医学考研思维导图——糖代谢

这是一篇关于考研思维导图——糖代谢的思维导图，包含了糖的无氧氧化、 糖的有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成和分解、糖异生等知识总结。

糖代谢

• 葡萄糖（血糖） （3.9~6.0mmol/L）
  • 来源
    • 食物的消化吸收
    • 肝糖原的分解
    • 非糖物质进行糖异生
  • 去路
    • 肝原（肝、肌）的合成
    • 氧化分解→CO2+H2O+ATP
    • 转变成脂肪、AA
  • 胰岛素：来源↓，去路↑
    • 唯一降血糖激素
  • 升血糖激素
    • 胰高血糖素
    • 糖皮质激素
    • 生长激素
    • 甲状腺素
    • 肾上腺素、去甲肾上腺素
• 糖的无氧氧化
  • 概述
    • 糖酵解（现在）
      • 葡萄糖（6C/己糖）—细胞质（浆）中10个步骤→2丙酮酸
      • 有氧＆无氧氧化的共同途径
    • 2丙酮酸—无氧→乳酸
    • 以前
      • 糖酵解途径：G→丙酮酸
      • 糖酵解：G→乳酸
  • 糖酵解
    • G—己糖激酶①+1ATP→G-6-P（葡糖-6-磷酸/6-磷酸葡萄糖）+ADP
      • 关键酶（限速酶）催化的不可逆反应
      • 己糖激酶的同工酶
        • I
        • II
        • III
        • 脑组织：己糖激酶
          • Km值低，亲和力高 （保证脑在血糖↓时摄取利用糖）
        • IV
          • 肝脏：葡糖激酶
            • Km值高，亲和力低→维持血糖浓度稳定至关重要 （只有当血糖浓度显著↑肝脏才会加速对G利用）
            • 主要受激素（胰岛素、胰高血糖素）调控，对G-6-P的负反馈调节不敏感
    • G-6-P←xxx异构酶→F-6-P（果糖-6-磷酸）
    • F-6-P+1ATP—磷酸果糖激酶-1②→F-1,6,-2P（果糖-1,6-二磷酸）+ADP
      • 关键酶（限速酶）催化的不可逆反应
      • 磷酸果糖激酶-1的别构调节
        • 糖酵解最重要的别构调节酶
        • 别构激活剂
          • AMP、ADP
          • F-1,6-2P、F-2,6-2P（最重要）
            • 正反馈
        • 别构抑制剂
          • ATP
          • 柠檬酸
            • G→丙酮酸→乙酰CoA→柠檬酸
    • F-1,6-2P←醛缩酶→
      • 3-磷酸甘油醛 医学考研公众号 蛇杖守望者
      • 磷酸二羟丙酮
        • ±2H←→3/α-磷酸甘油←甘油激酶—甘油←脂肪
          • 糖异生
    • 以下均为2分子
    • 3-磷酸甘油醛+NAD+←3-磷酸甘油醛脱氢酶→1,3-二磷酸甘油酸+NADH+(H+)
      • 1,3-二磷酸甘油酸是高能磷酸化合物
    • 1,3-二磷酸甘油酸+ADP←磷酸甘油酸激酶→1ATP+3-磷酸甘油酸
      • 可逆反应
      • 不是关键酶
      • 底物（作用物）水平磷酸化（1st）
        • 体内生成ATP方式
          • 氧化磷酸化（绝大多数）
          • 底物水平磷酸化（少数）
    • 3-磷酸甘油酸←变位酶→2-磷酸甘油酸
    • 2-磷酸甘油酸-H2O←烯醇化酶→磷酸烯醇式丙酮酸（PEP，高能磷酸化合物）
    • PEP+ADP—丙酮酸激酶③→1ATP+丙酮酸
      • 关键酶（限速酶）催化的不可逆反应
      • 底物水平磷酸化（2nd）
  • 乳酸的生成
    • 丙酮酸+NADH+(H+)←→乳酸+NAD+
  • 小结无氧氧化
    • 3个关键酶——“激酶”——己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶
    • 2次底物水平磷酸化
      • 1,3-二磷酸甘油酸+ADP←磷酸甘油酸激酶→1ATP+3-磷酸甘油酸
      • PEP+ADP—丙酮酸激酶→1ATP+丙酮酸
    • 1分子G无氧氧化净产生ATP数目：2x2-2=2分子
    • 生理意义：“迅速”——为机体迅速提供能量
• 糖的有氧氧化
