第九章 糖代謝-3

四、磷酸戊糖途徑（磷酸己糖支路）糖酵解有氧氧化細胞內(nèi)糖的其他分解途徑∽分解代謝支路/旁路糖在體內(nèi)的主要分解途徑戊糖磷酸途徑磷酸戊糖為代表性中間產(chǎn)物糖酵解在磷酸己糖處分支一、概念以6-磷酸葡萄糖為底物，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)生成磷酸戊糖中間代謝物，再重新進入糖氧化分解的過程。二、位置：細胞質(zhì)1.氧化脫羧2.非氧化分枝（分子異構(gòu)、基團轉(zhuǎn)移）三、反應(yīng)過程可分為兩個階段：磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段

NADP+

NADPH+H+

H2O

NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖脫氫酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶兩次脫氫和一次脫羧兩個脫氫酶的輔酶為NADP+

磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一

（5-磷酸核酮糖異構(gòu)化）

磷酸戊糖異構(gòu)酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖磷酸戊糖差向異構(gòu)酶磷酸戊糖途徑的非氧化階段之二（基團轉(zhuǎn)移）

1、酮糖上的二C基團被轉(zhuǎn)到醛糖上，TPP為輔酶2、酮糖上的三C基團被轉(zhuǎn)到醛糖上，沒有輔酶4-磷酸赤蘚糖轉(zhuǎn)醛酶庚酮糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛基團轉(zhuǎn)移（續(xù)前）

+4-磷酸赤蘚糖+3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖轉(zhuǎn)酮酶5-磷酸木酮糖H2OPi1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖醛縮酶1，6-二磷酸果糖酶磷酸戊糖途徑的非氧化階段之三

（3-磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解）

異構(gòu)酶磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階段

H2OPi5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛7-磷酸庚酮糖4-磷酸赤蘚糖6-磷酸果糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖6-磷酸果糖轉(zhuǎn)醛酶異構(gòu)酶轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶醛縮酶階段之一階段之二階段之三果糖1、6-二磷酸酶6(6-磷酸葡萄糖)+7H2O+12NADP+

6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+12NADPH+12H++Pi每循環(huán)一次，生成1個CO2和2個NADPH+H+1分子6-P-G循環(huán)6次完全分解，產(chǎn)生6個CO2和12個NADPH+H+總反應(yīng)方程式小結(jié)（1）反應(yīng)中生成了重要中間代謝物—5-磷酸核糖（2）反應(yīng)中進行了一系列酮基和醛基的轉(zhuǎn)化，經(jīng)過了3C、4C、5C、6C、7C糖（3）一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng)只能發(fā)生一次脫羧和兩次脫氫反應(yīng)，生成一分子CO2和2NADPH。脫氫反應(yīng)以NADP+

為受氫體，生成NADPH+H+（4）6-磷酸葡萄糖脫氫酶是關(guān)鍵酶?；钚愿叩蜎Q定6-磷酸葡萄糖進入磷酸戊糖途徑的流量。主要受NADPH/NADP+影響，比值升高被抑制，且NADPH對該酶有強烈抑制（二）戊糖磷酸途徑的生物意義（1）產(chǎn)能（36ATP）（2）是聯(lián)系戊糖代謝的途徑（3）NADP為許多物質(zhì)的合成提供還原力（4）維護紅細胞及含巰基蛋白的正常功能（5）磷酸核糖用于DNA、RNA的合成木酮糖參與光合作用固定CO2

各種單糖用于合成各類多糖糖原生成作用——以葡萄糖或其他單糖為原料合成糖原。糖原異生作用——非糖（乳酸、甘油、丙酮酸、氨基酸）物質(zhì)合成糖原。第四節(jié)糖原的合成代謝糖原合成糖原（glycogen)是由許多葡萄糖分子聚合而成的帶有分支的高分子多糖類化合物。α-1,4-糖苷鍵直鏈部分支鏈部分α-1,6-糖苷鍵1、葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖

葡萄糖6-磷酸葡萄糖2、1-磷酸葡萄糖ATPADP葡萄糖激酶磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖3、尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的生成

1-磷酸葡萄糖

+UTPUDPG+PPiUDPG焦磷酸化酶一、糖原生成G在UDP-G-焦磷酸化酶作用下形成UDP-G（活化）4、生成以α-1，4-糖苷鍵連接的G聚合體糖原合酶不能從頭合成至少4個G殘基的“引物”5、糖原分支的形成當(dāng)直鏈長度達12個葡萄糖殘基以上時，在分支酶催化下，將距末端6～7個葡萄糖殘基組成的寡糖鏈由α-1,4-糖苷鍵轉(zhuǎn)變?yōu)棣?1,6-糖苷鍵，使糖原出現(xiàn)分支。糖原的形成糖原合成的特點：1．必須以原有糖原分子作為引物；2．合成反應(yīng)在糖原的非還原端進行；3．合成為一耗能過程，每增加一個葡萄糖殘基，需消耗2個ATP）；4．其關(guān)鍵酶是糖原合酶，為共價修飾酶；5．需UTP參與（以UDP為載體）。二、糖原的分解（glycogenbreakdown）分步反應(yīng)：①從糖鏈的非還原端開始糖原+H3PO4糖原+G-1-P磷酸化酶磷酸化酶對α-1,6-糖苷鍵無作用只分解α-1,4-糖苷鍵直接進入糖酵解保糖方式細胞內(nèi)條件下不可逆脫分支：轉(zhuǎn)移酶α-1,6-糖苷酶α-1,6-糖苷酶和轉(zhuǎn)移酶為同一種酶的兩種活性，合稱脫支酶（debranchingenzyme）極限分支②G-1-PG-6-P葡萄糖-6-磷酸酶（肝、腎）③G-6-PG磷酸葡萄糖變位酶+H3PO4肌肉、腦細胞中無葡萄糖-6-磷酸酶肌糖原不能分解為葡萄糖，不能補充血糖只能進行糖酵解或有氧氧化酵或有氧氧化。肝和腎可補充血糖糖原代謝的調(diào)控（一）糖原磷酸化酶磷酸化酶b+ATP→磷酸化酶a+ADP

