糖异生
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6-磷酸葡萄糖+H2O
葡萄糖
葡萄糖+Pi
p156
葡萄糖－6-磷酸酶
1,6-二磷酸果糖的水解：
ATP
磷酸果糖激酶-1
ADP
糖的分解代谢
底物循环
6-磷酸果糖
糖的异生作用
1,6-二磷酸果糖
果糖二磷酸酶-1
H3PO4
H2O
6-磷酸葡萄糖的水解：
ATP
己糖激酶
ADP
糖的分解代谢
(肝)
底物循环
葡萄糖
糖的异生作用 肝
葡萄糖异生作用的调节
糖酵解作用 6-P—果糖
磷酸果糖激酶
糖异生作用
柠檬酸活化
活化
G F-2、6BP AMP ATP 柠檬酸 H+
果糖1wenku.baidu.com6-二磷酸酶
F-2、6BP AMP
抑制
1、6-二磷酸果糖
抑制
PEP
F-1、6BP活化
丙酮酸激酶
ADP抑制
PEP羧激酶
ATP ALa
草酰乙酸
丙酮酸羧化酶 乙酰CoA活化
2× 草酰乙酸 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-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
ATP ADP
甘 油
甘油激酶
1，6-二磷酸果糖
磷酸甘油
磷酸甘油脱氢酶
磷酸二羟丙酮 NADH+H+
3-磷酸甘油醛
NAD+
甘油的糖异生作用：
乳酸
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
苹果酸
（ 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。
线粒体
丙酮酸羧化酶(线粒体内）
丙酮酸
CO2+ATP+H2O
草酰乙酸（不能跨越
ADP+Pi 线粒体膜）
苹果酸
NADH+H+
苹果酸脱氢酶
PEP(磷酸烯醇式丙酮酸）
跨越一个膜障，一个能障
丙酮酸转变为草酰乙酸：
H3C + CO2 +ATP C=O COOH
COOH 丙酮酸羧化酶 H2C + ADP + Pi 生物素、Mg 2+ C=O COOH 消耗一分子ATP
草酰乙酸 + ADP + Pi
丙酮酸 + CO2 + ATP
草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸：
GTP GDP CO2
COOH H2C C=O COOH 草酰乙酸
草酰乙酸 + GTP
CH2 C O
磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶 消耗一分子GTP
PO3H2
COOH
磷酸烯醇式丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸 + GDP + CO2
葡萄糖
丙酮酸羧化支路：
CO2 GDP GTP
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
磷酸磷醇式丙酮酸 羧激酶
草酰乙酸
ADP
丙酮酸
ATP CO2
2、1，6-二磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖+H2O
6-磷酸果糖
果糖1,6二磷酸酶
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-6-磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
H3PO4
H2O
糖异生作用与膜障：
糖异生作用的酶
存在部位
细胞质
葡萄糖 - 6 - 磷酸酶
果糖二磷酸酶-1
细胞质
线粒体 细胞质、线粒体
丙酮酸羧化酶
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
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”。
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：
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×丙酮酸 2×NADH+ 2H 2×NAD+
大脑
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
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）
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。
草酰乙酸 TCA的中间产物
糖异生的能量计算？ 2-磷酸甘油酸
？
乳酸
Cori循环
PEP 丙酮酸
大多数氨基酸
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖 1，6-二P果糖 3-磷酸甘油醛
糖异生的能量计算？
P-二羟丙酮
2NADH+2H+
？
2X1，3-二磷酸甘油酸
消耗2ATP
2X3-磷酸甘油酸 2X2-磷酸甘油酸
消耗2ATP+2GTP
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.
苹果酸
1，6-二磷酸果糖 2× 磷酸烯醇式丙酮酸
三羧酸循环 中的有机酸
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
葡萄糖
P157 图25-3
6-P葡萄糖 6-P果糖 1，6-二P果糖
糖异生途径及其前体
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
反刍动物体内 乙酸、丙酸 丁酸 琥珀酰C0A
抑制
丙酮酸
ADP抑制
糖异生作用的调节：
原料供应的影响
脂肪动员加强
饥饿
组织蛋白质分解加强
[甘油]↑ [氨基酸]↑ [乳酸]↑
剧烈运动
返回
变构剂的调节 激素的调节
糖 异 生 作 用 加 强
糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要 途径。
肌肉中乳酸的利用：
糖原 丙酮酸 葡萄糖
肌肉
血糖 葡萄糖
糖原
6-磷酸葡萄糖 丙酮酸
乳酸
肝脏
乳酸 血乳酸
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）。
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
1、丙酮酸
细胞质 丙酮酸 NADH+H+ 草酰乙酸 草酰乙酸 苹果酸
PEP羧化激酶
GTP GDP+CO2
PEP
丙酮酸 苹果酸
线 粒 体 内 膜 线 粒 体 基 质
丙酮酸 苹果酸
丙酮酸羧化酶
草酰乙酸 细 胞
磷酸烯醇 式丙酮酸 羧激酶
草酰乙酸
质
天冬氨酸
天冬氨酸 磷酸烯醇式 丙酮酸 线粒体中草 酰乙酸的转运
磷酸烯醇式 丙酮酸
糖异生
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 2× 磷酸烯醇式丙酮酸
