L-蘋(píng)果酸脫氫酶 平衡有利于逆反應(yīng),但生理?xiàng)l件下,反應(yīng)產(chǎn)物草酰乙酸不斷合成檸檬酸,其在細(xì)胞中濃度極低,少于10-6mol/L,使反應(yīng)向右進(jìn)行。 2、 TCA循環(huán)小結(jié) (1)、 三羧酸循環(huán)示意圖(標(biāo)出C編號(hào)的變化) P95 圖13-9 (2)、 總反應(yīng)式: 丙酮酸 + 4NAD+ + FAD + GDP → 4NADH + FADH2 + GTP + 3CO2 + H2O 乙酰CoA + 3NAD+ + FAD + GDP → 3NADH + FADH2 + GTP + 2CO2 + H2O (3)、 一次底物水平的磷酸化、二次脫羧反應(yīng),三個(gè)調(diào)節(jié)位點(diǎn),四次脫氫反應(yīng)。 3NADH、FADH2進(jìn)入呼吸鏈 (4)、 三羧酸循環(huán)中碳骨架的不對(duì)稱(chēng)反應(yīng) 同位素標(biāo)記表明,乙酰CoA上的兩個(gè)C原子在第一輪TCA上并沒(méi)有被氧化。 被標(biāo)記的羰基碳在第二輪TCA中脫去。 在第三輪TCA中,兩次脫羧,可除去最初甲基碳的50%,以后每循環(huán)一次,脫去余下甲基碳的50%
u 問(wèn)題:標(biāo)記Glucose的第二位碳原子,跟蹤EMP、TCA途徑,C2的去向。 3、 一分子Glc徹底氧化產(chǎn)生的ATP數(shù)量 (在肝臟中) 反應(yīng) 酶 ATP消耗 產(chǎn)生ATP方式 ATP數(shù)量 合計(jì) 糖 酵 解 已糖激酶 1 -1 8 磷酸果糖激酶 1 -1 磷酸甘油醛脫氫酶 NADH呼吸鏈氧化磷酸化 2×3 磷酸甘油酸激酶 底物水平磷酸化 2×1 丙酮酸激酶 底物水平磷酸化 2×1 TCA 丙酮酸脫氫酶復(fù)合物 NADH 2×3 30 異檸檬酸脫氫酶 NADH 2×3 α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物 NADH 2×3 琥珀酸脫氫酶 FADH2 2×2 蘋(píng)果酸脫氫酶 NADH 2×3 琥珀酰CoA合成酶 底物水平磷酸化 2×1
凈產(chǎn)生:38ATP 在骨骼肌、腦細(xì)胞中,凈產(chǎn)生:36ATP 甘油磷酸穿梭,1個(gè)NADH生成2個(gè)ATP 蘋(píng)果酸穿梭,1個(gè)NADH生成3個(gè)ATP 4、 三羧酸循環(huán)的代謝調(diào)節(jié) 參閱P122 圖 13-26 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)
(1)、 檸檬酸合酶(限速酶) 受ATP、NADH、琥珀酰CoA及脂酰CoA抑制。 受乙酰CoA、草酰乙酸激活 (2)、 異檸檬酸脫氫酶 NADH、ATP可抑制此酶 ADP可活化此酶,當(dāng)缺乏ADP時(shí)就失去活性。 (3)、 α-酮戊二酸脫氫酶 受NADH和琥珀酰CoA抑制。 三、 TCA的生物學(xué)意義 1、 提供能量 線粒體外的NADH,可通過(guò)3-磷酸甘油穿梭和蘋(píng)果酸穿梭機(jī)制,運(yùn)到線粒體內(nèi),經(jīng)呼吸鏈再氧化,這兩種機(jī)制在不同組織的細(xì)胞中起作用。 (1)、 磷酸甘油穿梭機(jī)制: 磷酸二羥丙酮+NADH+H+→3-磷酸甘油+NAD+ 3-磷酸甘油進(jìn)入線粒體,將2H交給FAD而生成FADH2,F(xiàn)ADH2可傳遞給輔酶Q,進(jìn)入呼吸鏈,產(chǎn)生2ATP(3-磷酸甘油脫氫酶的輔酶是FAD)。 (2)、 蘋(píng)果酸穿梭機(jī)制: 胞液中NADH可經(jīng)蘋(píng)果酸酶催化,使草酰乙酸還原成蘋(píng)果酸,再通過(guò)蘋(píng)果酸-α-酮戊二酸載體轉(zhuǎn)運(yùn),進(jìn)入線粒體,由線粒體內(nèi)蘋(píng)果酸脫氫酶催化,生成NADH和草酰乙酸,NADH進(jìn)入呼吸鏈氧化,生成3ATP。(蘋(píng)果酸脫氫酶的輔酶是NAD+) 1分子Glc在肝、心中完全氧化,產(chǎn)生38ATP,在骨骼肌、神經(jīng)系統(tǒng)組織中,產(chǎn)生36ATP。 2、 TCA是生物體內(nèi)其它有機(jī)物氧化的主要途徑,如脂肪、氨基酸、糖 3、 TCA是物質(zhì)代謝的樞紐 一方面,TCA是糖、脂肪、氨基酸等徹底氧化分解的共同途徑, 另一方面,循環(huán)中生成的草酰乙酸、α-酮戊二酸、檸檬酸、琥珀酰CoA和延胡索酸等又是合成糖、氨基酸、脂肪酸、卟啉等的原料,因而TCA將各種有機(jī)物的代謝聯(lián)系起來(lái)。 TCA是聯(lián)系體內(nèi)三大物質(zhì)代謝的中心環(huán)節(jié),為合成其它物質(zhì)提供C架。 四、 TCA的回補(bǔ)反應(yīng) 三羧酸循環(huán)中間物的的回補(bǔ) 在TCA循環(huán)中,有些中間產(chǎn)物是合成其它物質(zhì)的前體,如卟啉的主要碳原子來(lái)自琥珀酰CoA,Glu、Asp可以從α-酮戊二酸和草酰乙酸衍生而成,一旦草酰乙酸濃度下降,則會(huì)影響TCA循環(huán),因此這些中間產(chǎn)物必須不斷補(bǔ)充,以維持TCA循環(huán)。 產(chǎn)生草酰乙酸的途徑有三個(gè): (1)、 丙酮酸羧化酶催化丙酮酸生成草酰乙酸
P102 反應(yīng)式: 丙酮酸羧化酶是一個(gè)調(diào)節(jié)酶,乙酰CoA可以增加其活性。 需要生物素為輔酶 (2)、 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)化成草酰乙酸 P102 反應(yīng)式:
在腦、心臟中存在這個(gè)反應(yīng)。 (3)、 Asp、Glu轉(zhuǎn)氨可生成草酰乙酸和α-酮戊二酸 Ile、Val、Thr、Met也會(huì)形成琥珀酰CoA,最后生成草酰乙酸
五、 乙醛酸循環(huán) 三羧酸循環(huán)是所有生物共有的有氧化謝途徑,某些植物和微生物除進(jìn)行TCA外,還有一個(gè)乙醛酸循環(huán),作為T(mén)CA的補(bǔ)充。 循環(huán)途徑: P 103 圖13-13
乙醛酸循環(huán)是通過(guò)一分子乙酰CoA和草酰乙酸縮合成檸檬酸,經(jīng)異檸檬酸,由異檸檬酸裂解酶裂解成乙醛酸和琥珀酸。 琥珀酸經(jīng)脫氫、水化、脫氫生成草酰乙酸,補(bǔ)償開(kāi)始消耗掉的草酰乙酸。 乙醛酸縮與另一分子乙酰CoA合成蘋(píng)果酸,脫氫生成草酰乙酸。 過(guò)量的草酰乙酸可以糖異生成Glc,因此,乙醛酸循環(huán)可以使脂肪酸的降解產(chǎn)物乙酰CoA經(jīng)草酰乙酸轉(zhuǎn)化成Glc,供給種子萌發(fā)時(shí)對(duì)糖的需要。 植物中,乙醛酸循環(huán)只存在于子苗期,而生長(zhǎng)后期則無(wú)乙醛酸循環(huán)。 哺乳動(dòng)物及人體中,不存在乙醛酸循環(huán),因此,乙酰CoA不能在體內(nèi)生成糖和氨基酸。 總反應(yīng): 2乙酰CoA + NAD+ + 2H2O → 琥珀酸 + 2CoA + NADH + 2H+ 第三節(jié) 磷酸已糖支路(HMS) 也稱(chēng)磷酸戊糖途徑,發(fā)生在胞質(zhì)中。 