糖异生概述及分析

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。
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1. 6-磷酸果糖与1,6-二磷酸果糖之间
Pi
果糖双磷 酸酶-1
6-磷酸果糖
2,6-双磷酸果糖
AMP 1,6-二磷酸果糖
ATP
6-磷酸果 糖激酶-1
ADP
2. 磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间
PEP
草酰乙酸
1,6-双磷酸果糖
丙氨酸
丙酮酸
乙 酰 CoA
ADP 丙酮酸激酶
ATP
（一） 代谢物的调节作用
ATP/AMP、ADP的调节作用 ATP是丙酮酸羧化酶和果糖1,6-二磷酸酶的变构激活剂， 是丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的变构抑制剂 AMP、ADP是丙酮酸羧化酶和果糖1,6-二磷酸酶的变构 抑制剂，是丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的变构激活剂
一、糖异生作用的概念
由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程 称为糖异生作用。 * 部位
主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体
* 原料 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸
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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
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。
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糖酵解过程
H2CO P
果糖二磷酸酶
O H2COH
H HO
+ H2O
H
OH
Байду номын сангаас
H HO
+ Pi
H
OH
OH H
OH H
1,6-二磷酸果糖
6-磷酸果糖
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葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
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
2-磷酸甘油酸 PEP
丙酮酸
3. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）
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五、乳酸循环(lactose cycle)
———（Cori 循环）
⑴ 循环过程
葡萄糖
糖 异 生 途 径 丙酮酸
NADH
NAD+ 乳酸
葡萄糖 乳酸
葡萄糖
酵 解 途 径
丙酮酸
NADH NAD+ 乳酸
肝
血液
肌肉
【 】 【 】 糖异生活跃 有葡萄糖-6磷酸酶
糖异生低下 30 没有葡萄糖-6磷酸酶
胰高血糖素对糖异生的调节
2,6-2二,6磷-二酸磷果酸糖果浓糖度
- 果果糖糖二二磷磷酸酸酶酶-1-活1 性 相对增加
6-磷酸果糖激酶-2 失活
糖糖异异生生作作用用加强
[cAMP] 胰高血糖素
磷酸烯醇式丙酮酸羧激 酶合成↑
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四、糖异生作用的意义
（一）维持血糖浓度恒定 （二）补充肝糖原
三碳途径： 指进食后，大部分葡萄糖 先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳 化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。
CH2O P
H
OH
OH OH
H OH
H2O
葡萄糖-6-磷酸酶
Pi
CH2OH
H
OH
OH OH H
OH OH
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
葡萄糖6-磷酸酶存在于肝、肾细胞，肌肉组织中不含此酶
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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
应，这种互变循环 称之为底物循环 (substratecycle)。
ADP+Pi
GTP
丙酮酸羧化酶 CO2+ATP
磷酸烯醇式丙酮酸
草酰乙酸 羧激酶
GDP+Pi
丙酮酸
PEP +CO2
ADP 丙酮酸激酶 ATP
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(futile cycle)。
ATP ADP
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
2×乳酸
ATP 6-磷酸果糖
ADP 1,6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
2×丙酮酸 2×NADH+ 2H+ 2×NAD+
2×Pi
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
2×1,3-二磷酸甘油酸 2×ADP
2×ATP 2× 3-磷酸甘油酸
草酰 乙酸
NADH+H+
苹果酸 NAD+
线粒体
苹果酸 NAD+
草酰 乙酸
NADH+H+
胞浆
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
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
2-磷酸甘油酸 PEP
丙酮酸
2. 1,6-双磷酸果糖 转变为 6-磷酸果糖
H2CO P O H2CO P
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
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谷丙转氨酶（GPT）/ 丙氨酸氨基转移酶（ALT）
谷氨酸 +丙酮酸
α-酮戊二酸+丙氨酸
谷草转氨酶（GOT）/
天冬氨酸氨基转移酶（AST ）
谷氨酸 +草酰乙酸
α-酮戊二酸+天冬氨酸
糖 葡萄糖或糖原
甘油三酯
脂肪
氨
磷酸丙糖
基
α-磷酸甘油
脂肪酸
酸
磷酸烯醇式丙酮酸
、 丙氨酸 糖 半胱氨酸
丙酮酸
及 丝氨酸
脂 肪
苏氨酸 色氨酸
代
谢
异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸
乙酰CoA
草酰乙酸
乙酰乙酰CoA
酮体
亮氨酸 赖氨酸
柠檬酸
酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
的
天冬氨酸
联
天冬酰胺
TAC
CO2
系
延胡索酸
α-酮戊二酸
谷氨酸
苯丙氨酸 酪氨酸
琥珀酰CoA CO2
异亮氨酸 蛋氨酸 丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
3-磷酸甘油 醛脱氢酶
磷酸甘油酸 激酶
磷酸甘油酸 变位酶
烯醇化酶
丙酮酸激酶
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+
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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。
⑵ 乳酸循环是一个耗能的过程
⑶ 生理意义
① 乳酸再利用，避免了乳酸的损失。 ② 防止乳酸的堆积引起酸中毒。
乳酸的利用
血糖
糖原
葡萄糖
乳酸
丙酮酸
糖原 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
丙酮酸
乳酸
血乳酸
32
4
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
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
2-磷酸甘油酸 PEP
丙酮酸
1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)
ATP CO2
丙酮酸
ADP+Pi
GTP GDP
P
①
② CO2
草酰乙酸
磷酸烯醇丙
酮酸(PEP)
① 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）
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※ 草酰乙酸转运出线粒体
出线粒体
草酰乙酸 苹果酸
苹果酸
草酰乙酸
草酰乙酸 天冬氨酸 出线粒体 天冬氨酸 草酰乙酸
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PEP
胞 液
GDP + CO2 GTP
磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶
天冬氨酸
草酰乙酸
苹果酸
天冬氨酸
苹果酸
α-酮戊二酸 谷氨酸
草酰乙酸
NAD+ NADH + H+
线 粒
ADP + Pi
ATP + CO2 丙酮酸羧化酶
体
丙酮酸
丙酮酸
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
1，3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸 PEP
丙酮酸
糖酵解途径
己糖激酶 磷酸己糖异构酶 6-磷酸果糖激酶-1
醛缩酶
(aldolase)
磷酸丙糖异构酶
(1) 当体内ATP积聚量较多时，可抑制糖的分解，促 进糖的异生，以积累能源。 (2) 当耗能增加时，ATP不足，可促进糖的分解而抑 制糖的异生以产生更多的ATP，以供机体需要。
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（二）激素的调节作用 • 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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精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸
糖 酵 解 和 糖 异 生 途 径
三、糖异生的调节
葡萄糖-6-磷酸酶 Pi
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
在前面的三个
ADP
己糖激酶 ATP
反应过程中，作用 物的互变分别由不
果糖双磷酸酶-1 Pi
1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖
同酶催化其单向反
ADP 6-磷酸果糖激酶-1 ATP