第9-4章糖异生和其他代谢途径课件

第23章

糖异生和其他代谢途径第23章

糖异生和其他代谢途径1一、糖异生作用主要在肝脏中进行由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。（一）糖异生途径基本上是糖酵解的逆过程，只有三步不可逆步骤不同。一、糖异生作用主要在肝脏中进行由非糖物质转变为葡萄糖或糖2第9-4章糖异生和其他代谢途径课件3

1、6－磷酸葡萄糖水解成葡萄糖G-6-P葡糖激酶ADPATPGlc6-磷酸葡萄糖磷酸酶H2OPi1、6－磷酸葡萄糖水解成葡萄糖G-6-P葡糖激42.1，6－2P-F转变为6－P-F二磷酸果糖磷酸酶H2OPiF-1，6-2PF-6-P果糖磷酸激酶-1ADPATP2.1，6－2P-F转变为6－P-F二磷酸果糖磷53、丙酮酸羧化支路：

在EMP中，丙酮酸激酶催化的反应是不可逆的。①胞液中的丙酮酸进入线粒体，生成草酰乙酸。②草酰乙酸透出线粒体，在胞液中生成烯醇丙酮酸磷酸(PEP)。3、丙酮酸羧化支路：在EMP中，丙酮酸激酶催化的反应是不可6从线粒体向胞浆转运草酰乙酸机制：苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶从线粒体向胞浆转运草酰乙酸机制：苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶7苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶8第9-4章糖异生和其他代谢途径课件9糖异生作用的3种主要原料是乳酸、甘油和某些氨基酸。

乳酸在乳酸脱氢酶催化下生成丙酮酸，经羧化支路再沿EMP逆行生成糖；

甘油激酶糖异生作用的3种主要原料是乳酸、甘油和某些氨基酸。乳酸在乳10甘油被磷酸化生成磷酸甘油，再被氧化成磷酸二羟丙酮，经EMP逆行合成糖；甘油被磷酸化生成磷酸甘油，再被氧化成磷酸二羟丙酮，经EMP逆11氨基酸可通过多种方式转变成EMP的中间产物，再生成糖。-----生糖氨基酸氨基酸可通过多种方式转变成EMP的中间产物，再生成糖。---12(二)糖异生途径总览(二)糖异生途径总览13第9-4章糖异生和其他代谢途径课件14第9-4章糖异生和其他代谢途径课件15(三)糖异生能量消耗及意义(三)糖异生能量消耗及意义16HMSHMS17(四)糖异生的调节1.糖异生的限速酶的调节:主要有以下4个酶：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸酶葡萄糖磷酸酶

(四)糖异生的调节18丙酮酸羧化酶PC生物素烯醇丙酮酸磷酸羧激酶葡萄糖烯醇式丙酮酸磷酸PEP丙酮酸PA丙酮酸激酶PK糖酵解ATP-胰高血糖素-ADP+草酰乙酸ADP+H3PO4CO2ATPGDP+CO2ATP糖异生ATP+ADP-F-1,6-2P+胰高血糖素/胰岛素比例高诱导大量磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖6-磷酸酶等糖异生酶合成而阻遏葡萄糖激酶和丙酮酸激酶的合成。

胰高血糖素激活AC以产生cAMP，激活蛋白激酶，后者磷酸化丙酮酸激酶而使之被抑制，阻止磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸转变,刺激糖异生途径。丙酮酸羧化酶PC生物素烯醇丙酮酸葡萄糖烯醇式丙酮酸磷酸PEP19果糖-2,6-二磷酸的调节2，6-2P-F由PFK-2催化生成F-6-PF-2,6-2P