細(xì)胞內(nèi)Glc的氧化分解,除通過(guò)糖酵解,三羧酸循環(huán)和發(fā)酵外,還能直接氧化分解。即反應(yīng)開(kāi)始,在G-6-P上的C2原子上直接氧化,通過(guò)一系列轉(zhuǎn)化被分解,此為磷酸戊糖途徑。 兩個(gè)事實(shí): ①用碘乙酸和氟化物抑制糖酵解(磷酸甘油醛脫氫酶)發(fā)現(xiàn)Glc的消耗并不因此而受影響,證明葡萄糖還有其它的分解途徑 ②用14C分別標(biāo)記Glc的C1和C6,然后分別測(cè)定14CO2生成量,發(fā)現(xiàn)C1標(biāo)記的Glc比C6標(biāo)記的Glc更快、更多地生成14CO2 ,如果糖酵解是唯一的代謝途徑,那么14C1和14C2生成14CO2的速度應(yīng)該相同。 一、 反應(yīng)過(guò)程 Glc經(jīng)磷酸戊糖途徑氧化分解可分為兩個(gè)階段。 第一階段:6-磷酸葡萄糖氧化脫羧生成5-磷酸核糖 第二階段:磷酸戊糖分子重排,產(chǎn)生不同碳鏈長(zhǎng)度的磷酸單糖 1、 6-磷酸葡萄糖脫氫脫羧生成5-磷酸核酮糖 P104 反應(yīng)式::
在此氧化脫羧階段中,Glc經(jīng)兩次脫氫,一次脫羧,生成5-磷酸核酮糖及NADPH。 6-磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸戊糖途徑的調(diào)控酶,NADPH反饋抑制此酶活性。 2、 磷酸戊糖異構(gòu)生成5-磷酸核糖及5-磷酸木酮糖 P105 反應(yīng)式:
5-磷酸木酮糖產(chǎn)率:2/3 5-磷酸核糖產(chǎn)率:1/3 3、 磷酸戊糖通過(guò)轉(zhuǎn)酮、轉(zhuǎn)醛反應(yīng)生成酵解途徑的中間產(chǎn)物(F-6-P,3-磷酸甘油醛) (1)、 轉(zhuǎn)酮反應(yīng): P105反應(yīng)式:
5-磷酸木酮糖將自身的二碳單位(羥乙;┺D(zhuǎn)到5-磷酸核糖的C1上,生成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。 轉(zhuǎn)酮酶需TPP為輔酶,作用機(jī)理與丙酮酸脫氫酶中的TPP類(lèi)似。 (2)、 轉(zhuǎn)醛反應(yīng) P106 反應(yīng)式:
轉(zhuǎn)醛酶將7-磷酸庚酮糖上的三碳單位(二羥丙酮基)轉(zhuǎn)到3-磷酸甘油醛的C1上,生成4-磷酸赤鮮糖和6-磷酸果糖。 (3)、 轉(zhuǎn)酮反應(yīng)(轉(zhuǎn)酮酶) P107反應(yīng)式:
4-磷酸赤鮮糖接受另一分子5-磷酸木酮糖上的二碳單位(羥乙;,生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛
磷酸戊糖分子重排的總結(jié)果是: 2個(gè)5-磷酸木酮糖 + 1個(gè)5-磷酸核糖 → 2個(gè)(F-6-P) + 1個(gè)3磷酸甘油醛 由于5-磷酸木酮糖可以由5-磷酸核糖經(jīng)差向酶轉(zhuǎn)化而來(lái),所以上式可寫(xiě)成: 3個(gè)5-磷酸核糖 → 2個(gè)(F-6-P) + 1個(gè)3磷酸甘油醛。 因此,在細(xì)胞中若形成過(guò)量的磷酸戊糖可以經(jīng)磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)化為6-磷酸果糖及3-磷酸甘油醛,與糖酵解途徑相連。 二、 磷酸戊糖途徑小結(jié) 1、 通過(guò)此途徑,可將G-6-P徹底氧化 G-6-P + 12NADP+ + 6H2O → 12NADPH + 12H+ + 6CO2 相當(dāng)于(36-1)個(gè)ATP
