生物化学与分子生物学：第六章 糖代谢

1、第二篇 物质代谢及其调节物质代谢(Metabolism)是生命活动的最基本过程。包括合成代谢和分解代谢,处于动态平衡之中。疾病伴有物质代谢的改变，物质代谢异常也可引起疾病。物质代谢中绝大部分化学反应是在细胞内由酶催化而进行的，并伴随着多种形式的能量变化。本篇主要介绍糖代谢、脂类代谢、生物氧化、氨基酸代谢、核苷酸代谢以及物质代谢的联系和调节。侧重介绍中间代谢特别是糖、脂肪和氨基酸三大物质的分解代谢。学习本篇之学习技巧概念反应过程：起始物 重要中间产物 终产物 限速酶及其催化的反应 重要的脱氢反应（NAD+、FAD递氢体） 产能与耗能反应反应部位：器官，细胞内定位生理意义：如生成ATP的数量代谢调

2、节：主要调节点，主要变构抑制剂、变构激活剂第六章 糖代谢Metabolism of Carbohydrates 糖的化学糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。什么是糖？糖的生理功能 氧化供能。50%70% 糖还是机体重要的碳源，糖代谢的中间产物可转变成其他的含碳化合物，如氨基酸、脂肪酸、核苷等。 糖也是组成人体组织结构的重要成分。 糖还有其他的一些特殊功能：体内还有一些具有特殊生理功能的糖蛋白；糖的磷酸衍生物可以形成许多重要的生物活性物质，如NAD+、FAD + 、 ATP等。第一节 糖的消化吸收与转运一、糖消化后以单体形式吸收人类食物中

3、的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉为主。消化部位： 主要在小肠，少量在口腔淀粉麦芽糖+麦芽三糖（40%） （25%）-临界糊精+异麦芽糖 （30%） （5%）葡萄糖唾液中的-淀粉酶-葡萄糖苷酶-临界糊精酶消化过程： 肠粘膜上皮细胞刷状缘口腔肠腔胰液中的-淀粉酶乳糖蔗糖葡萄糖果糖半乳糖乳糖酶蔗糖酶糖的吸收 1、糖的吸收部位 小肠上段 2、 吸收形式 单糖 各种单糖的吸收速率 葡萄糖 100 D-半乳糖 110 D-果糖 43 D-甘露糖 19 ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵小肠粘膜细胞 肠腔 门静脉 3. 吸收机制Na+依赖型葡萄糖转运体(

4、Na+-dependent glucose transporter, SGLT)刷状缘 细胞内膜 葡萄糖转运进入细胞 这一过程依赖于葡萄糖转运体(glucose transporter，GLUT)。二、细胞摄取葡萄糖需要转运体小肠肠腔肠粘膜上皮细胞门静脉肝脏体循环 SGLT各种组织细胞GLUT血糖糖代谢概况食物糖（淀粉）消 化葡萄糖吸收(肝脏)葡萄糖肝糖原合成分解乳酸糖异生(血液)肌糖原葡萄糖合 成有氧氧化CO2+H2O+ATP无氧分解乳酸+ATP血乳酸(肌肉)转变为其他物质(磷酸戊糖途径)(大量)(少量) 第一节 糖的消化吸收与转运（了解） 第二节 糖的无氧氧化（掌握） 第三节 糖的有氧氧化

5、 （掌握） 第四节 糖的其他代谢途径 第五节 糖原的合成与分解（掌握） 第六节 糖异生（掌握） 第七节 其他单糖的代谢 第八节 血糖及其调节（熟悉）第二节 糖的无氧分解（Glycolysis）糖的无氧分解：葡萄糖或糖原在缺氧的条件下分解生成乳酸(lactate)和少量ATP的过程称为糖的无氧分解，又称糖酵解 (glycolytic pathway) 。反应部位: 胞液 一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸生成两个阶段分为两个阶段： (一)葡萄糖 2分子丙酮酸(pyruvate) 此过程称为糖酵解途径(glycolytic pathway) 。 (二)丙酮酸 乳酸（10步）（1步） 葡萄糖磷酸

6、化为6-磷酸葡萄糖Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)（一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸 己糖激酶 (hexokinase) 是限速酶！ATP ADPMg2+ 己糖激酶(hexokinase) 己糖激酶与葡萄糖激酶(glucokinase)： 相同点：均能催化相同的反应：G 6-P-G 不同点： (1)对底物的特异性不同；后者特

