糖代谢

这是一个关于糖代谢的思维导图，主要内容有糖的分类、糖的摄取与利用、糖的无氧氧化、糖的有氧氧化、磷酸戊糖途径等。

糖代谢

• 糖的分类
  • 单糖
    • 葡萄糖
    • 果糖
    • 核糖
    • 半乳糖
  • 寡糖
    • 麦芽糖
    • 蔗糖
    • 乳糖
  • 多糖
    • 淀粉
    • 糖原
    • 纤维素
• 糖的摄取与利用
  • 糖消化后以单体形式吸收
  • 细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白
    • GLUT1,GLUT3——细胞摄取葡萄糖的基本转运载体
    • GLUT2——使肝从餐后血中摄取过量的葡萄糖，调节胰岛素分泌
    • GLUT4——以胰岛素依赖方式摄取葡萄糖
    • GLUT5——是多糖进入细胞的重要转运载体
    • 其他GLUT
  • 体内糖代谢涉及分解、储存和合成三方面
• 糖的无氧氧化
  • 糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段
    • 葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸
      • 葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸
      • 葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸
      • 果糖-6-磷酸转变为果糖-1，6-二磷酸
      • 果糖-1，6-二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖
      • 磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛
      • 3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸甘油酸
      • 1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
      • 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
      • 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
      • 磷酸烯醇式丙酮酸发生底物水平磷酸化生成丙酮酸
    • 丙酮酸被还原为乳酸
    • 重要酶
      • 己糖激酶
      • 磷酸果糖激酶-1
      • 丙酮酸激酶
  • 糖酵解的调节取决于三个关键酶活性
    • 磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要
      • 果糖-2，6-二磷酸是磷酸果糖激酶-1最强的别构激活剂
    • 丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点
    • 己糖激酶受到反馈抑制调节
  • 糖的无氧氧化为机体快速供能
    • 生理意义
      • 是机体缺氧情况下获取能量的有效方式
      • 是某些细胞在氧供正常下重要供能途径
  • 其他单糖可转变为糖酵解的中间产物
    • 果糖被磷酸化后进入糖酵解
    • 发乳糖转变为葡糖-1-磷酸进入糖酵解
    • 甘露糖转变为果糖-6-磷酸进入糖酵解
• 糖的有氧氧化
  • 糖的有氧氧化分为三个阶段
    • 葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸
    • 丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA
    • 乙酰CoA经三羧酸循环及氧化磷酸化提供能量
  • 三羧酸循环使乙酰CoA彻底氧化
    • 三羧酸循环由八步反应组成
      • 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
      • 柠檬酸经顺乌头酸转变成异柠檬酸
      • 异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸
      • α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
      • 琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应
      • 琥珀酸脱氢生成延胡索酸
      • 延胡索酸加水生成苹果酸
      • 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
    • 三羧酸循环在三大营养物质代谢中占核心地位
      • 三羧酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路
      • 三羧酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽
  • 糖的有氧氧化是糖分解供能的主要方式
  • 糖的有氧氧化主要受能量供需平衡调节
    • 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
    • 糖的有氧氧化各阶段相互协调
      • 通过共同的代谢物别构调节各阶段的关键酶