  • 过程
    • 胞质中
      • 糖酵解——G→丙酮酸
    • 线粒体中
      • 丙酮酸参与反应时先将其活化变为高能化合物 乙酰CoA（高能硫酯键化合物）——高能键~SCoA
      • 氧化脱羧——丙酮酸+HSCoA→乙酰CoA+CO2
      • 乙酰CoA→三羧酸循环
  • 乙酰CoA生成（丙酮酸活化）
    • 丙酮酸+HSCoA—丙酮酸脱氢酶复合体④→乙酰CoA+CO2<1>+NADH+(H+)
      • CO2↑→PCO2↑→氧解离曲线右移→氧亲和力↓→Hb释O2
      • 关键酶催化的不可逆反应
      • 丙酮酸脱氢酶复合体 （关键酶）
        • 辅因子
          • “牛A”
          • 焦磷酸硫胺素（TPP）←VitB1
          • 硫辛酸←硫辛酸
          • FAD←VitB2
          • NAD+←VitPP
          • CoA←泛酸
          • α-酮戊二酸脱氢酶复合体，too
          • 干扰项
            • NADP
              • ——脱氢酶
              • ←VitPP
            • FMN
              • ←VitB2
            • 生物素
              • ——羧化酶
              • ←生物素
            • 磷酸吡哆醛
              • ——转氨酶、脱羧酶、ALA合酶
              • ←VitB6
  • 三羧酸循环（柠檬酸循环）
    • Krebs提出 医学考研公众号 蛇杖守望者
    • 过程
      • 乙酰CoA+草酰乙酸—柠檬酸合酶⑤→柠檬酸
        • 关键酶催化的不可逆反应
      • 柠檬酸←→异柠檬酸
      • 异柠檬酸—异柠檬酸脱氢酶⑥→α-酮戊二酸+CO2+NADH+(H+)
        • 三羧酸循环中最重要的关键酶
        • 关键酶催化的不可逆反应
      • α-酮戊二酸+HSCoA—α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑦→琥珀酰CoA+CO2+NADH+(H+)
        • 关键酶催化的不可逆反应
        • α-酮戊二酸脱氢酶复合体——辅因子同丙酮酸脱氢酶复合体
        • 琥珀酰CoA是高能硫酯键化合物
      • 琥珀酰CoA+GDP/ADP←琥珀酰CoA合成酶→GTP/ATP+琥珀酸（丁二酸）+HSCoA
        • 底物水平磷酸化（3rd）
      • 琥珀酸（丁二酸）+FAD—琥珀酸脱氢酶→延胡索酸+FADH2
        • 酶抑制剂：丙二酸（竞争性抑制）
      • 延胡索酸+H2O—延胡索酸酶→苹果酸
      • 苹果酸+NAD+—苹果酸脱氢酶→草酰乙酸+NADH+(H+)
      • 脱氢→加水→脱氢
        • 脂肪酸β氧化，too
    • 总结
      • 一、
        • 1
          • 1次底物水平磷酸化
            • 琥珀酰CoA←→琥珀酸
        • 2
          • 2次氧化脱羧
            • 6-1=5：异柠檬酸→α-酮戊二酸
            • 5-1=4：α-酮戊二酸→琥珀酰CoA
        • 3
          • 3个关键酶
            • 柠檬酸合酶
            • 异柠檬酸脱氢酶
            • α-酮戊二酸脱氢酶复合体
        • 4
          • 4次脱氢
            • 2次脱羧脱氢→2NADH+(H+)
            • 琥珀酸→FADH2
            • 苹果酸→NADH+(H+)
      • 二、糖有氧氧化是糖分解供能的主要方式
        • V.S.糖无氧氧化（1G净产2ATP）
        • 1分子G有氧氧化净产生30/32ATP
          • 糖酵解
            • 2x2-2+2NADH（胞质）
              • α-磷酸甘油穿梭→2x1.5=3ATP
              • 苹果酸-天冬氨酸穿梭→2x2.5=5ATP