7、异性高 (2)葡萄糖激酶对葡萄糖的亲和力很低 (3)葡萄糖激酶受激素调控哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶：己糖激酶 己糖激酶 己糖激酶 己糖激酶 ：肝细胞中存在，也叫葡萄糖激酶 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖 己糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-

8、磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)是限速酶！6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)1,6-双磷酸果糖 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 醛缩酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙

9、酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 + 磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase)3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脱氢酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2

10、PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸 在以上

11、反应中，底物分子内部能量重新分布，将底物的高能磷酸基直接转移给ADP使ADP磷酸化生成ATP，这种ADP或其它核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反应过程，称为底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。 1,3-二磷酸 甘油酸3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase) 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPAD

12、PATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸 + H2O磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1

13、,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，第二次通过底物水平磷酸化生成ATP ！磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) 是限速酶！ (二) 丙酮酸被还原为乳酸丙酮酸 乳酸 反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮1,3

14、-二磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸2烯醇式丙酮酸2丙酮酸2乳酸2(胞液)己糖激酶6-磷酸果糖激酶-13-磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸22ADP 2ATP丙酮酸激酶2NAD+2NADH+2H+2NADH+2H+ADPATPADPATP脱氢酶2ATP2ADP糖的无氧氧化2NADH+H+2NAD+糖的无氧氧化反应的特点和调节 1. 反应部位：胞液 2. 终产物：乳酸。 其去路是释放入血，进入肝脏再进一步代谢。（1）分解利用 ；（2）乳酸循环（糖异生） 3. 糖酵解是一个不需氧的产能过程（无氧参与）产能方式： 底物水平磷酸化：底物分子内部能量重新分布，将高能磷酸基直接转移给ADP使ADP磷酸化生成ATP

15、的过程，这种ADP或其它核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反应过程，被称为底物水平磷酸化作用。产能较小：净生成ATP数： 从G开始:1分子G净生成2分子ATP( 22-2= 2) 从Gn开始: 1分子Gn中的G净生成3分子ATP ( 22-1= 3) 糖酵解反应过程关键酶（限速酶）： 己糖激酶 6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶G G-6-P ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 6-磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 4.糖的无氧氧化反应全过程中有三步反应不可逆二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节关键酶 己糖激酶

16、6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 酶活性快速调节方式 变构调节 共价修饰调节 1）变构调节: 变构抑制剂：ATP（高浓度）、柠檬酸 变构激活剂：AMP、ADP 2,6-双磷酸果糖（最强） 2）共价修饰调节：（一） 磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要 此酶有二个结合ATP的部位： 活性中心内作为底物结合部位（低浓度时） 活性中心外变构调节部位（高浓度时）F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素 ATP cAMP 活化 F-2,6-2P +/+AMP +柠檬酸 AMP +柠檬酸 PFK-2（有活性）FBP-2（无活性）

17、6-磷酸果糖激酶-2 PFK-2（无活性）FBP-2（有活性）PP果糖双磷酸酶-2 目 录（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点1. 变构调节变构抑制剂：ATP, 丙氨酸变构激活剂：1,6-双磷酸果糖2. 共价修饰调节丙酮酸激酶 丙酮酸激酶 ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶（无活性） （有活性） 胰高血糖素 PKA, CaM激酶PPKA：蛋白激酶A (protein kinase A)CaM：钙调蛋白 (三) 己糖激酶受到反馈抑制调节* 6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。* 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,

18、6-2PATPADPATPADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶变位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶变位酶除葡萄糖外，其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径。 四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物三、糖无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速供能 1. 缺氧条件下,能迅速为生命活动提供能量，尤 其对肌肉收缩更为重要。 1mol G 经糖酵解可净生成2mol ATP 1mol G n的G单位经糖酵解可净生成3mol ATP 2.是机体某些组织细胞在氧供应正常情况下的获能或主要获能的方式。 无线粒体的细胞，如：成熟红细胞几乎完全依赖糖酵解供应能量。 代谢活跃的细胞，如：视网膜、神