ATPADP果糖-6-磷酸+磷酸果糖激酶2PFK-2果糖二磷酸酶2FBPase2PiG-6-PGlcPFK-1+果糖-2磷酸酶ATP+柠檬酸-胰高血糖素+胰高血糖素-胰高血糖素可使PFK-2磷酸化而失活。降低2，6-2P-F浓度由于2,6-2P-F是果糖二磷酸酶的别位抑制物，是PFK-1的别位激活物.结果是PFK-1活性下降，果糖二磷酸酶活性增高，1,6-2P-F转变为6-P-F增多，有利于糖异生，而胰岛素的作用正相反。--抑制F–1,6-2P--果糖-6-磷酸果糖-2,6-二磷酸的调节2，6-2P-F由PFK-2催化20胰岛素的作用:刺激糖原合成胰岛素受体上的酪氨酸激酶胰岛素敏感蛋白激酶磷蛋白磷酸酶Ⅰ糖原合酶磷酸化酶激酶去磷酸化激活激活激活激活抑制胰岛素的作用:受体上的胰岛素敏感磷蛋白糖原合酶磷酸化酶激酶去212.代谢物对糖异生的调节(1).糖异生原料的浓度对糖异生作用的调节血浆中甘油、乳酸和氨基酸浓度增加时，使糖的异生作用增强。例如饥饿情况下，脂肪动员增加，组织蛋白质分解加强，血浆甘油和氨基酸增高；激烈运动时，血乳酸含量剧增，都可促进糖异生。

2.代谢物对糖异生的调节22(2).乙酰CoA浓度对糖异生的影响乙酰辅酶A决定了丙酮酸代谢的方向.脂肪酸氧化分解----产生大量的乙酰辅酶A----抑制丙酮酸脱氢酶系----丙酮酸大量蓄积,为糖异生提供原料----激活丙酮酸羧化酶----加速丙酮酸生成OAA.使糖异生作用增强。

此外乙酰CoA与OAA缩合生成柠檬酸由线粒体内透出而进入细胞液中，变构抑制PFK-1，使果糖二磷酸酶活性升高，促进糖异生。(2).乙酰CoA浓度对糖异生的影响23乳酸的再利用和可立氏循环

1、在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定,为那些特别依赖葡萄糖氧化供能的细胞和组织(脑,红细胞)提供能量.与乳酸的利用有密切关系

乳酸的再利用和可立氏循环

1、在饥饿情况下保证血糖浓度的相对24乳酸循环肝糖原肌糖原血糖糖原合成糖原分解糖异生（肝）血乳酸尿乳酸无氧酵解糖原合成CO2+H2O+能量O2O2O2乳酸循环肝糖原肌糖原血糖糖原合成糖原分解糖异生（肝）血乳酸尿25血糖浓度的恒定:人体血糖70-110mg/ml(~0.1%)糖异生的主要器官:肝(主要),肾(次要);糖原储存情况:总量约500g,其中肝80g,肌肉420g;其它微量.激素调节:升血糖:胰高血糖素,糖皮质激素,肾上腺素,生长激素降血糖:胰岛素血糖浓度的恒定:26为什么要保持血糖浓度的恒定?某些组织以葡萄糖为主要能源物质:红细胞(缺乏线粒体),脑,肾髓质,睾丸,眼晶状体脑-身体第一重要器官心脏输出的1/5~1/4的血液进入脑,每天消耗的160g葡萄糖中120g由脑消耗.缺氧与缺糖对脑是致命的.为什么要保持血糖浓度的恒定?272、协助AA代谢3、减轻或消除代谢性酸中毒缺氧和一些疾病(如糖尿病)能导致体内酸性物质堆积(乳酸和酮体),引起代谢性酸中毒.如肾脏细胞内的糖异生,能增强质子从体内排除.4、植物和某些微生物利用乙酰CoA作为糖异生的前体,使得它们可以利用乙酸作为唯一的碳骨架来源.2、协助AA代谢28二.糖的其他代谢途径乳糖的生物合成与分解二.糖的其他代谢途径乳糖的生物合成与分解29三.葡萄糖出入动物细胞的特殊运载机构三.葡萄糖出入动物细胞的特殊运载机构30单糖的吸收-载体蛋白介导的,具有底物特异性和立体特异性.消化成单糖后方可被小肠粘膜细胞吸收单糖的吸收速率:以Glc吸收速率为100D-Gal110>D-Glc100>D-Fru43>D-Man19>L-Xyl15>L-Ara9单糖的吸收-载体蛋白介导的,具有底物特异性和立体特异性.消化31至少有2种类型单糖运输蛋白参与催化单糖从肠腔进入小肠上皮细胞Na+-单糖共运输蛋白系统:四聚体,每个单体75k,对D-Glc,α-甲基-D-Glc,D-Gal专一需要Na+伴随,跨膜运输所需要的能量来自细胞膜两侧Na+浓度梯度,Na+在Na+/K+泵催化下离开细胞.至少有2种类型单糖运输蛋白参与催化单糖从肠腔进入小肠上皮细胞32Glc跨膜运输是消耗ATP的主动过程,所需能量来自细胞膜两侧Na+浓度梯度。转运蛋白，Na+参与传递。Glc跨膜运输是消耗ATP的主动过程,所需能量来自细胞膜两侧33不依赖Na+的易化扩散运输系统:对D-Fru专一通过此系统Fru被转变为Glc不依赖Na+但能运输常见三种单糖的易化扩散转运系统(小肠,肝,肾,出细胞进入血液)D-GlcD-Gal,D-Fru;2-脱氧-D-Glc不依赖Na+的易化扩散运输系统:对D-Fru专一通过此34葡萄糖运载蛋白GLUT1GLUT2GLUT3GLUT4GLUT5GLUT7葡萄糖运载蛋白GLUT135四.糖蛋白的生物合成四.糖蛋白的生物合成36五.糖蛋白糖链的分解代谢五.糖蛋白糖链的分解代谢37第23章