（磷酸化，有活性）磷酸化酶a+H2O→磷酸化酶b+Pi

（脫磷酸化，失活）AMP為變構(gòu)激活劑ATP和6-P-G抑制其活性

（二）糖原合酶通過變構(gòu)和共價修飾調(diào)節(jié)活性糖原合酶a+ATP→糖原合酶b+ADP

（磷酸化，失活）糖原合酶b+H2O→糖原合酶a+Pi

（脫磷酸化，有活性）磷酸化酶b(無活性)(+)(+)(+)磷酸化酶a(活性)P磷酸化酶激酶

(活性)PA激酶(活性)ATP(+)cAMP腺苷酸環(huán)化酶胰島素(+)(-)糖原合酶a(活性)糖原合酶b(無活性)P(+)A激酶(無活性)磷酸化酶激酶(無活性)升血糖降血糖腎上腺素胰高血糖素三、糖異生作用

定義：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。

原料：生糖氨基酸、丙酸、乳酸、甘油等

部位：肝臟、腎（一）糖異生的反應(yīng)途徑

基本上是EMP途徑的逆過程，

跨越三個能障

(3個不可逆步驟)

一個膜障6-磷酸葡萄糖葡萄糖ATPADP己糖激酶6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖ATPADP磷酸果糖激酶3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸烯醇式丙酮酸1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+丙酮酸丙酮酸激酶（胞液）糖酵解乳酸NAD+NADH+H+丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸+

CO2

+ATP

+ADP+Pi丙酮酸羧化酶生物素、Mg2+

丙酮酸羧化酶在線粒體中，受到嚴(yán)格調(diào)控（乙酰-CoA，ATP），輔酶生物素丙酮酸+CO2

+ATP

草酰乙酸+ADP+Pi草酰乙酸+GTP

磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+CO2

草酰乙酸

磷酸烯醇式丙酮酸GDP

GTP

CO2磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶氧化脫羧1,6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADP糖酵解磷酸果糖激酶H3PO4H2O糖的異生作用果糖1、6-二磷酸酶6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖

ATPADP糖酵解已糖激酶(肝)H3PO4H2O糖的異生作用葡萄糖-6-磷酸酶肝糖異生作用與膜障

葡萄糖-6-磷酸酶果糖1、6-二磷酸酶

丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胞漿胞漿線粒體胞漿、線粒體糖異生作用的酶存在部位

線粒體內(nèi)膜不允許草酰乙酸自由透過，在線粒體與胞漿之間的交換受阻構(gòu)成“膜障”。丙酮酸PEP丙酮酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸胞液線粒體乙酰CoAGPEPPEP羧激酶羧化酶PEP羧激酶丙酮酸通過糖異生形成一個G，消耗多少個ATP？

2丙酮酸葡萄糖2丙酮酸2PEP：2ATP×2=423-P-甘油酸21,3-BP-甘油酸：1×2=2共計6分子ATP提問：哪些物質(zhì)可以通過糖異生途徑形成糖元？答案：凡能轉(zhuǎn)變成糖代謝中間產(chǎn)物的物質(zhì)。乳酸回爐再造－解毒、節(jié)能饑餓狀態(tài)下氨基酸、甘油維持血糖濃度纖維素有機酸微生物發(fā)酵糖異生葡萄糖、糖原

（1）6-P-F1，6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶-11，6-二磷酸果糖6-P-F二磷酸果糖磷酸酶-1檸檬酸、AMP抑制磷酸果糖激酶，活化磷酸酶；2，6-二磷酸果糖促進葡萄糖分解，抑制糖異生胰高血糖素使PFK-2磷酸化失活，促進糖異生（二）糖異生的調(diào)節(jié)

糖異生與糖酵解相互協(xié)調(diào)AMPF-2,6-BPATP-+果糖雙磷酸酶-1fructosebiphosphatase-1（2）PEP丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸PEP丙酮酸羧化酶PEP羧激酶乙酰CoA刺激丙酮酸羧化酶活性，促進糖異生；ADP刺激酵解，抑制丙酮酸羧化酶；ATP抑制丙酮酸激酶（酵解），促進糖異生底物循環(huán)（substratecycle）

作用物的互變反應(yīng)分別由不同的酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)。當(dāng)兩種酶活性相等時，則不能將代謝向前推進，稱之為無效循環(huán)（FutileCycles）。第一個底物循環(huán)：

2，6-雙磷酸果糖的水平是肝內(nèi)調(diào)節(jié)糖的分解或糖異生反應(yīng)方向的主要信號第二個底物循環(huán)：（三）糖異生的生理意義（1）饑餓狀態(tài)下維持血糖濃度恒定（2）調(diào)節(jié)酸堿平衡（3）回收乳酸分子中的能量

葡萄糖產(chǎn)生的乳酸轉(zhuǎn)運至肝經(jīng)糖異生作用生成葡萄糖，轉(zhuǎn)運至肌肉組織加以利用，這一過程稱為乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)）。

酵解血循環(huán)乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)）肌肉