生物化學(xué)-糖代謝3本次課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)糖異生的概念、限速步驟的反應(yīng)物、產(chǎn)物及限速酶糖異生的調(diào)節(jié)及生理意義血糖調(diào)節(jié)理論解釋葡萄糖能源的有效利用第六節(jié)

糖異生Gluconeogenesis非糖物質(zhì)葡萄糖，饑餓時(shí)維持血糖恒定。部位：肝(主要)、腎胞液(主要)、線粒體甘油(脂肪分解)、乳酸(肌糖原無(wú)氧分解)生糖aa(Pr分解)、丙酮酸(乳酸、生糖aa的中間代謝物)葡萄糖6－磷酸葡萄糖6－磷酸果糖1,6－二磷酸果糖2分子3－磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮⑤

2分子1,3－二磷酸甘油酸2分子3－磷酸甘油酸2分子2－磷酸甘油酸2分子磷酸烯醇式丙酮酸2分子丙酮酸*磷酸果糖激酶

己糖激酶丙酮酸激酶葡萄糖-6-磷酸酶(肌無(wú))果糖二磷酸酶丙酮酸羧化酶(線粒體)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶耗能糖異生產(chǎn)能酵解1－磷酸葡萄糖糖原2NAD+2NADH（一）丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路變?yōu)榱姿嵯┐际奖?/p>

丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2

②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體：出線粒體蘋(píng)果酸

蘋(píng)果酸

草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸

出線粒體天冬氨酸

草酰乙酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸

丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi蘋(píng)果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸蘋(píng)果酸草酰乙酸

PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2線粒體胞液乳酸葡萄糖①

6－磷酸葡萄糖6－磷酸果糖②

磷酸己糖異構(gòu)酶③

1,6－二磷酸果糖醛縮酶2分子3－磷酸甘油醛④

磷酸二羥丙酮⑤

⑥

2分子1,3－二磷酸甘油酸⑦

2分子3－磷酸甘油酸2分子2－磷酸甘油酸⑧

磷酸甘油酸變位酶2分子磷酸烯醇式丙酮酸烯醇酶⑨

2分子丙酮酸⑩

ADP*磷酸果糖激酶ATP己糖激酶ADPATP22ADP丙酮酸激酶ATP22NAD+3-磷酸甘油醛脫氫酶NADH2ADP2磷酸甘油酸激酶ATP糖異生途徑所需NADH+H+的來(lái)源？由乳酸為原料異生糖時(shí)，NADH+H+由下述反應(yīng)提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+NADH+H+由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH+H+則由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來(lái)自于脂酸的β-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過(guò)草酰乙酸與蘋(píng)果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋(píng)果酸線粒體蘋(píng)果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞漿（二）1,6-雙磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖雙磷酸酶（三）6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸丙酮酸+乙酰CoA線粒體TAC草酰乙酸蘋(píng)果酸－天冬氨酸穿梭胞液丙酮酸羧化酶

甘油

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶糖異生果糖二磷酸酶-1葡萄糖-6-磷酸酶丙酮酸１233個(gè)能障乳酸葡萄糖6－磷酸葡萄糖6－磷酸果糖1,6－二磷酸果糖2分子3－磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮⑤

2分子1,3－二磷酸甘油酸2分子3－磷酸甘油酸2分子2－磷酸甘油酸2分子磷酸烯醇式丙酮酸2分子丙酮酸*磷酸果糖激酶

己糖激酶丙酮酸激酶葡萄糖-6-磷酸酶(肌無(wú))丙酮酸羧化酶(線粒體)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶123果糖二磷酸酶底物循環(huán)(substratecycle)在以上反應(yīng)過(guò)程中，作用物的互變反應(yīng)分別由不同的酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)被稱為底物循環(huán)(substratecycle)。AB酶X酶Y葡萄糖6－磷酸葡萄糖6－磷酸果糖1,6－二磷酸果糖2分子3－磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮⑤

