第五章 糖代谢

第五章糖代谢

一、知识要点

（一）糖酵解途径：

糖酵解途径中，葡萄糖在一系列酶的催化下，经10步反应降解为2分子丙酮酸，同时产生2分子NADH+H+和2分子ATP。

主要步骤为（1）葡萄糖磷酸化形成二磷酸果糖；（2）二磷酸果糖分解成为磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮，二者可以互变；（3）磷酸甘油醛脱去2H及磷酸变成丙酮酸，脱去的2H被NAD+所接受，形成NADH+H+。

（二）丙酮酸的去路：

（1）有氧条件下，丙酮酸进入线粒体氧化脱羧转变为乙酰辅酶A，同时产生1分子NADH+H+。乙酰辅酶A进入三羧酸循环，最后氧化为CO2和H2O。

（2）在厌氧条件下，可生成乳酸和乙醇。同时NAD+得到再生，使酵解过程持续进行。

（三）三羧酸循环：

在线粒体基质中，丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A，再与草酰乙酸缩合成柠檬酸，进入三羧酸循环。柠檬酸经脱水加水转变成异柠檬酸，异柠檬酸经连续两次脱羧和脱羧生成琥珀酰CoA；琥珀酰CoA发生底物水平磷酸化产生1分子GTP和琥珀酸；琥珀酸再脱氢，加水及再脱氢作用依次变成延胡索酸，苹果酸及循环开始的草酰乙酸。三羧酸循环每循环一次放出2分子CO2，产生3分子NADH+H+，和一分子FADH2。

（四）磷酸戊糖途径：

在胞质中，在磷酸戊糖途径中磷酸葡萄糖经氧化阶段和非氧化阶段被氧化分解为CO2，同时产生NADPH + H+。

其主要过程是G-6-P脱氧生成6-磷酸葡萄糖酸，再脱氢，脱羧生成核酮糖-5-磷酸。6分子核酮糖-5-磷酸经转酮反应和转醛反应生成5分子6-磷酸葡萄糖。中间产物甘油醛-3-磷酸，果糖-6-磷酸与糖酵解相衔接；核糖-5-磷酸是合成核酸的原料，4-磷酸赤藓糖参与芳香族氨基酸的合成；NADPH+H+提供各种合成代谢所需要的还原力。

（五）糖异生作用：

非糖物质如丙酮酸，草酰乙酸和乳酸等在一系列酶的作用下合成糖的过程，称为糖异生作用。糖异生作用不是糖酵解的逆反应，因为要克服糖酵解的三个不可逆反应，且反应过程是在线粒体和细胞液中进行的。2分子乳酸经糖异生转变为1分子葡萄糖需消耗4分子ATP和2分子GTP。

（六）蔗糖和淀粉的生物合成

在蔗糖和多糖合成代谢中糖核苷酸起重要作用，糖核苷酸是单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合所形成的化合物。在植物体中主要以UDPG为葡萄糖供体，由蔗糖磷酸合酶催化蔗糖的合成；淀粉的合成以ADPG或UDPG为葡萄糖供体，小分子寡糖引物为葡萄糖受体，淀粉合酶催化直链淀粉合成，Q酶催化分枝淀粉合成。

糖代谢中有很多变构酶可以调节代谢的速度。酵解途径中的调控酶是己糖激酶，6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，其中6-磷酸果糖激酶是关键反应的限速酶；三羧酸反应的调控酶是柠檬酸合酶，柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶，柠檬酸合酶是关键的限速酶。糖异生作用的调控酶有丙酮酸羧激酶，二磷酸果糖磷酸酯酶，磷酸葡萄糖磷酸酯酶。磷酸戊

糖途径的调控酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶；它们受可逆共价修饰、变构调控及能荷的调控。

二、习题

（一）名词解释：

1．糖异生 (glycogenolysis)2．Q酶 (Q-enzyme)

