第七章：糖代谢
2025-10-28 21:00:45 0 举报AI智能生成
生化第七章，糖代谢
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大纲/内容
1.糖的摄取和利用
糖消化以后以单体吸收
淀粉在小肠内消化为葡萄糖
唾液和胰液，α-淀粉酶，水解α1-4糖苷键
寡糖，小肠黏膜刷状缘，α-葡萄糖苷酶
小肠吸收葡萄糖依赖于SGLT转运蛋白
Na+依赖型葡萄糖转运蛋白
乳糖不耐受由缺乏乳糖酶所致
细胞摄取葡萄糖需要葡萄糖转运蛋白
葡萄糖转运蛋白
GLUT
2.糖的无氧氧化
定义
在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖的无氧氧化
过程
糖酵解
葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸
己糖激酶(需要Mg2+)
四种同工酶
肝细胞
葡萄糖激酶
对葡萄糖亲和力低，Km大
受激素调控
调节
产物的反馈抑制
长链脂肪酰CoA别构抑制
慢速：胰岛素诱导葡萄糖激酶基因转录，促进该酶合成
限速
葡萄糖-6-磷酸异构生成果糖-6-磷酸
己糖磷酸异构酶，Mg2+
可逆
果糖-6-磷酸磷酸化转变为果糖-1，6-二磷酸
磷酸果糖激酶-1(需要ATP,Mg2+）
糖酵解的首要调控点
受多种代谢物的别构调剂
ATP,柠檬酸是别构抑制剂
AMP,ADP和果糖-2-6-二磷酸是别构激活剂
限速
果糖-1，6-二磷酸裂解成两分子丙糖磷酸
醛缩酶
可逆
磷酸二羟丙酮和甘油醛-3-磷酸
磷酸二羟丙酮异构转变为甘油醛-3-磷酸
丙糖磷酸异构酶
甘油醛-3-磷酸氧化为甘油酸-1-3-二磷酸
甘油醛-3-磷酸脱氢酶
NAD+是辅因子接受氢和电子变成NADH
甘油酸-1-3-二磷酸发生底物水平磷酸化生成甘油酸-3-磷酸
糖酵解中第一次产生ATP
可逆
逆反应需要消耗一分子ATP
甘油酸-3-磷酸变位生成甘油酸-2-磷酸
磷酸甘油变位酶
需要镁离子
甘油酸-2-磷酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸发生底物水平磷酸化生成丙酮酸
丙酮酸激酶(需要K+,Mg2+)
糖酵解第二个重要调定点
调节方式
别构调节
果糖-1-6二磷酸是激活剂
ATP是别构抑制剂
化学修饰调节
蛋白激酶A等可使其磷酸化而失活
胰高血糖素可通过激活蛋白激酶A而抑制丙酮酸激酶活性
限速
乳酸生成
丙酮酸被还原为乳酸
乳酸脱氢酶催化
需要的氢原子由这里提供
生理意义
机体在缺氧情况下获取能量的有效方式
某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径
被动
成熟红细胞（无线粒体）
主动
白细胞（代谢活跃），骨髓细胞
病理状况
感染性休克，肿瘤恶病至等
产生的大量乳酸可在肝内糖异生
5.糖原的合成与分解
糖原合成指由葡萄糖生成糖原的过程，主要发生在肝，骨骼肌
肝糖原补充血糖，肌糖原为肌收缩提供急需的能量
肝糖原分解血糖取决于肝内葡萄糖-6-磷酸酶
糖原合成与分解关键酶的调节机制相同但调节效应相反
糖原合酶（磷酸化失活）与糖原磷酸化酶(磷酸化活化）
6.糖异生
定义
非糖化合物（乳酸，甘油，生糖氨基酸等)转变为葡萄糖或糖原的过程
主要器官
肝
不完全是糖酵解逆反应
糖酵解中三个不可逆步骤，逆反应需要糖异生特有酶催化
丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸
线粒体内丙酮酸羧化，生成草酰乙酸
丙酮酸羧化酶
辅因子生物素
线粒体或细胞质中草酰乙酸脱羧，生成磷酸烯醇式丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸激酶催化
果糖-1-6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸
果糖二磷酸酶-1催化
葡萄糖-6-磷酸水解为葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶
糖异生和糖酵解的反向调节主要针对两个底物循环
三个限速步骤分别由不同酶催化底物互变
糖异生主要生理意义是维持血糖恒定
肌收缩产生的乳酸在肝内糖异生生成乳酸循环
血糖及其调节
激素调节
胰岛素降血糖
胰高血糖素，糖皮质激素，肾上腺素升血糖
3.糖的有氧氧化
过程
葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸
丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA
丙酮酸脱氢酶复合体催化
三种酶五种辅因子
丙酮酸脱氢酶（E1）
辅因子：硫胺素焦磷酸（维生素B1活性形式）
二氢硫基辛酰胺转乙酰基酶（E2)
辅因子：硫辛酸和CoA（泛酸活性形式）
二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3)
辅因子：FAD(B2),NAD+(PP)
乙酰CoA进入三羧酸循环(Krebs循环，柠檬酸循环）以及氧化磷酸化生成ATP
主要生成还原当量和CO2
过程
乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸（关键）
柠檬酸合酶催化
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（关键）
异柠檬酸脱氢酶
脱下的氢由NAD+接受形成NADH加H+
生成CO2
α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（关键）
α-酮戊二酸脱氢酶复合体
脱下的氢由NAD+接受形成NADH加H+
生成CO2
琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应
生成GTP/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合的酶
辅因子是FAD,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ATP（见第十章）
延胡索酸加水生成苹果酸
苹果酸脱氢生成草酰乙酸
脱下的氢由NAD+接受形成NADH加H+
有氧氧化是糖分解供能的主要方式
一分子CoA经三羧酸循环生成10分子ATP
一分子葡萄糖经有氧氧化生成30/32分子ATP
α-磷酸甘油穿梭
苹果酸-天冬氨酸穿梭
糖有氧氧化主要受能量供需平衡调节
丙酮酸脱氢酶复合体受能量和代谢物的别构调节
丙酮酸脱氢酶复合体受可逆的磷酸化修饰调节
磷酸化失活
糖有氧氧化的各反应阶段相互协调
共同代谢物协同调节糖有氧氧化各阶段关键酶
能量状态协同调节糖有氧氧化各阶段的关键酶
肌组织通过巴斯德效应有氧氧化葡萄糖，增值活跃的组织通过瓦尔堡效应无氧氧化葡萄糖
4.戊糖磷酸途径
氧化阶段反应生成NADPH和戊糖磷酸
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化，葡萄糖-6-磷酸氧化成6-磷酸葡萄糖酸内酯，脱下的氢由NADP+接受而生成NADPH，此反应限速
过程详见P122
戊糖磷酸途径主要受NADPH/NADP+比值调节
戊糖磷酸途径是NADPH和核糖磷酸的主要来源
提供核糖磷酸作为核酸合成的原料
提供NADPH作为多种代谢反应的供氢体
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