生化，糖代谢

生化糖代谢，希望对你们有用，只含有葡萄糖的来源去路。糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物，糖代谢指葡萄糖(glucose，Glc)、糖原(glycogen，Gn)等在体内的一系列复杂的化学反应。在人体内糖的主要形式是葡萄糖(glucose，Glc)及糖原(glycogen，Gn)。

葡萄糖的 合成与分解

• 糖异生
  • 定义：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
    • 葡萄糖与甘油之间的代谢中间产物是磷酸二羟丙酮
  • 线粒体细胞液
  • 重要步骤
    • 丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸
      • 丙酮酸→草酰乙酸，消耗一分子ATP和一分子CO2，丙酮酸羧化酶，辅因子是生物素； 草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸，GTP→GDP，生成一分子CO2，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
      • 将草酰乙酸运出线粒体有两种方式
        • 经苹果酸转运，伴随着NADH的转运
        • 经天冬氨酸转运，无NADH的伴随转运
    • 果糖-1，6-二磷酸→果糖-6-磷酸
      • 果糖二磷酸酶-1
    • 葡糖-6-磷酸→葡萄糖
      • 葡糖-6-磷酸酶，在肝脏和肾脏中有，骨骼肌中没有
  • 关键酶
    • 丙酮酸羧化酶
      • 消耗1分子ATP
    • 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
      • 消耗2分子ATP
    • 果糖二磷酸酶-1
      • 消耗1分子ATP
    • 葡糖-6-磷酸酶
• 糖原的合成与分解
  • 糖原合成：是指葡萄糖生成糖原的过程，主要发生在肝和骨骼肌 （反应场所：肝脏和肌肉的细胞液中）
    • 步骤
      • 葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖UDPG
        • 合成糖原时葡糖糖直接供体是：UDP葡萄糖，即UDPG
      • 糖原合成的起始需要引物
        • 如果细胞内糖原已耗尽而需要重新合成时，不能以游离的葡萄糖作为起始分子来接受UDPG的葡萄糖基，只能以糖原蛋白作为最初的葡萄糖基受体而起始糖原的合成。
      • 糖原合酶
      • 糖原合酶，形成α-1，4-糖苷键，消耗2个ATP； 分支酶，形成α-1，6-糖苷键，从而形成分支
  • 糖原分解：是指糖原分解为葡糖-1-磷酸而被机体利用的过程，它不是糖原合成的逆反应 （反应场所：肝脏的细胞液中）
    • 糖原磷酸化酶
    • 肝能利用葡糖-6-磷酸生成葡萄糖，而骨骼肌不能
    • 糖原的1mol葡萄糖残基酵解时净生成几molA：3mol，糖原水解下来的6-磷酸葡萄糖，不需要经过糖酵解第一步的活化反应，因此少消耗一个ATP
  • 糖原合成与分解的关键酶活性调节彼此相反
    • 糖原磷酸化酶，磷酸化（a型，有活性）；去磷酸化（b型，无活性）
    • 糖原合酶，磷酸化（b型，无活性）；去磷酸化（a型，有活性）
• 磷酸戊糖效应
  • 定义：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
  • 细胞液
  • 葡糖-6-磷酸脱氢酶
  • 反应过程
    • 不可逆的氧化反应
      • 糖酵解的葡糖6磷酸氧化生成6磷酸葡萄糖酸内酯，脱下的氢离子生成nadph
      • 第三步，6磷酸葡萄酸氧化脱羟生成核酮糖五磷酸。这是一部即脱氢又脱羟的反应
    • 可逆的集团转移反应阶段
      • 为快速分裂细胞获取足够的核糖五磷酸用于核酸合成创造条件
      • 满足癌细胞合成核酸时对原料的需求
  • 磷酸戊糖途径是NADPH和磷酸核糖的主要来源
    • 提供磷酸核糖参与核酸生物合成
    • 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
      • NADPH是许多合成代谢的供氢体， 例如脂质的合成
      • NADPH参与羟化反应
      • NADPH维持谷胱甘肽的还原状态， 缺乏会导致蚕豆病
• 糖的有氧氧化
  • 定义：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
  • 细胞质线粒体
  • 三个阶段
    • 葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸（细胞质）
    • 丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰辅酶A（线粒体）
      • 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
        • 丙酮酸氧化脱氢酶体系的辅酶
    • 乙酰辅酶A经三羧酸循环及氧化磷酸化提供能量（线粒体）
  • 三羧酸循环使乙酰辅酶A彻底氧化
    • 要点
      • 1次底物水平磷酸化：琥珀酰CoA转化为琥珀酸
      • 2次脱羧：异柠檬酸氧化脱羧生成α酮戊二酸；α酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
      • 3个关键酶：(3次不可逆反应) 柠酸合酶 柠檬酸脱气酶 α酮戊二酸脱氢酶复合体
      • 4次脱氢：异柠檬酸氧化脱羧生成a酮戊二酸 α酮戊二酸氧化脱翔生成琥珀酰CoA 琥珀酸多气生成延胡索酸 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
    • 净生成10个ATP。2.5*3+1.5+1=10
  • • 全过程生成30或32个ATP
• 糖的无氧氧化
  • 定义：在不能利用氧或氧供应不足时，某些微生物和人体组织将糖酵解生成的丙酮酸进一步在细胞质中还原成乳酸，称为乳酸发酵或糖的无氧氧化
  • 细胞质
  • • 糖酵解
      • 背： 糖酵解(glycolysis)是指在无氧条件下，葡萄糖在细胞质中被分解成为丙酮酸的过程，期间每分解一分子葡萄糖产生两分子丙酮酸以及两分子ATP，属于糖代谢的一种类型。一共十步反应，包括三种关键酶(限速酶):己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶。
      • 关键酶
        • 己糖激酶
        • 磷酸果糖激酶-1
        • 丙酮酸激酶
      • 一步脱氢反应：3-磷酸甘油醛借助三磷酸甘油醛脱氢酶生成1，3二磷酸甘油酸。是唯一一步脱氢反应
      • 两次底物水平磷酸化：1，3_二磷酸甘油酸转变为三磷酸甘油酸生成一分子ATP和三磷酸甘油酸。 磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸，生成ATP和不稳定的烯醇式丙酮酸
      • 三步不可逆(反应三个关键酶)： 葡萄糖磷酸化生成葡糖六磷酸（己糖激酶) 果糖6磷酸在第二个关键酶磷酸果糖激酶1催化下生成果糖，1，6二磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下转变为丙酮酸
    • 丙酮酸还原生成乳酸
  • 主要的酶
    • 丙酮酸激酶
    • 己糖激酶受到反馈抑制调节
    • 6_磷酸果糖激酶
  • • 糖的无氧氧化净生成2个ATP，2NADP,2H+
    • -1-1+2+2=2