生物化学代谢复习之糖代谢、脂质代谢

一、糖代谢

(一)糖的无氧氧化

1.基本概念糖酵解：一分子葡萄糖在胞质中可裂解生成两分子丙酮酸的过程称之为糖酵解，是葡萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途径。

糖的无氧氧化：在不能利用氧或氧供应不足时，机体分解葡萄糖生成乳酸的过程称为糖的无氧氧化，也称为乳酸发酵。

2.糖酵解的基本过程①葡萄糖在己糖激酶的催化下消耗1分子ATP生成葡糖-6-磷酸。②葡糖-6-磷酸异构为果糖-6-磷酸。

③果糖-6-磷酸在磷酸果糖激酶-1的催化下消耗1分子的ATP生成果糖-1,6-二磷酸。

④果糖-1,6-二磷酸在醛缩酶的催化下裂解为1分子磷酸二羟丙酮和1分子3-磷酸甘油醛。⑤磷酸二羟丙酮异构为3-磷酸甘油醛。(前面的步骤相当于1分子葡萄糖裂解产生了2分子3-磷酸甘油醛) ⑥3-磷酸甘油醛在3-磷酸甘油醛脱氢酶的催化下与1分子无机磷酸结合，脱下的氢由NAD+携带，生成1,3-二磷酸甘油酸(高能化合物)。⑦1,3-二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶的催化下水解高能磷酸键(底物水平磷酸化)，产生ATP，生成3-磷酸甘油酸。⑧3-磷酸甘油酸变位为2-磷酸甘油酸。⑨2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸(高能化合物) 。⑩磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下生成丙酮酸，产生1分子A TP(底物水平磷酸化)。

该过程需要关注的几点：(1)三个限速反应：①③⑩，同时催化这三个反应的酶为关键酶(己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶) (2)该过程有两次底物水平磷酸化，包含了两个高能化合物(3)调节糖酵解流量最关键的酶是磷酸果糖激酶-1 (4)能量的产生与消耗

思考：1.1分子葡萄糖完全分解产生2分子丙酮酸可以产生多少个ATP？

2.糖原分子中葡萄糖酵解时可以净产生多少个ATP？

3.丙酮酸在在乳酸脱氢酶的作用下，由NADH+H+提供氢，使丙酮酸还原为乳酸

4.糖的无氧氧化的生理意义：①迅速提供能量，这对肌肉收缩很重要②成熟红细胞没有线粒体，只能依赖无氧氧化③神经细胞、白细胞、骨髓细胞等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由糖的无氧氧化提供部分能量

(二)糖的有氧氧化

1.基本概念糖的有氧氧化是指机体利用氧将葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O的反应过程。这个过程是体内糖分解供能的主要方式。

2.糖的有氧氧化的三个阶段

(1)同糖酵解(2)丙酮酸进入线粒体，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体(由转乙酰酶、二氢硫辛酸胺脱氢酶、丙酮酸脱氢酶组成)的催化下与辅酶A反应氧化脱羧，脱下的氢由NAD+携带，生成乙酰CoA和CO2。(参与的辅酶有TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA) (3)三羧酸循环(柠檬酸循环) ①乙酰CoA与草酰乙酸在柠檬酸合酶的催化下生成柠檬酸，反应所需的能量来自乙酰CoA。

②柠檬酸经酶-顺乌头酸复合体异构为异柠檬酸。③异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的催化下氧化脱羧，脱下的氢由NAD+携带，反应生成α-酮戊二酸及CO2。

④α-酮戊二酸在α-酮戊二酸脱氢酶复合体的催化下与辅酶A反应氧化脱羧，脱下的氢由NAD+携带，反应生成琥珀酰CoA及CO2。

⑤琥珀酰CoA在琥珀酰CoA合成酶的催化下水解掉高能硫酯键，与GDP磷酸化偶联，生成琥珀酸、GTP及CoA。

⑥琥珀酸在琥珀酸脱氢酶的催化下生成延胡索酸，脱下的氢由FAD携带。

⑦延胡索酸加水生成苹果酸。

⑧苹果酸在苹果酸脱氢酶的催化下生成草酰乙酸，脱下的氢由NAD+携带。

该过程需要关注的几点：(1)三个限速反应：①③④，同时催化这三个反应的酶为关键酶(柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体)丙酮酸脱氢酶复合体也是关键酶(2)该过程只有一步水平磷酸化，只有一个高能化合物(当然乙酰CoA也是高能化合物) (3)生成三个NADH+H+和一个FADH2 (4)两次氧化脱羧(5)能量的产生与消耗

