(3.9.1)--糖异生生物化学与分子生物学.pdf

糖 异 生Gluconeogenesis糖异生概念在肝、肾细胞的胞质及线粒体，由非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程，称为糖异生糖异生途径与糖酵解大多数反应是共有的、可逆的糖酵解中有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糖异生过程糖异生过程（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸1.丙酮酸羧化支路包括两步反应丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸ATPADP+PiCO2 GTPGDPCO2 丙酮酸羧化酶，辅因子为生物素（反应在线粒体）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）糖异生过程2.将草酰乙酸运出线粒体有两种方式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi苹果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸-酮戊二酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP+CO2 线粒体胞液苹果酸转运体天冬氨酸苹果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸转运体糖异生过程氨基酸糖异生脂肪酸-氧化或柠檬酸循环线粒体内产生NADH+H+经苹果酸转运草酰乙酸将NADH+H+带至胞质糖异生所需 NADH+H+的来源1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛NADH+H+NAD+糖异生需NADH的反应胞质糖异生过程2.将草酰乙酸运出线粒体有两种方式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi苹果酸NADH+H+NAD+草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP+CO2 线粒体胞液苹果酸NADH+H+NAD+糖异生过程氨基酸糖异生脂肪酸-氧化或柠檬酸循环线粒体内产生NADH+H+经苹果酸转运草酰乙酸将NADH+H+带至胞质乳酸糖异生乳酸丙酮酸胞质NADH+H+NAD+糖异生所需 NADH+H+的来源1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛NADH+H+NAD+糖异生需NADH的反应胞质糖异生过程2.将草酰乙酸运出线粒体有两种方式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi天冬氨酸谷氨酸-酮戊二酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP+CO2 线粒体胞液天冬氨酸乳酸NAD+NADH+H+糖异生过程（二）果糖-1,6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸（三）葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸Pi果糖二磷酸酶-1葡萄糖Pi葡糖-6-磷酸酶葡糖-6-磷酸糖异生过程糖异生原料的入口一览图糖酵解糖异生糖异生和糖酵解的反向调节二、糖异生和糖酵解主要调节两个底物循环底物循环：由不同的酶催化底物和产物的互变反应A B 酶酶-1 酶酶-2 两酶活性不等：代谢向活性强的一方推进 两酶活性相等：不能向任一方向推进糖异生和糖酵解的反向调节（一）第一个底物循环调节果糖-6-磷酸与果糖-1,6-二磷酸的互变果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸ATPADP磷酸果糖激酶-1Pi果糖二磷酸酶-1果糖-2,6-二磷酸（主要调节信号）AMP糖异生和糖酵解的反向调节磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶果糖-1,6-二磷酸丙氨酸乙 酰 CoA草酰乙酸丙酮酸羧化酶丙酮酸脱氢酶复合体胰高血糖素磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胰岛素胰高血糖素（二）第二个底物循环调节磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸的互变糖异生和糖酵解的反向调节 通过中间代谢物协调两个底物循环 通过激素协调两个底物循环果糖-1,6-二磷酸第一个底物循环的磷酸果糖激酶-1第二个底物循环的丙酮酸激酶抑制第二个底物循环中丙酮酸激酶胰高血糖素减少第一个底物循环中果糖-2,6-二磷酸的生成（三）两个底物循环的调节相互联系和协调糖异生生理意义肝内糖异生的主要原料为乳酸、生糖氨基酸和甘油 运动时，乳酸来自肌糖原分解 饥饿时，氨基酸和甘油来自蛋白质和脂肪分解（一）维持血糖恒定是肝糖异生最重要的生理作用糖异生生理意义三碳途径：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长期饥饿时，体液pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，导致-酮戊二酸因异生成糖而减少，从而促进谷氨酰胺两次脱氨，调节pH（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡乳酸循环 概念：肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖的无氧氧化生成乳酸，乳酸通过细胞膜弥散进入血液后入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释放入血后又可被肌摄取，由此构成了一个循环，称为乳酸循环，又称Cori循环葡萄糖葡萄糖肝肝丙酮酸丙酮酸糖糖异异生生糖糖原原乳酸乳酸糖原糖原葡糖葡糖-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖血糖血糖丙酮酸丙酮酸肌肉肌肉血液血液乳酸乳酸乳酸乳酸糖糖酵酵解解糖无氧氧化糖异生乳酸循环 概念：肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖的无氧氧化生成乳酸，乳酸通过细胞膜弥散进入血液后入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释放入血后又可被肌摄取，由此构成了一个循环，称为乳酸循环，又称Cori循环 机制：在肝内，由于存在葡糖-6磷酸酶，糖异生活跃；肌组织中没有葡糖-6磷酸酶，糖异生低下 2分子乳酸异生成G共消耗6个ATP 意义：防止酸中毒；利于乳酸再利用感谢您的耐心观看