生化-1-糖代谢

主要简述生化里糖代谢章节，导图参照第九版生化课本和天天师兄视频及思维导图制成，适合用于预习、复习、期末考试、考研……

糖代谢

• 糖酵解
  • 葡萄糖→丙酮酸
• 糖的无氧氧化
  • 特点
    • 1个部位
      • 胞浆
    • 2次底物水平磷酸化
      • 1，3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸
      • 磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸
    • 3个关键酶
      • “冰激凌”
      • 单向、速度慢、被调节
      • 【己糖激酶】
        • 葡萄糖→【已糖激酶】→葡萄糖-6磷酸
        • 不受ATP调节
        • 抑制剂：G-6-P、长链脂酰CoA
        • 肝和胰岛B细胞的IV型同工酶→葡萄糖激酶
          • Km高：酶和葡萄糖的亲和力低
          • 低血糖优先保证脑利用葡萄糖
          • 受化学修饰（激素经细胞信号转导调节）
      • 【磷酸果糖激酶-1】 （最重要）*
        • 果糖-6-磷酸→【磷酸果糖激酶-1】→果糖-1，6-二磷酸
        • 抑制剂
          • ATP、柠檬酸
        • 激活剂
          • AMP、ADP
          • 果糖-1，6-二磷酸（产物正反馈）
          • 果糖-2，6-二磷酸（最强激活剂）
      • 【丙酮酸激酶】
        • 磷酸烯醇式丙酮酸→【丙酮酸激酶】→丙酮酸
        • 抑制剂：ATP、丙氨酸
    • 4个意义
      • ①缺氧供能
      • ②向肌肉迅速供能
      • ③成熟红细胞获得能量的唯一途径
      • ④瓦伯格效应
• 成熟红细胞代谢
  • 糖无氧氧化
    • 供能
    • 1，3-DPG经旁路→2，3-DPG：降低Hb和O2亲和力（主要）、供能（重新回到无氧氧化）
  • 磷酸戊糖途径
    • 5-磷酸核糖：合成核苷酸
    • NADPH
• 糖的有氧氧化
  • 糖酵解 （胞浆）
    • 葡萄糖→丙酮酸
    • 【己糖激酶】、【磷酸果糖激酶-1】、【丙酮酸激酶】
    • 巴斯德效应：有氧氧化抑制无氧氧化
  • 丙酮酸脱羧 （线粒体）
    • 丙酮酸→CoA、NADH、CO2
    • 【丙酮酸脱氢酶复合体】
      • 丙酮酸→【丙酮酸脱氢酶复合体】→乙酰CoA
      • 辅因子
        • CoA/泛酸/遍多酸（VitB5)
        • Mg2+
        • 焦磷酸硫胺素TPP（VitB1)
        • 硫辛酸
        • 黄素腺嘌呤二核苷酸FAD(VitB2）
        • 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD（VitPP）
        • “赴美交流时，要留心谎言” “First No.1”
  • 三羧酸/柠檬酸/Krebs/TCA循环 （线粒体）
    • 草酰乙酰成柠檬，柠檬又成α-酮 琥酰琥酸延胡索，苹果落在草丛中
    • 草酰乙酸+乙酰CoA→【柠檬酸合酶】→柠檬酸→异柠檬酸
    • 异柠檬酸→【异柠檬酸脱氢酶】→α-酮戊二酸、NADH、CO2
    • α-酮戊二酸→【α-酮戊二酸脱氢酶复合体】→琥珀酸CoA、NADH、CO2
    • 琥珀酰CoA→（琥珀酰CoA合成酶）→琥珀酸、GTP/ATP（底物水平磷酸化）
    • 琥珀酸→延胡索酸、FADH2
    • 延胡索酸→苹果酸→草酰乙酸
    • 意义
      • ①三大营养物质最终代谢去路、联系枢纽
      • ②为氧化磷酸化提供还原当量（1个乙酰CoA生成10个ATP）
• 计算葡萄糖有氧氧化的能量
  • 无氧酵解净生成2ATP
  • 有氧氧化净生成30或32ATP
• 高能化合物
  • 高能硫酯键：XX酰CoA
  • 高能磷酸键
    • NDP、NTP
    • 1，3-二磷酸甘油酸、PEP
    • 磷酸肌酸（ATP+甘氨酸+精氨酸+SAM）
    • 氨基甲酰磷酸CPS（NH3/Gln+CO2+ATP）
    • 焦磷酸（例如PRPP）、乙酰磷酸

