导图社区 糖代谢知识汇总
以下整理了生物化学糖代谢的知识点,涵盖了葡萄糖分解代谢、糖原的合成与分解、糖异生、血糖及其调节、糖代谢紊乱。
编辑于2021-10-16 23:37:49线粒体通透性转换(mPT)是一种突然导致低分子量溶质(分子量高达 1,500)穿过通常不可渗透的线粒体内膜的现象。mPT 由线粒体通透性转换孔(mPTP)介导,mPTP 是在内膜和外膜界面组装的超分子实体。mPTP 是位于线粒体内膜上由多种蛋白共同组成的、具有非特异性、电压依赖性的复合物孔道。它的分子组成目前尚不清楚。但普遍认为是由基质的亲环蛋白D(cyclophilin,CyP-D)、内膜的腺嘌呤核苷酸转位酶(adeninenucleotide translocase,ANT)、外膜的电压依赖性离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)等共同组成。
组会汇报或者其他汇报,基本上的步骤都是:①罗列背景情景;②当下的冲突有哪些(为什么要做这个工作?有什么工作是别人没解决的?不解决会怎样?)③问题有什么(目前主要做了什么工作,做的过程出现了什么问题?)④分析问题,找出答案
SOP是Standarded Operating Procedure:标准操作流程,通过把重复性的工作进行细化和拆解,固定成一套流程程序,每天有的放矢,这样就可以拜托低效的忙碌,将主要的时间和精力用在关键任务上,节约时间。
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线粒体通透性转换(mPT)是一种突然导致低分子量溶质(分子量高达 1,500)穿过通常不可渗透的线粒体内膜的现象。mPT 由线粒体通透性转换孔(mPTP)介导,mPTP 是在内膜和外膜界面组装的超分子实体。mPTP 是位于线粒体内膜上由多种蛋白共同组成的、具有非特异性、电压依赖性的复合物孔道。它的分子组成目前尚不清楚。但普遍认为是由基质的亲环蛋白D(cyclophilin,CyP-D)、内膜的腺嘌呤核苷酸转位酶(adeninenucleotide translocase,ANT)、外膜的电压依赖性离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)等共同组成。
组会汇报或者其他汇报,基本上的步骤都是:①罗列背景情景;②当下的冲突有哪些(为什么要做这个工作?有什么工作是别人没解决的?不解决会怎样?)③问题有什么(目前主要做了什么工作,做的过程出现了什么问题?)④分析问题,找出答案
SOP是Standarded Operating Procedure:标准操作流程,通过把重复性的工作进行细化和拆解,固定成一套流程程序,每天有的放矢,这样就可以拜托低效的忙碌,将主要的时间和精力用在关键任务上,节约时间。
糖代谢
葡萄糖分解代谢
无氧氧化
糖酵解
定义:在缺氧情况下,葡萄糖生成乳酸的过程
定位:胞浆
反应过程
第一阶段
第二阶段
丙酮酸转化为乳酸
特点
反应部位:胞浆
糖酵解是一个不需氧的产能过程,终产物为乳酸
反应中的NADPH+H⁺来自于上述第六步反应中的3-磷酸甘油醛脱氢反应
反应过程中有三步不可逆反应
葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡糖
6-磷酸果糖生成1,6-双膦酸果糖
磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸
产能方式:底物水平磷酸化
净生成ATP数
从G开始:生成2ATP
从Gn开始:生成3ATP
关键酶
己糖激酶(反馈控制调节)
6-磷酸果糖激酶-1(调节糖酵解速率)
丙酮酸激酶
生理意义
是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式
是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径
无线粒体的细胞,如:红细胞
有线粒体的细胞,如:白细胞、骨髓细胞
为体内其他物质的合成提供原料
有氧氧化
定义:糖的有氧氧化指在机体供氧充足时,葡萄糖彻底氧化成H₂O和CO₂,并释放出能量的过程。是机体主要供能方式
部位:胞液和线粒体
反应过程
第一阶段:酵解途径
第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸→(线粒体)→【脱羧】→乙酰CoA
丙酮酸+NAD⁺+HSCoA→乙酰CoA+CO₂+NADH+H⁺
催化:丙酮酸脱氢酶复合体
第三阶段:三羧酸循环
定义:指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个所及的柠檬酸,反复的及逆行脱氢脱羧,又生成草酰乙酸,再重复循环反应的过程
反应部位:线粒体
反应过程
要点(经过一次三羧酸循环)
消耗1分子乙酰CoA
经4次脱氢,2次脱羧,1次底物水平磷酸化
关键酶
柠檬酸合酶
α-酮戊二酸脱氢酶复合体
异柠檬酸脱氢酶
生成1分子FADH₂,3分子NADH+H⁺,2分子CO₂,1分子GTP
生理意义
是三大营养物质氧化分解的共同途径
是三大营养物质代谢联系的枢纽
为其他物质代谢提供小分子前体
为呼吸链提供H⁺+e
第四阶段:氧化磷酸化
生成ATP数
生理意义
机体产能最主要的途径
产能效率高、能量利用率高
关键酶
糖酵解途径
己糖激酶
丙酮酸激酶
6-磷酸果糖激酶-1
丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸脱氢酶复合体
三羧酸循环
柠檬酸合酶
α-酮戊二酸脱氢酶复合体
异柠檬酸脱氢酶
磷酸戊糖途径
定义:指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H⁺的反应过程
定位:胞液
反应过程
第一阶段:生成磷酸戊糖,NADPH+H⁺及CO₂
第二阶段:非氧化反应,包括一系列基团转移
催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶
两次脱氢脱下的氢均由NADP⁺接受生成NADPH+H⁺
反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物