2分子1,3－二磷酸甘油酸2分子3－磷酸甘油酸2分子2－磷酸甘油酸2分子磷酸烯醇式丙酮酸2分子丙酮酸*磷酸果糖激酶

己糖激酶丙酮酸激酶葡萄糖-6-磷酸酶(肌無(wú))丙酮酸羧化酶(線粒體)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1233個(gè)底物循環(huán)果糖二磷酸酶X=Y代謝向某一方向推進(jìn)1代謝不能向任一方向推進(jìn)無(wú)效循環(huán)(futilecycle)X=Y2當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，就不能將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而又稱為無(wú)效循環(huán)(futilecycle)。而在細(xì)胞內(nèi)兩酶活性不完全相等，使代謝反應(yīng)僅向一個(gè)方向進(jìn)行。1.代謝物原料糖異生糖酵解途徑的激活物糖異生2.激素促進(jìn)血糖的激素糖異生使血糖的激素糖異生總效應(yīng)血糖供應(yīng)不足時(shí)增強(qiáng)二、糖異生的調(diào)節(jié)——2、3底物循環(huán)

（一）在6-磷酸果糖——1，6-雙磷酸果糖底物循環(huán)的調(diào)節(jié)6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖雙磷酸酶-12,6-雙磷酸果糖AMPF-6-PF-1,6-2PATPADPPFK-1PKAATPADPPi胰高血糖素

ATPcAMP

活化F-2,6-2P+PFK-2（有活性）FBP-2（無(wú)活性）6-磷酸果糖激酶-2PFK-2（無(wú)活性）FBP-2（有活性）PP果糖雙磷酸酶-2（二）磷酸烯醇式丙酮酸——丙酮酸底物循環(huán)的調(diào)節(jié)PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶1,6-雙磷酸果糖丙氨酸乙酰CoA草酰乙酸胰高血糖素

ATPcAMPPKAF-2,6-2P三、糖異生的生理意義1.運(yùn)動(dòng)、饑餓時(shí)維持血糖穩(wěn)定乳酸甘油生糖aa3.調(diào)節(jié)酸堿平衡，防止酸中毒直接途徑UDPG丙酮酸、乳酸等間接途徑(三碳途徑)2.補(bǔ)充肝糖原消化吸收的葡萄糖肝糖原四、乳酸循環(huán)(lactosecycle，Coricycle)耗能，回收乳酸能量，可防止乳酸堆積性酸中毒。葡萄糖丙酮酸乳酸糖酵解NADH

NAD+葡萄糖葡萄糖乳酸NADHNAD+糖異生血液肌肉肝肌糖原肝糖原O2不足乳酸丙酮酸1947年因發(fā)現(xiàn)Cori循環(huán)而獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)第七節(jié)

其它單糖的代謝

MetabolismofOtherMonose果糖、半乳糖和甘露糖都是通過(guò)轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒馔緩降闹虚g產(chǎn)物而進(jìn)入糖酵解途徑代謝。一、果糖被磷酸化后進(jìn)入糖酵解途徑果糖是膳食中一個(gè)重要的燃料來(lái)源。果糖的代謝一部分在肝，一部分被周?chē)M織主要為肌和脂肪組織攝取。但這兩部分代謝的途徑不同。果糖在肌和脂肪組織中的代謝果糖6-磷酸果糖己糖激酶循糖酵解途徑分解合成糖原（肌）果糖在肝中的代謝果糖1-磷酸果糖果糖激酶1-磷酸果糖醛縮酶磷酸二羥丙酮甘油醛丙糖激酶3-磷酸甘油醛循糖酵解途徑分解或合成糖原果糖不耐受性(fructoseintolerance)是一種遺傳病，這種病因?yàn)槿狈型醛縮酶，吃果糖也會(huì)造成1-磷酸果糖堆積，大量消耗肝中磷酸的儲(chǔ)備，進(jìn)而使ATP濃度下降，從而加速乳酸酵解，造成乳酸酸中毒和餐后低血糖。葡萄糖①

6－磷酸葡萄糖6－磷酸果糖②

③

1,6－二磷酸果糖2分子3－磷酸甘油醛④

磷酸二羥丙酮⑤

⑥

2分子1,3－二磷酸甘油酸⑦

2分子3－磷酸甘油酸2分子2－磷酸甘油酸⑧

2分子磷酸烯醇式丙酮酸⑨

2分子丙酮酸⑩

果糖甘露糖半乳糖第八節(jié)

血糖及其調(diào)節(jié)