思考：1分子葡萄糖完全分解生成CO2和H2O可以产生多少ATP？(两种情况均思考)

3.柠檬酸循环的生理意义：①柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路

②柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽

(三)磷酸戊糖途径

1.基本概念磷酸戊糖途径是指从糖酵解的中间产物葡糖-6-磷酸开始形成旁路，通过氧化、基团转移两个阶段生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵解的代谢途径，亦称为磷酸戊糖旁路，其主要的生理意义是生成NADPH和磷酸核糖。

2.磷酸戊糖途径的关键酶：葡糖-6-磷酸脱氢酶反应场所：胞液中

3.磷酸戊糖途径的生理意义：①生成的磷酸核糖用于核酸的生物合成②生成的NADPH参与多种物质合成及生物转化③生成的NADPH可以使谷胱甘肽保持还原性，以维持红细胞膜的完整性

(四)糖原的合成与分解

糖原是葡萄糖的多聚体，是体内糖的储存形式。糖原的合成是指葡萄糖合成糖原的过程，主要发生在肝脏及骨骼肌中。

反应场所：包浆中

1.糖原的合成①糖酵解的中间产物：葡糖-6-磷酸②葡糖-6-磷酸变构为葡糖-1-磷酸③葡糖-1-磷酸与UTP(尿苷三磷酸)在UDPG焦磷酸化酶的催化下反应生成UDGP(尿苷二磷酸葡萄糖)及PPi(焦磷酸)，焦磷酸水解为两个无机磷酸，促使反应向生成UDGP的方向移动

④在糖原合酶的作用下UDPG的葡萄糖基转移到糖原引物非还原性末端上，形成α-1,4-糖苷键⑤糖链达到12～18个葡萄糖基时，分支酶将一段糖链转移到邻近的糖链上，以α-1,6-糖苷键相连形成分支

该过程需要关注的几点：(1)关键酶是糖原合酶(2)糖原的合成必须要糖原引物(3)UDGP可看做是“活性葡萄糖”，是体内葡萄糖的供体，用于合成糖原(所以糖原不是由葡萄糖直接合成的) (4)糖原合成消耗2个A TP：葡萄糖磷酸化，焦磷酸水解

2.糖原的分解①从非还原端开始，在糖原磷酸化酶的催化下生成葡糖-1-磷酸

②脱支酶转移分支葡萄糖基到主链上，并水解α-1,6-糖苷键，生成葡糖-1-磷酸

③葡糖-1-磷酸水解为葡萄糖

该过程需要关注的几点：(1)关键酶是糖原磷酸化酶(2)糖原磷酸化酶只能水解α-1,4-糖苷键，不能水解α-1,6-糖苷键(3)糖原的分解不是糖原的合成的逆过程

3.糖原合成与分解过程中的关键酶都受到别构调节与共价修饰两种方式的快速调节

(四)糖异生

1.基本概念由非糖化合物(主要是生糖氨基酸、甘油和乳酸)转化为葡萄糖或糖原的过程称之为糖异生。主要的器官是肝脏，长期饥饿时肾糖异生的能力大为增加。

2.糖异生不完全是糖酵解的逆反应

糖酵解的三个限速反应不可逆，需要其他酶的催化反应来替代：

(1)丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸

①丙酮酸在丙酮酸羧化酶(辅酶为生物素)的催化下，消耗1分子A TP，生成草酰乙酸②草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的催化下，消耗1分子GTP，生成磷酸烯醇式丙酮酸

(2)果糖-1,6-二磷酸在果糖二磷酸酶-1的催化下生成果糖-6-磷酸

(3)葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖

3.糖异生的主要生理意义：①维持血糖恒定

②补充或恢复肝糖原储备的重要途径③肾糖异生增加有利于维持酸碱平衡

*4.乳酸循环

(五)血糖的来源及去路、血糖的调节

1.血糖的来源：①食物的消化吸收②肝糖原分解③非糖物质进行糖异生

2.血糖的去路：①有氧氧化分解②合成肝糖原及肌糖原储备③转变为其它糖④转变为脂肪及氨基酸

3.激素对血糖的调节：①胰岛素是唯一降低血糖的激素②胰高血糖素是升高血糖的主要因素③糖皮质激素可升高血糖④肾上腺素是强有力的升高血糖的激素

4.正常血糖范围：3.89mmol/L～6.11mmol/L 低血糖：血糖浓度＜2.8mmol/L

高血糖：血糖浓度＞7.1mmol/L

二、脂质代谢

(一)基本知识