            • 5/7ATP
          • 2丙酮酸→2乙酰CoA+2NADH（线粒体）
            • 2x2.5=5ATP
          • 三羧酸循环
            • 2乙酰CoA→2[3NADH+(H+)+FADH2+GTP/ATP]
            • 2x(3x2.5+1.5+1)=20ATP
        • 1分子丙酮酸有氧氧化净产生12.5ATP
        • 1分子乙酰CoA有氧氧化净产生10ATP
      • 三、三羧酸循环的生理意义
        • 三大营养物质分解产能的共同通路
          • 糖、脂肪、AA→乙酰CoA→三羧酸循环
            • 3NADH+(H+)+FADH2→氧化磷酸化→ATP
            • GTP/ATP
        • 三大营养物质代谢联系的枢纽
          • 糖→乙酰CoA→脂肪酸+甘油→脂肪
          • 三羧酸循环→
            • 草酰乙酸→天冬氨酸（Asp）
            • α-酮戊二酸→谷氨酸（Glu）
      • 四、巴斯德效应
        • 糖有氧氧化抑制无氧氧化
        • 机制
          • 糖酵解产生NADH+(H+)
            • 有氧→立即进入线粒体
            • 无氧→留在胞质+丙酮酸→乳酸
• 磷酸戊糖途径（旁路）
  • 核苷酸代谢联系枢纽
  • G←→
    • G-6-P
      • →糖酵解
        • 有氧氧化
        • 无氧氧化
      • →合成糖原 医学考研公众号 蛇杖守望者
      • +NADP+—葡糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PD）→NADPH+(H+)→...→6-磷酸葡糖酸
        • 6-磷酸葡糖酸+NADP+—6-磷酸葡糖酸脱氢酶→NADPH+(H+)+...→核糖-5-磷酸
        • 核糖-5-磷酸（5'-磷酸核糖）—活化→磷酸核糖焦磷酸（PRPP）—+碱基/从头合成/补救合成→核苷酸
        • V.S.
          • NADH→氧化磷酸化→产能 NADPH→还原→使GSSG→GSH
  • 生理意义
    • 磷酸核糖
      • 主要来源
      • 参与核苷酸代谢→核酸
    • NADPH
      • 主要来源
        • 次要来源：柠檬酸-丙酮酸循环
      • 供氢体
        • 脂肪酸、胆固醇合成
        • 非必需氨AA合成：α-酮酸→α-AA
          • α-酮戊二酸+NH3—NADPH→谷AA
          • 丙酮酸→丙氨酸
          • 草酰乙酸→天冬氨酸
      • 参与羟化反应
      • 维持谷胱甘肽的还原状态
  • 调节
    • G6PD
      • 主要受NADPH/NADP+调节
• 糖原合成和分解
  • 食物→G
    • 氧化供能
    • 脂肪合成（大部分）
    • 糖原（小部分）
      • 糖原=糖的储存形式
        • V.S.
          • ATP的储存形式；磷酸肌酸
          • 乙酰CoA的储存形式：酮体
  • 合成部位
    • 肝脏——维持血糖
    • 骨骼肌——为骨骼肌供能（产能多、速度快）
  • 合成
    • G-G-G-G-G-G-G-（G多聚体）
      • 主/侧链：α-1,4-糖苷键
      • 分支点：α-1,6-糖苷键
    • 活化
      • G+ATP—己糖激酶→ADP+G-6-P—磷酸葡糖变位酶—G-1~P
      • G-1~P←±UTP→PPi+G-P~P-尿苷（UDPG，鸟苷二磷酸葡萄糖）
        • PPi不稳定，消耗ATP分解为无机磷酸
        • UDPG
          • 活性G
          • G的直接供体
      • 糖原分子每延长1个G需消耗2分子ATP 医学考研公众号 蛇杖守望者
    • 引物
      • 糖原蛋白
        • 本质：蛋白酪氨酸-葡糖基转移酶
        • Pr-Tyr+UDPG→UDP+Pr-Tyr-G
        • Pr-Tyr-G—糖原合酶→Pr-Tyr-G-G-...
