糖异生 PPT
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【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
第十一章糖异生
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。
糖 异
糖酵解过程 释放能量。 葡萄糖异生
生过2丙酮酸
+
4ATP
+
2GTP
+2NADH
+
作用需要消
2H+耗量+额。6外H的2O能→
程葡萄糖+ 2NAD + + 4ADP + 2GDP + 6Pi
的
整个过程消
能
耗6个高能磷
量
酸基，并用 去两分子的
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
葡糖糖-6-磷酸酶
丙酮酸激酶
糖酵解与糖异生
丙酮酸
糖异生 糖酵解
葡萄糖
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。
一分子葡萄糖生 成2分子3-磷酸甘 油醛（第一阶段）
甘油醛-3磷酸 二羟丙酮磷酸
3-磷酸甘油醛 降解为丙酮酸 （第二阶段）
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸（糖酵解产生）在有氧条件下，进入线粒体内 膜。在丙酮酸脱氢酶系作用下，氧化脱羧生成乙酰 CoA。
方程式如下：
丙酮酸脱氢酶系
乙酰CoA
1)凡可生成丙酮酸的物质，例如肌肉剧烈运动产生 的大量乳酸。 2）TCA的中间产物，但乙酰CoA不能作为糖异生的 前体； 3)大多氨基酸是生糖氨基酸，分别变为丙酮酸、草 酰乙酸、-酮戊二酸等进入糖异生； 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。
糖 异
糖酵解过程 释放能量。 葡萄糖异生
生过2丙酮酸
+
4ATP
+
2GTP
+2NADH
+
作用需要消
2H+耗量+额。6外H的2O能→
程葡萄糖+ 2NAD + + 4ADP + 2GDP + 6Pi
的
整个过程消
能
耗6个高能磷
量
酸基，并用 去两分子的
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
葡糖糖-6-磷酸酶
丙酮酸激酶
糖酵解与糖异生
丙酮酸
糖异生 糖酵解
葡萄糖
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。
一分子葡萄糖生 成2分子3-磷酸甘 油醛（第一阶段）
甘油醛-3磷酸 二羟丙酮磷酸
3-磷酸甘油醛 降解为丙酮酸 （第二阶段）
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸（糖酵解产生）在有氧条件下，进入线粒体内 膜。在丙酮酸脱氢酶系作用下，氧化脱羧生成乙酰 CoA。
方程式如下：
丙酮酸脱氢酶系
乙酰CoA
1)凡可生成丙酮酸的物质，例如肌肉剧烈运动产生 的大量乳酸。 2）TCA的中间产物，但乙酰CoA不能作为糖异生的 前体； 3)大多氨基酸是生糖氨基酸，分别变为丙酮酸、草 酰乙酸、-酮戊二酸等进入糖异生； 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。
糖异生ppt课件
.
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
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
糖代谢过程
丙酮酸羧化支路 1，6-二磷酸果糖水解生成6-磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖
糖异生生理意义 在饥饿时维持血糖水平的相对稳定 参与食物氨基酸的转化与储存 参与乳酸的回收利用 肾脏糖异生促进排氨排酸
糖异调节机制
（1）激素对糖异生的调节 （2）代谢物对糖异生的调节
第八章 糖代谢
第四节 糖异生
糖异生
糖异生概念 糖异生过程 糖异生生理意义 糖异生调节机制 乳酸循环 底物循环
糖异生概念 糖异生是指由非糖物质合成葡萄糖的过程。
（1）非糖类物质：乳酸、丙酮酸、甘油、三羧 酸循环中间产物。 （2）生成部位：肝脏（细胞质、线粒体），肾 皮质。
是一种代谢调节机制，使调节更灵敏。 新生儿及冬眠动物的棕色脂肪组织通过底物循环 产热。
乳酸循环生理意义
（1）避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中 毒。 （2）短时间内提供大量能量（无氧氧化产能速度 与有氧有氧氧化产能速度之比大约是100:1）。 乳酸循环是耗能的过程，2分子乳酸异生成葡萄糖 需消耗6分子ATP。动物组织特有。 （3）乳酸再利用，避免营养流失。
底物循环意义
乳酸循环 循环过程 生理意义
乳酸循环循环过程
1、骨骼肌剧烈运动时，骨骼肌分解肌糖原，生成 6-磷酸葡萄糖。 2、6-磷酸葡萄糖通过糖酵解生成乳酸，通过底 物水平磷酸化生成ATP，为骨骼肌运动供能。 3、乳酸释入血液，被肝细胞摄取。 4、乳酸通过糖异生合成葡萄糖。 5、葡萄糖释入血液，被肌细胞摄取。 6、葡萄糖转化为6-磷酸葡萄糖，通过糖酵解生 成乳酸，形成乳酸循环。 7、运动后，6-磷酸葡萄糖合成肌糖原。
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。
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。
糖异生及糖原合成PPT课件
丙酮酸 ①
草酰乙酸
②
苹果酸/ 天冬氨酸
PEP
7
糖酵解和葡萄糖异 生的关系
葡萄糖 G-6-P
F-6-P F-1.6-P
