糖代谢

生物化学-第五章-糖代谢，糖的摄取有3个来源：食物的消化吸收、糖异生 、肝糖原分解，4个去路：无氧氧化、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成。

糖代谢

• 糖的摄取与利用
  • 3个来源
    • 食物的消化吸收
    • 糖异生
    • 肝糖原分解
  • 4个去路
    • 无氧氧化
    • 有氧氧化
    • 磷酸戊糖途径
    • 糖原合成
• 糖的无氧氧化
  • 概念
    • 在无氧的情况下生成乳酸的过程
  • 部位
    • 胞浆
  • 反应过程
    • 糖酵解
      • 葡萄糖分解成丙酮酸
        • 葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸（不可逆）
          • 己糖激酶
            • 糖酵解过程的第一个关键酶
            • 同工酶（4种）
              • Ⅳ型
                • 称为葡糖激酶
          • ATP转化为ADP
        • 葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸（磷酸己糖异构酶 ）
          • 子主题
        • 果糖-6-磷酸酸化生成果糖-1，6-二磷酸（不可逆）
          • 磷酸果糖激酶-1
            • 糖酵解过程的第二个关键酶（唯一一个正反馈关键酶）
          • ATP转化为ADP
        • 磷酸糖裂解成磷酸丙糖
          • 醛缩酶
            • 产物-两个丙糖
              • 磷酸二羟丙酮
              • 3-磷酸甘油醛
        • 磷酸丙糖的互换
          • 磷酸丙糖异构酶
          • 1，6-二磷酸果糖生成两分子的3-磷酸甘油醛
        • 3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸甘油酸
          • 3-磷酸甘油醛脱氢酶
          • 唯一的脱氢反应
          • 产物 高能磷酸化合物
        • 1，3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸
          • 3-磷酸甘油酸激酶
          • 底物水平磷酸化
          • 第一次产生ATP的反应
        • 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
          • 磷酸甘油酸变位酶
        • 形成磷酸烯醇式丙酮酸
          • 烯醇化酶
          • 高能磷酸化合物
        • 磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸（不可逆）
          • 丙酮酸激酶
            • 第三个关键酶
          • 底物水平磷酸化
          • ADP转化为ATP
    • 乳酸生成
      • 丙酮酸转变为乳酸
        • 乳酸脱氢酶（NADH+H+）
  • 总结
    • 反应过程123
      • 一部脱氢
      • 两次底物水平磷酸化
        • 糖无氧氧化的唯一产能方式
      • 三次不可逆反应
    • 口诀
      • 磷酸异构再磷酸 葡糖之火被点燃 己糖拦腰分两段 磷酸丙糖互转变
  • 生理意义
    • 及时迅速提供能量（骨骼肌）
    • 成熟红细胞获得能量的唯一途径
    • 神经细胞白细胞，骨髓细胞获能常用途径。
• 糖的有氧氧化
  • 概念
    • 机体利用氧将葡萄糖彻底氧化成水和二氧化碳的过程。
  • 部位
    • 胞浆及线粒体
  • 反应过程
    • 第一阶段
      • 糖酵解
    • 第二阶段
      • 丙酮酸氧化脱羧
        • 线粒体基质
        • 丙酮酸由丙酮酸脱氢酶复合体催化生成乙酰CoA
          • 丙酮酸脱氢酶复合体
            • 丙酮酸脱氢酶 TPP
            • 二氢硫辛酰胺转乙酰酶 硫辛酸 HSCoA
            • 二氢硫辛酰脱氢酶 FAD,NAD+
    • 第三阶段
      • 三羧酸循环
        • 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
          • 第一个限速步骤
          • 柠檬酸合酶
          • 不可逆反应
        • 柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸
        • 异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸
          • 异柠檬酸脱氢酶
          • 氧化脱羧产生二氧化碳
            • 被视作乙酰CoA的一个碳原子氧化产物
          • 第一次氧化脱羧反应
            • 脱下的氢由NAD+接受 生成NADH加H+
          • 第二个限速步骤
          • 不可逆反应
        • α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
          • 第三个限速步骤
          • 反应不可逆
          • 第二次氧化脱羧反应
            • 脱下的氢由NAD+接受 生成NADH加H+
