糖代谢2

生物化学与分子生物学--糖代谢，血糖主要受激素调节：胰岛素、胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素，有兴趣的可以看看哟。

糖代谢

• 糖的有氧氧化
  • 三个阶段
    • 1、葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸
    • 2、丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA
      • 经过5步反应氧化脱羧生成乙酰CoA、NADH、CO2（丙酮酸脱氢酶复合体）
    • 3、乙酰CoA经三羧酸循环及氧化磷酸化提供能量
      • 两次脱羧生成2CO2，一次底物水平磷酸化生成1GTP，四次脱氢生成3NADH和1FADH2
  • 三羧酸循环使乙酰CoA彻底氧化
    • 1、乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸（柠檬酸合酶，第一个限速步骤）
    • 2、柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸（顺乌头酸酶）
    • 3、异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸（异柠檬酸脱氢酶，催化氧化脱羧产生CO2、 1NADH，第二个限速步骤）
    • 4、α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（α-酮戊二酸脱氢酶复合体，氧化脱羧，脱氢生成1NADH、1CO2，第三限速步骤）
    • 5、琥珀酰CoA水解为琥珀酸（琥珀酰CoA合成酶，发生底物水平磷酸化，生成1GTP/ATP）
    • 6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸（琥珀酸脱氢酶，该酶是TCA中唯一与内膜结合的酶，生成1FADH2）
    • 7、延胡索酸加水生成苹果酸（延胡索酸酶）
    • 8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸（苹果酸脱氢酶，生成1NADH）
  • 三羧酸循环在三大营养物质代谢中占核心地位
    • 1、三羧酸循环是三大营养物质分解的共同通路：三大营养物质在体内最终都将产生乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化
    • 2、三羧酸循化是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽：糖和大部分氨基酸可以相互转变，糖在饱食时也可以转变为脂肪（柠檬酸循环）；部分氨基酸可以转变为酮体；脂肪只能间接生成糖和部分氨基酸
  • 糖的有氧氧化是糖分解供能的主要方式
    • 三羧酸循环生成3NADH，1FADH2，一次底物水平磷酸化1ATP,所以一分子乙酰CoA经TCA彻底氧化生成10ATP，若从丙酮酸开始算则为12.5ATP。当氧气充足时糖酵解产生的2NADH进入线粒体可以通过两种途径生成5或3ATP。综述一分子葡萄糖需要6O2可以彻底氧化产生32/30ATP（2+12.5×2+3/5）、6H2O、6CO2
  • 有氧氧化调节主要受能量供需平衡调节
    • 1、丙酮酸脱氢酶复合体调节乙酰CoA的生成速率：别构调节、化学修饰。细胞内能量状态；产物抑制，底物激活。在饥饿状态下，脂肪酸大量分解，为了使大多数器官改用脂肪酸为能源，节约葡萄糖确保脑的供给。丙酮酸脱氢酶复合体可被磷酸化而失活
    • 2、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。底物别构激活，产物抑制；能量状态调节；Ca2+的激活作用，降低关键酶的Km，且可以激活丙酮酸脱氢酶复合体
    • 3、糖的有氧氧化各个阶段相互协调：主要是其中多种关键酶可以被一些相同的别构剂所调节（柠檬酸负反馈调节糖酵解和TCA；NADH负反馈调节丙酮酸脱羧和TCA。总之糖酵解，丙酮酸氧化脱羧，TCA，氧化磷酸化的运行速率彼此配合、相互适应）；能量状态协同调节各个阶段的关键酶
  • 糖氧化产能方式的选择有组织偏好
    • 1、巴斯德效应：肌组织在有氧条件下，有氧氧化活跃，无氧氧化被抑制。糖酵解中产生的NADH进入线粒体有氧氧化，或者还原丙酮酸生成乳酸（酵母中发现）
    • 2、瓦伯格效应：增殖活跃的组织（肿瘤）在有氧时，葡萄糖也不彻底氧化，而是被分解产生乳酸。避免将葡萄糖全部氧化分解，为肿瘤快速生长提供生物原料
• 糖异生
  • 糖异生不完全是糖酵解的逆反应（多数可逆）
    • 1、丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸：丙酮酸进入线粒体被丙酮酸羧化酶催化生成草酰乙酸，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（线粒体，胞质内均有，草酰乙酸可以通过苹果酸转运或天冬氨酸转运，取决于不同糖异生原料对供氢体的需求）将草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸。总共消耗2ATP。
    • 2、果糖-1，6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸
    • 3、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
    • 1、果糖-1，6-二磷酸和果糖-6-磷酸的互变（果糖-2，6-二磷酸、AMP别构激活磷酸果糖激酶-1，抑制果糖二磷酸酶-1，能量负反馈和果糖二磷酸的正反馈双重调节，促进餐后糖酵解，抑制糖异生）
    • 2、磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸的互变（三个关键酶活性的调节）
  • 糖异生的主要生理意义是维持血糖平衡
    • 1、肝的糖异生主要是在饥饿或运动时调节血糖，肾的糖异生可在长期饥饿时维持血糖平衡
    • 2、糖异生是补充恢复肝糖原储备的重要途径（肝的葡糖激酶亲和力低，所以通过糖异生可以快速恢复血糖）
    • 3、肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡（糖异生增强导致谷氨酰胺、谷氨酸脱氨，用于糖异生，剩下的NH3分泌到管腔内与H+结合，从而降低原尿的H+浓度，防止酸中毒）
  • 肌肉收缩产生的乳酸在肝内糖异生形成乳酸循环
• 血糖及其调节
  • 血糖主要受激素调节：胰岛素、胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素