TheDefinition,LevelandRegulationofBloodGlucose血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。血糖及血糖水平的概念：正常血糖濃度：3.89~6.11mmol/L血糖水平恒定的生理意義：保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能；紅細(xì)胞沒(méi)有線粒體，完全通過(guò)糖酵解獲能；骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍，經(jīng)常利用葡萄糖供能。一、血糖的來(lái)源與去路血糖3.89-6.11

mmol/L

食物

肝糖原非糖物質(zhì)糖異生分解消化吸收氧化分解CO2+H2O肝、肌糖原其它糖脂、氨基酸合成磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)變8.96-10.08mmol/L尿糖腎糖閾各代謝途徑的協(xié)調(diào)各器官代謝的協(xié)調(diào)血糖濃度的相對(duì)穩(wěn)定取決于：葡萄糖(血糖)脂酸或氨基酸小腸肝血液食物中糖消化酶葡萄糖肝糖原葡萄糖門(mén)靜脈脂肪餐后葡萄糖脂酸食物中糖葡萄糖(血糖)小腸肝血液肌肉葡萄糖肌蛋白長(zhǎng)期饑餓氨基酸氨基酸脂肪甘油甘油其他組織升高血糖腎上腺素胰高血糖素腎上腺皮質(zhì)激素生長(zhǎng)激素整體水平的調(diào)節(jié)激素水平的調(diào)節(jié)細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)降低血糖胰島素血糖3.89-6.11

mmol/L

食物

肝糖原非糖物質(zhì)糖異生分解消化吸收氧化分解CO2+H2O肝、肌糖原其它糖脂、氨基酸合成磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)變胰島素——降低血糖血糖3.89-6.11

mmol/L

食物

肝糖原非糖物質(zhì)糖異生分解消化吸收氧化分解CO2+H2O肝、肌糖原其它糖脂、氨基酸合成磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)變胰高血糖素——升高血糖胰島素和胰高血糖素是調(diào)節(jié)血糖，實(shí)際上也是調(diào)節(jié)三大營(yíng)養(yǎng)物代謝最主要的兩種激素。機(jī)體內(nèi)糖、脂肪、氨基酸代謝的變化主要取決于這兩種激素的比例。引起胰島素分泌的信號(hào)（如血糖升高）可抑制胰高血糖素分泌。反之，使胰島素分泌減少的信號(hào)可促進(jìn)胰高血糖素分泌。胰島素減少胰高血糖素增加饑餓狀態(tài)下血糖如何保持相對(duì)恒定？1.短期饑餓肝糖原分解加強(qiáng)糖利用減少(改用脂類供能)糖異生增強(qiáng)(蛋白質(zhì)、脂類分解的代謝物)2.長(zhǎng)期饑餓腎臟糖異生明顯增強(qiáng)(與肝臟相等)①促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)分解，分解產(chǎn)生的氨基酸轉(zhuǎn)移到肝進(jìn)行糖異生。②抑制肝外組織攝取和利用葡萄糖，抑制點(diǎn)為丙酮酸的氧化脫羧。此外，在糖皮質(zhì)激素存在時(shí)，其他促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素才能發(fā)揮最大的效果，間接抑制周?chē)M織攝取葡萄糖。糖皮質(zhì)激素的作用機(jī)制可能有兩方面：糖皮質(zhì)激素——升高血糖腎上腺素的作用機(jī)制：通過(guò)肝和肌肉的細(xì)胞膜受體、cAMP、蛋白激酶級(jí)聯(lián)激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。腎上腺素——升高血糖二、糖代謝異常1.低血糖<3.33mmol/L病理(肝、激素)生理(長(zhǎng)期餓，持續(xù)劇烈體力勞動(dòng))低血糖影響腦的正常功能，因?yàn)槟X細(xì)胞所需要的能量主要來(lái)自葡萄糖的氧化。當(dāng)血糖水平過(guò)低時(shí)，就會(huì)影響腦細(xì)胞的功能，從而出現(xiàn)頭暈、倦怠無(wú)力、心悸等，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)昏迷，稱為低血糖休克。如不及時(shí)給病人靜脈補(bǔ)充葡萄糖，可導(dǎo)致死亡。低血糖的危害：2.高血糖>7.22mmol/L生理(過(guò)量吃糖，情緒激動(dòng)腎上腺素)病理(肝、激素)3.糖尿病是最常見(jiàn)的糖代謝紊亂疾病糖尿病是一種因部分或完全胰島