19、经、癌组织、白细胞、骨髓细胞等的重要获能方式。3. 乳酸的利用：可通过乳酸循环在肝脏异生为糖。第三节 糖的有氧氧化(Aerobic Oxidation of Carbohydrate)定义: 葡萄糖或糖原在有氧条件下通过与糖酵解相同的途径分解为丙酮酸，进而彻底氧化成二氧化碳和水，并产生大量ATP的过程称为糖的有氧氧化(aerobic oxidation) ，是机体主要供能方式。反应部位 胞液和线粒体糖原或葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA三羧酸循环和氧化磷酸化CO2+H2O+ATP有氧氧化(胞液)(线粒体)乳酸糖酵解图6-5糖的有氧氧化概况一、糖的有氧氧化分为三个阶段第一阶段：糖酵解途径 生成丙酮酸

20、 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：柠檬酸循环 G（Gn） 及氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循环 胞液 线粒体 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮1,3-二磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸2烯醇式丙酮酸2乳酸2(胞液)己糖激酶6-磷酸果糖激酶3-磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸22ADP 2ATP丙酮酸激酶 2NAD+ 2NADH+H+2 NADH+H+ADPATPADP脱氢酶2ADP2NADH+H+2NAD+2ATPATP丙酮酸2(线粒体)（一）葡萄糖循糖酵解途径分

21、解为丙酮酸一、糖有氧氧化的反应过程 G 丙酮酸（糖酵解途径）: 葡萄糖2Pi2ADP2NAD 2丙酮酸2ATP2NADH2H2H2O 丙酮酸 乙酰CoA （三）三羧酸循环和氧化磷酸化（二）丙酮酸的氧化脱羧 （一）糖酵解途径 丙酮酸脱氢酶复合体 丙酮酸+ HSCoA 乙酰CoA +CO2 NAD NADH+H+ 丙酮酸脱氢酶复合体是限速酶！（二）丙酮酸氧化脱羧丙酮酸丙酮酸脱氢酶（E1）二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)图4-4 丙酮酸脱氢酶复合体作用机制丙酮酸脱氢酶复合体的组成和作用蛋白酶 辅酶 含维生素 作用 E1 TPP 硫胺素(B1) 结合羟乙基 产生CO2 E2 硫辛

22、酸 转移乙酰基 HSCoA 泛酸 转移乙酰基 生成乙酰CoA E3 FAD 核黄素(B2) 传递氢 NAD+ 尼克酰胺(PP) 传递氢 丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程（自学）1. 丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP。 2. 由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。3. 二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA, 同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。4. 二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给FAD。5. 在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将FADH2上的H转移给NAD+，形成NADH+H+。CO2 CoASHNAD+NADH+H+5. NA

23、DH+H+的生成1. -羟乙基-TPP的生成 2.乙酰硫辛酰胺的生成 3.乙酰CoA的生成4. 硫辛酰胺的生成 丙酮酸乙酰辅酶A三羧酸循环(Tricarboxylic acid cycle, TCA cycle，TCA循环)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，它由一连串反应组成。 （三）乙酰CoA进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成ATP* 反应部位 ：所有的反应均在线粒体中进行。二、柠檬酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统概念：从乙酰CoA与草酰乙酸缩合成含羧基的柠檬酸开始，通

24、过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生,并有能量生成的过程。部位：线粒体限速酶：柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 （一）三羧酸循环的反应过程（8步反应）(1)柠檬酸的形成：乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸。反应由柠檬酸合酶催化柠檬酸合酶是限速酶！对草酰乙酸的Km很低 （2） 异柠檬酸的形成：柠檬酸与异柠檬酸的异构化可逆互变反应。酶：顺乌头酸酶(3) 第一次氧化脱羧：异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶作用下氧化脱羧而转变为-酮戊二酸，脱下的氢由NAD+接受，生成NADH+H+异柠檬酸脱氢酶是限速酶！(4) 第二次氧化脱羧：-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA，形成一高能硫酯键

25、。酶： -酮戊二酸脱氢酶复合体(其组成和催化反应过程与前述的丙酮酸脱氢酶复合体类似)。 脱下的氢由NAD+接受，生成NADH+H+-酮戊二酸脱氢酶复合体是限速酶！ (5) 底物水平磷酸化反应：琥珀酰CoA的高能硫酯键水解。酶：琥珀酰CoA合成酶。底物水平磷酸化，是三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应。（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸： 酶：琥珀酸脱氢酶该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。其辅基是FAD。 （7）延胡索酸加水生成苹果酸：延胡索酸酶(8) 苹果酸脱氢生成草酰乙酸：苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢生成草酰乙酸；脱下的氢由NAD+接受CoASHNADH+H+NAD+CO2N