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
葡萄糖
葡萄糖+Pi
p156
葡萄糖－6-磷酸酶
1,6-二磷酸果糖的水解：
ATP
磷酸果糖激酶-1
ADP
糖的分解代谢
底物循环
6-磷酸果糖
糖的异生作用
1,6-二磷酸果糖
果糖二磷酸酶-1
H3PO4
H2O
6-磷酸葡萄糖的水解：
ATP
己糖激酶
ADP
糖的分解代谢
(肝)
底物循环
葡萄糖
糖的异生作用 肝
葡萄糖异生作用的调节
糖酵解作用 6-P—果糖
磷酸果糖激酶
糖异生作用
柠檬酸活化
活化
G F-2、6BP AMP ATP 柠檬酸 H+
果糖1wenku.baidu.com6-二磷酸酶
F-2、6BP AMP
抑制
1、6-二磷酸果糖
抑制
PEP
F-1、6BP活化
丙酮酸激酶
ADP抑制
PEP羧激酶
ATP ALa
草酰乙酸
丙酮酸羧化酶 乙酰CoA活化
2× 草酰乙酸 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-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
ATP ADP
甘 油
甘油激酶
1，6-二磷酸果糖
磷酸甘油
磷酸甘油脱氢酶
磷酸二羟丙酮 NADH+H+
3-磷酸甘油醛
NAD+
甘油的糖异生作用：
乳酸
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
苹果酸
（ 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。
线粒体
丙酮酸羧化酶(线粒体内）
丙酮酸
CO2+ATP+H2O
草酰乙酸（不能跨越
ADP+Pi 线粒体膜）
苹果酸
NADH+H+
苹果酸脱氢酶
PEP(磷酸烯醇式丙酮酸）
跨越一个膜障，一个能障
丙酮酸转变为草酰乙酸：
H3C + CO2 +ATP C=O COOH
COOH 丙酮酸羧化酶 H2C + ADP + Pi 生物素、Mg 2+ C=O COOH 消耗一分子ATP
草酰乙酸 + ADP + Pi
丙酮酸 + CO2 + ATP
草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸：
GTP GDP CO2
COOH H2C C=O COOH 草酰乙酸
草酰乙酸 + GTP
CH2 C O
磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶 消耗一分子GTP
PO3H2
COOH
磷酸烯醇式丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸 + GDP + CO2
葡萄糖
丙酮酸羧化支路：
CO2 GDP GTP
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
磷酸磷醇式丙酮酸 羧激酶
草酰乙酸
ADP
丙酮酸
ATP CO2
2、1，6-二磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖+H2O
6-磷酸果糖
果糖1,6二磷酸酶
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-6-磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
H3PO4
H2O
糖异生作用与膜障：
糖异生作用的酶
存在部位
细胞质
葡萄糖 - 6 - 磷酸酶
果糖二磷酸酶-1
细胞质
线粒体 细胞质、线粒体
丙酮酸羧化酶
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
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”。
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：
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×丙酮酸 2×NADH+ 2H 2×NAD+
大脑
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
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）
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。
草酰乙酸 TCA的中间产物
糖异生的能量计算？ 2-磷酸甘油酸
？
乳酸
Cori循环
PEP 丙酮酸
大多数氨基酸
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖 1，6-二P果糖 3-磷酸甘油醛
糖异生的能量计算？
P-二羟丙酮
2NADH+2H+
？
2X1，3-二磷酸甘油酸
消耗2ATP
2X3-磷酸甘油酸 2X2-磷酸甘油酸
消耗2ATP+2GTP
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.
苹果酸
1，6-二磷酸果糖 2× 磷酸烯醇式丙酮酸
三羧酸循环 中的有机酸
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
葡萄糖
P157 图25-3
6-P葡萄糖 6-P果糖 1，6-二P果糖
糖异生途径及其前体
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
反刍动物体内 乙酸、丙酸 丁酸 琥珀酰C0A
抑制
丙酮酸
ADP抑制
糖异生作用的调节：
原料供应的影响
脂肪动员加强
饥饿
组织蛋白质分解加强
[甘油]↑ [氨基酸]↑ [乳酸]↑
剧烈运动
返回
变构剂的调节 激素的调节
糖 异 生 作 用 加 强
糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要 途径。
肌肉中乳酸的利用：
糖原 丙酮酸 葡萄糖
肌肉
血糖 葡萄糖
糖原
6-磷酸葡萄糖 丙酮酸
乳酸
肝脏
乳酸 血乳酸
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）。
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
1、丙酮酸
细胞质 丙酮酸 NADH+H+ 草酰乙酸 草酰乙酸 苹果酸
PEP羧化激酶
GTP GDP+CO2
PEP
丙酮酸 苹果酸
线 粒 体 内 膜 线 粒 体 基 质
丙酮酸 苹果酸
丙酮酸羧化酶
草酰乙酸 细 胞
磷酸烯醇 式丙酮酸 羧激酶
草酰乙酸
质
天冬氨酸
天冬氨酸 磷酸烯醇式 丙酮酸 线粒体中草 酰乙酸的转运
磷酸烯醇式 丙酮酸
糖异生
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 2× 磷酸烯醇式丙酮酸
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