第六章糖代谢
1.糖的化学本质(即组成):多羟基醛或多羟基酮类及其衍生物或多聚物
2.糖的生理功能: ①氧化供能
②组成人体组织结构的重要成分
③参与构成体内一些重要的生物活性物质 ④提供碳源
3.糖的无氧分解
指机体在不消耗氧的情况下,葡萄糖或糖原分解产生乳酸并产生能量的过程,又称糖酵解(糖酵解的全部反应过程在细胞胞浆中进行)
4.糖酵解反应过程:
㈠第一大阶段:葡萄糖或糖原转变生成丙酮酸,又称糖酵解途径; ㈡第二大阶段:丙酮酸被还原为乳酸
★三个限速酶:己糖激酶、6—磷酸果糖激酶—1、丙酮酸激酶(丙、己、磷) 底物水平磷酸化
能量物质在分解代谢过程中产生的高能化合物,其高能键裂解所释放的能量,驱使ADP磷酸化,产生ATP的过程,称为底物水平磷酸化。底物水平磷酸化是糖酵解的产能方式。
★ 两次底物水平磷酸化是
①1,3—二磷酸甘油酸→3—磷酸甘油酸 ②磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸
糖酵解的反应特点:
①整个反映在细胞液中进行,起始物为葡萄糖或糖原,终产物为乳酸; ②糖酵解是一个无需氧的过程;
③糖酵解通过底物水平磷酸化可产生少量能量,每一分子葡萄糖净生成2分子ATP,糖原生成3分子ATP。因此,通过糖酵解只能产生少量ATP
④糖酵解中的己糖激酶、6—磷酸果糖激酶—1、丙酮酸激酶为糖酵解过程中的关键酶,分别催化了3步不可逆的单向反应
⑶糖酵解的调节:①激素的调节;②代谢物对限速酶的变构调节
★糖酵解的生理意义:
①使机体在不消耗氧的情况下获取能量的有效方式;
②是某些细胞在氧供应正常的情况下的重要供能途径:Ⅰ无线粒体的细胞Ⅱ代谢活跃的细胞; ③某些病理情况下,组织细胞处于缺血缺氧状态,也需要通过糖酵解获取能量; ④糖酵解的中间产物是氨基酸,是脂类合成前体
糖的有氧氧化 部位:胞液及线粒体 ⑴葡萄糖或糖原生成丙酮酸
⑵丙酮酸氧化(→脱H)脱羧(→生成CO2)生成乙酰辅酶A:在线粒体中进行,关键酶:丙酮酸脱氢酶复合体
⑶三羧酸循环:指乙酰辅酶A和草酰乙酸缩合成含三个羧基的柠檬酸,反复进行脱氢脱羧,又生成草酰乙酸,再重复循环反映的过程。三羧酸循环在线粒体中进行。 ★三羧酸循环的反应过程 消耗一个乙酰CoA
4次脱氢2次脱羧1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:柠檬酸复合酶、α—酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶 整个反应为不可逆反应
三羧酸循环的生理意义:
①营养物质氧化分解的共同途径(所有氧化分解的共同的末端通路) ②是三大营养物质代谢联系的枢纽 ③为其他物质代谢提供小分子前提 ④为呼吸链提供H和电子
磷酸戊糖途径
是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+,前者再进一步转变为3—磷酸甘油醛和6—磷酸果糖的过程。生成磷酸戊糖、NADPH及H+、CO2, 限速酶:6—磷酸葡萄糖脱氢酶 细胞定位:胞液
反应阶段:
①氧化阶段☞磷酸戊糖的生成,此阶段反应不可逆; ②非氧化阶段☞基团转移反应,此阶段反应均为可逆
特点
①脱氢反应以NADP+为受氢体,生成NADPH+H+; ②反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移转移反应 ③反应中生成了重要的中间代谢物:5-磷酸核糖;
④一分子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和两分子NADPH+H+
生理意义
(1)5—磷酸核糖是核苷酸、核酸的合成原料 (2)使不同碳原子数的糖相互转换
(3)产生NADPH+H+作为供氢体,参与多种代谢反应: a.作为供氢体,参与体内多种生物合成反应; b. NADPH+H+参与羟化反应;
c. NADPH+H+可维持谷胱甘肽(GSH)的还原性;
d. NADPH+H+参与体内中性粒细胞和巨噬细胞产生离子态氧的反应,因而有杀菌作用
糖异生 概念
从非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程
原料
生糖氨基酸(甘、丙、苏、丝)、有机酸(乳酸)、甘油
定位
肝肾细胞的胞浆及线粒体
关键酶(限速酶) ①丙酮酸羧化酶;
②磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶; ③果糖二磷酸酶 ④葡萄糖6—磷酸酶
糖异生的调节
①激素对糖异生的调节 ②代谢物对糖异生的调节
a.糖异生原料的浓度对糖异生作用的调节 b.乙酰辅酶A浓度对糖异生的影响
糖异生的生理意义 ①维持血糖浓度恒定 ②促进乳酸再利用 ③协助氨基酸代谢
④促进肾小管泌氨,调节酸碱平衡
乳酸循环的意义
指糖无氧条件下在骨骼肌中被利用乳酸,与乳酸在肝中再生为糖而又可以为肌肉所用的循环过程
①乳酸再利用,避免了乳酸损失; ②防止乳酸堆积引起了酸中毒
糖原的合成与分解
由葡萄糖合成糖原的过程
至少含4个葡萄糖残基的α-1,4-多聚葡萄糖作为引物 ★ 葡萄糖基的供体:UDPG(尿基二磷酸葡萄糖) ★ 糖原合成的限速酶:糖原合酶 糖原分解的限速酶:糖原磷酸化酶 激素对糖原合成与分解的调节:
①关键酶都以活性、无(低)活性存在,2种形式通过磷酸化和去磷酸化相互转换 ②肝、肌糖原代谢各有特点:
Ⅰ分解肝糖原的激素主要是胰高血糖素; Ⅱ分解肌糖原的激素主要是肾上腺素
肝糖原的合成与分解主要是维持血糖浓度的相对恒定 肌糖原不能维持血糖浓度恒定的原因:缺少6—磷酸葡萄糖酶
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