26、AD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶顺乌头酸梅异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶目 录经过一次柠檬酸循环，消耗一分子乙酰CoA；经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化；生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP；关键酶有：柠檬酸合酶，-酮戊二酸脱氢酶复合体， 异柠檬酸脱氢酶。整个循环反应为不可逆反应。柠檬酸循环的要点：（二）TCA循环主要受底物、产物和关键酶活性3种因素的调节TCA循环的速率和流量主要受3种因素

27、的调控： 1、底物的供应量 2、催化循环最初几步反应酶的反馈别构抑制 3、产物堆积的抑制作用。1TCA循环中有3个关键酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 异柠檬酸 苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸 脱氢酶柠檬酸合酶-酮戊二酸脱氢酶复合体ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响 产物堆积引起抑制循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶其他，如Ca2+可激活许多酶2TCA循环与上游和下游反应相协调在正常情况下，（

28、糖）酵解途径和TCA循环的速度是相协调的。这种协调不仅通过高浓度的ATP、NADH的抑制作用，亦通过柠檬酸对磷酸果糖激酶-1的别构抑制作用而实现。 氧化磷酸化的速率对TCA循环的运转也起着非常重要的作用。 柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体乙酰CoACO22HCO22H2H2HGTP草酰乙酸三羧酸循环的反应过程总结三羧酸循环的总反应为：反应共有4次脱氢 3NADH 1 FADH2 1 次底物水平磷酸化： 1 GTP 2次脱羧：用14C标记乙酰CoA进行实验,发现CO2的碳原子来自草酰乙酸而不是乙酰CoA三羧酸循环的特点1。有氧条件下，线粒体内，产物为3NADH、FADH2 （ATP

29、）, 2CO2、1GTP和3H2O 。2。经过一次三羧酸循环：消耗一分子乙酰CoA;四次脱氢；2次脱羧； 1次底物水平磷酸化。 3 NADH：32.57.5ATP FADH2：11.51.5ATP 共10分子ATP 1次底物水平磷酸化：1 GTP3。三个限速酶为柠檬酸合成酶，异柠檬酸脱氢酶，-酮戊二酸脱氢酶复合体。4。整个循环反应为单向不可逆反应,需不断补充中间物。5。三羧酸循环的中间产物三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。表面上看来，三羧酸循环运转

30、必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。但是，例如： 草酰乙酸 天冬氨酸 -酮戊二酸 谷氨酸 柠檬酸 脂肪酸 琥珀酰CoA 卟啉 。机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。 。机体糖供不足时，可能引起TAC运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰CoA进入TAC氧化分解。 草酰乙酸 草酰乙酸脱羧酶 丙酮酸 CO2 苹果酸 苹果酸酶 丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ * 所以,草酰乙酸必须不断被更新补充。草酰乙酸 柠檬酸 柠檬酸裂解酶 乙酰CoA 丙酮

31、酸 丙酮酸羧化酶 CO2 苹果酸 苹果酸脱氢酶 NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸 谷草转氨酶 -酮戊二酸 谷氨酸 其来源如下： （三）三羧酸循环的生理意义1.三羧酸循环是三大营养物质糖、脂肪、氨基酸氧化分解的共同途径，也是的最终代谢去路；2.三羧酸循环也是三大营养物质代谢联系的枢纽。3. 为其它物质代谢提供小分子前体物质；4. 为呼吸链提供H+ + e。H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O 三、糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式糖有氧氧化生成的ATP三羧酸循环一次共生成10个AT

32、P从丙酮酸脱氢开始计算：生成12.5个ATP葡萄糖（2丙酮酸+2NADH +2ATP）彻底氧化生成CO2和H2O，同时净生成: (212.5 )(21.5/2.5)2 30/32 ATP 丙酮酸+COA 乙酰COA+CO2 NAD NADH+H 葡萄糖有氧氧化生成的ATP 2.52.52.51.52.51.5或22.530或32ATP糖有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。也是一般状况下人体大多数组织获能的主要途径；它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。简言之，即“供能”有氧氧化的反应过程：第一阶段：糖酵

