ 属于自己的新反应只有四步反应。在这四步反应中，有两步反应被用来克
服糖酵解的最后一步不可逆反应，其余两步反应用来克服糖酵解的第三步 和第一步不可逆反应。 ☺ 新的反应也提供了新的调控机制
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三 糖异生中几步重要反应和酶 1 丙酮酸羧化酶
• 糖异生的第一步反应 • 存在于线粒体基质，需要生物素辅基 • 由ATP驱动羧化反应
11
糖异生
2XPEP 2丙酮酸
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
糖异生与血糖浓度：
正常情况下 血糖浓度： 4.5～6.7mmo/L 禁食数周时 血糖浓度： ～3.9mmo/L
消耗100-150g 葡萄糖/天
红细胞、骨髓 肾髓质、神经 视 网 消耗40g 膜 葡萄糖/天
乳酸循环(cori cycle)：
定义：
血糖
肌糖原 乳酸循环 肝糖原 血乳酸
意义：
① 防止乳酸堆积引起酸中毒 ② 避免乳酸的浪费（有利于乳酸的再利用）
③ 促进肝糖原的不断更新
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.
（ 之三 ）
（gluconeogenesis）
概况 过程 意义 调节
葡萄糖来源
1. 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
2. 动物体内葡萄糖的合成途径：
糖原的降解 糖异生
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、丙酮酸等糖原的量会增加。
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：
糖异生的概念
整理ppt
4
Glu
ATP
ADP
G-6-P
一、糖异生途径
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
* 过程
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
➢ 糖异生途径与酵解途径大多数反应 是共有的、可逆的；
整理ppt
22
血糖的来源与去路
整理ppt
23
血糖水平的调节
•血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代谢 协调的结果，也是肝、肌肉、脂肪组织等各器 官组织代谢协调的结果。
•机体的各种代谢以及各器官之间能这样精确 协调，以适应能量、燃料供求的变化。
•主要依靠激素的调节，酶水平的调节是最基 本的调节方式和基础：
• 调节酸碱平衡
整理ppt
18
葡萄糖
糖 异 生 途 径
丙酮酸
NADH NAD+
乳酸
肝
葡萄糖
乳酸
血液
整理ppt
葡萄糖
糖 酵 解 途 径
丙酮酸
NADH NAD+
乳酸
肌肉
19
乳酸循环
•概念：肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖酵
解产生乳酸，因为肌肉内糖异生活性低，所以乳酸 通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生 为葡萄糖，葡萄糖入血后又可被肌肉摄取，这就构 成了一个循环，成为乳酸循环，也叫Cori循环。
整理ppt
24
胰岛素
• 降低血糖：
1. 促进葡萄糖转运入细胞内。
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.
5
糖 酵 解 过 程：
三
ATP ADP
个 葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
ATP 6-磷酸果糖
ADP 1,6-二磷酸果糖
不
2×乳酸
可
逆
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
过
2×丙酮酸 2×NADH+ 2H+ 2×NAD+
2×Pi
程
2×1,3-二磷酸甘油酸
2×烯醇式丙酮酸 2×ATP
2×ADP
2×ADP
2×磷酸烯醇式丙酮酸
糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途 径。
.
23
肌肉中乳酸的利用： 血糖
糖原
葡萄糖
乳酸
丙酮酸
肝脏
肌肉
糖原 葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶
H3PO4
H2O
.
13
糖异生作用与膜障：
糖异生作用的酶
存在部位
葡萄糖 - 6 - 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
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”。
.
14
6-磷酸葡萄糖+H2O
葡萄糖+Pi
.
11
1,6-二磷酸果糖的水解：
ATP
底物循环
磷酸果糖激酶-1
ADP
糖的分解代谢
6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖
糖的异生作用
果糖二磷酸酶-1
H3PO4
H2O
.
12
6-磷酸葡萄糖的水解：
底物循环
ATP
己糖激酶
(肝)
ADP
糖的分解代谢
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
肝 糖的异生作用
GTP
GDP+CO
2
跨越一个膜障，一个能障
.
7OOH
+ CO2 +ATP 丙酮酸羧化酶H 2 C 生物素、Mg 2+ C=O
+ ADP + Pi
消耗一分子ATP
COOH
丙酮酸 + CO2 + ATP
草酰乙酸 + ADP + Pi
.
