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。

糖代谢

• 3个分解途径
  • 糖的无氧氧化
    • 过程：
    • 重点：具体过程
      • 第一步：葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸
        • 关键点
          • 不可逆反应，消耗ATP
          • 第一个关键酶：己糖激酶
            • 发生磷酸化反应
      • 第二步:葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸（不重要）
      • 第三步:果糖-6-磷酸磷酸化成为果糖-1，6-二磷酸
        • 关键点
          • 不可逆反应，消耗ATP
          • 第二个关键酶：磷酸果糖激酶-1（最重要的调节点)
            • 果糖-1，6二磷酸的对关键酶有正反馈作用。
      • 第四步：1分子果糖-1,6二磷酸裂解为2分子磷酸丙糖
      • 第五步：2分子3-磷酸甘油醛脱氢氧化为2分子1，3-二磷酸甘油酸（高能化合物）
        • 关键点
          • 生成的NADH+H有两种去路
            • 无氧时：参与还原丙酮酸
            • 有氧时：参与呼吸链氧化生成ATP
          • 非关键酶酶:3-磷酸甘油醛脱氢酶
      • 第六步：2分子1,3-二磷酸甘油酸去磷酸化转变为2分子3-磷酸甘油酸
        • 第一个底物水平磷酸化反应
        • 关键点
          • 可逆反应，生成ATP
            • 虽然是激酶催化，但反应为可逆反应
          • 非关键酶:磷酸甘油酸激酶
          • 生成ATP方式：底物水平磷酸化（只有三个）（产能反应）
      • 第七步：2分子3-磷酸甘油酸转变为2分子2-磷酸甘油酸
      • 第八步：2分子2-磷酸甘油酸脱水生成2分子磷酸烯醇式丙酮酸（高能化合物）
      • 第九步：2分子磷酸烯醇式丙酮酸底物水平磷酸化生成2分子丙酮酸
        • 第二个底物水平磷酸化反应
        • 关键点
          • 不可逆反应，生成ATP
          • 第三个关键酶;丙酮酸激酶
            • 发生去磷酸化反应
      • 第十步：2分子丙酮酸还原为2分子乳酸
      • 糖的无氧氧化受到三个关键酶活性的调节，进行2次底物水平磷酸化，净生成2分子ATP
  • 糖的有氧氧化
    • 三个阶段
      • (一)葡萄糖经糖酵解生成2分子丙酮酸（三个关键酶激酶，两次磷酸化反应）
      • （二）2分子丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰COA
        • 丙酮酸可自由进入线粒体，而乙酰COA不行，不可逆反应
        • 有两种进入线粒体穿梭机制，生成3或者5个ATP
        • 总反应式：
          • 2分子丙酮酸产生2分子NADH（2.5*2=5个ATP)
        • 第四个关键酶：丙酮酸脱氢酶复合体
          • 3酶5辅因子
          • 口诀
            • 赴美（COA)交流（TPP-焦磷酸硫铵素）时留心(硫辛酸)法国（FAD+）的尼（NAD+)龙线
        • 常见的部分辅酶/辅基在催化中的作用
      • (三）2分子乙酰COA经三羧酸循环及氧化磷酸化提供能量
        • 三羧酸循环具体过程：柠异戊酮，琥琥延萍
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          • 第一步：乙酰COA+草酰乙酸——柠檬酸+HSCOA
            • 柠檬酸 ：充当机体多种代谢调节的物质，上为磷酸果糖激酶的印制剂，下和脂质的代谢有关 三羧酸循环中的草酰乙酸主要由丙酮酸羧化而来。
            • （不可逆反应）第五个关键酶：柠檬酸合酶
          • 第二步：柠檬酸——异柠檬酸
          • 第三步：异柠檬酸氧化脱羧脱氢变为α-酮戊二酸
            • 第一次氧化脱羧反应
            • （不可逆反应）第六个关键酶：异柠檬酸脱氢酶
          • 第四步：α-酮戊二酸氧化脱羧脱氢生成琥珀酰COA
            • 第二次氧化脱羧反应
            • (不可逆反应）第七个关键酶:α-酮戊二酸脱氢酶复合体
          • 第五步：琥珀酰COA合成酶催化底物水平磷酸化反应生成琥珀酸和GTP
            • 第三个底物水平磷酸化反应(一共三个）
          • 第六步：琥珀酸脱氢生成延胡索酸(FADH2)
          • 第七步：延胡索酸加水生成苹果酸
          • 第八步：苹果酸脱氢生成草酰乙酸
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          • 重点;三羧酸循环其实就是有氧氧化第三阶段消耗一分子乙酰COA彻底经过4次脱氢反应（3NADH+1FADH2),2次脱羧和一次底物水平磷酸化反应，最终生成10分子ATP的过程。