3-P-甘油醛
A A G-6-P磷酸酯酶
B F-1.6-P磷酸酯酶
C1 丙酮酸羧化酶
B
C2 PEP羧激酶
磷酸二羟丙酮
天冬氨酸
C2 PEP
草酰乙酸
丙酮酸
-酮戊二酸 谷氨酸 苹果酸 丙氨酸
2磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸 激酶
PEP羧激酶 2草酰乙酸
2丙酮酸
丙酮酸羧化酶 3
糖异生途径关键反应之一
P
+ H2O
葡萄糖-6-磷 酸酶
6-磷酸葡萄糖
H
+Pi
葡萄糖
4
糖异生途径关键反应之二
H2CO P O H2CO P
H HO
+ H2O
H
OH
OH H 1,6-二磷酸果糖
果糖二磷酸 酶-1
H2CO P
O H2COH
phosphorylase)催化对-1,4-糖苷键磷酸
解，生成G-1-P。
*
糖原磷酸化酶
(G)n + Pi
(G)n-1 + G-1-P
30
⑵ 转寡糖链：当糖原被水解到离分支点四 个葡萄糖残基时，由葡聚糖转移酶催化， 将分支链上的三个葡萄糖残基转移到直 链的非还原端，使分支点暴露。
⑶ 脱枝：由-1,6-葡萄糖苷酶催化。将-
需消耗2个高能磷酸键（2分子ATP）； 4.关键酶是糖原合酶(glycogen synthase)，为
一共价修饰酶； 5. 需UTP参与（以UDP为载体）。
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
糖异生作用()(精)
糖异生
线粒体中 草酰乙酸的转运
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
2× 苹果酸 2× 草酰乙酸
1，6-二磷酸果糖 2× 苹果酸 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
葡萄糖
6
甘 油
甘油激酶
1，6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛
糖酵解过程
ATP ADP ATP ADP
三 个 不 可 逆 过 程
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× H 2 O 2×ADP 2×ATP
丙酮酸
—
ATP
乙酰CoA
胰高血糖素对糖异生的调节-1
[2,6二磷酸果糖浓度 2,6二磷酸果糖]
-
果糖二磷酸酶 1,6-二磷酸果糖 -1 酶活性相对增加
6-磷酸果糖激酶-2 失 活
糖异生作用 糖异生作用加强 磷酸烯醇式丙酮 酸羧激酶合成↑
[cAMP]
胰高血糖素
胰高血糖素对糖异生的调节-2
[2,6二磷酸果糖浓度 2,6二磷酸果糖]
而抑制糖的异生以产生更多的ATP，以供机体需要。
促进糖异生作用的激素
肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素
抑制糖的异生作用的激素是
胰岛素
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乳酸的利用
血糖 糖原
糖异生及糖原合成课件
生成葡萄糖
糖异生始于三个非糖前 体分子，即乳酸、甘油 和生糖氨基酸。这些前 体在细胞质中通过一系 列反应转化为丙酮酸。
在线粒体中，丙酮酸羧 化生成草酰乙酸，后者 与乙酰CoA缩合生成柠 檬酸，进入三羧酸循环 。
包括柠檬酸循环中的各 个反应，最终生成草酰 乙酸，后者再转化为磷 酸烯醇式丙酮酸（PEP ）。
06
糖异生与糖原合成的研究进展
相关酶的研究进展
糖异生关键酶的研究
丙酮酸羧化酶：该酶催化丙酮酸转化为草酰乙酸，是糖异 生的关键步骤之一。
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶：该酶在糖异生途径中催化草酰 乙酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸。
糖原合成关键酶的研究
葡萄糖-6-磷酸酶：该酶催化葡萄糖-6-磷酸水解为葡萄糖 ，是糖原合成的关键步骤。
糖原合成的主要器官和组织
肝脏
肝脏是糖原合成的主要场所，通过摄取血液中的葡萄糖，合成并储存糖原。同时 ，肝脏还能将糖原分解为葡萄糖释放到血液中，以维持血糖水平稳定。
肌肉组织
肌肉组织也能进行糖原合成，储存能量。在运动时，肌肉组织中的糖原分解为葡 萄糖，为肌肉提供能量。
糖原合成与糖异生的关系
联系
糖异生是指非糖化合物（如乳酸、甘油、氨基酸等）转变为葡萄糖的过程。在糖异生过程中，生成的葡萄糖可以 进一步用于糖原合成，储存能量。因此，糖异生与糖原合成之间存在密切的联系，两者共同维持血糖平衡和能量 供应。
关键点控制
两个过程中的关键酶和调控因子在调节这两个过程的平衡中具有重要作用。例如，磷酸烯 醇式丙酮酸羧激酶是糖异生的关键酶之一，而糖酵解中的关键酶如己糖激酶和磷酸果糖激 酶则受到别构效应物和激素的调节。
02
糖异生的生物化学过程
糖异生的基本步骤
起始阶段
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
19
20
四 其它物质进入糖异生的途径
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Cori循环和Ala循环
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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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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