3．乳酸循环 (lactate cycle)4．发酵 (fermentation) 5．变构调节 (allosteric regulation)

6．糖酵解途径 (glycolytic pathway) 7．糖的有氧氧化 (aerobic oxidation)8．肝糖原分解 (glycogenolysis) 9．磷酸戊糖途径 (pentose phosphate pathway)10．D-酶（D-enzyme）11．糖核苷酸（sugar-nucleotide）

（二）英文缩写符号：

1．UDPG（uridine diphosphate-glucose） 2．ADPG（adenosine diphosphate-glucose）

3．F-D-P（fructose-1,6-bisphosphate）4．F-1-P（fructose-1-phosphate）

5．G-1-P（glucose-1-phosphate）6．PEP（phosphoenolpyruvate）

（三）填空题

1．α淀粉酶和β–淀粉酶只能水解淀粉的_________键，所以不能够使支链淀粉完全水解。

2．1分子葡萄糖转化为2分子乳酸净生成______________分子ATP

3．糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应，这些酶是__________、 ____________ 和_____________。

4．糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于___________酶。

5．调节三羧酸循环最主要的酶是____________、__________ _、______________。

6．2分子乳酸异升为葡萄糖要消耗_________ATP。

7．丙酮酸还原为乳酸，反应中的NADH来自于________的氧化。

8．延胡索酸在________________酶作用下，可生成苹果酸，该酶属于EC分类中的_________酶类。

9 磷酸戊糖途径可分为______阶段，分别称为_________和_______，其中两种脱氢酶是_______和_________，它们的

辅酶是_______。

10 ________是碳水化合物在植物体内运输的主要方式。

11．植物体内蔗糖合成酶催化的蔗糖生物合成中葡萄糖的供体是__________ ，葡萄糖基的受体是___________ ；

12．糖酵解在细胞的_________中进行，该途径是将_________转变为_______，同时生成________和_______的一系列酶促反应。

13．淀粉的磷酸解过程通过_______酶降解α–1，4糖苷键，靠 ________和________ 酶降解α–1，6糖苷键。

14．TCA循环中有两次脱羧反应，分别是由__ _____和________催化。

15．乙醛酸循环中不同于TCA循环的两个关键酶是_________和________。

16．乳酸脱氢酶在体内有5种同工酶，其中肌肉中的乳酸脱氢酶对__________ 亲和力特别高，主要催化___________反应。

17在糖酵解中提供高能磷酸基团，使ADP磷酸化成ATP的高能化合物是_______________ 和________________

18．糖异生的主要原料为______________、_______________和________________。

19．参与α-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶为___________，_______________，_______________，_______________和_______________。

20．在磷酸戊糖途径中催化由酮糖向醛糖转移二碳单位的酶为_____________，其辅酶为______________；催化由酮糖向醛糖转移三碳单位的酶为___________。

21．α–酮戊二酸脱氢酶系包括3种酶，它们是__________，____________，_____________。

22．催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的酶是__________，它需要______________和__________作为辅因子。

23．合成糖原的前体分子是_________，糖原分解的产物是______________。

24．植物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用，它们是__________，___________，_____________，____________。

25．将淀粉磷酸解为G-1-P，需_________，__________，__________三种酶协同作用。

26．糖类除了作为能源之外，它还与生物大分子间___________有关，也是合成__________，___________，_____________等的碳骨架的共体。

（四）选择题

1．由己糖激酶催化的反应的逆反应所需要的酶是：

A．果糖二磷酸酶 B．葡萄糖-6-磷酸酶

C．磷酸果糖激酶 D．磷酸化酶

2．正常情况下，肝获得能量的主要途径：

A．葡萄糖进行糖酵解氧化 B．脂肪酸氧化

C．葡萄糖的有氧氧化 D．磷酸戊糖途径 E．以上都是。

3．糖的有氧氧化的最终产物是：

A．CO2+H2O+ATP B．乳酸