33、解途径 生成丙酮酸 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 G（Gn） 及氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循环 胞液 线粒体 四、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求有氧氧化的调节关键酶 糖酵解途径：己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：柠檬酸合酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶1. 丙酮酸脱氢酶复合体 变构调节变构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP 变构激活剂：AMP; ADP; NAD+ * 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+时，其活性也受到抑制

34、。 共价修饰调节 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 异柠檬酸 苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸 脱氢酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA NADH +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响 产物堆积引起抑制 循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶 其他，如Ca2+可激活许多酶2.三羧酸循环的调节有氧氧化的调节特点小结 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。 * ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影响

35、三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。 三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。2ADP ATP+AMP 腺苷酸激酶 体内ATP浓度是AMP的50倍。 AMP的浓度很低，经上述反应后，每生成1分子AMP，其浓度变动比ATP变动大的多，有信号放大作用，从而发挥有效的调节作用。ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低则促进有氧氧化。 ATP/AMP效果更显著。* 另外：五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化* 机制：有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸; 缺氧时，酵解途径加强，

36、NADH+H+在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。*概念：巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵解的现象。法国科学家Pastuer发现酵母菌在无氧时可进行生醇发酵；将其转移至有氧环境，生醇发酵即被抑制，这种有氧氧化抑制生醇发酵的现象称为巴斯德效应。此效应也存在于人体组织中。第四节 磷酸戊糖途径pentose phosphate pathway定义 : 以6-磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸内脂，进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢产物，故将此过程称为磷酸戊糖途径糖氧化的旁路。反应部位 : 肝脏、脂肪组织、泌乳期乳腺、肾上腺皮质、骨髓等胞液

37、中。生理意义： 1. 产生5-磷酸核糖 2. 产生NADPH 第一阶段：氧化反应 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2一、磷酸戊糖途径的反应过程可分为二个阶段: 第二阶段则是非氧化反应: 包括一系列基团转移。 6-磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 HCOHCH2OH CO 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸内酯 1.在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖 催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH +

38、H+。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。G-6-P 5-磷酸核糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。2. 基团转移反应进入糖酵解途径 5-磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖 C

39、66-磷酸果糖 C63-磷酸甘油醛 C3磷酸戊糖途径第一阶段 第二阶段 5-磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖 C66-磷酸果糖 C63-磷酸甘油醛 C36-磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CO2总反应式:36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2磷酸戊糖途径的特

40、点 脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。 反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。 反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖。 一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。（二）磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节6-磷酸葡萄糖脱氢酶此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。因此，磷酸戊糖途径的流量取决于NADPH

41、的需求。 （三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成NADPH和5-磷酸核糖2提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应1为核酸的生物合成提供核糖（1）NADPH是体内许多合成代谢的供氢体，如 ：乙酰CoA合成脂酸、胆固醇；（2）NADPH参与体内羟化反应，例如：从鲨烯合成胆固醇；（3）NADPH还用于维持谷胱甘肽(glutathione，GSH)的还原状态。氧化型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽 还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可以保护一些含-SH基的蛋白质或酶免受氧化剂尤其是过氧化物的损害。在红细胞中还原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。 蚕豆病 机制：缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶是

42、动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平 糖 原 (glycogen) 糖原储存的主要器官及其生理意义：第五节 糖原的合成与分解Glycogenesis and Glycogenolysis1. 葡萄糖单元以-1,4-糖苷键形成长链。2. 约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。3. 每条链都终止于一个非还原端.非还原端增多，以利于其被酶分解。糖原的结构特点及其意义 目 录一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体（一）糖原的合成(glycogen

43、esis) ：指由葡萄糖合成糖原的过程。糖原合成时，葡萄糖先活化，再连接形成直链和支链。（二） 糖原合成的器官和部位 ： 肝脏和肌肉是合成糖原的主要器官（胞液）1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 ATP ADP 葡萄糖激酶 （肝） （三）糖原合成途径 己糖激酶1-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶 6-磷酸葡萄糖 2. 6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖 这步反应中磷酸基团转移的意义在于：由于延长形成-1,4-糖苷键，所以葡萄糖分子C1上的半缩醛羟基必须活化，才利于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具有较高的能量。* UDPG可