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      • （四）有氧氧化的调节
        • 丙酮酸脱氢酶复合体调节乙酰COA的生成速率
        • 三羧酸循环的关键酶调节乙酰COA的氧化速率
          • 柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱氢酶复合体
        • 糖的有氧氧化阶段各阶段相互调节（柠檬酸别构抑制剂，NADH抑制剂）
        • 能量状态（ATP/ADP或ATP/AMP）协同关键酶调节有氧氧化各阶段
  • 磷酸戊糖途径
    • 磷酸戊糖途径不能产生ATP，但能产生磷酸核糖和NADPH两种重要物质
    • （一）磷酸戊糖途径分为两个阶段
      • 第一阶段（氧化阶段）
        • 生成1分子磷酸核糖（核苷酸代谢重要的原料）
        • 生成2分子NADPH和CO2
      • 第二阶段（基团转移阶段）
        • 生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛
    • （二）磷酸戊糖途径主要受到NADPH/NADP+比值的调节
      • 关键酶:葡糖-6-磷酸脱氢酶
    • （三）磷酸戊糖途径是NADPH和磷酸戊糖的主要生成途径
      • 总共两个，柠檬酸-丙酮酸循环是第二个NADPH的主要合成途径
      • 提供磷酸核糖参与核酸的生物合成
      • 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
        • 1，是许多合成代谢的供氢体
          • 主要的供氢体：加氢反应——胆固醇，脂肪酸，氨基酸
        • 2， 参与羟化反应
          • 羟化反应——胆汁酸，类固醇激素
        • 3，维持谷胱甘肽（GSH)的还原状态（体内重要的抗氧化剂)——可保护红细胞膜的完整性
• 糖原的合成(重要的储存途径)
  • 合成过程：
    • 发生部位：肝和骨骼肌细胞
    • 第一步：葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）
      • 尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG)称为活化葡萄糖
    • 第二步：糖原的合成的起始需要引物
      • 糖原引物——糖原蛋白，本质是一种小分子的糖原蛋白
    • 第三步：UDGP中的葡萄糖基连接形成直链和支链
      • 关键酶：糖原合酶
        • 分支形成还需要分支酶
    • 糖原合成的特点：
  • 分解过程：
    • 发生在细胞液中，不是合成的逆反应
    • 第一步：糖原磷酸化酶分解α-1，4-糖苷键释放出葡糖-1-磷酸
      • 关键酶：糖原磷酸化酶
    • （脱支酶分解α-1，6糖苷键释放出游离葡萄糖）
      • 葡萄糖转移酶和α-1，6糖苷键酶合成为脱支酶
    • 第二步：肝利用葡糖-6-磷酸生成葡萄糖而肌不能
      • 肝组织中富含葡糖-6-磷酸酶，可以水解G-6-P生成葡萄糖补充血糖，而肌组织缺乏此酶，肌糖原仅能进入糖酵解产能，又因为葡糖-6-磷酸进入糖酵解跳过了第一阶段磷酸化，故肌糖原中一分子G-6-P进行无氧氧化净生成（4-1）=3分子ATP
      • 酶：葡糖-6-磷酸酶（只在肝中存在）
  • 糖原合成与分解的关键酶活性调节相反
    • 磷酸化修饰调节
      • 去磷酸化的糖原合酶(a型）有活性
      • 磷酸化的糖原磷酸化酶（a型）有活性
      • 糖原合酶激活剂：ATP，葡糖-6-磷酸；糖原磷酸化酶抑制剂：葡萄糖
    • 激素（化学）修饰调节
• 糖异生（重要的合成途径)
  • 【概念】由非糖物质转变为葡萄糖或者糖原的过程【原料】乳酸，丙酮酸，甘油，生糖氨基酸 （亮氨酸和赖氨酸除外） 【意义】饥饿时（不可能被抑制，只可能激活）维持血糖稳定，补充肝糖原，调节酸碱平衡（主要发生在肝脏内）
  • 糖异生不完全是糖酵解的逆过程
    • 糖酵解中3个限速关键酶催化的反应不是可逆反应，称为能障，需要由糖异生特有的关键酶（4个）来进行催化（同样是不可逆反应）
    • (一）消耗2分子ATP和1分子GTP
      • • 关键酶:丙酮酸羧化酶（最重要）和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
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    • （二）果糖1，6-二磷酸水解（不消耗ATP)为果糖-6-磷酸
      • 关键酶：果糖二磷酸酶-1
    • （三)葡糖-6磷酸水解（不消耗ATP)为葡萄糖
      • 关键酶：葡糖-6-磷酸酶
  • 糖异生和糖酵解的调节
  • 关于草酰乙酸
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  • 关于 葡糖-6-磷酸
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  • 乳酸循环
    • • 2分子乳酸异生成一分子葡萄糖需要消耗3*2=6分子ATP
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