基团转移反应
每三分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应,在一系列反应中,通过3C、4C、6C、7C等演变阶段,最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖
3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖,可进入酵解途径。因此磷酸戊糖途径也称为磷酸戊糖旁路
特点
脱氢反应NADP⁺为受氢体,生成NADPH+H⁺
关键酶:6-磷酸葡萄糖脱氢酶
反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖
生理意义
为核苷酸的生成提供核糖
提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
NADPH是体内许多合成代谢的供氢体
NADPH参与体内的羟化反应,与生物合成或生物转化有关
NADPH可维持GSH的还原性
糖原的合成与分解
糖原
是动物体内糖的主要储存形式之一,是机体能迅速动用的能量储备
储存主要器官
肌肉:肌糖原,180~300g,主要供肌肉收缩所需
肝脏:肝糖原,70~100g,维持血糖水平
合成分解
合成代谢
定义:糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的过程
合成部位
组织定位:主要在肝脏、肌肉
细胞定位:胞浆
合成途径
葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖
α-1,4-糖苷键式结合
糖原分支的形成
分解代谢
定义:糖原分解习惯上指肝糖原分解成葡萄糖的过程
亚细胞定位:胞浆
肝糖原的分解
糖原的磷酸解
1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖
脱枝酶作用(转移葡萄糖残基、水解α-1,6糖苷键)
关键酶
糖原合成
糖原合酶
糖原分解
糖原磷酸化酶
特点
他们的快速调节由共价键修饰和变构调节两种方式
都以活性、无(低活性两种方式存在,两种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而互相转变)
生理意义
葡萄糖的储存形式
维持血糖恒定
糖异生
定义:指从非糖化合物转变成葡萄糖或糖原的过程
部位:主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体
原料:主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸
糖异生途径
定义:指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程
过程
糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的
糖酵解途径中由3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时,须由另外的反应和酶代替
糖异生和糖酵解异同
具体过程
丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)
1,6-双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖
6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
生理意义
维持血糖浓度恒定
协助氨基酸的分解代谢
有利于乳酸的回收利用,调节酸碱平衡(乳酸异生为糖)
乳酸循环
循环过程
乳酸循环是一个耗能过程:2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP
生理意义
乳酸再利用,避免了乳酸的损失
防止乳酸的堆积引起酸中毒
血糖及其调节
概念
血糖:指血液中的葡萄糖
血糖水平,即血糖浓度
正常血糖浓度:3.89~6.11mmol/L
血糖水平恒定生理意义
保证重要组织器官的能量供应,特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官
脑组织不能利用脂酸,正常情况下主要依赖葡萄糖供能
红细胞没有线粒体,完全通过糖酵解获能
骨髓及神经组织代谢活跃,经常利用葡萄糖供能
血糖来源和去路
血糖水平的调节
肝脏和肾脏的调节
神经调节
主要依靠激素的调节(主要调节激素:降低血糖——胰岛素。升高血糖——胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素。)
糖代谢紊乱
高血糖及糖尿病
高血糖:临床上将空腹血糖浓度高于7.22~7.78mmol/L称为高血糖
肾糖阈:当血糖浓度高于8.89~10.00mmol/L时,超过了肾小管的重吸收能力,则可出现糖尿病。这一血糖水平称为肾糖阈
高血糖及糖尿的病理和生理原因
持续性高血糖和糖尿,主要见于糖尿病
血糖正常而出现糖尿,见于慢性肾炎、肾病综合征等引起肾对糖的吸收障碍
生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现
低血糖
定义:空腹血糖浓度低于3.33~3.89mmol/L时称为低血糖
低血糖的影响:影响脑细胞的功能,从而出现头晕、倦怠无力、心悸等症状,严重时出现昏迷,称为低血糖休克
病因
胰性(胰岛β-细胞功能亢进、胰岛α-细胞功能低下等)
肝性(肝癌、糖原积累病等)
内分泌异常(垂体功能低下、肾上腺皮质功能低下等)
肿瘤(胃癌等)
饥饿或不能进食
糖耐量测试
目的:临床上用来诊断病人有无糖代谢异常
糖耐量曲线,正常人服糖后1/2~1h达到高峰,然后逐渐降低,一般2h左右恢复正常值
6-磷酸葡萄糖脱氢酶: 此酶为磷酸戊糖途径的关键酶,其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP⁺比值的影响,比值升高则被抑制,降低则被激活
也称柠檬酸循环,这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。