44、看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体！+UTP 尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶 3. 1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG) 2Pi+能量 1- 磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) 糖原n + UDPG 糖原n+1 + UDP 糖原合酶( glycogen synthase ) UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶4. -1,4-糖苷键式结合 * 糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)， 作为UDPG 上葡萄糖基的接受体。 糖原n + UDPG 糖原n+1 +

45、UDP 糖原合酶(glycogen synthase) 5. 糖原分枝的形成 分 支 酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷键 -1,4-糖苷键 目 录近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为glycogenin的蛋白质。Glycogenin可对其自身进行共价修饰，将UDP-葡萄糖分子的C1结合到其酶分子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？糖原的合成反应特点小结 1。糖原合成是耗能过程，两步耗能反应（消耗ATP和UTP），每增加一个G单位相当于消耗2ATP。2。需要糖原引物分子(Gn)。

46、3。单个葡萄糖分子需要活化为活性葡萄糖分子UDP葡萄糖（UDPG）。 UDPG是葡萄糖基的供体。4。关键酶 ：糖原合酶;(特点)5。糖原合酶只能增加糖链，不能形成分支，需分支酶协助。二、肝糖原分解产物葡萄糖可补充血糖亚细胞定位：胞浆肝糖元的分解过程：糖原n+1糖原n + 1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶(Glycogen phosphorylase)1.糖原的磷酸解糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。脱枝酶 (debranching enzyme)2. 脱枝酶的作用 转移葡萄糖残基水解-1,6-糖苷键 转移酶活性 -1,6糖苷酶活性 磷酸化酶目 录在几个酶

47、的共同作用下，最终产物中约85%为1-磷酸葡萄糖，15%为游离葡萄糖。1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶3. 1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，而不存在于肌中。所以只有肝和肾可补充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。 肌糖原的合成和分解（一）、肌糖原的分解 肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入酵解途径进

48、一步代谢。 肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。（二）、肌糖原的合成 与肝糖原合成一样。肌肉细胞己糖激酶对葡萄糖的Km低，进入细胞的葡萄糖可迅速磷酸化为6-磷酸葡萄糖，活化为UDPG，合成糖原。G-6-P的代谢去路：（补充血糖） GG-6-PF-6-P（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛酸途径）小结反应部位：胞浆 UDPG焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶 己糖(葡萄糖)激酶 糖原n Pi 磷酸化酶 葡萄糖-6-磷酸酶（肝） 糖原n 糖原合成

49、与分解的总图糖原的合成与分解是分别通过两条不同途径进行的。这种合成与分解循两条不同途径进行的现象，是生物体内的普遍规律。这样才能进行精细的调节。当糖原合成途径活跃时，分解途径则被抑制，才能有效地合成糖原；反之亦然。三、糖原合成与分解受到彼此相反的调节糖原合成与分解的调节 关键酶 糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶 这两种关键酶的重要特点：它们的快速调节有共价修饰和变构调节二种方式。它们都以活性、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。调节有级联放大作用，效率高； 两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反； 此调节为酶促反应，调节速度快； 受激素调节。 1.

50、共价修饰调节 腺苷环化酶 （无活性）腺苷环化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体 ATP cAMP PKA(无活性) 磷酸化酶b激酶 糖原合酶a 糖原合酶b -P PKA(有活性) 磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 磷酸化酶b激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂 PKA（有活性） 肝肌肉2. 别构调节磷酸化酶二种构像紧密型(T)和疏松型(R) ，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共价修饰调节。* 在肝脏，葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。 磷酸化酶 a (R) 疏松型磷酸化酶 a (T) 紧密

51、型葡萄糖 肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同 * 在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调节，而肌肉主要受肾上腺素调节。 * 肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。 糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖 调节小结（了解） 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。 双重调节：别构调节和共价修饰调节。 肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点： 如：分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素， 分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。 关键酶调节上存在级联效应。 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

