糖代谢

糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物，糖代谢（carbohydrate metabolism）指葡萄糖(glucose，Glc)、糖原(glycogen，Gn)等在体内的一系列复杂的化学反应。在人体内糖的主要形式是葡萄糖(glucose，Glc)及糖原(glycogen，Gn)。

糖代谢

• 总结
  • 草酰乙酸
    • 丙酮酸→草酰乙酸
    • 草酰乙酸→PEP
    • 草酰乙酸→柠檬酸
    • 苹果酸←→草酰乙酸
    • 天冬氨酸←→草酰乙酸
  • 葡萄糖-6-磷酸
    • 葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸（糖酵解）
    • 葡萄糖-6-磷酸→果糖-6-磷酸（糖酵解）
    • 葡萄糖-6-磷酸→磷酸戊糖途径
    • 葡萄糖-6-磷酸→葡萄糖-1-磷酸
      • 糖原合成/分解
    • G-6-磷酸→G糖异生
• 糖酵解过程、意义、调节
  • 概念：缺氧 葡萄糖→乳酸
  • 部位：胞液（细胞质、胞浆）
  • 过程：一共10步、3步关键反应
    • 葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸
      • 消耗1ATP
        • 三磷酸腺苷
        • 能量货币
        • 1个GTP=1个ATP
      • 己糖激酶（第一个关键酶）
        • ·别构酶
          • 葡萄糖激酶
            • Ⅳ型同工酶只存在于肝脏、对葡萄糖特异性强。但是亲和性低
              • Km高
              • 维持血糖稳定
              • 胰岛素诱导糖酵解--降血糖
          • 己糖激酶
            • 肝外
            • Km低
            • 葡萄糖-6-磷酸负反馈
            • 但是不被ATP抑制
    • 葡萄糖-6-磷酸→果糖-6-磷酸
    • 果糖6磷酸→1,6-二磷酸果糖
      • 消耗ATP
      • 磷酸果糖激酶-1（最重要）
        • 1,6-二磷酸果糖（正反馈）
          • 抑制剂
            • ATP
            • 柠檬酸
          • 激活剂
            • AMP
            • ADP
            • 2,6-二磷酸果糖（最强激活剂）
    • 1,6-二磷酸果糖→2磷酸丙糖
    • 3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸
      • Pi、NAD+→NADH+H
        • NADH+H
          • 缺氧状态下使丙酮酸→乳酸
          • 有氧状态下使α-磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化为水
      • 磷酸甘油醛脱氢酶
    • 1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸
      • 生成1个ATP
        • 底物水平磷酸化
    • 3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸
    • 2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)
    • 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）→丙酮酸
      • 生成1ATP
        • 底物水平磷酸化
      • 丙酮酸激酶
        • 别构调节
          • 激活剂
            • 1,6-二磷酸果糖
          • 抑制剂
            • ATP
            • 丙氨酸
        • 同价调节
          • 胰高血糖素
            • 激活PKA
    • 丙酮酸→乳酸
      • NADH+H→NAD+
      • 乳酸脱氢酶（LDH）
  • 意义
    • 紧急供能：剧烈运动
    • 生理功能：成熟红细胞、白细胞、神经、骨髓
    • 病理供能：呼吸、循环功能障碍
  • 注意区分
    • 糖酵解过程：葡萄糖→2丙酮酸→2乳酸
    • 糖酵解途径：葡萄糖→丙酮酸
• 糖有氧氧化过程、意义及调节、能量的产生
  • 胞液 糖酵解途径（葡萄糖→丙酮酸）
  • 线粒体 丙酮酸→乙酰CoA
    • NAD+→NADH+H+CO2
    • 丙酮酸脱氢酶复合体
      • 辅酶（赴美交流时留心一下法国的尼龙线）
        • TPP(硫胺素)