圖 磷酸已糖支路
第一階段: 圖
第二階段 圖
2、 轉(zhuǎn)酮酶(TPP)、轉(zhuǎn)醛酶催化的反應(yīng)是可逆的 它們轉(zhuǎn)移的是酮,受體是醛。 轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)移的是二碳單位(羥乙酰基),轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)移的是三碳單位(二羥丙酮基)。 3、 磷酸戊糖途徑的中間產(chǎn)物,可進(jìn)入糖酵解途徑的中間產(chǎn)物中,反之亦可。 主要是6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。 4、 碳的釋放 磷酸戊糖途徑釋放14C1 在TCA循環(huán)中:先釋放:C3、C4(丙酮酸脫羧) TCA第二輪后釋放:C2、C5(乙酰CoA的羰基碳:CH3C*=O-CoA,100%) TCA第三輪后釋放:C1、C6(乙酰CoA的甲基碳:*CH3C=O-CoA,每循環(huán)一輪釋放50%)) 三、 磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié) 6-磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸戊糖途徑的限速酶,催化不可逆反應(yīng)。其活性主要受NADP+/NADPH比例的調(diào)節(jié)。機(jī)體內(nèi),NAD+/NADH為700,而NADP+/NADPH僅為0.014,這就使NADPH可以進(jìn)行有效地反饋抑制調(diào)節(jié)6-磷酸葡萄糖脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的活性。只有NADPH被生物合成消耗后,才能解除抑制。 非氧化階段戊糖的轉(zhuǎn)變主要受控于底物的濃度。5-磷酸核糖過(guò)多時(shí)可以轉(zhuǎn)化為6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛進(jìn)行酵解。 四、 磷酸戊糖途徑與糖酵解途徑的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié) G-6-P的流向取決于對(duì)NADPH、磷酸戊糖及ATP的需要。 (1)需要核糖-5-P(用于合成嘌呤核苷酸)的量比NADPH的量大得多時(shí),大多數(shù)G-6-P轉(zhuǎn)變成5-磷酸核糖。還可由轉(zhuǎn)酮酶、轉(zhuǎn)醛酶催化,將2分子F-6-P和一分子甘油醛-3-P轉(zhuǎn)變成3分子核糖-5-P。 G-6-P + 2NADP+ +H2O → 核糖-5-P + 2NADPH + 2H+ 2 果糖-6-P + 甘油醛-3-P → 3 核糖-5-P
(2)對(duì)NADPH和5-磷酸核糖的需要量平衡時(shí),代謝就通過(guò)氧化階段由G-6-P氧化脫羧,生成2個(gè)NADPH和1個(gè)核糖-5-P 反應(yīng):G-6-P+2NADP++H2O→核糖-5-P+2NADP+2H++CO2
(3)需要NADPH的量比5-磷酸核糖的量多得多時(shí),G-6-P就完全氧化成CO2 反應(yīng)式:6(G-6-P)+12NADP++6H2O→6(5-磷酸核糖)+12NADPH+12H++6CO2 生成的5-磷酸核糖通過(guò)非氧化重組及Glc異生作用,再合成G-P-6。
G-6-P + 12NADP+ + 6H2O → 12NADPH + 12H+ + 6CO2