        • 柠檬酸别构剂
        • NADH别构剂
      • 能量状态协同调节糖有氧氧化各阶段的关键酶
  • 糖氧化产能方式的选择有组织偏好
    • 巴斯德效应
  • 重要酶
    • 丙酮酸脱氢复合体
    • 异柠檬酸脱氢酶
    • α-酮戊二酸脱氢酶复合体
    • 琥珀酰CoA
• 磷酸戊糖途径
  • 磷酸戊糖途径分为两个阶段
    • 氧化阶段生成NADPH和磷酸核糖
    • 基团转移阶段生成磷酸己糖和磷酸丙糖
  • 磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节
  • 生理意义
    • 磷酸戊糖途径是NADPH和磷酸核糖的主要来源
      • 提供磷酸核糖参与核酸的生物生成
      • 提供NADPH作为供氧体参与多重代谢反应
        • NADPH是许多合成代谢的供氧体
          • 参与脂质合成
          • 参与氨基酸合成
        • NADPH参与羟化反应
          • 与生物合成相关的羟化反应
          • 与生物转化相关的羟化反应
        • NADPH用于维持谷胱甘肽的还原状态
          • 还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可保护一些含巯基的蛋白质或酶免受氧化剂的损害
          • 保护红细胞膜的完整性
• 糖原的合成与分解
  • 糖原合成是将葡萄糖连接成多聚体
    • 葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖
    • 糖原合成的起始需要引物
    • UDPG中的葡萄糖连接形成直链和支链
    • 糖原合成是耗能过程
  • 糖原分解是从非还原性末端进行磷酸解
    • 糖原磷酸化酶分解α-1，4-糖苷键释出葡糖-1-磷酸
    • 脱支酶分解α-1，6-糖苷键释出游离葡萄糖
    • 肝利用葡糖-6-磷酸生成葡萄糖而肌不能
  • 糖原合成与分解的关键酶活性调节彼此相反
    • 磷酸化修饰对两个关键酶进行反向调节
      • 磷酸化的糖原磷酸化酶是活性形式
      • 去磷酸化的糖原合酶是活性形式
    • 激素反向调节糖原的合成与分解
      • 糖原分解主要收益高血糖素调节
      • 肌糖原分解主要受肾上腺素调节
      • 糖原合成主要受胰岛素调节
    • 从糖原和肌糖原分解受不同的别构剂调节
      • 肝糖原磷酸化酶主要受葡萄糖别构抑制
      • 肌糖原分解主要受能量和钙离子的别构调节
  • 糖原贮积症由先天性酶缺陷所致
• 糖异生
  • 糖异生不完全是糖酵解的逆反应
    • 丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸
      • 丙酮酸羧化支路包括两步反应
      • 将草酰乙酸运出线粒体有两种方式
        • 经苹果酸转运
        • 经天冬氨酸转运
    • 果糖-1，6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸
    • 葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖
  • 糖异生和糖酵解的反向调节主要针对两个底物循环
    • 第一个底物循环调节果糖-6-磷酸与果糖-1，6-二磷酸的互变
      • 果糖-1，2-二磷酸和AMP反向调节第一个底物循环
      • 果糖-2，6-二磷酸是肝内糖异生与糖酵解的主要调节信号
    • 第二个底物循环调节磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸的互变
      • 酮酸激酶受别构调节和磷酸化修饰调节
      • 磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶受激素诱导的含量调节
      • 丙酮酸羧化酶受乙酰CoA的别构激活
    • 两个底物循环的调节相互联系和协调
  • 糖异生的只要生理意义是维持血糖恒定
    • 维持血糖恒定是肝糖异生最重要的生理作用
    • 糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径
    • 肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡
  • 肌收缩产生的乳酸在肝内糖异生形成乳酸循环
    • 回收乳酸中的能量
    • 避免乳酸堆积而引起的酸中毒
• 葡萄糖的其他代谢途径
  • 糖醛酸途径生成葡糖醛酸
  • 多元醇途径生成少量多元醇
• 血糖及其调节
  • 来源
    • 食物糖
    • 肝糖原
    • 非糖物质
  • 去路
    • 氧化分解
    • 糖原合成
    • 磷酸戊糖途径等
    • 脂类、氨基酸代谢
  • 血糖水平保持恒定
  • 血糖稳态主要受激素调节
    • 胰岛素是降低血糖的主要激素
    • 体内有多种升高血糖的激素
      • 胰高血糖素是生高血糖的主要激素
      • 糖皮质激素
      • 肾上腺素是强有力的升高血糖的激素
      • 子主题
  • 糖代谢障碍导致血糖水平异常
    • 低血糖
    • 高血糖
    • 糖尿病
