代謝是生命的最基本特征，是生命體與非生命體最本質(zhì)的區(qū)別。

消化吸收與排泄之間的各種代謝稱作中間代謝，分為分解代謝、合成代謝和轉(zhuǎn)化。

第5章糖代謝

掌握

1、糖的無氧氧化

1）糖酵解的概念：一分子葡萄糖在細胞質(zhì)中可裂解為兩分子丙酮酸，是葡萄糖無氧氧化和有氧氧化的共同起始途徑。

?? 在不能利用氧或氧供不足時，人體將丙酮酸在細胞質(zhì)中還原生成乳酸，稱為乳酸發(fā)酵。

在某些植物和微生物中，丙酮酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己投趸?，稱為乙醇發(fā)酵。

?? 氧供充足時，丙酮酸主要進入線粒體中徹底氧化為CO2和H2O，即糖的有氧氧化。

2）反應過程：

糖無氧氧化的全部反應在細胞質(zhì)中進行，分為糖酵解和乳酸生成兩個階段。凈生成2分子ATP。

? 葡萄糖經(jīng)糖酵解分解為兩分子丙酮酸。

十步

Ⅰ葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸

該反應不可逆，是糖酵解的第一個限速步驟。G-6-P不能自由通過細胞膜。第一個磷酸化。

關鍵酶是己糖激酶（需要Mg2+）。G-6-P非高能磷酸化合物。

?? 肝細胞中的己糖激酶是Ⅳ型，即葡糖激酶：①Km大，對葡萄糖的親和力很低②受激素調(diào)控，對G-6-P的反饋抑制不敏感。

Ⅱ葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸

需要Mg2+的可逆反應，磷酸己糖異構酶。

Ⅲ果糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?1，6-二磷酸

第二個磷酸化反應，需要ATP、Mg2+，磷酸果糖激酶-1催化，反應不可逆，是糖酵解的第二個限速步驟。

Ⅳ果糖-1，6-二磷酸裂解生成兩分子磷酸丙糖

反應可逆，醛縮酶，3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮。

Ⅴ磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛

磷酸丙糖異構酶催化，二者可相互轉(zhuǎn)變。

磷酸二羥丙酮還可轉(zhuǎn)變成α-磷酸甘油，是聯(lián)系糖代謝和脂質(zhì)代謝的重要樞紐物質(zhì)。

Ⅵ3-磷酸甘油醛氧化為1，3-二磷酸甘油酸

3-磷酸甘油醛脫氫酶催化醛基氧化為羧基以及羧基的磷酸化，NAD+作為輔酶接受氫和電子。

Ⅶ1，3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸激酶催化混合酸酐的磷酸基從羧基轉(zhuǎn)移至ADP，形成ATP和3-磷酸甘油酸，需要Mg2+。是糖酵解中第一次產(chǎn)生ATP的反應。反應可逆，但逆反應消耗1分子ATP。

?? 底物水平磷酸化：ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用與高能化合物的高能鍵水解直接相偶聯(lián)的反應過程。（底物的高能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP）

Ⅷ三磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸變位酶，反應可逆，需要Mg2+。

Ⅸ2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸

烯醇化酶。形成了一個高能磷酸鍵。

Ⅹ磷酸烯醇式丙酮酸發(fā)生底物水平磷酸化生成丙酮酸

丙酮酸激酶，需要K+和Mg2+。反應不可逆，是糖酵解的第三個限速步驟，也是第二次底物水平磷酸化。

? 丙酮酸被還原為乳酸。

乳酸脫氫酶催化，反應可逆。所需的氫原子來自Ⅵ3-磷酸甘油醛的脫氫反應的NADH、H+。

3）能量生成：

Ⅰ~Ⅴ是耗能階段，1分子葡萄糖經(jīng)兩次磷酸化消耗了2分子ATP，產(chǎn)生了2分子3-磷酸甘油醛。

Ⅵ~Ⅹ階段，2分子磷酸丙糖經(jīng)兩次底物水平磷酸化生成兩分子丙酮酸，生成4分子ATP。

經(jīng)過糖酵解階段，凈生成2分子ATP。

?

2、糖酵解的調(diào)節(jié)取決于三個關鍵酶的活性

對于酶活性的調(diào)節(jié)，先明確一個通式：

①能量狀態(tài)：ATP（高能狀態(tài)）抑制、ADP促進

②代謝：上游物質(zhì)對酶是促進作用。下游物質(zhì)對酶是抑制作用。唯一的特例是果糖-1，6-二磷酸（作為產(chǎn)物正反饋促進磷酸果糖激酶-1活性）。

1）三個關鍵酶：己糖激酶、丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶-1.

反應速率最慢，活性受別構調(diào)節(jié)、共價修飾調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)。

2? 磷酸果糖激酶-1對調(diào)節(jié)糖酵解速率最重要

別構激活劑：AMP、ADP、F-1,6-2P、F-2,6-2P。

別構抑制劑：檸檬酸、ATP（高濃度）。

化學修飾：胰高血糖素抑制作用

?? 磷酸果糖激酶-1有兩個結(jié)合ATP的位點，一個是位于活性中心內(nèi)的催化部位，ATP作為底物與之結(jié)合；一個是位于活性中心外的別構部位，ATP作為別構抑制劑與之結(jié)合。別構部位與ATP親和力低，故需要高濃度ATP才能抑制酶活性，而低濃度ATP是激活作用。AMP可與ATP競爭結(jié)合別構部位，抵消ATP的抑制作用。

?? 果糖-2，6-二磷酸是磷酸果糖激酶-1的最強別構激活劑。其作用是與AMP一起取消ATP、檸檬酸對磷酸果糖激酶-1的變構抑制作用。

磷酸果糖激酶-2/果糖二磷酸酶-2兩種酶活性存在一個酶蛋白上，是雙功能酶。

胰高血糖素經(jīng)依賴cAMP的PKA使其絲氨酸磷酸化，磷酸果糖激酶-2活性降低，果糖二磷酸-2活性升高，導致果糖-2，6二磷酸減少，抑制磷酸果糖激酶-1。而磷蛋白磷酸酶與之作用相反。

果糖-6-磷酸—磷酸果糖激酶-2—果糖2，6-二磷酸

果糖-2，6-二磷酸—果糖二磷酸酶-2—果糖-6-磷酸

2? 丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的調(diào)節(jié)點。

別構激活劑：果糖-1，6二磷酸

別構抑制劑：ATP、肝內(nèi)的丙氨酸

化學修飾：胰高血糖素通過PKA抑制其活性。依賴Ca2+的蛋白激酶使其磷酸化而失活。

2? 己糖激酶受負反饋調(diào)節(jié)（肝內(nèi)葡糖激酶除外）

葡糖-6-磷酸可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制（無G-6-P別構位點）。

長鏈脂肪CoA可別構抑制肝葡萄糖激酶。

胰島素可誘導葡糖激酶基因轉(zhuǎn)錄，促進酶的合成。

2）糖酵解的生理意義：機體不利用氧快速供能。對肌收縮更為重要。

成熟紅細胞無線粒體只進行無氧氧化。

代謝活躍的細胞，如白細胞、骨髓細胞也進行糖無氧氧化。

感染性休克、惡病質(zhì)，糖無氧氧化極為活躍，產(chǎn)大量乳酸被肝利用進行糖異生。

了解內(nèi)容見課本

1、糖的攝取和利用

2、其他單糖的代謝