1、1一、糖异生作用的概念一、糖异生作用的概念 由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。*部位*原料主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 2二、糖异生作用的过程二、糖异生作用的过程n 基本上是糖酵解的逆过程 n 跨越三个能障 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。糖糖 酵酵 解解 过过 程程葡萄糖6-磷酸果糖 磷酸二羟丙酮 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2
2、H2O2烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2乳酸4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-二羟丙酮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.丙酮酸转变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)，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）P8 草酰乙酸转运出线粒体 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
3、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-二羟丙酮1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸PEP丙酮酸3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶 磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶丙酮酸激酶己糖激酶磷酸己糖异构酶6-磷酸果糖激酶-1醛缩酶(aldolase)磷酸丙糖异构酶 12糖异生途径所需NADH+H+的来源 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
4、原料异生糖时，NADH+H+由下述 反应提供。乳酸 丙酮酸 LDH NAD+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 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-二羟丙酮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-磷酸果糖POH2
5、COHOOHHHH2.1,6-双磷酸果糖 转变为 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-二羟丙酮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、肾细胞，肌肉组织中不含此酶3.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 CH2OPOHHHOHOHOHCH2OHOHHHOHOHOH葡萄糖-6-磷酸酶H2OPiOH6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 18非糖物质进入糖异生的途径非糖物质进入糖异生的途径 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 生糖氨基酸 -酮酸 -NH2 甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 乳酸 丙酮酸 2H 上述糖代谢中间代谢产物进入糖
6、异生途径，异生为葡萄糖或糖原 谷氨酸+丙酮酸 -酮戊二酸+丙氨酸谷丙转氨酶（GPT）/丙氨酸氨基转移酶（ALT）谷氨酸+草酰乙酸 -酮戊二酸+天冬氨酸谷草转氨酶（GOT）/天冬氨酸氨基转移酶（AST）琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸-酮戊二酸柠檬酸乙酰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丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸 蛋氨酸丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸酮体亮氨酸 赖氨酸酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺组氨酸 缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C糖酵解和糖
7、异生途径三、糖异生的调节三、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 23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
8、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)。6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖 ATP ADP 6-磷酸果糖激酶-1 Pi 果糖双磷 酸酶-1 2,6-双磷酸果糖 AMP 1.6-磷酸果糖与1,6-二磷酸果糖之间 2.磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间PEP 丙 酮 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 26 (1)当体内ATP积聚量较多时，可抑制糖的分解，促进糖的异生，以积累能源。(2)当耗能增加时，ATP不足，可促进糖的分解而抑制糖的异生以产生更多的ATP，以供机体需要。（一）代谢
9、物的调节作用ATP/AMP、ADP的调节作用ATP是丙酮酸羧化酶和果糖1,6-二磷酸酶的变构激活剂，是丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的变构抑制剂AMP、ADP是丙酮酸羧化酶和果糖1,6-二磷酸酶的变构抑制剂，是丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的变构激活剂27（二）激素的调节作用（二）激素的调节作用 促进糖异生作用的激素促进糖异生作用的激素 肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素 抑制糖的异生作用的激素是抑制糖的异生作用的激素是 胰岛素胰岛素282,6-二磷酸果糖-胰高血糖素对糖异生的调节胰高血糖素对糖异生的调节胰高血糖素果糖二磷酸酶-1cAMP6-磷酸果糖激酶-2 失 活糖异生作用
10、2,6-二磷酸果糖浓度果糖二磷酸酶-1活性相对增加糖异生作用加强磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成29四、糖异生作用的意义四、糖异生作用的意义（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）30糖异生活跃有葡萄糖-6磷酸酶【】肝 肌肉 循环过程 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 酵解途径 丙酮酸 乳酸 NADH NAD+乳酸 乳酸 NAD+NADH 丙酮酸 糖异生途径 血液 糖异生低下没有葡萄糖-6磷酸酶【】五、乳酸循环五、乳酸循环(lactose cycle)（Cori 循环循环）生理意义 乳酸再利用，避免了乳酸的损失。防止乳酸的堆积引起酸中毒。乳酸循环是一个耗能的过程 32乳酸乳酸的利用乳酸的利用糖原葡萄糖丙酮酸葡萄糖血糖血乳酸糖原丙酮酸乳酸6-磷酸葡萄糖