52、酸化和去磷酸化而相互转变。四、糖原累积症（自学）引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。型别缺陷的酶受害器官糖原结构葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、肾正常溶酶体14和16葡萄糖苷酶所有组织正常脱支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖链短分支酶缺失所有组织分支少，外周糖链特别长肌磷酸化酶缺失肌肉正常肝磷酸化酶缺陷肝正常肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、红细胞正常肝脏磷酸化酶激酶缺陷脑、肝正常第六节 糖异生（Gluconeogenesis） 概念 由非糖化合物（如乳酸、甘油、生糖氨基酸等）在肝/肾脏转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。 反应部位：肝、肾的线粒体和胞液一、糖异生途径 从丙酮酸生成

53、葡萄糖的具体反应过程称为糖异生途径。糖异生途径多数反应与糖酵解途径相同，是可逆的。一、糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应过程：酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。糖异生途径与糖酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖异生途径(gluconeogenic pathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。(一) 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PE

54、P)丙酮酸 草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）草酰乙酸转运出线粒体：（2条路）出线粒体 苹果酸 苹果酸 草酰乙酸 草酰乙酸 草酰乙酸 天冬氨酸 出线粒体 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 苹果酸NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸苹果酸草酰乙酸 PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP + CO2 线粒体胞液糖异生途径所需NADH+H+的来源

55、：糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛时，需要NADH+H+。由乳酸为原料异生糖时， NADH+H+由下述反应提供。乳酸丙酮酸LDHNAD+ NADH+H+由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的-氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。苹果酸线粒体苹果酸草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+胞浆NADH+H+转运：（二） 1,6-双磷酸果糖转变为 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶 （三） 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 葡萄

56、糖 Pi 葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原葡萄糖6-磷酸酶6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖果糖二磷酸酶3-磷酸甘油醛磷酸二羟 丙酮3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸(线粒体基质)丙酮酸羧化酶苹果酸苹果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶乳酸(胞液)线粒体内膜甘油天冬氨酸天冬氨酸磷酸烯醇式丙酮酸糖酵解是糖异生的逆反应么？为什么答：不是。 糖酵解 糖异生丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶6-磷酸果糖激酶-1 果糖二磷酸酶己糖激酶 葡萄糖-6-磷酸酶目 录糖异生的调节 在前面的三个反应过程中，作用物的互变分别由不同酶催化其单向反应，这种互变循环称之

57、为底物循环。(substratecycle)6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶-1 果糖双磷酸酶-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 因此，有必要通过调节使糖异生途径与酵解途径相互协调，主要是对前述底物循环中的后2个底物循环进行调节。当两种酶活性相等时，则不能将代谢向前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因而称之为无效循环(futile cycle)。而在细胞内两

58、酶活性不完全相等，使代谢反应仅向一个方向进行。二、糖异生的调节通过对2个底物循环的调节与糖酵解调节彼此协调酵解途径与糖异生途径是方向相反的两条代谢途径。如从丙酮酸进行有效的糖异生，就必须抑制酵解途径，以防止葡萄糖又重新分解成丙酮酸；反之亦然。这种协调主要依赖于对这两条途径中的两个底物循环进行调节。 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 ATP ADP 6-磷酸果糖激酶-1 Pi 果糖双磷 酸酶-1 2,6-双磷酸果糖 AMP 1. 6-磷酸果糖与1,6-双磷酸果糖之间 （一）第一个底物循环在6-磷酸果糖与1，6-双磷酸果糖之间进行（二）在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行第二个底物循环PEP 丙 酮

59、 酸 ATP ADP 丙酮酸激酶 1,6-双磷酸果糖 丙氨酸 乙 酰 CoA 草酰乙酸 三、糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度恒定 （二）补充肝糖原 三碳途径： 指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖） 三、糖异生的生理意义主要在于维持血糖水平恒定（一）维持血糖水平的恒定是糖异生最主要的生理作用空腹或饥饿时，依赖氨基酸、甘油等异生成葡萄糖，以维持血糖水平恒定。正常成人的脑组织不能利用脂酸，主要依赖葡萄糖供给能量；红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获得能量；骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行糖酵解。这样

60、，即使在非饥饿状况下，机体也需消耗一定量的糖，以维持生命活动。此时这些糖全部依赖糖异生生成。糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。乳酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与运动强度有关。而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和甘油。（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径三碳途径： 指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。长期饥饿或禁食时，肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。发生这一变化的原因可能是饥饿造成的代谢性酸中毒造成的。此时体液pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，从而使糖异生作用增强。另外，当肾中-酮戊二酸因异生成糖