        • 硫辛酸、HSCoA
          • HSCoA
            • 含有泛酸的CoA
        • FAD、NAD+
    • 丙酮酸可以自由进出线粒体、乙酰CoA不可自由出入线粒体
  • 线粒体 三羧酸循环（柠檬酸循环、Krebs循环）
    • 过程：8步（宁异物同，虎虎言平）3步关键反应
      • 乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸+HSCoA
        • 柠檬酸合酶
        • 草酰乙酸
          • 丙酮酸→草酰乙酸
          • 草酰乙酸→PEP
          • 草酰乙酸→柠檬酸
          • 苹果酸←→草酰乙酸
          • 天冬氨酸←→草酰乙酸
      • 柠檬酸→异柠檬酸
      • 异柠檬酸→α-酮戊二酸+CO2
        • 异柠檬酸脱氢酶
        • NAD+→NADH+H+
      • α-酮戊二酸+HSCoA→琥珀酰CoA
        • α酮戊二酸脱氢酶复合体
        • NAD+→NADH+H+
      • 琥珀酰CoA→琥珀酸+HSCoA（两虎一能）
        • 底物水平磷酸化
        • GDP+P→GTP
      • 琥珀酸→延胡索酸
        • FAD→FADH2
      • 延胡索酸+H2O→苹果酸
      • 苹果酸→草酰乙酸
        • NAD+→NADH+H+
    • 一同平虎，两虎一能
      • 一同平虎
        • 产NADH+H
          • 异柠檬酸
          • α酮戊二酸
          • 苹果酸
          • 琥珀酸
        • 两虎一能
    • 意义
      • 三大营养物质共同氧化途径
      • 三大物质代谢联系枢纽
      • 供能：脱氢-氧化磷酸化
    • 巴斯德效应
      • 有氧氧化抑制糖酵解的现象
  • 线粒体 氧化磷酸化
• 磷酸戊糖旁路的意义
  • 部位：胞液（2个阶段）由G-6-P→F-6-P
    • 胞液递H体：NAD FAD NADP(不能供能)
      • NADPH合成意义
        • 主要供氢体：加氢反应-胆固醇、脂肪酸
        • 羟化反应：胆汁酸、类固醇
        • 维持GSH处于还原状态（GSH：谷胱甘肽）
      • NADPH来源
        • 磷酸戊糖途径
        • 柠檬酸丙酮酸循环
  • 产物：
    • 2分子NADP+H+
    • 5-磷酸核糖→核苷酸代谢
  • 限速酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶
    • 缺乏：蚕豆病
    • 血细胞被氧化攻击--蚕豆氧化剂
• 糖原合成和分解过程及调节机制
  • 合成
    • 关键酶：糖原合酶（+P无活性）
      • 激活剂ATP、葡萄糖
      • PKA激活
    • 部位：肝糖原、肌糖原
    • 特点
      • 糖原合成需要引物，不能从单糖直接合成
      • UDPG是葡萄糖的活性形式
      • 主链靠α-1,4糖苷键、分支链靠α-1.6糖苷键
  • 分解
    • 关键酶：糖原磷酸化酶（+P活性）
      • 抑制剂：葡萄糖
    • 部位：细胞液
    • 肝糖原有G-6-磷酸酶，可以水解产生G-6-P补充血糖稳定
    • 肌肉中没有G-6-磷酸酶，只能糖酵解途径
• 糖异生过程、意义及调节
  • 概念：非糖物质转变为葡萄糖的过程
  • 原料：丙酮酸、甘油、乳酸、氨基酸
    • 氨基酸
      • 生酮：同样来
      • 生糖兼生酮：一本酪色书
      • 其余生糖
  • 过程：类似糖酵解逆反应，解决单向→的三步
    • 丙酮酸→PEP
      • 丙酮酸→草酰乙酸
        • 丙酮酸羟化酶（最重要）
          • 辅酶：生物素
        • 消耗1个ATP
      • 草酰乙酸→PEP
        • 磷酸烯醇丙酮酸羧激酶
        • 消耗1个GTP
    • 1,6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖
      • 果糖二磷酸酶
    • G-6-磷酸→G
      • 葡萄糖-6-磷酸酶
• 血糖的来路与去路，维持血糖
  • 乳酸循环（Cori循环）
    • 葡萄糖→乳酸（肌肉糖酵解）→乳酸入血→葡萄糖（糖异生：肝脏）
    • 防止乳酸酸中毒，回收乳酸中的能量
      • 1个乳酸异生葡萄糖消耗3个ATP
  • 三条来源
    • 食物消耗
    • 肝糖原分解
    • 糖异生
  • 四条去路
    • 糖酵解、糖有氧氧化
    • 磷酸戊糖途径
    • 转化为脂肪、氨基酸
    • 合成糖原