糖异生和其他代谢途径第23章

糖异生和其他代谢途径38一、糖异生作用主要在肝脏中进行由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。（一）糖异生途径基本上是糖酵解的逆过程，只有三步不可逆步骤不同。一、糖异生作用主要在肝脏中进行由非糖物质转变为葡萄糖或糖39第9-4章糖异生和其他代谢途径课件40

1、6－磷酸葡萄糖水解成葡萄糖G-6-P葡糖激酶ADPATPGlc6-磷酸葡萄糖磷酸酶H2OPi1、6－磷酸葡萄糖水解成葡萄糖G-6-P葡糖激412.1，6－2P-F转变为6－P-F二磷酸果糖磷酸酶H2OPiF-1，6-2PF-6-P果糖磷酸激酶-1ADPATP2.1，6－2P-F转变为6－P-F二磷酸果糖磷423、丙酮酸羧化支路：

在EMP中，丙酮酸激酶催化的反应是不可逆的。①胞液中的丙酮酸进入线粒体，生成草酰乙酸。②草酰乙酸透出线粒体，在胞液中生成烯醇丙酮酸磷酸(PEP)。3、丙酮酸羧化支路：在EMP中，丙酮酸激酶催化的反应是不可43从线粒体向胞浆转运草酰乙酸机制：苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶从线粒体向胞浆转运草酰乙酸机制：苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶44苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶45第9-4章糖异生和其他代谢途径课件46糖异生作用的3种主要原料是乳酸、甘油和某些氨基酸。

乳酸在乳酸脱氢酶催化下生成丙酮酸，经羧化支路再沿EMP逆行生成糖；

甘油激酶糖异生作用的3种主要原料是乳酸、甘油和某些氨基酸。乳酸在乳47甘油被磷酸化生成磷酸甘油，再被氧化成磷酸二羟丙酮，经EMP逆行合成糖；甘油被磷酸化生成磷酸甘油，再被氧化成磷酸二羟丙酮，经EMP逆48氨基酸可通过多种方式转变成EMP的中间产物，再生成糖。-----生糖氨基酸氨基酸可通过多种方式转变成EMP的中间产物，再生成糖。---49(二)糖异生途径总览(二)糖异生途径总览50第9-4章糖异生和其他代谢途径课件51第9-4章糖异生和其他代谢途径课件52(三)糖异生能量消耗及意义(三)糖异生能量消耗及意义53HMSHMS54(四)糖异生的调节1.糖异生的限速酶的调节:主要有以下4个酶：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸酶葡萄糖磷酸酶

(四)糖异生的调节55丙酮酸羧化酶PC生物素烯醇丙酮酸磷酸羧激酶葡萄糖烯醇式丙酮酸磷酸PEP丙酮酸PA丙酮酸激酶PK糖酵解ATP-胰高血糖素-ADP+草酰乙酸ADP+H3PO4CO2ATPGDP+CO2ATP糖异生ATP+ADP-F-1,6-2P+胰高血糖素/胰岛素比例高诱导大量磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖6-磷酸酶等糖异生酶合成而阻遏葡萄糖激酶和丙酮酸激酶的合成。

胰高血糖素激活AC以产生cAMP，激活蛋白激酶，后者磷酸化丙酮酸激酶而使之被抑制，阻止磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸转变,刺激糖异生途径。丙酮酸羧化酶PC生物素烯醇丙酮酸葡萄糖烯醇式丙酮酸磷酸PEP56果糖-2,6-二磷酸的调节2，6-2P-F由PFK-2催化生成F-6-PF-2,6-2P

