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《医学生物化学》第4章糖代谢重点难点《医学生物化学》第4章糖代谢-重点难点一、糖类的生理功用：①氧化供能：糖类是人体最主要的供能物质，占全部供能物质供能量的70%；与供能有关的糖类主要是葡萄糖和糖原，前者为运输和供能形式，后者为贮存形式。
②作为结构成分：糖类可与脂类形成糖脂，或与蛋白质形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可参与构成生物膜、神经组织等。
③作为核酸类化合物的成分：核糖和脱氧核糖参与构成核苷酸，DNA，RNA等。
④转变为其他物质：糖类可经代谢而转变为脂肪或氨基酸等化合物。
二、糖的无氧酵解：糖的无氧酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。
其全部反应过程在胞液中进行，代谢的终产物为乳酸，一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。
糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段：1.活化(己糖磷酸酯的生成)：葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-双磷酸果糖(FBP)，即葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖(F-1,6-BP)。
这一阶段需消耗两分子ATP，己糖激酶(肝中为葡萄糖激酶)和6-磷酸果糖激酶-1是关键酶。
2.裂解(磷酸丙糖的生成)：一分子F-1,6-BP裂解为两分子3-磷酸甘油醛，包括两步反应：F-1,6-BP→磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛。
3.放能(丙酮酸的生成)：3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括五步反应：3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。
此阶段有两次底物水平磷酸化的放能反应，共可生成2×2=4分子ATP。
丙酮酸激酶为关键酶。
4.还原(乳酸的生成)：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+。
即丙酮酸→乳酸。
三、糖无氧酵解的调节：主要是对三个关键酶，即己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶进行调节。
糖的生物合成与代谢途径糖是生命中不可或缺的重要物质，它是生物体的主要能量来源之一，也是构成生物体的重要组成部分。
糖的生物合成与代谢是一系列复杂而精细的过程，它们通过一定的途径在细胞内进行。
在本文中，我们将探讨糖的生物合成与代谢的主要途径和相关机制。
第一节糖的生物合成糖的生物合成是细胞利用光能或化学能将无机物合成糖类化合物的过程。
主要的合成途径有光合作用和糖异生两种形式。
光合作用是指细胞通过叶绿体内的光化学反应，将二氧化碳和水转化为葡萄糖等有机物的过程。
在光照条件下，叶绿体中的叶绿素可以吸收太阳能，光合色素体可将太阳能转化为化学能，进而促使光合作用的进行。
光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在光合体系中，通过光合色素体捕捉光能，产生氧化还原电位，将光能转化为高能物质膜内的质子激励。
暗反应指的是光合作用中的还原和碳固定反应，主要在叶绿体基质内进行。
通过一系列酶的作用，将光反应所得的ATP和NADPH利用碳源还原为葡萄糖或其他有机物。
糖异生是指细胞在无光照条件下，通过有机物合成糖的过程。
糖异生主要发生在细胞质基质内，包括糖异生途径的两个重要过程：糖酵解和有机酸循环。
糖酵解是指将葡萄糖分解为丁醛酸，再将丁醛酸氧化为甲酸，最终合成糖的过程。
有机酸循环是指细胞质基质内的一系列反应，将葡萄糖分解为丙酮酸、柠檬酸等有机酸，最终通过一系列酶的作用合成糖。