(4)需要 NADPH和 ATP更多時(shí),G-6-P轉(zhuǎn)化成丙酮酸 磷酸戊糖途徑→3-磷酸甘油醛+6-磷酸果糖→糖酵解
3(G-6-P)+6NADP++5NAD++5Pi+8ADP→ 5丙酮酸+6NADPH+5NADH2+8ATP+2H2O+8H++3CO2 五、 磷酸戊糖途徑的生理意義 1、 產(chǎn)生大量的NADPH,為細(xì)胞的各種合成反應(yīng)提供主要的還原力。 NADPH作為主要的供氫體,為脂肪酸、固醇、四氫葉酸等的合成,非光合細(xì)胞中硝酸鹽、亞硝酸鹽的還原,及氨的同化等所必需。哺乳動(dòng)物的脂肪細(xì)胞和紅細(xì)胞中占50%,肝中占10﹪。 2、 中間產(chǎn)物為許多化合物的合成提供原料 產(chǎn)生的磷酸戊糖參加核酸代謝。 4-磷酸赤蘚糖與糖酵解中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)可合成莽草酸,經(jīng)莽草酸途徑可合成芳香族a.a。 3、 是植物光合作用中CO2合成Glc的部分途徑 4、 NADPH主要用于還原反應(yīng),其電子通常不經(jīng)電子傳遞鏈傳遞,一般不用于ATP合成。 如NADPH用于供能,需通過(guò)兩個(gè)偶聯(lián)反應(yīng),進(jìn)行穿梭轉(zhuǎn)運(yùn),將氫轉(zhuǎn)移至線粒體NAD+上。 胞液內(nèi):α-酮戊二酸+CO2+NADPH+H+=異檸檬酸+NADP+ 異檸檬酸能自由通過(guò)線粒體膜,傳遞氫。 線粒體內(nèi):異檸檬酸+NAD+=α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+ 一分子Glc經(jīng)磷酸戊糖途徑,完全氧化,產(chǎn)生12分子NADPH,可生成(36-1)=35ATP 第四節(jié) 糖醛酸途徑 P109
糖醛酸途徑:從G-1-P或G-6-P開(kāi)始,經(jīng)UDP-葡萄糖醛酸生成糖醛酸的途徑。 在肝臟中糖醛酸可與(毒素、藥物等)含-OH、-COOH、-NH2、-SH基的異物(毒素、藥物等)結(jié)合,生成可溶于水的化合物,隨尿排出,具有解毒作用。 一、 糖醛酸途徑:P108 圖13-15 二、 糖醛酸的生理意義 1. 在肝中糖醛酸與藥物(含芳環(huán)的苯酚、苯甲酸)或含-OH、-COOH、-NH2、-SH基的異物結(jié)合成可溶于水的化合物,隨尿、膽汁排出,起解毒作用。 2. UDP糖醛酸是糖醛酸基的供體,用于合成粘多糖(硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸、肝素等)。 3. 從糖醛酸可以轉(zhuǎn)變成抗壞血酸(人及靈長(zhǎng)動(dòng)物不能,缺少L-古洛糖酸內(nèi)酯氧化酶) 4.從糖醛酸可以生成5-磷酸木酮糖,可與磷酸戊糖途徑連接。 第五節(jié) 糖的合成代謝 糖的合成代謝有:光合作用 ,糖異生,單糖→多糖,結(jié)構(gòu)多糖的生物合成 一、 光合作用:葡萄糖的生物合成 卡爾文循環(huán)Calvin 由CO2和H2O合成已糖,是綠色植物光合作用的基本過(guò)程 合成動(dòng)力(能量)是葉綠素吸收的光能。 第一階段:原初反應(yīng),吸收光能,并將光能轉(zhuǎn)化成電能。 第二階段:電子傳遞和光合磷酸化。將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,推動(dòng)ATP和NADPH的合成,后兩者稱(chēng)為同化力。同時(shí)水被分解放出O2。 第三階段:CO2的固定和還原,又稱(chēng)CO2同化。