          • 合成主链的关键酶反应
          • 主链G≥11个时，分支酶＋侧链6~7个G
  • 分解
    • 酶
      • 关键酶：糖原磷酸化酶→α-1,4-糖苷键
      • 脱支酶→α-1,6-糖苷键
    • G-G-G-G-...→G-1-P←变位酶→G-6-P
    • G-6-P
      • 肝脏—葡糖-6-磷酸酶→G——维持血糖
      • 骨骼肌
        • 无葡糖-6-磷酸酶
        • G-6-P—有氧/无氧氧化——产生ATP供能
          • 无氧氧化：1G→3ATP
          • 节能
  • 调节
    • 关键酶
      • 合成：糖原合酶a（有活性）—磷酸化(+P)+激酶→糖原合酶b（无活性）
      • 分解：糖原磷酸化酶a（有活性）—去磷酸(-P)+磷酸酶→糖原磷酸化酶b（无活性）
    • 肝脏维持血糖
      • 胰高血糖素→G蛋白-cAMP-PKA通路：GPCR→αβγ(+)→AC→ATP→cAMP
      • αβγ(+)→AC(+)——ATP→cAMP（第二信使）
      • cAMP→PKA
        • 糖原合酶↓（a→b：抑制糖原合成）
        • 糖原磷酸化酶↑（b→a：促进糖原分解）
        • 血糖↑
• 糖异生
  • 非糖物质转变为G
  • 原料
    • 丙酮酸→G
      • 乳酸脱氢、丙氨酸脱氨基→丙酮酸
    • 甘油—甘油激酶→3/α-磷酸甘油—脱氢→磷酸二羟丙酮...→G
    • 奇数C脂肪酸
      • →3C脂肪酸+乙酰CoA
      • 3C脂肪酸（丙酰CoA）→琥珀酰CoA→三羧酸循环→草酰乙酸→...→G
    • 18种升糖AA（除了亮/赖AA）
    • 干扰项 （不是原料）
      • 乙酰CoA
      • 偶数C脂肪酸（硬/软脂酸）—β-氧化→乙酰CoA
      • 生酮氨基酸：亮AA、赖AA
        • 同亮赖
  • 过程
    • 糖酵解：G→丙酮酸——3大关键酶
    • 糖异生：丙酮酸→G
      • 丙酮酸+ATP+CO2—丙酮酸羧化酶→ADP+草酰乙酸（4C）
        • 丙酮酸羧化酶
          • 只在线粒体中
          • 辅酶：生物素
      • 草酰乙酸+GTP—PEP羧激酶→GDP+PEP（磷酸烯醇式丙酮酸，3C）+CO2
        • PEP羧激酶：线粒体、胞质均有
        • 草酰乙酸
          • 不能自由通过线粒体内膜
          • 加氢→苹果酸
          • 加氨→天冬氨酸
          • 通过线粒体内膜→胞质
      • F-1,6-2P—果糖二磷酸酶-1→F-6-P
      • G-6-P—葡糖-6-磷酸酶→G
  • 总结
    • 发生部位
      • 肝脏（主要）
      • 肾脏（较弱、长期饥饿时↑）
    • 亚C定位：线粒体+胞浆
    • 能量消耗：2丙酮酸/乳酸=2x3=6ATP
      • 丙酮酸→草酰乙酸
        • ATP
      • 草酰乙酸→PEP
        • GTP
      • 3-磷酸甘油酸→1,3-二磷酸甘油酸
        • ATP
    • 4个关键酶
      • 丙酮酸羧化酶
        • 最重要
        • 别构激活剂：CoA
      • PEP羧激酶
      • 果糖二磷酸酶-1
      • 葡糖-6-磷酸酶
    • 生理意义
      • 肝脏
        • 维持血糖恒定
          • 最重要
        • 补充/恢复肝糖原储备
      • 肾脏
        • 有利于维持酸碱平衡
• 乳酸循环(cori循环)
  • =糖无氧氧化（骨骼肌）+糖异生（肝脏）
  • 生理意义
    • 回收乳酸中的能量
    • 避免乳酸堆积而引起酸中毒