  • 高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应

糖代谢

• 糖的分类
  • 单糖
    • 葡萄糖
    • 果糖
    • 核糖
    • 半乳糖
  • 寡糖
    • 麦芽糖
    • 蔗糖
    • 乳糖
  • 多糖
    • 淀粉
    • 糖原
    • 纤维素
• 糖的摄取与利用
  • 糖消化后以单体形式吸收
  • 细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白
    • GLUT1,GLUT3——细胞摄取葡萄糖的基本转运载体
    • GLUT2——使肝从餐后血中摄取过量的葡萄糖，调节胰岛素分泌
    • GLUT4——以胰岛素依赖方式摄取葡萄糖
    • GLUT5——是多糖进入细胞的重要转运载体
    • 其他GLUT
  • 体内糖代谢涉及分解、储存和合成三方面
• 糖的无氧氧化
  • 糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段
    • 葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸
      • 葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸
      • 葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸
      • 果糖-6-磷酸转变为果糖-1，6-二磷酸
      • 果糖-1，6-二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖
      • 磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛
      • 3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸甘油酸
      • 1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
      • 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
      • 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
      • 磷酸烯醇式丙酮酸发生底物水平磷酸化生成丙酮酸
    • 丙酮酸被还原为乳酸
    • 重要酶
      • 己糖激酶
      • 磷酸果糖激酶-1
      • 丙酮酸激酶
  • 糖酵解的调节取决于三个关键酶活性
    • 磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要
      • 果糖-2，6-二磷酸是磷酸果糖激酶-1最强的别构激活剂
    • 丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点
    • 己糖激酶受到反馈抑制调节
  • 糖的无氧氧化为机体快速供能
    • 生理意义
      • 是机体缺氧情况下获取能量的有效方式
      • 是某些细胞在氧供正常下重要供能途径
  • 其他单糖可转变为糖酵解的中间产物
    • 果糖被磷酸化后进入糖酵解
    • 发乳糖转变为葡糖-1-磷酸进入糖酵解
    • 甘露糖转变为果糖-6-磷酸进入糖酵解
• 糖的有氧氧化
  • 糖的有氧氧化分为三个阶段
    • 葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸
    • 丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA
    • 乙酰CoA经三羧酸循环及氧化磷酸化提供能量
  • 三羧酸循环使乙酰CoA彻底氧化
    • 三羧酸循环由八步反应组成
      • 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
      • 柠檬酸经顺乌头酸转变成异柠檬酸
      • 异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸
      • α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
      • 琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应
      • 琥珀酸脱氢生成延胡索酸
      • 延胡索酸加水生成苹果酸
      • 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
    • 三羧酸循环在三大营养物质代谢中占核心地位
      • 三羧酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路
      • 三羧酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽
  • 糖的有氧氧化是糖分解供能的主要方式
  • 糖的有氧氧化主要受能量供需平衡调节
    • 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
    • 糖的有氧氧化各阶段相互协调
      • 通过共同的代谢物别构调节各阶段的关键酶
        • 柠檬酸别构剂