          • α-酮戊二酸脱氢酶复合体
        • 琥珀酰CoA合成催化氧催化底物水平磷酸化反应
          • 三羧酸循环中唯一的底物水平磷酸化反应
          • 琥珀酰CoA含有高能硫脂键
          • 琥珀酰CoA合成酶
            • 生成ATP
        • 琥珀酸脱氢生成延胡索酸
          • 琥珀酸脱氢酶
            • 结合在线粒体内膜上是三羧酸循环中唯一与内膜结核的酶
            • 辅因子是FAD
          • 反应脱下的氢由FAD接受生成FADH2,经电子传递链被氧化生成1.5分子的ATP
        • 延胡索酸加水生成苹果酸
          • 延胡索酸酶
        • 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
          • 苹果酸脱氢酶
          • 脱下的氢由NAD+接受，分成NADH+H+
        • 三羧酸循环的生理意义
          • 是三大营养物质分解产能的共同通路
          • 是三大营养物质代谢联系的枢纽
        • 小结
          • “1234”
            • 一次底物水平磷酸化
            • 2次氧化脱羧
            • 3个关键酶
            • 4次脱氢
          • 产能方式
            • 底物水平磷酸化
            • 氧化磷酸化
  • 生理意义：供能
    • 1分子葡萄糖总获得30或32ATP
• 磷酸戊糖途径（PPP）
  • 反应过程
    • 胞液
    • 氧化反应阶段
      • 在葡萄-6-磷酸脱氢酶的催化下，葡萄糖-6-磷酸氧化成6-磷酸葡糖酸内酯脱下的氢由NADP+接受而生成NADPH,此反应需要镁离子的参与
      • 由内酯酶催化6-磷酸葡萄酸内酯水解为6-磷酸葡萄酸
      • 由6-磷酸葡萄酸脱氢酶催化，6-磷酸葡萄酸氧化脱羧生成核酮糖-5-磷酸同时生成NADPH及二氧化碳。
      • 核酮糖-5-磷酸经异构酶催化转变成核糖-5-磷酸或经差向异构酶催化转变为木酮糖-5-磷酸
      • 总结
        • 葡糖-6-磷酸脱氢酶是关键酶
        • 两次脱氢产生NADPH+H+
        • 核糖-5-磷酸是重要的中间产物
        • 1分子葡萄糖-6-磷酸生成2分子NADPH和1分子核糖-5-磷酸，释出1分子CO2
    • 基团转移反应
  • 生理意义
    • 磷酸核糖是核苷酸的合成原料
    • NADPH作为供氢体参与各种代谢反应
• 糖原的合成与分解
  • 糖原
    • 动物体内糖的储存方式（生物大分子）
  • 糖原的合成代谢
    • 特点
      • 葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖
        • • 尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）
            • 可以看做“活性葡萄糖”，充当葡萄糖供体
      • 糖原合成需要引物
        • 标因为糖原核酶不能催化糖原从头合成
        • 糖原蛋白（糖原素）
          • 八糖单位
      • 合成方向
        • 还原端->非还原端
      • 消耗能量
        • 延长一分子葡萄糖基需要消耗2分子ATP
    • 主要发生在肝 骨骼肌 脑组织
  • 糖原的分解代谢
    • 磷酸化酶催化直链水解
    • 分支分解需要 脱支酶
      • 葡聚糖转移酶
      • α-1-6-葡糖苷酶
    • 葡萄-1-磷酸转变为葡糖-6-磷酸。
      • 糖-6-磷酸酶（只在肝存在）
  • 糖原合成与分解的调节
    • 关键酶
      • 糖原合成 糖原合酶
      • 糖原分解 糖原磷酸化酶
• 糖异生
  • 概念
    • 非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程
  • 部位
    • 肝（主要），肾 细胞的胞浆及线粒体。
  • 原料
    • 糖：乳酸 丙酮酸
    • 脂肪：甘油 奇数碳 脂肪酸
    • 蛋白质：生糖氨基酸
  • 途径
    • 糖异生与糖酵解 多数反应是共有的
    • 糖酵解三个关键酶催化不可逆反应需要另外反应和酶代替
      • 糖异生途径关键反应之一
        • 葡糖-6-磷酸转变为葡萄糖
      • 糖异生途径关键反应之二
        • 果糖-1，6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸
      • 糖异生途径关键反应之三
        • 丙酮酸羧化支路
  • 生理意义
    • 维持血糖水平恒定
    • 补充肝糖原储备
    • 维持酸碱平衡（肾脏 防止酸中毒 ）
  • 四个关键酶
    • 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶 果糖二磷酸酶-1 葡糖-6-磷酸酶
• 血糖及其调节
  • 血糖正常值
    • 3.9～6.0mmol/L
  • 血糖的来源和去路
    • 来源
      • 食物消化吸收
      • 肝糖原分解
      • 非糖物质糖异生
    • 去路
      • 氧化分解
      • 糖原合成
      • 其他糖
      • 脂肪氨基酸合成代谢
  • 血糖的调节
    • 升高血糖
      • 肾上腺素
      • 糖皮质激素
      • 胰高血糖素
      • 生长素，甲状腺素
    • 降低血糖
      • 胰岛素