8
草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸：
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、丙酮酸等糖原的量会增加。
.
4
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)
2× 草酰乙酸
2× 磷酸烯醇式丙酮酸
2× 草酰乙酸
2× 丙酮酸
2× 丙酮酸
乳酸、丙酮酸的糖异生作用
.
2× 乳酸 16
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
甘油
ATP
1，6-二磷酸果糖
ADP
甘油激酶
磷酸甘油
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
磷酸甘油脱氢酶
NAD+
NADH+H+
甘油的糖异生作用：
.
乳酸
17
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
ADP
ATP
丙酮酸
ATP CO2
.
10
2、1，6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖+H2O果糖1,6二磷6-酸磷酶酸果糖+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
葡萄糖－6-磷酸酶
乙酸、丙酸
？
丁酸
3-磷酸甘油酸
？ 糖异生的能量计算
2-磷酸甘油酸
琥珀酰C0A
乳酸
？
Cori循环
PEP
丙酮酸
.
草酰乙酸 TCA的中间产物 大多数氨基酸
19
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
糖异生的能量计算？
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
？ 2NADH+2H+
2X1，3-二磷酸甘油酸 2X3-磷酸甘油酸
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
红细胞、骨髓 肾髓质、神经
视 网 消耗40g 膜 葡萄糖/天
即使在饥饿时，机体也需 消耗一定量的葡萄糖 （～200g/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）
.
22
糖异生与糖原贮备：
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2～3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。
6-磷酸果糖
苹果酸
1，6-二磷酸果糖
三羧酸循环 中的有机酸
苹果酸 2× 磷酸烯醇式丙酮酸
草酰乙酸
2× 丙酮酸
三羧酸循环中有 机酸的糖异生作用
.
2× 乳酸
18
葡萄糖
P157 图25-3
6-P葡萄糖 6-P果糖
糖异生途径及其前体
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
反刍动物体内
1，3-二磷酸甘油酸
2× 2-磷酸甘油酸
2×ATP 2× 3-磷酸甘油酸
2×H2O
.
6
1、丙酮酸 PEP
细胞质
线粒体
丙酮酸羧化酶(线粒体内）
丙酮酸
丙酮酸
NADH+H+
CO2+ATP+
草酰乙酸 苹果酸 H2O
草酰乙酸（不能跨越
ADP+Pi 线粒体膜）
NADH+H+ 苹果酸 苹果酸脱氢酶
PEP羧化激酶
草酰乙酸
PEP(磷酸烯醇式丙酮酸）
（ 之三 ）
.
1
（gluconeogenesis）
概况 过程 意义 调节
.
2
葡萄糖来源
1. 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
2. 动物体内葡萄糖的合成途径：
糖原的降解 糖异生
.
3
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
丙酮酸
苹果酸
线
草酰乙酸 细
粒
磷酸烯醇 式丙酮酸
胞
体
质
内
羧激酶
天冬氨酸
膜
磷酸烯醇式 丙酮酸
糖异生
.
丙酮酸
苹果酸
丙酮酸羧化酶
线
粒 草酰乙酸
体 基 质
天冬氨酸
磷酸烯醇式 丙酮酸
线粒体中草 酰乙酸的转运
15
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
线粒体中草 酰乙酸的转运
2× 苹果酸
1，6-二磷酸果糖
2× 苹果酸
消耗2ATP
2X2-磷酸甘油 酸
消耗2ATP+2GTP
2XPEP
2丙酮酸
.
20
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
.
21
糖异生与血糖浓度：
正常情况下 血糖浓度： 4.5～6.7mmo/L
消耗100-150g 葡萄糖/天
禁食数周时
血糖浓度：
大脑
～3.9mmo/L
COOH
H 2C C=O COOH
草酰乙酸
GTP
GDP CO2
CH2
磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶
CO COOH
PO 3H 2
消耗一分子
GTP
磷酸烯醇式丙酮酸
草酰乙酸 + GTP 磷酸烯醇式丙酮酸 + GDP + CO2
.
9
葡萄糖
丙酮酸羧化支路：
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
CO2 GDP
GTP
草酰乙酸
磷酸磷醇式丙酮酸 羧激酶