        • NADH别构剂
      • 能量状态协同调节糖有氧氧化各阶段的关键酶
  • 糖氧化产能方式的选择有组织偏好
    • 巴斯德效应
  • 重要酶
    • 丙酮酸脱氢复合体
    • 异柠檬酸脱氢酶
    • α-酮戊二酸脱氢酶复合体
    • 琥珀酰CoA
• 磷酸戊糖途径
  • 磷酸戊糖途径分为两个阶段
    • 氧化阶段生成NADPH和磷酸核糖
    • 基团转移阶段生成磷酸己糖和磷酸丙糖
  • 磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节
  • 生理意义
    • 磷酸戊糖途径是NADPH和磷酸核糖的主要来源
      • 提供磷酸核糖参与核酸的生物生成
      • 提供NADPH作为供氧体参与多重代谢反应
        • NADPH是许多合成代谢的供氧体
          • 参与脂质合成
          • 参与氨基酸合成
        • NADPH参与羟化反应
          • 与生物合成相关的羟化反应
          • 与生物转化相关的羟化反应
        • NADPH用于维持谷胱甘肽的还原状态
          • 还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可保护一些含巯基的蛋白质或酶免受氧化剂的损害
          • 保护红细胞膜的完整性
• 糖原的合成与分解
  • 糖原合成是将葡萄糖连接成多聚体
    • 葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖
    • 糖原合成的起始需要引物
    • UDPG中的葡萄糖连接形成直链和支链
    • 糖原合成是耗能过程
  • 糖原分解是从非还原性末端进行磷酸解
    • 糖原磷酸化酶分解α-1，4-糖苷键释出葡糖-1-磷酸
    • 脱支酶分解α-1，6-糖苷键释出游离葡萄糖
    • 肝利用葡糖-6-磷酸生成葡萄糖而肌不能
  • 糖原合成与分解的关键酶活性调节彼此相反
    • 磷酸化修饰对两个关键酶进行反向调节
      • 磷酸化的糖原磷酸化酶是活性形式
      • 去磷酸化的糖原合酶是活性形式
    • 激素反向调节糖原的合成与分解
      • 糖原分解主要收益高血糖素调节
      • 肌糖原分解主要受肾上腺素调节
      • 糖原合成主要受胰岛素调节
    • 从糖原和肌糖原分解受不同的别构剂调节
      • 肝糖原磷酸化酶主要受葡萄糖别构抑制
      • 肌糖原分解主要受能量和钙离子的别构调节
  • 糖原贮积症由先天性酶缺陷所致
• 糖异生
  • 糖异生不完全是糖酵解的逆反应
    • 丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸
      • 丙酮酸羧化支路包括两步反应
      • 将草酰乙酸运出线粒体有两种方式
        • 经苹果酸转运
        • 经天冬氨酸转运
    • 果糖-1，6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸
    • 葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖
  • 糖异生和糖酵解的反向调节主要针对两个底物循环
    • 第一个底物循环调节果糖-6-磷酸与果糖-1，6-二磷酸的互变
      • 果糖-1，2-二磷酸和AMP反向调节第一个底物循环
      • 果糖-2，6-二磷酸是肝内糖异生与糖酵解的主要调节信号
    • 第二个底物循环调节磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸的互变
      • 酮酸激酶受别构调节和磷酸化修饰调节
      • 磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶受激素诱导的含量调节
      • 丙酮酸羧化酶受乙酰CoA的别构激活
    • 两个底物循环的调节相互联系和协调
  • 糖异生的只要生理意义是维持血糖恒定
    • 维持血糖恒定是肝糖异生最重要的生理作用
    • 糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径
    • 肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡
  • 肌收缩产生的乳酸在肝内糖异生形成乳酸循环
    • 回收乳酸中的能量
    • 避免乳酸堆积而引起的酸中毒
• 葡萄糖的其他代谢途径
  • 糖醛酸途径生成葡糖醛酸
  • 多元醇途径生成少量多元醇
• 血糖及其调节
  • 来源
    • 食物糖
    • 肝糖原
    • 非糖物质
  • 去路
    • 氧化分解
    • 糖原合成
    • 磷酸戊糖途径等
    • 脂类、氨基酸代谢
  • 血糖水平保持恒定
  • 血糖稳态主要受激素调节
    • 胰岛素是降低血糖的主要激素
    • 体内有多种升高血糖的激素
      • 胰高血糖素是生高血糖的主要激素
      • 糖皮质激素
      • 肾上腺素是强有力的升高血糖的激素
      • 子主题
  • 糖代谢障碍导致血糖水平异常
    • 低血糖
    • 高血糖
    • 糖尿病
  • 高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应