利用同化力將固定在1、5—二磷酸核酮糖(RuBP)上的CO2,通過(guò)一系列反應(yīng)進(jìn)行還原,最終產(chǎn)和F—6—P,再由此轉(zhuǎn)化成果糖或Glc。 卡爾文循環(huán)生成的中間產(chǎn)物,大多是3碳至7碳糖的磷酸酯。 二、 糖的異生作用 糖異生是指從非糖物質(zhì)合成Glc的過(guò)程。 植物利用光、CO2和H2O合成糖。 動(dòng)物可以將丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖。 1、 糖異生的證據(jù)及生理意義 證據(jù):大鼠禁食24h,肝糖原由7%降至1%。再喂乳酸、丙酮酸或TCA中間產(chǎn)物,肝糖原會(huì)增加。 意義:糖異生是一個(gè)十分重要的生物合成葡萄糖的途徑。紅細(xì)胞及大腦是以Glc為主要能量,成人每天需160克Glc,而其中120克Glc用于腦代謝。 糖異生主要在肝臟中進(jìn)行,腎上腺皮質(zhì)中也有,腦和肌肉細(xì)胞中很少。因此,在血中葡萄糖濃度降低時(shí)首先是腦受到傷害。 2、 異生途徑 糖異生起源于細(xì)胞線粒體內(nèi)。由丙酮酸生成Glc是糖異生的主要途徑。
P112 圖13—16 糖異生及降解途徑。 從丙酮酸到葡萄糖的糖異生途徑不是糖酵解的簡(jiǎn)單逆轉(zhuǎn),因?yàn)樵谔墙徒庵杏?步是不可逆步驟,糖異生時(shí)必須饒過(guò)這3步:①Glc到G-6-P ,②F-6-P到F-1.6-P ③PEP到丙酮酸 (1)、 丙酮酸被羧化成草酰乙酸(線粒體內(nèi)) 丙酮酸 + CO2 + ATP → 草酰乙酸 + ADP
丙酮酸羥化酶需要生物素為輔酶。 人和哺乳動(dòng)物的丙酮酸羧化酶主要存在于肝臟和腎的線粒體內(nèi),所以細(xì)胞液中的丙酮酸要經(jīng)過(guò)運(yùn)載載體進(jìn)入線粒體后才能羧化成草酰乙酸。 丙酮酸羧化酶還催化三羧酸循環(huán)的回補(bǔ)反應(yīng),所以,草酰乙酸既是糖異生的中間物,又是三羧酸循環(huán)的中間物,丙酮酸羧化酶聯(lián)系著三羧酸循環(huán)和糖異生作用 丙酮酸羧化酶是別構(gòu)酶,受乙酰CoA和高比值A(chǔ)TP/ADP的激活。若細(xì)胞內(nèi)ATP含量高,則三羧酸循環(huán)的速度降低,糖異生作用加強(qiáng)。 (2)、 草酰乙酸被還原成蘋(píng)果酸(線粒體內(nèi))
該反應(yīng)的逆反應(yīng)就是TCA。 生成的蘋(píng)果酸從線粒體內(nèi)運(yùn)到線粒體外。 (3)、 蘋(píng)果酸被重新氧化成草酰乙酸(線粒體外)
(4)、 草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸羧化激酶與草酰乙酸的Km值為9nM,高于細(xì)胞內(nèi)的生理濃度,所以草酰乙酸的濃度可以調(diào)節(jié)反應(yīng)速度和糖異生的速度 (5)、 磷酸烯醇式丙酮酸沿糖酵解的逆方向生成1.6—二磷酸果糖。 (6)、 F-1.6-P → F-6-P 果糖二磷酸酶 這是糖異生的關(guān)鍵反應(yīng),果糖二磷酸酶被AMP、2.6—二磷酸果糖強(qiáng)烈抑制,但被ATP、檸檬酸和3—磷酸甘油酸激活。 6-磷酸果糖異構(gòu)化為6-磷酸葡萄糖 (7)、 6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖 .
糖異生總反應(yīng): 2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H20→Glc+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi.