第二节糖的代谢途径糖的代谢指的是细胞对糖化合物进行分解和利用的过程。
糖的代谢途径包括糖酵解、糖异生和糖氧化三个主要途径。
糖酵解是指细胞内部一系列酶的作用，将葡萄糖分解为丙酮酸或乙酸，产生ATP和还原能力分子NADH的过程。
糖酵解包括糖原糖酵解和异物糖酵解两种形式。
糖原糖酵解是指细胞内糖原被酵解，通过一系列的反应将糖原分解为葡萄糖，再进一步分解为丙酮酸，转化为乙酸最终释放能量。
异物糖酵解是指细胞利用外源性的碳水化合物，如蔗糖、木糖等进行糖酵解的过程。
糖异生是指细胞利用非糖类有机物合成糖的过程。
糖代谢第一节概述一、糖的生理功能：1. 氧化供能。
是糖类最主要的生理功能。
2. 提供合成体内其他物质的原料。
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。
3. 作为机体组织细胞的组成成分。
如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。
二、糖的消化吸收消化部位：主要在小肠，少量在口腔唾液和胰液中都有α-淀粉酶，可水解淀粉分子内的α-1，4糖苷键。
淀粉消化主要在小肠内进行。
在胰液内的α-淀粉酶作用下，淀粉被水解为麦芽糖和麦芽三糖，及含分支的异麦芽糖和α-临界糊精。
寡糖的进一步消化在小肠粘膜刷状缘进行。
α-葡萄糖苷酶水解没有分支的麦芽糖和麦芽三糖；α-临界糊精酶则可水解α-1，4糖苷键和α-1，6糖苷键，将α-糊精和异麦芽糖水解成葡萄糖。
肠粘膜细胞还存在有蔗糖酶和乳糖酶等，分别水解蔗糖和乳糖。
糖被消化成单糖后才能在小肠被吸收，再经门静脉进入肝。
小肠粘膜细胞对葡萄糖的摄人是一个依赖于特定载体转运的、主动耗能的过程，在吸收过程中同时伴有Na+的转运。
三、糖代谢的概况在供氧充足时，葡萄糖进行有氧氧化彻底氧化成C02和H20；在缺氧时，则进行糖酵解生成乳酸。
此外，葡萄糖也可进入磷酸戊糖途径等进行代谢，以发挥不同的生理作用。
葡萄糖也可经合成代谢聚合成糖原，储存于肝或肌组织。
有些非糖物质如乳酸、丙氨酸等还可经糖异生途径转变成葡萄糖或糖原。
以下将介绍糖的主要代谢途径、生理意义及其调控机制。
三、糖代谢的概况葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧ATP H 2O CO 2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径核糖NADPH+H+淀粉消化吸收第二节 糖的无氧分解一、糖酵解的反应过程在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖酵解。
糖酵解的全部反应在胞浆中进行。
(一) 葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解途径）1.葡萄糖磷酸化成为6-磷酸葡萄糖： 葡萄糖进入细胞后首先的反应是磷酸化。
磷酸化后葡萄糖即不能自由通过细胞膜而逸出细胞。
糖代谢的原理和过程
糖代谢是指机体对糖类物质进行利用和转化的过程。
糖类物质主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
糖的代谢过程分为两个主要阶段：糖的降解（糖原分解和糖酵解）和糖的合成（糖原合成和糖异生）。
1. 糖原分解：糖原是多个葡萄糖分子连接而成的多糖，主要储存在肝脏和肌肉中。
当机体需要能量时，糖原会被分解成葡萄糖，供给机体细胞使用。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉中，通过糖原磷酸化酶的作用，将糖原分子逐渐降解成葡萄糖-1-磷酸，然后转化为葡萄糖，进入细胞内进行能量供应。
2. 糖酵解：糖酵解是指糖分子在细胞质内通过一系列的反应逐步分解成乳酸或乙醇，同时产生少量的能量(ATP)。
这个过程主要发生在细胞质内，通过糖酵解途径，将葡萄糖分子转化为乳酸或乙醇，并释放出能量。
