导图社区 糖代谢
糖代谢知识点总结，包括糖的摄取与利用、糖的无氧氧化、糖的有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原的合成与分解等内容。
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糖代谢
概述
糖的化学本质是多羟基醛、多羟基酮及相应的衍生物和多聚物
糖的生理功能
氧化供能：2840kj能量/mol葡萄糖
提供合成体内其他物质的原料
如合成氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等
作为机体组织细胞的组成成分
如糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分
Na+依赖型葡萄糖转运蛋白
小肠粘膜有一种专一性的转运单体蛋白
葡萄糖的转运及代谢
GLUT2
肝细胞、胰腺B细胞
GLUT4
脂肪、肌肉细胞
GLUT5
小肠
糖的无氧分解
定义
在无氧或氧供应不足时，人体组织细胞或某些微生物中丙酮酸被还原成乳酸，并生成少量ATP的过程
糖的无氧分解分成两个阶段：糖酵解及乳酸生成过程
反应部位：细胞质
糖酵解
10步，1分子葡萄糖分解生成2分子丙酮酸
1.G®G-6-P
不可逆
己糖激酶（HK）【IV型为葡萄糖激酶（GK），与葡萄糖亲和力较低】
-1ATP
Gn®(糖原磷酸化酶）G-1-P®(磷酸葡萄糖变位酶）G-6-P
不消耗ATP
2.G-6-P®F-6-P
磷酸己糖异构酶
可逆
3.F-6-P®F-1,6-BP
磷酸果糖激酶-1
4.F-1,6-BP转变为两分子磷酸丙糖
醛缩酶
5.磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛
磷酸丙糖异构酶
6.3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶
生成NADH+ H+
7.1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸激酶
这是糖酵解途径中第一次产生ATP的反应
底物水平磷酸化
有ATP生成
8.3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
9.2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶
10.磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
第二次底物水平磷酸化
丙酮酸还原成乳酸
乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原成乳酸，辅酶是NAD+或NADH+ H+。丙酮酸还原所需的H来源于NADH+ H+
在缺氧情况下
3-磷酸甘油醛生成的NADH+ H+用以使丙酮酸还原成乳酸，NAD+则重新形成，继续参与脱氢反应，使糖酵解得以不断进行
当供氧充足时
细胞质生成的NADH+ H+通过a-磷酸甘油穿梭或苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体，其携带的氢经电子传递链（呼吸链）最终传递给氧，生成水和二氧化碳
糖无氧分解的最终产物是乳酸和少量ATP
1mol葡萄糖通过无氧分解净生成2molATP；若从糖原开始，1mol葡萄糖单位可净生成3molATP
糖酵解的调节
糖酵解途径流量最重要的调节点
变构抑制剂
（高浓度）ATP
柠檬酸
变构激活剂
AMP
ADP
果糖-1，6-二磷酸
正反馈
果糖-2，6-二磷酸
最强
糖酵解的第二个重要的调节点
ATP
丙氨酸（肝内）
共价修饰方式调节
依赖cAMP的蛋白激酶和依赖Ca2+、钙调蛋白均可使其磷酸化失活
胰高血糖素可以通过cAMP依赖的钙调蛋白激酶途径使其失活
己糖激酶
受其反应产物葡萄糖-6-磷酸的反馈抑制（肝内的葡萄糖激酶没有G-6-P的变构部位，因此不受G-6-P的影响，但受到长链脂酰CoA的变构抑制作用
糖的有氧氧化
葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化分解生成CO2和H2O，并释放大量能量的反应过程
反应部位：胞质+线粒体
包括糖酵解、丙酮酸脱羧、三羧酸循环
有氧氧化的氧化过程
丙酮酸生成（糖酵解）
丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA
