糖代谢思维导图

这是一篇关于糖代谢思维导图，包含糖的消化和吸收、糖的有氧氧化、糖原的合成与分解等。

糖代谢

• 糖的消化和吸收
  • 耗能的主动吸收过程，在钠离子依赖型葡萄糖转运体（SGLT）和钠离子/钾离子-ATP酶共同协同下，葡萄糖顺钠离子钠离子浓度梯度被摄入小肠黏膜细胞，然后被释放入血，在葡萄糖转运蛋白（GLUT）帮组下摄入细胞
  • 人体不含β-糖苷酶，不能分解利用纤维素
• 糖的无氧氧化（糖酵解，丙酮酸还原为乳酸）
  • 糖酵解（经过磷酸化，异构，裂解，脱氢，底物水平磷酸化最终形成2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+）
    • 葡萄糖生成葡糖-6-磷酸（己糖激酶HK参与，水解ATP，需要镁离子）
    • 葡糖-6-磷酸异构生成果糖-6-磷酸（磷酸己糖异构酶，需要镁离子参与）
    • 果糖-6-磷酸磷酸化为果糖-1，6-二磷酸（磷酸果糖激酶-1，需要ATP，镁离子）
    • 果糖-1，6-二磷酸裂解为两分子磷酸丙糖（醛缩酶，磷酸二羟丙酮，3-磷酸甘油醛）
    • 磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛互变异构（磷酸丙糖异构酶，最终异构为3-磷酸甘油醛）
    • 3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸甘油酸（3-磷酸脱氢酶，受氢体为NADH + H+）
    • 1，3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸（磷酸甘油酸激酶，底物水平磷酸化生成ATP和3-磷酸甘油酸，需镁离子参与）
    • 3-磷酸甘油酸变为生成2-磷酸甘油酸（磷酸甘油酸变位酶，需要镁离子）
    • 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
    • 磷酸稀醇式丙酮酸变为丙酮酸（丙酮酸激酶，底物水平磷酸化生成ATP，需要镁离子和钾离子的参与）
  • 丙酮酸还原为乳酸
    • 乳酸脱氢酶（LDH）催化丙酮酸以NADH + H+供氢还原为乳酸
• 糖的有氧氧化
  • 葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸
  • 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA（线粒体基质进行）
    • 由关键酶丙酮酸脱氢酶复合体催化生成乙酰CoA，NADH（2.5ATP），H+，CO2
  • 乙酰CoA进入三羧酸循环偶联进行氧化磷酸化（除琥珀酸脱氢酶在线粒体内膜上，其余均在线粒体基质中）（2CO2，3NADH + H+，FADH2，ATP或者GTP）
    • 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸（柠檬酸合酶）
    • 柠檬酸异构为异柠檬酸（顺乌头酸酶）
    • 异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸（异柠檬酸氧化脱氢酶，生成NADH + H+，需要镁离子参与，第一次脱羧）
    • α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（α-酮戊二酸脱氢酶复合体，生成NADH + H+，CO2，第二次脱羧）
    • 琥珀酰CoA转变为琥珀酸（琥珀酰CoA合成酶，唯一的底物水平磷酸化生成ARP或者GTP）
    • 琥珀酸脱氢生成延胡索酸（琥珀酸脱氢酶（线粒体内膜），生成FADH2）
    • 延胡索酸加水生成苹果酸（延胡索酸酶）
    • 苹果酸脱氢生成草酰乙酸（苹果酸脱氢酶，生成NADH + H+）
  • 糖的有氧氧化的生理意义
    • 生成30或者32ATP
      • 糖酵解：2ATP，2NADH + H+（在胞质中，运到线粒体生成3或者5ATP）一共5或者7ATP
      • 2丙酮酸生成2NADH + H+ 一共5ATP
      • 2三羧酸循环生成4CO2，6NADH + H+，2FADH2，2ATP或GTP 一共20ATP
  • 巴斯德效应
    • 糖的有氧氧化抑制糖的无氧氧化
• 磷酸戊糖途径
  • 不产能量的分解代谢途径，从糖酵解的葡糖-6-磷酸开始，经过氧化和基团转移生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，再返回糖酵解进行代谢
  • 不产生ATP，但是代谢过程中会生成NADPH + H+（参与化合物合成代谢）和核糖-5-磷酸（核苷酸的生物合成）
  • 不可逆氧化阶段
    • 关键酶：葡糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）
  • 可逆的集团转移阶段
• 糖原的合成与分解
  • 糖原合成（主要在肝脏和肌肉，肾脏可以合成少量）
    • 需要活化的葡萄糖单位（消耗两分子能量：ATP，UTP生成UDPG）
    • 需要引物
      • 细胞内原有的小分子糖原（在其非还原端直接加上UDPG的葡萄糖基）
      • 糖基化的糖原蛋白
    • 合成有方向
      • 只能在糖原引物的非还原端
    • 分支的形成
      • 由分支酶催化
  • 糖原的分解
    • 糖原磷酸化酶（作用于α-1，4糖苷键）从糖原的非还原端磷酸解一个葡萄糖基，生成葡糖-1-磷酸
    • 脱支酶
      • 将分支点4个葡萄糖基的3个寡糖基转移至临近的非还原端以α-1，4-糖苷键相连
      • 将分支点上的葡萄糖基通过水解α-1，6-糖苷键形成游离的葡萄糖
    • 葡糖-1-磷酸转变为葡糖-6-磷酸
      • 肝细胞中通过葡糖-6-磷酸酶生成葡萄糖
      • 肌细胞无葡糖-6-磷酸酶，只能进行糖酵解
• 糖异生（将非糖物质（乳酸，甘油，生糖氨基酸）转变为葡萄糖或者糖原）
  • 丙酮酸转变为草酰乙酸（在线粒体基质中）
    • 丙酮酸与CO2在丙酮酸羧化酶（线粒体基质中）作用下生成草酰乙酸（消耗ATP，生物素为辅酶）
  • 草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸（进入胞质）
    • 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，消耗GTP
  • 磷酸烯醇式丙酮酸沿糖酵解逆反应生成果糖-1，6-二磷酸
  • 果糖-1，6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸
    • 果糖二磷酸激酶-1（最重要的关键酶，主要受别构调节），放能反应，不产生ATP
  • 葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖
    • 葡糖-6-磷酸酶