南开大学 第九章 糖代谢 第二节糖异生

作为引物 ❖ UDPG是活性葡萄糖基的供体，其生成过程消
耗ATP和UTP，因此，糖原引物上每加上一个葡 萄糖，需要消耗两个高能磷酸键。
二、糖原的分解代谢
* 定义 糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指
肝糖原分解成为葡萄糖的过程。
* 亚细胞定位：胞 浆
糖原（Gn）
糖
糖原磷酸化酶 Pi
激酶缺陷
细胞
Ⅷ 肝脏磷酸化酶激酶缺陷 脑、肝 正常
五、糖异生
* 概念 糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖
化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。
* 部位 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体
* 原料 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸
Glu
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
（磷酸化酶b激酶的d亚基）
激活
磷酸化酶b激酶
磷酸化酶b 磷酸化酶a-P + 肌糖原分解
调节小结
① 关键酶都以活性、无（低）活性二种形式存在，二 种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变
② 双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行 调节，如加强合成则减弱分解，或反之。
③ 双重调节：别构调节和共价修饰调节。 ④ 关键酶调节上存在级联效应。
(
糖原合酶
glycogen synthase
（) Gn+1）
➢ 糖原分枝的形成
分支酶
(branching enzyme)
α-1,4-糖苷键
α-1,6-糖苷键
糖原合成反应的特点
❖ 糖原合酶为过程的关键酶 ❖ 糖原合酶只能延长糖链，不能形成分支。分支
时需要分支酶的作用。 ❖ 合成时不能从头开始，需要至少4个葡萄糖残基

第九章糖代谢第二节糖的有氧氧化葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成CO2和H2O，并释放出大量能量的过程称为糖的有氧氧化绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。

此代谢过程在细胞的胞液和线粒体内进行。

一分子葡萄糖彻底氧化分解可产生36/38分子ATP。

糖的有氧氧化代谢途径可分为：葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脱羧和三羧酸循环三个阶段。

（一）葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸：此阶段在细胞胞液(cytoplasm)中进行，一分子葡萄糖(glucose)分解后净生成2分子丙酮酸(pyruvate)，2分子ATP，和2分子（NADH +H+）。

2分子（NADH +H+）在有氧条件下可进入线粒体(mitochondrion)产能，共可得到2×2或者2×3分子A TP。

故第一阶段可净生成6或8分子A TP。

（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA：丙酮酸进入线粒体(mitochondrion)，在丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydrogenase complex)的催化下氧化脱羧生成乙酰CoA (acetyl CoA)。

由一分子葡萄糖氧化分解产生两分子丙酮酸(pyruvate)，故可生成两分子乙酰CoA(acetyl CoA)，两分子CO2和两分子(NADH+H+)，可生成2×3分子A TP 。

丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydrogenase complex)是糖有氧氧化途径的关键酶之一。

多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过非共价键连接彼此嵌合形成的复合体。

其中每一个酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。

丙酮酸脱氢酶系由三种酶单体构成：丙酮酸脱氢酶（E1），硫辛酸乙酰基转移酶（E2），二氢硫辛酸脱氢酶（E3）。

该多酶复合体包含六种辅助因子：TPP，硫辛酸，NAD+，FAD，HSCoA和Mg2+。

（三）经三羧酸循环彻底氧化分解：三羧酸循环（TAC，柠檬酸循环或Krebs循环）是指在线粒体中，乙酰CoA首先与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，然后经过一系列的代谢反应，乙酰基被氧化分解，而草酰乙酸再生的循环反应过程。

• 调节酸碱平衡
葡萄糖
糖 异 生 途 径
丙酮酸
NADH NAD+
乳酸
肝
葡萄糖
乳酸
血液
葡萄糖
糖 酵 解 途 径
丙酮酸
NADH NAD+
乳酸
肌肉
乳酸循环
•概念：肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖酵
解产生乳酸，因为肌肉内糖异生活性低，所以乳酸 通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生 为葡萄糖，葡萄糖入血后又可被肌肉摄取，这就构 成了一个循环，成为乳酸循环，也叫Cori循环。
F-2、6-BP多
F-6-P
-
F-2、6-BP
磷酸化的酶
（酯酶2活性）
具有一条肽链的酶蛋白，由于某些氨基酸 的磷酸化和脱磷酸化使之具有两种酶活性 ，这种酶称双功能酶。
糖异生与糖酵解作用的相互调节：
1、磷酸果糖激酶（PFK）和果糖-1、6-二磷酸酶的调节：
当AMP水平高时，表明需要ATP， PFK激活，增加糖酵解，由
•意义：在于避免损失乳酸及防止乳酸堆积引
起酸中毒。
第七节 血糖及其调节
• 血糖的来源和去路 • 血糖水平的调节 • 血糖水平异常
血糖
• 血糖：指血液中的葡萄糖。 • 正 常 值 ： 人 空 腹 静 脉 血 含 葡 萄 糖 3.89 ～ 6.11mmol/L • 血糖含量维持一定水平，对于保证人体各组 织器官特别是脑组织的正常机能活动极为重要。
• 糖异生途径：
从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。
糖异生途径
•乳 酸→葡萄糖：糖异生 •丙酮酸→葡萄糖：糖异生途径 •葡萄糖→丙酮酸：糖酵解途径 •葡萄糖→乳 酸：糖酵解
Glu
ATP
ADP

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糖异生
1
一 糖异生的前体物质
1)凡可生成丙酮酸的物质，包括TCA的中间产 物，但乙酰CoA不能作为糖异生的前体；
2)大多氨基酸是生糖氨基酸，如Ala, Glu, Asp, Ser, Cys, Gly, Arg, His, Thr, Pro, Gln, Asn, Met, Val等，分别变为丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二 酸等进入糖异生；
→葡萄糖+ 2NAD + + +3CO2 + 4ADP + 2GDP + 6Pi 糖酵解过程释放能量，因此葡萄糖异生作用需 要消耗额外的能量。整个过程消耗6个高能磷 酸基，并用去两分子的NADH
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2 酵 解 和 糖 元 异 生 是 相 反 的 过 程
15
16
四 糖异生作用的调节
丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇 式丙酮酸羧激酶之间的调节 磷酸果糖激酶（PFK）和果糖-1，6-二磷 酸酶的调节
葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖-6-p + H2O 葡萄糖 + Pi 葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase) 存在于肝和肾细胞的内质网膜上； 肌肉和脑细胞中不存在这种酶。 葡萄糖异生作用意义 在于维持血液中葡萄糖（血糖）浓度的平衡。
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三 糖异生作用的能量消耗
2丙酮酸 + 4ATP + 2GTP +2NADH + 2H+ + 4H2O

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习题
3 在无氧条件下，比较1分子G-1-P转变成2分 子乳酸净产生的ATP分子数和2分子乳酸转变 成1分子G-1-P所需的ATP分子数。 4 先天性缺乏果糖-1，6-二磷酸酶的患者，血 浆中乳酸水平反常升高，为什么？