ATPADP果糖-6-磷酸+磷酸果糖激酶2PFK-2果糖二磷酸酶2FBPase2PiG-6-PGlcPFK-1+果糖-2磷酸酶ATP+柠檬酸-胰高血糖素+胰高血糖素-胰高血糖素可使PFK-2磷酸化而失活。降低2，6-2P-F浓度由于2,6-2P-F是果糖二磷酸酶的别位抑制物，是PFK-1的别位激活物.结果是PFK-1活性下降，果糖二磷酸酶活性增高，1,6-2P-F转变为6-P-F增多，有利于糖异生，而胰岛素的作用正相反。--抑制F–1,6-2P--果糖-6-磷酸果糖-2,6-二磷酸的调节2，6-2P-F由PFK-2催化57胰岛素的作用:刺激糖原合成胰岛素受体上的酪氨酸激酶胰岛素敏感蛋白激酶磷蛋白磷酸酶Ⅰ糖原合酶磷酸化酶激酶去磷酸化激活激活激活激活抑制胰岛素的作用:受体上的胰岛素敏感磷蛋白糖原合酶磷酸化酶激酶去582.代谢物对糖异生的调节(1).糖异生原料的浓度对糖异生作用的调节血浆中甘油、乳酸和氨基酸浓度增加时，使糖的异生作用增强。例如饥饿情况下，脂肪动员增加，组织蛋白质分解加强，血浆甘油和氨基酸增高；激烈运动时，血乳酸含量剧增，都可促进糖异生。

2.代谢物对糖异生的调节59(2).乙酰CoA浓度对糖异生的影响乙酰辅酶A决定了丙酮酸代谢的方向.脂肪酸氧化分解----产生大量的乙酰辅酶A----抑制丙酮酸脱氢酶系----丙酮酸大量蓄积,为糖异生提供原料----激活丙酮酸羧化酶----加速丙酮酸生成OAA.使糖异生作用增强。

此外乙酰CoA与OAA缩合生成柠檬酸由线粒体内透出而进入细胞液中，变构抑制PFK-1，使果糖二磷酸酶活性升高，促进糖异生。(2).乙酰CoA浓度对糖异生的影响60乳酸的再利用和可立氏循环

1、在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定,为那些特别依赖葡萄糖氧化供能的细胞和组织(脑,红细胞)提供能量.与乳酸的利用有密切关系

乳酸的再利用和可立氏循环

1、在饥饿情况下保证血糖浓度的相对61乳酸循环肝糖原肌糖原血糖糖原合成糖原分解糖异生（肝）血乳酸尿乳酸无氧酵解糖原合成CO2+H2O+能量O2O2O2乳酸循环肝糖原肌糖原血糖糖原合成糖原分解糖异生（肝）血乳酸尿62血糖浓度的恒定:人体血糖70-110mg/ml(~0.1%)糖异生的主要器官:肝(主要),肾(次要);糖原储存情况:总量约500g,其中肝80g,肌肉420g;其它微量.激素调节:升血糖:胰高血糖素,糖皮质激素,肾上腺素,生长激素降血糖:胰岛素血糖浓度的恒定:63为什么要保持血糖浓度的恒定?某些组织以葡萄糖为主要能源物质:红细胞(缺乏线粒体),脑,肾髓质,睾丸,眼晶状体脑-身体第一重要器官心脏输出的1/5~1/4的血液进入脑,每天消耗的160g葡萄糖中120g由脑消耗.缺氧与缺糖对脑是致命的.为什么要保持血糖浓度的恒定?642、协助AA代谢3、减轻或消除代谢性酸中毒缺氧和一些疾病(如糖尿病)能导致体内酸性物质堆积(乳酸和酮体),引起代谢性酸中毒.如肾脏细胞内的糖异生,能增强质子从体内排除.4、植物和某些微生物利用乙酰CoA作为糖异生的前体,使得它们可以利用乙酸作为唯一的碳骨架来源.2、协助AA代谢65二.糖的其他代谢途径乳糖的生物合成与分解二.糖的其他代谢途径乳糖的生物合成与分解66三.葡萄糖出入动物细胞的特殊运载机构三.葡