丙酮酸脱氢酶复合体
生成有NADH+H+
丙酮酸脱氢酶（辅酶为焦磷酸硫胺素（TPP））
二氢硫辛酰胺转乙酰酶（辅基是硫辛基和HSCoA）
二氢硫辛酰胺脱氢酶（辅酶为FAD）
三羧酸循环
8步
反应部位：线粒体
1.柠檬酸的生成
草酰乙酰与乙酰CoA缩合为柠檬酸
柠檬酸合酶
2.柠檬酸异构化生成异柠檬酸
顺乌头酸酶
3.异柠檬酸氧化脱羧生成a-酮戊二酸
异柠檬酸脱氢酶
以NAD+为辅酶（仅存在于线粒体基质中）
徐NAD+的异柠檬酸脱氢酶是TAC的第二个关键酶
以NADP+为辅酶（大多存在于胞质，少量在线粒体）
有NADH+H+生成
生成CO2
4.a-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
a-酮戊二酸脱氢酶复合体
5.琥珀酰CoA转变为琥珀酸
在GDP、无机磷酸和Mg2+参与下
琥珀酰CoA合成酶
6.琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸
琥珀酸脱氢酶
TAC中唯一存在于线粒体内膜上的酶
FAD®FADH2
7.延胡索酸水化生成苹果酸
延胡索酸酶
8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
有氧氧化生成的ATP
糖有氧氧化的生理意义
1.是机体获取能量的主要途径。产能效率高，能量利用率也高
2.糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽。体内凡可转变为糖有氧氧化途径中间代谢产物的物质，最终都能进入三羧酸循环而被氧化为CO2,H2O和生成ATP
3.与体内糖的其他代谢途径及其他物质代谢途径有密切联系
1mol葡萄糖经有氧氧化彻底分解可净生成30或32molATP
若从糖原开始进行糖的有氧氧化，则1mol葡萄糖单位可净生成31或32molATP
有氧氧化的调节
丙酮酸脱氢酶复合体的调节
变构效应和共价修饰
反馈抑制剂
乙酰CoA
NADH+H+
丙酮酸脱氢酶复合体可被丙酮酸脱氢酶激酶磷酸化而失去活性，丙酮酸脱氢酶磷酸酶则使之去磷酸化而恢复活性
胰岛素可促进丙酮酸脱氢酶复合体的去磷酸化作用，使其从无活性向有活性方向转变
三羧酸循环的速率和流量的调控
异柠檬酸脱氢酶和a-酮戊二酸被认为是主要的调节点
NADH/NAD+、ATP/ADP值高时反馈抑制
ADP是异柠檬酸脱氢酶的变构激活剂
当线粒体中Ca2+浓度升高时，可激活异柠檬酸脱氢酶、a-酮戊二酸脱氢酶复合体、丙酮酸脱氢酶复合体，促进三羧酸循环和有氧氧化的进行
乳酸循环
肌肉除了糖异生能力低外，没有葡萄糖-6-磷酸酶的存在，因此肌肉中生成的乳酸既不能异生成糖，更不能释出葡萄糖
2分子乳酸异生成糖需消耗6分子ATP
糖异生
概念
由非糖物质转变为葡萄糖或汤圆的过程
原料
乳糖，甘油，丙酮酸，生糖氨基酸，三羧酸循环中间产物
反应器官：肝和肾
糖异生途径
糖异生途径中“能障”的克服
己糖激酶（或葡萄糖激酶）
葡萄糖-6-磷酸酶
胞质
果糖二磷酸酶-1
丙酮酸羧化酶
体内草酰乙酰的重要来源之一
线粒体
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
线粒体、胞质
糖异生途径中“膜障”的克服
草酰乙酰不能自由透过线粒体内膜
苹果酸-天冬氨酸穿梭
糖异生的生理意义
保持血糖浓度恒定
有利于体内乳酸循环的利用
补充肝糖原
调节酸碱平衡
磷酸戊糖途径
以糖酵解中的G-6-P为起始物
主要特点
生成磷酸核糖、CO2和NADPH+H+,但不能直接生成ATP
氧化脱氢（G-6-P®5-磷酸核酮糖）
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）是该途径的限速酶
异构化反应
基因转移
3分子葡萄糖-6-磷酸经过磷酸戊糖途径生成3分子CO2、6分子NADPH+H+、2分子F-6-P和1分子3-磷酸甘油醛
磷酸戊糖途径的调节
关键酶
G6PD
高糖饮食的影响
NADPH+H+的影响
NADPH+H+G6PD有明显的抑制作用
组织细胞对NADPH+H+和5-磷酸核糖的相对需要量的调节
该途径中中间代谢产物的影响
磷酸戊糖途径的生理意义
主要意义是产生5-磷酸核糖和NADPH+H+
1.磷酸核糖是体内合成核苷酸和核酸的必要条件
2.NADPH+H+具有多方面重要生理功能
1.NADPH+H+是体内多种重要生理活性物质合成代谢过程中的供氢体
2.参与肝脏的生物转化作用
3.参与清除体内由中性粒细胞和巨噬细胞在吞噬细菌后产生的超氧阴离子
4.维持谷胱甘肽的还原状态
