糖异生与乙醛酸循环.pptVIP

单糖的生物合成 高等植物葡萄糖的合成可有多个途径: 卡尔文循环 蔗糖、淀粉的降解 糖异生 动物体内葡萄糖的合成途径： 糖原的降解 糖异生 2、果糖-1，6-二磷酸 果糖-6-磷酸 果糖-1，6-二磷酸+H2O 果糖-6-磷酸+Pi 3、葡萄糖-6-磷酸 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸+H2O 葡萄糖+Pi 三、糖异生途径的意义 葡萄糖异生对人类以及其他动物是绝对需要的途径：人脑对葡萄糖有高度依赖性。红细胞也需要葡萄糖。尤其在饥饿状态下葡萄糖异生尤为重要；在机体处在剧烈运动时，也需要非糖物质及时提供葡萄糖，以维持血糖水平。 当油料种子萌发时，脂肪酸经乙酰CoA通过乙醛酸循环合成琥珀酸 TCA循环 糖异生 四、葡萄糖异生作用的调节 糖酵解作用 果糖-6-磷酸 糖异生作用 - 糖异生与糖酵解作用的相互调节： 1、磷酸果糖激酶（PFK）和果糖-1、6-二磷酸酶的调节： 当AMP水平高时，表明需要ATP， PFK激活，增加糖酵解，由于果糖-1、6-二磷酸酶受抑制，则糖异生关闭。当ATP和柠檬酸水平高时， PFK受抑制，降低糖酵解的速率，柠檬酸增加果糖-1、6-二磷酸酶活性，从而增加糖异生速率。 当饥饿时，由于血糖水平低，激素胰高血糖素释放，引起cAMP的级联作用， 使酶蛋白磷酸化（FBPase2活化），降低F-2、6-BP；当进食时，血糖水平较高，激素胰岛素释放，使F-2、6-BP增加，激活PFK，加速酵解；同时F-2、6-BP的增加抑制果糖-1、6-二磷酸酶活性，使糖异生作用受抑制。 2、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和PEP羧激酶的调节： 高水平的ATP和Ala抑制丙酮酸激酶，从而抑制糖酵解；由于该情况下乙酰CoA亦是充裕的，则活化丙酮酸羧化酶，有助于糖异生的进行。反之，在细胞供能状态较低时，ADP水平较高，则抑制丙酮酸羧化酶和PEP羧激酶，关闭糖异生作用。 丙酮酸激酶被F-1、6BP活化（前馈激活），即需要糖酵解加速时该酶的活性被提高。 当饥饿时，由于血糖水平低，激素胰高血糖素释放，引起cAMP的级联作用，使丙酮酸激酶发生磷酸化，从而失去活性，抑制糖酵解。 * * 一、糖异生的概念 由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸、丙酸、甘油、氨基酸等非糖物质转变成葡萄糖的过程称为糖异生。 糖异生研究中最直接的证据来自动物实验：大鼠禁食24小时，肝中糖原从7%-1%，若喂乳酸、丙酮酸等糖原的量会增加。 葡萄糖的来源——饮食摄入，体内糖原分解，糖异生。 1、克服糖酵解的三步不可逆反应。糖酵解途径中有三步不可逆反应，这三步反应与糖异生途径是不可逆的。 ①丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸 ②果糖1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸 ③葡萄糖-6-磷酸水解为葡萄糖 2、糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。 糖异生途径的大部分反应与糖酵解的逆反应相同，但有两方面不同： 二、糖异生的途径 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖-1，6-二磷酸 甘油醛-3-磷酸 二羟丙酮磷酸 1，3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 PEP 丙酮酸 丙酮酸 草酰乙酸（不能跨越 线粒体膜） CO2+ATP+H2O ADP+Pi 丙酮酸羧化酶 丙酮酸 苹果酸 苹果酸 草酰乙酸 草酰乙酸 PEP GTP GDP+CO2 PEP羧化激酶 1、丙酮酸 PEP 胞液 线粒体 NADH+H+ NADH+H+ 丙酮羧化酶是一种线粒体酶，以生物素为辅基，生物素起CO2的作用，乙酰-CoA是该酶的强抑制剂。对人体来说，葡萄糖异生作用中形成葡萄糖-6-磷酸的其他酶均在细胞质中，由丙酮酸羧化形成的草酰乙酸，必须穿过线粒体膜才能作为磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的底物。因为细胞不存在直接跨膜运送草酰乙酸的运载蛋白，一般情况下，草酰乙酸通过形成苹果酸的形式跨膜运输。 1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮羧化酶 （线粒体） 磷酸烯醇式 丙酮酸羧激酶 （线粒体/胞液） 丙酮酸+ATP+GTP+H2O 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+GDP+Pi+2H+ 果糖二磷酸酶 葡萄糖-6-磷酸磷酸酶 葡萄糖-6-磷酸磷酸酶存在于光面内质网膜上，它的活性需要一种Ca2+结合蛋白参与作用，葡萄糖-6-磷酸在内质网内水解为葡萄糖和无机磷酸。然后再转运到细胞质中。动物的肝、肠和肾