從2分子丙酮酸形成Glc共消耗6個(gè)ATP,2個(gè)NADH。
在糖異生中,有三步反應(yīng)與糖酵解途徑不同: 丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸 1.6—二磷酸果糖→F—6—P。 G—6—P→Glc 3、 糖異生途徑的前體 P113圖13—17糖異生途徑的前體
凡是能生成丙酮酸或成草酰乙酸的物質(zhì)都可以變成葡萄糖,如TCA中全部的中間產(chǎn)物,大多數(shù)氨基酸 植物微生物經(jīng)過(guò)乙醛酸循環(huán),可將乙酰CoA轉(zhuǎn)化成草酰乙酸,因此可以將脂肪酸轉(zhuǎn)變成糖。 動(dòng)物體中不存在乙醛酸循環(huán),因此不能將乙酰CoA轉(zhuǎn)變成糖。 非生糖氨基酸:Ile、Leu、Tyr、Trp 反芻動(dòng)物胃、腸道細(xì)菌分解纖維素,產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等,其中奇數(shù)碳脂肪酸可轉(zhuǎn)變成琥珀酰CoA,進(jìn)入TCA,生糖。 4、 糖異生和糖酵解的代謝協(xié)調(diào)調(diào)控P123 參閱 P123 糖異生和糖酵解在細(xì)胞中是兩個(gè)相反的代謝途徑,同時(shí),又是協(xié)調(diào)的。 ①高濃度G—6—P抑制已糖激酶,活化G—6—P酶,抑制酵解,促進(jìn)異生。 ②酵解和異生的控制點(diǎn)是F—6—P與F—1.6—2P的轉(zhuǎn)化。 糖異生的關(guān)鍵調(diào)控酶是F—1.6—2P酶,而糖酵解的關(guān)鍵調(diào)控酶是磷酸果糖激酶。 ATP促進(jìn)酵解,檸檬酸促進(jìn)糖異生。 F-2.6-P是強(qiáng)效應(yīng)物,促進(jìn)酵解,減弱異生。 ③丙酮酸到PEP的轉(zhuǎn)化在糖異生中是由丙酮酸羧化酶調(diào)節(jié),在酵解中被丙酮酸激酶調(diào)節(jié)。 乙酰CoA激活丙酮酸羧化酶的活性,抑制丙酮酸脫氫酶的活性,因此乙酰CoA過(guò)量時(shí),可促進(jìn)Glc 生成。 ④酵解與異生途徑,一個(gè)途徑開(kāi)放,另一途徑就關(guān)閉,可避免無(wú)數(shù)循環(huán)。 無(wú)效循環(huán):由不同酶催化的兩個(gè)相反代謝,反應(yīng)條件不一樣,一個(gè)方向需ATP參加,另一方向則進(jìn)行水解,結(jié)果使ATP水解,消耗能量,反應(yīng)物無(wú)變化。 酵解和異生中有三個(gè)點(diǎn)可能產(chǎn)生無(wú)效循環(huán): P124
這種無(wú)效循環(huán)只能產(chǎn)生熱量供自身需要。 ⑤激素對(duì)酵解和異生的調(diào)控 腎上腺素、胰高血糖素和糖皮質(zhì)激素促進(jìn)異生,胰島素加強(qiáng)酵解。 三、 糖原的合成與分解 糖原是葡萄糖的儲(chǔ)存形式,主要發(fā)生在肝臟、骨骼肌中。 (一) 糖原分解代謝
(二) 糖原合成代謝 (1)、 UDP葡萄糖焦磷酸化酶 G—1—P+UTP→UDP葡萄糖+ppi. ppi水解,反應(yīng)向右。 (2)、 糖原合成酶 a—OH,有活性。 B—O—P,少活性。 新的Glc殘基加在糖原引物的非還原端的Glc殘基的C4羥基上,形成α-1.4糖苷鍵,UDP被延長(zhǎng)的糖原分子末端Glc殘基C4上的羥基取代。 (3)、 分枝酶 (三) 糖原代謝的調(diào)節(jié) P124
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