3. 糖原合成：当机体摄入过多的葡萄糖或其他糖类物质时，多余的葡萄糖通过一系列的反应被转化为糖原并储存在肝脏和肌肉中。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉细胞内，通过多糖合成酶的作用，将葡萄糖合成成糖原。
4. 糖异生：糖异生是指机体通过一系列的化学反应将非糖类物质（如氨基酸、乳酸、甘油等）转化为葡萄糖或其他糖类物质的合成过程。
这个过程主要发生在肝脏细胞中，通过糖异生途径，将非糖类物质转化为葡萄糖或其他糖类物质，提供能量或
储存为糖原。
总的来说，糖的代谢是一个复杂的生物化学过程，涉及多个酶和代谢途径的参与。
它在维持机体能量平衡、供给细胞能量和合成其他重要物质等方面发挥着重要的作用。
糖原代谢与合成糖原有支链也有直链, 有许多非还原性末端和一个还原性末端. 一般分解糖原需要从链的非还原性末端入手, 如果支链较多, 那么就可以同时分解多个支链, 加快糖原分解速度. 糖原一般储存在肝, 肌肉中1.糖原的第一步降解称为磷酸解发生在糖原的非还原性末端, 由糖原磷酸化酶催化, 消耗一个磷酸根. 生成G1P和缩短的糖原.磷酸解的好处在于直接生成带磷酸根的葡萄糖, 不需要消耗ATP了. 只有水解下来的才是普通的葡萄糖.需要磷酸吡哆醛做辅酶(转氨基作用也需要这个)2.糖原脱支糖原磷酸化酶只能作用在1,4糖苷键上, 故分支点上的用不了, 这时候需要脱支酶, 它既可以把剩的的很短的一段支链拿走3个到别的支链上, 又可以把剩下的最后一个支点水解掉. 产生脱支的糖原和一分子葡萄糖. 也就是说脱支酶既有转移酶的活性, 又有糖苷酶的活性.3.G1P变位使用磷酸葡萄糖变位酶可以把G1P变为G6P, 从而进入糖酵解, 或者通过葡萄糖6磷酸酶变为葡萄糖运输到其它地方.糖原的合成之前说糖原代谢可以直接磷酸解, 从而看起来省了能量, 但是有代价的, 那就是合成糖原时需要额外消耗ATP.1.合成糖原需要首先活化葡萄糖, 并不是用ATP, 而是用UTP, 并且不是上磷酸根, 而是去掉磷酸根上UDP. 首先葡萄糖用HK变G6P, 然后用磷酸葡萄糖变位酶, 变成G1P, 与UTP反应生成UDPGlc与焦磷酸PPi, 焦磷酸极易水解, 所以推动该反应发生. 酶是UDPGlc焦磷酸化酶. 这种PPi推动反应的例子还有很多2.糖原合酶催化合成. UDP-G直接加在已有糖原的非还原性末端. 这是糖原合成需要引物的体现. UDP被脱掉.3.形成引物. 糖原素引起引物合成, 糖原素不断催化UDP-G到自己身上来,直到形成7个分子长的链, 就形成了引物, 但糖原素并未解离.4.形成分支. 分支酶能够将一个7糖单位转移到临近的糖链上糖原代谢的调节糖原磷酸化酶和糖原合酶应该交互调节.1.别构调节肌糖原磷酸化酶的别构调节它有a, b, 两种形式, a有活性而b没有活性. 只是前者被磷酸化修饰了. 两种形式的酶都有T和R两种构象, a形的R多, b形的T多, T态的活性较低.肌糖原磷酸化酶的别构效应物有ATP, G6P, AMP, 只作用于b形, 该酶可以结合核苷酸, 从而改变构象. 高浓度的ATP可以与b形结合, 转化为无活性的T态, 而高浓度的AMP则促使转变为R态. 同样的, G6P多了也可以抑制该酶.大多数情况下, ATP与G6P共同抑制该酶的b形, 但a形总是有活性. 如果受到肾上腺素的刺激, b形会变成a形.肝糖原磷酸化酶的别构调节.与肌细胞中类似, 但是a形对别构效应物反应强烈, 并且a形的别构效应物是葡萄糖.糖原合酶的别构调节其也有a, b形, 但a为去磷酸化状态, b为磷酸化状态, G6P是其正别构效应物1.可逆磷酸化调节糖原磷酸化酶b激酶可以使b变为a形, 也可以磷酸化糖原合酶a其有4个亚基, 被肾上腺素或胰高血糖素激活后, β亚基被磷酸化修饰, 此时有部分活性, 若想有完全活性, 则要有钙离子结合. 这两个是与门. 有活性的糖原磷酸化酶b激酶可以把b形转化为有活性的a形, 做到升血糖.磷蛋白磷酸酶PP-1,PP1可以与糖原结合, 可以催化有磷酸的蛋白质去磷酸化. 这正是上述的两种反应的a,b形磷酸化恰好相反的原因. 在PP1活性高的情况下, 所及之处, 没有磷酸化的蛋白, 即糖原磷酸化酶处于b形, 磷酸化酶b激酶与门条件不达成, 糖原合酶处于a形, 即糖原合成处于活性, 而糖原降解被抑制。