氧化磷酸化

• 线粒体
  • 胞浆H穿梭进入线粒体
    • 脑、骨骼肌：α-磷酸甘油-磷酸二羟丙酮穿梭
      • FADH2
      • 每对H+进入琥珀酸呼吸链生成1.5ATP
    • 心、肝、肾：苹果酸-天冬氨酸穿梭（草酰乙酸）
      • NADH+H
      • 每对H+进入NADH呼吸链生成2.5ATP
• 呼吸链
  • 单递电子体：细胞色素Cyt、铁硫蛋白Fe-S
  • 复合体
    • I：FMN→Fe-S
      • 鱼藤酮、粉蝶霉素、异戊巴比妥
        • “一条粉红色鱼尾巴”
    • II：FAD→Fe-S
      • 萎锈灵
        • “两位伟人”
    • III：Cytb→Fe-S→Cytc1
      • 抗霉素、黏噻唑菌醇
        • “三年抗菌”
    • IV：Cyta→Cyta3
      • CN-和N3-、CO
        • “都是化学式”
  • 途径
  • 不在复合体
    • Cytc
      • 水溶性：与线粒体内膜结合疏松
    • CoQ/泛醌
      • 双、单电子传递
      • CoQ向复合体III传递机制→Q循环
  • 电位低向高的组分依次传递
  • 质子泵
    • 化学渗透假说：质子顺浓度回流耦联生成ATP
    • 复合体I、III、IV
  • P/O比值
    • 生成ATP数与消耗1/2 O2的比值
    • FADH2：1.5
    • NADH：2.5
    • 抗坏血酸：1
  • ATP合酶（复合体IV）
    • 亲水F1：生成ATP（1个H）
    • 疏水F0：离子通道（3个H）
• 影响氧化磷酸化的因素
  • ［ADP］/［ATP］
  • 线粒体突变
  • 甲状腺激素增多
  • CO阻断Cyta3
• 调节
  • 最主要：ADP
  • 线粒体DNA/mtDNA突变
  • 线粒体内膜选择性协调转运
    • 影响H、ATP-ADP转位酶等
  • 甲状腺激素（核受体）
    • 诱导钠泵→利用ATP↑→ADP↑→氧化磷酸化速率↑
    • 诱导解偶联蛋白→基础代谢率和产热↑
  • 呼吸链抑制剂
    • 例如CN阻断α-氧化型a3、CO阻断还原性a3-O2
    • 复合体
      • I：FMN→Fe-S
        • 鱼藤酮、粉蝶霉素、异戊巴比妥
          • “一条粉红色鱼尾巴”
      • II：FAD→Fe-S
        • 萎锈灵
          • “两位伟人”
      • III：Cytb→Fe-S→Cytc1
        • 抗霉素、黏噻唑菌醇
          • “三年抗菌”
      • IV：Cyta→Cyta3
        • CN-和N3-、CO
          • “都是化学式”
  • 解偶联剂-氧利用继续但磷酸化停止
    • 二硝基苯酚：能在线粒体内膜自由移动、破坏H的电化学梯度
    • 新生儿棕色脂肪组织解偶联蛋白
    • 游离脂肪酸：促进H经解偶联蛋白回流
  • ADP合酶抑制剂
    • 寡霉素（结合F0的c亚基）、DCCD
• 胞浆中产生H
  • 3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油酸
  • 乳酸→丙酮酸
  • 3-磷酸甘油→磷酸二羟丙酮

其他考点

• 磷酸戊糖途径 （胞浆）
  • 起始物
    • G-6-P
  • 关键酶
    • 【G-6-P脱氢酶】
      • 葡萄糖-6-磷酸→【G-6-P脱氢酶】→6-磷酸葡萄糖酸内酯+NADPH+H+
      • 抑制剂：NADPH
      • 缺陷：蚕豆病
  • 产物
    • 5-磷酸核糖：糖和核苷酸代谢联系枢纽
    • NADPH
      • 还原剂：维持GSH还原状态等
      • 参与生物转化
      • 参与物质代谢
        • 胆固醇的合成、分解
        • 合成胆红素、脂肪酸、氨基酸、神经鞘磷脂、脱氧核苷酸、FH4等
    • CO2
  • 意义
    • ①提供磷酸核糖与核酸的生成合成
    • ②提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
• 糖原
  • 合成
    • G➡️G-6-P➡️G-1-P➡️UDPG➡️糖原 （消耗ATP+UTP）
    • 【糖原合酶】
      • 只能延长直链（α-1，4-糖甘键）
      • 激活剂：胰岛素（去磷酸化）
      • 抑制剂：胰高血糖素（磷酸化）
    • 连接
      • 直连以α-1，4-糖苷键连接，是【糖原合酶】【磷酸化酶】的作用位点
      • 支链以α-1，6-糖苷键连接，是分支酶、脱支酶的作用位点
  • 分解
• 糖异生
  • 意义
    • 空腹饥饿时，肝补充血糖（最主要）、合成糖原（三碳途径）
    • 长期饥饿时，肾维持酸碱平衡
  • 原料
    • 乳酸（→丙酮酸）
      • 乳酸/Cori循环：避免乳酸堆积、酸中毒、损失能源物质
    • 甘油（→3-磷酸甘油→磷酸二羟丙酮）
      • 步骤和耗能最少
    • 氨基酸（除开生酮氨基酸Leu、Lys）
  • 关键酶
    • 【丙酮酸羧化酶】（线粒体）
      • 丙酮酸→【丙酮酸羧化酶】→草酰乙酸
      • 辅因子：生物素
      • 激活剂：乙酰CoA（主要来自脂肪酸代谢）
    • 【磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶】（线粒体、胞浆）
      • 草酰乙酸→【磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶】→磷酸烯醇式丙酮酸
    • 【果糖二磷酸酶-1】（胞浆）
      • 果糖-1，6-二磷酸→【果糖二磷酸酶-1】→果糖-6磷酸
      • 抑制剂：F-1，6-DP、F-2，6-DP
    • 【G-6-P酶】（胞浆）
      • 葡萄糖-6磷酸→【G-6-P酶】→葡萄糖
      • 肌肉没有
  • 胰高血糖素
    • 果糖双磷酸酶-2、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
    • 磷酸果糖激酶-2、丙酮酸激酶
  • 对比
    • 糖酵解：PEP→【丙酮酸激酶】→丙酮酸
    • 糖异生：丙酮酸→【丙酮酸羧化酶】→草酰乙酸→【PEP羧激酶】→PEP
• 肝补充血糖
  • 餐后6~8小时→主要是肝糖原分解补充血糖
  • 餐后12~18小时→主要是肝糖异生