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肝脏
肌肉
糖原 葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
丙酮酸
乳酸
血乳酸
⑵ 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。
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
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
2×烯醇式丙酮酸 2×ATP 丙酮酸
2×ADP 激酶
2×磷酸烯醇式丙酮酸
2× 2-磷酸甘油酸
2×ADP
2×ATP 2× 3-磷酸甘油酸
2×H2O
1、 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸
不能直接穿 过线粒体膜
ATP
丙酮酸 （胞液中） CO2
ADP+Pi
GTP GDP
草酰乙酸
PEP
①
② CO2
① 丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（此酶只在 线粒体中，所以反应在线粒体）
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+ 粒
ADP + Pi
ATP + CO2 丙酮酸羧化酶
体
丙酮酸
胞液
丙酮酸
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
草酰乙酸
苹果酸 + NAD+
草酰乙酸 + NADH+H+
糖异生途径所需NADH+H+的来源
糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷 酸甘油醛时，需要NADH+H+。
① 由乳酸为原料异生糖时， NADH+H+由下述 反应提供。
乳酸
LDH
丙酮酸
NAD+ NADH+H+
② 由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由 线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的β氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰 乙酸与苹果酸相互转变而转运。
循环过程就称为乳酸循环（Cori循环）。
⑴ 循环过程
葡萄糖
糖 异 生 途 径 丙酮酸
NADH
NAD+ 乳酸
肝
葡萄糖
乳酸
血液
葡萄糖
酵 解 途 径
丙酮酸
NADH NAD+ 乳酸
肌肉
【 】【 】 糖异生活跃 有磷酸葡萄糖磷酸酯酶
糖异生低下 没有磷酸葡萄糖磷酸酯酶
肌肉中乳酸的利用：
血糖
糖原
葡萄糖
乳酸
丙酮酸
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
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
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
*糖异生途径是从丙酮酸生成葡萄 糖的具体反应过程。
* 过程 ➢ 糖异生途径与酵解途径大多数反应
是共有的、可逆的；
➢ 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。
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（此酶在线粒体、胞 液中都有，所以反应在胞液或线粒体都可以）
※ 草酰乙酸转运出线粒体
方式一： 草酰乙酸
出线粒体
苹果酸
苹果酸
草酰乙酸
方式二： 草酰乙酸
天冬氨酸 出线粒体 天冬氨酸
草酰乙酸
磷酸烯醇型丙酮酸
胞液
GDP + CO2 GTP
天冬氨酸
磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶
草酰乙酸
苹果酸
6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶
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
-NH2
α-酮酸
甘油 乳酸
α-磷酸甘油
2H
磷酸二羟丙酮 丙酮酸
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
二、糖异生的生理意义
（一）葡糖异生可维持动物和人体内血糖浓 度的相对恒定。这对需糖较多的脑组织、红 细胞和视网膜等非常重要
草酰 乙酸
苹果酸
NADH+H+ NAD+
线粒体
苹果酸 NAD+
草酰 乙酸
NADH+H+
胞浆
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问
10
2、 1,6-二磷酸果糖转变为 6-磷酸果糖
1,6-双磷酸果糖
Pi
6-磷酸果糖
二磷酸果糖磷酸酯酶
3、 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
Pi
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
（二）葡糖异生与乳酸的利用有密切关系， 对于回收乳酸分子中的能量、更新肝糖原、 防止乳酸中毒的发生等都有一定的意义。
（三）协助氨基酸代谢。
（四）促进肾小管泌氨的作用。
三、乳酸循环—（Cori 氏循环）
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，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
