导图社区 生物化学糖代谢
这是一篇关于生物化学糖代谢的思维导图,主要内容无氧氧化、 有氧氧化、糖原合成与分解、 糖异生等。
编辑于2023-12-01 15:20:00糖代谢
无氧氧化
概念
一分子葡萄糖在细胞质中可裂解为两分子丙酮酸的过程称为糖酵解
糖酵解
总共十步反应
Glu转变为G-6-P
己糖激酶(Mg离子)
反馈抑制
G-6-P
别构抑制
长链脂酰CoA
第一次限速
G-6-P转变为F-6-P
F-1-P转变为F-1,6-P
真正进入糖酵解
磷酸果糖激酶-1(Mg离子)
别构激活:(F-2,6-P),ADP,AMP,(F-1,6-P)
别构抑制:ATP,柠檬酸
第二次限速(最慢)
F-1,6-P转变为2分子3磷酸甘油醛(磷酸二羟丙酮)
醛缩酶
前五步为准备阶段
3-磷酸甘油醛转变为1,3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶
2分子NAD+接受氢
3或5ATP
1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸
第一次底物水平磷酸化
磷酸甘油酸激酶(Mg+)
2-磷酸甘油酸脱水生成PEP
PEP转变为丙酮酸
第二次底物水平磷酸化
丙酮酸激酶(K和Mg)
别构
激活:F-1,6-P
抑制:ATP
化学修饰
磷酸化
蛋白激酶A
胰高血糖素激活
依赖Ca+、钙调蛋白的蛋白激酶
失活
第三次限速
后五步为放能阶段
乳酸生成
乳酸脱氢酶
需要NADH
生理意义
不利用氧迅速提供能量
2ATP
有氧氧化
概念
机体利用氧将葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O的反应过程称为糖的有氧氧化
反应过程
糖酵解
丙酮酸氧化脱羧
丙酮酸转变为乙酰CoA
丙酮酸脱氢酶复合体
丙酮酸脱氢酶(E1)
二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)
二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)
辅酶
焦磷酸硫胺素(TPP)
CoA,硫辛酸
FAD,NAD+
三羧酸循环(TCA cycle)
8步反应
特点
4次脱氢生成3分子NADH和1分子FADH2
2次脱羧生成2分子CO2
1次底物水平磷酸化生成1分子GTP或ATP
并不是直接释放能量、生成ATP的主要环节,而是通过四次脱氢反应提供足够的还原当量,以便进行后续的电子传递和氧化磷酸化反应生成大量ATP
过程
乙酰CoA和草酰乙酸缩合成柠檬酸
柠檬酸合酶
消耗一个高能硫酯键
第一次限速
柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸
异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸
最主要调节位点
异柠檬酸脱氢酶
NAD+接受氢
一分子CO2
第二次限速
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
NAD+接受氢
一分子CO2
第三次限速
琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应
琥珀酰CoA合成酶
ADP或GDP
琥珀酸脱氢生成延胡索酸
琥珀酸脱氢酶
TCA cycle循环运行指标
线粒体内膜(TCA cycle中唯一一个)
FAD接受氢
延胡索酸加水生成苹果酸
苹果酸脱氢生成草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
NAD+接受氢
意义
三大营养物质分解产能的共同通路
糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽
生理意义
糖分解供能的主要方式
糖酵解
5或7ATP
丙酮酸氧化脱羧
5ATP
TCA cycle
20ATP
30或32ATP
血糖及调节
血糖水平:3.9~6.0mmol/L
低血糖:小于2.8mmol/L
高血糖:空腹高于7mmol/L
激素调节
降低
胰岛素
激活磷酸二脂酶
降低cAMP水平
激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶
使丙酮酸脱氢酶复合体活化
抑制肝糖异生
抑制PEP羧激酶的合成
氨基酸合成肌蛋白加速,减少糖异生原料
合成脂肪
升高
胰高血糖素
肝糖原分解
抑制糖原合酶
激活糖原磷酸化酶
抑制糖酵解,促进糖异生
减少F-2,6-P的合成
抑制肝内丙酮酸激酶
促进PEP羧激酶的合成
促进脂肪分解
糖皮质激素
加速糖异生
抑制丙酮酸的氧化脱羧
脂肪动员
肾上腺素
引发肝和肌细胞依赖cAMP的磷酸化级联反应
应激状态
糖尿病
特征
持续性高血糖和糖尿
病因
部分或完全胰岛素缺失、胰岛素抵抗
类型
胰岛素依赖性(1型)
非胰岛素依赖性(2型)
妊娠糖尿病(3型)
特殊类型糖尿病(4型)
并发症
视网膜病变
周围神经病变
周围血管病变
其他代谢途径
糖醛酸途径
以葡糖醛酸为中间产物的葡萄糖代谢途径
生成活化的葡糖醛酸(UDPGA)
多元醇途径
糖异生
概念
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
丙酮酸羧化为PEP
丙酮酸变为草酰乙酸
丙酮酸羧化酶
线粒体内
辅因子:生物素
消耗ATP
CO2与生物素结合
草酰乙酸变为PEP
PEP羧激酶
消耗一个P~P
草酰乙酸的穿梭
草酰乙酸不能直接透过线粒体膜
苹果酸穿梭
苹果酸脱氢酶
伴随NADH从线粒体到细胞质的转运
天冬氨酸穿梭
谷草转氨酶
F-1,6-P水解为F-6-P
果糖二磷酸酶-1
G-6-P水解为Glu
葡糖-6-磷酸酶
生理意义
维持血糖恒定
补充或恢复肝糖原储备
维持酸碱平衡
酮体代谢旺盛(肾)
糖原合成与分解
概念
糖原合成是指由葡萄糖生成糖原的过程,主要发生在肝和骨骼肌
糖原合成
G-6-P变构为G-1-P
G-1-P和UTP转化成UDPG和焦磷酸(迅速水解)
UDPG酶
UDPG合成糖原
糖原合酶
α-1,4-糖苷键
分支酶
α-1,6-糖苷键
糖原分解
产物:主要为G-1-P,少量Glu
糖原磷酸化酶
α-1,4-糖苷键
剩四个葡萄糖基时就不能继续
脱支酶
葡聚糖转移酶
α-1,4-糖苷键
转移3个葡萄糖基到附近糖链的末端
α-1,6-葡糖苷酶
α-1,6-糖苷键
生成葡萄糖
肝与肌的差异
肝有G-6-P酶,可将G-6-P转变为Glu补充血糖,而肌没有
关键酶
糖原合酶
磷酸化为活性形式
糖原磷酸化酶
去磷酸化为活性形式
调节
化学修饰
关键酶磷酸化
激素调节
胰高血糖素
肝糖原分解
肾上腺素
肌糖原分解
胰岛素
糖原合成
别构调节
葡萄糖
抑制肝糖原磷酸化酶
能量和Ca+
肌糖原分解
磷酸戊糖途径
反应阶段
氧化阶段
G-6-P转化为PPP
葡糖-6-磷酸脱氢酶
NADPH调节
总:G-6-P转化为2分子NADPH和1分子核糖-5磷酸,释放1分子CO2
基团转移阶段
需要3分子磷酸戊糖才能进行所有基团转移
1分子3-磷酸甘油醛和2分子F-6-P
生理意义
提供磷酸核糖
合成核酸
补救合成?
提供NADPH
合成代谢反应供氢体
羟化反应
维持谷胱甘肽(GSH)的还原态
脂肪和甘油磷脂
磷酸甘油