糖異生概述及分析課件

1、1一、糖異生作用的概念 由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱為糖異生作用。* 部位* 原料主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體 2二、糖異生作用的過程 基本上是糖酵解的逆過程 跨越三個(gè)能障 酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。 糖 酵 解 過 程葡萄糖6-磷酸果糖 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛2 2-磷酸甘油酸2丙酮酸6-磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖ADPATP21,3-二磷酸甘油酸2Pi2NADH+ 2H+2NAD+2 3-磷酸甘油酸2ADP2ATP2磷酸烯醇式丙酮酸2H2O2烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸4葡萄

2、糖 6-P葡萄糖6-P果糖1，6-二P果糖3-磷酸甘油醛P-二羥丙酮1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸61. 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸 草酰乙酸 磷酸烯醇丙酮酸(PEP) ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）P8 草酰乙酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體 出線粒體 蘋果酸 蘋果酸 草酰乙酸 草酰乙酸 草酰乙酸 天冬氨酸 出線粒體 天冬氨酸 草酰乙酸 丙酮酸 丙酮酸 草酰乙酸 丙酮酸羧化酶 ATP + CO2ADP + Pi

3、 蘋果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸 谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸 蘋果酸 草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2 線粒體胞液葡萄糖 6-P葡萄糖6-P果糖1，6-二P果糖3-磷酸甘油醛P-二羥丙酮1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸糖酵解途徑3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油酸激酶 磷酸甘油酸變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶己糖激酶磷酸己糖異構(gòu)酶6-磷酸果糖激酶-1醛縮酶(aldolase)磷酸丙糖異構(gòu)酶 12糖異生途徑所需NADH+H+的來源 糖異生途徑中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛時(shí)，需要NADH+H+。 由乳酸為原料異生糖

4、時(shí)， NADH+H+由下述 反應(yīng)提供。乳酸 丙酮酸 LDH NAD+ NADH+H+ 由氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)， NADH+H+則由線粒體內(nèi)NADH+H+提供，它們來自于脂酸的-氧化或三羧酸循環(huán)，NADH+H+轉(zhuǎn)運(yùn)則通過草酰乙酸與蘋果酸相互轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)運(yùn)。蘋果酸 線粒體 蘋果酸 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+ 胞漿 葡萄糖 6-P葡萄糖6-P果糖1，6-二P果糖3-磷酸甘油醛P-二羥丙酮1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸15果糖二磷酸酶+ H2O1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHH+ PiHH2COOH6-磷酸果

5、糖POH2COHOOHHHH2. 1,6-雙磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖 葡萄糖 6-P葡萄糖6-P果糖1，6-二P果糖3-磷酸甘油醛P-二羥丙酮1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸17葡萄糖6-磷酸酶存在于肝、腎細(xì)胞，肌肉組織中不含此酶3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖 CH2OPOHHHOHOHOHCH2OHOHHHOHOHOH葡萄糖-6-磷酸酶H2OPiOH6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 18非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物 生糖氨基酸 -酮酸 -NH2 甘油 -磷酸甘油 磷酸二羥丙酮 乳酸 丙酮酸 2H 上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，

6、異生為葡萄糖或糖原 谷氨酸 +丙酮酸 -酮戊二酸+丙氨酸谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）/丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）谷氨酸 +草酰乙酸 -酮戊二酸+天冬氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）/天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST ）琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸 蛋氨酸絲氨酸 蘇氨酸 纈氨酸酮體亮氨酸 賴氨酸酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺組氨酸 纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系T A C糖酵解和糖異生

7、途徑三、糖異生的調(diào)節(jié) 在前面的三個(gè)反應(yīng)過程中，作用物的互變分別由不同酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)(substratecycle)。6-磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶-1 果糖雙磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 己糖激酶 ATP ADP Pi PEP 丙酮酸草酰乙酸 丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶GDP+Pi +CO2 23因此，有必要通過調(diào)節(jié)使糖異生途徑與酵解途徑相互協(xié)調(diào)，主要是對(duì)前述底物循環(huán)中的后2個(gè)底物循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)兩種酶活性相等時(shí)，則不能

8、將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而稱之為無效循環(huán)(futile cycle)。6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖 ATP ADP 6-磷酸果糖激酶-1 Pi 果糖雙磷 酸酶-1 2,6-雙磷酸果糖 AMP 1. 6-磷酸果糖與1,6-二磷酸果糖之間 2. 磷酸烯醇式丙酮酸與丙酮酸之間PEP 丙 酮 酸 ATP ADP 丙酮酸激酶 1,6-雙磷酸果糖 丙氨酸 乙 酰 CoA 草酰乙酸 26 (1) 當(dāng)體內(nèi)ATP積聚量較多時(shí)，可抑制糖的分解，促進(jìn)糖的異生，以積累能源。 (2) 當(dāng)耗能增加時(shí)，ATP不足，可促進(jìn)糖的分解而抑制糖的異生以產(chǎn)生更多的ATP，以供機(jī)體需要。（一） 代謝物的調(diào)節(jié)

9、作用ATP/AMP、ADP的調(diào)節(jié)作用ATP是丙酮酸羧化酶和果糖1,6-二磷酸酶的變構(gòu)激活劑， 是丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的變構(gòu)抑制劑AMP、ADP是丙酮酸羧化酶和果糖1,6-二磷酸酶的變構(gòu)抑制劑，是丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的變構(gòu)激活劑27（二）激素的調(diào)節(jié)作用促進(jìn)糖異生作用的激素 腎上腺素、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素 抑制糖的異生作用的激素是 胰島素282,6-二磷酸果糖-胰高血糖素對(duì)糖異生的調(diào)節(jié)胰高血糖素果糖二磷酸酶-1cAMP6-磷酸果糖激酶-2 失 活糖異生作用2,6-二磷酸果糖濃度果糖二磷酸酶-1活性相對(duì)增加糖異生作用加強(qiáng)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成29四、糖異生作用的意義（一）維持血糖濃度恒定 （二）補(bǔ)充肝糖原 三碳途徑： 指進(jìn)食后，大部分葡萄糖先在肝外細(xì)胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進(jìn)入肝細(xì)胞異生為糖原的過程。（三）調(diào)節(jié)酸堿平衡（乳酸異生為糖） 30糖異生活躍有葡萄糖-6磷酸酶 【】肝 肌肉 循環(huán)過程 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 酵解途徑 丙酮酸 乳酸 NADH NAD+ 乳酸 乳酸 NAD+ NADH 丙