肌肉
糖原 葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
丙酮酸
乳酸
血乳酸
⑵ 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。
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
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
2×烯醇式丙酮酸 2×ATP 丙酮酸
2×ADP 激酶
2×磷酸烯醇式丙酮酸
2× 2-磷酸甘油酸
2×ADP
2×ATP 2× 3-磷酸甘油酸
2×H2O
1、 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸
不能直接穿 过线粒体膜
ATP
丙酮酸 （胞液中） CO2
ADP+Pi
GTP GDP
草酰乙酸
PEP
①
② CO2
① 丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（此酶只在 线粒体中，所以反应在线粒体）
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+ 粒
ADP + Pi
ATP + CO2 丙酮酸羧化酶
体
丙酮酸
胞液
丙酮酸
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
草酰乙酸
苹果酸 + NAD+
草酰乙酸 + NADH+H+
糖异生途径所需NADH+H+的来源
糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷 酸甘油醛时，需要NADH+H+。
① 由乳酸为原料异生糖时， NADH+H+由下述 反应提供。
乳酸
LDH
丙酮酸
NAD+ NADH+H+
② 由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由 线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的β氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰 乙酸与苹果酸相互转变而转运。
循环过程就称为乳酸循环（Cori循环）。
⑴ 循环过程
葡萄糖
糖 异 生 途 径 丙酮酸
NADH
NAD+ 乳酸
肝
葡萄糖
乳酸
血液
葡萄糖
酵 解 途 径
丙酮酸
NADH NAD+ 乳酸
肌肉
【 】【 】 糖异生活跃 有磷酸葡萄糖磷酸酯酶
糖异生低下 没有磷酸葡萄糖磷酸酯酶
肌肉中乳酸的利用：
血糖
糖原
葡萄糖
乳酸
丙酮酸
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
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
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
*糖异生途径是从丙酮酸生成葡萄 糖的具体反应过程。
* 过程 ➢ 糖异生途径与酵解途径大多数反应
是共有的、可逆的；
➢ 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。
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（此酶在线粒体、胞 液中都有，所以反应在胞液或线粒体都可以）
※ 草酰乙酸转运出线粒体
方式一： 草酰乙酸
出线粒体
苹果酸
苹果酸
草酰乙酸
方式二： 草酰乙酸
天冬氨酸 出线粒体 天冬氨酸
草酰乙酸
磷酸烯醇型丙酮酸
胞液
GDP + CO2 GTP
天冬氨酸
磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶
草酰乙酸
苹果酸
6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶
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
-NH2
α-酮酸
甘油 乳酸
α-磷酸甘油
2H
磷酸二羟丙酮 丙酮酸
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
二、糖异生的生理意义
（一）葡糖异生可维持动物和人体内血糖浓 度的相对恒定。这对需糖较多的脑组织、红 细胞和视网膜等非常重要
草酰 乙酸
苹果酸
NADH+H+ NAD+
线粒体
苹果酸 NAD+
草酰 乙酸
NADH+H+
胞浆
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问
10
2、 1,6-二磷酸果糖转变为 6-磷酸果糖
1,6-双磷酸果糖
Pi
6-磷酸果糖
二磷酸果糖磷酸酯酶
3、 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
Pi
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
（二）葡糖异生与乳酸的利用有密切关系， 对于回收乳酸分子中的能量、更新肝糖原、 防止乳酸中毒的发生等都有一定的意义。
（三）协助氨基酸代谢。
（四）促进肾小管泌氨的作用。
三、乳酸循环—（Cori 氏循环）
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，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