糖原异生和糖的其他代谢途径

会计学1糖原异生和糖的其他代谢途径糖原异生和糖的其他代谢途径（五）（五）糖异生前体糖异生前体非糖物质非糖物质包括丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等或包括丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等或者说者说凡是能生成丙酮酸或成草酰乙酸的物质都可以变成凡是能生成丙酮酸或成草酰乙酸的物质都可以变成葡萄糖，如葡萄糖，如TCA中全部的中间产物，大多数氨基酸中全部的中间产物，大多数氨基酸植物微生物经过乙醛酸循环，可将植物微生物经过乙醛酸循环，可将乙酰乙酰CoA转化成草转化成草酰乙酸，因此可以将脂肪酸转变成糖。动物体中不存在酰乙酸，因此可以将脂肪酸转变成糖。动物体中不存在乙醛酸循环，因此不能将乙酰乙醛酸循环，因此不能将乙酰CoA转变成糖。转变成糖。反刍动物胃、肠道细菌分解纤维素，产生反刍动物胃、肠道细菌分解纤维素，产生乙酸、丙酸、乙酸、丙酸、丁酸丁酸等，其中奇数碳脂肪酸可转变成琥珀酰等，其中奇数碳脂肪酸可转变成琥珀酰CoA，进入，进入TCA，生糖。，生糖。第1页/共15页n nAMPAMP和和和和F-1F-1，6-6-二磷酸通过刺激磷酸果糖激酶来二磷酸通过刺激磷酸果糖激酶来二磷酸通过刺激磷酸果糖激酶来二磷酸通过刺激磷酸果糖激酶来加速糖酵解，加速糖酵解，加速糖酵解，加速糖酵解，通通通通过制约果糖过制约果糖过制约果糖过制约果糖1 1，6-6-二磷酸酶活性来二磷酸酶活性来二磷酸酶活性来二磷酸酶活性来抑制糖异生途径。抑制糖异生途径。抑制糖异生途径。抑制糖异生途径。n nATPATP和柠檬酸通过抑制磷酸果糖激酶活性来和柠檬酸通过抑制磷酸果糖激酶活性来和柠檬酸通过抑制磷酸果糖激酶活性来和柠檬酸通过抑制磷酸果糖激酶活性来降低糖酵解过程，降低糖酵解过程，降低糖酵解过程，降低糖酵解过程，柠檬酸还能刺激果糖柠檬酸还能刺激果糖柠檬酸还能刺激果糖柠檬酸还能刺激果糖1 1，6-6-二磷酸酶活性来二磷酸酶活性来二磷酸酶活性来二磷酸酶活性来加速糖异生。加速糖异生。加速糖异生。加速糖异生。果果 糖糖 1，6-二二 磷磷 酸酸 酶酶 F-1，6-2PF-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶AMP、F2,6-2P（+）ATP、柠檬酸柠檬酸（-）（-）（+）（六）（六）糖异生调控糖异生调控第2页/共15页n n饥饿时，胰高血糖素分泌增加，后者刺激饥饿时，胰高血糖素分泌增加，后者刺激饥饿时，胰高血糖素分泌增加，后者刺激饥饿时，胰高血糖素分泌增加，后者刺激ATPATP生成生成生成生成cAMPcAMP。cAMPcAMP激活果糖激活果糖激活果糖激活果糖1 1，6-6-二磷酸酶二磷酸酶二磷酸酶二磷酸酶-2-2活性活性活性活性，抑制磷酸果糖激酶抑制磷酸果糖激酶抑制磷酸果糖激酶抑制磷酸果糖激酶-2-2的的的的活性，活性，活性，活性，导致果糖导致果糖导致果糖导致果糖2 2，6-6-二磷酸减少，结果，糖酵解被抑制，糖异二磷酸减少，结果，糖酵解被抑制，糖异二磷酸减少，结果，糖酵解被抑制，糖异二磷酸减少，结果，糖酵解被抑制，糖异生加强，以维持血糖恒定。生加强，以维持血糖恒定。生加强，以维持血糖恒定。生加强，以维持血糖恒定。果果 糖糖 1，6-二二 磷磷 酸酸 酶酶-1F-1，6-2PF-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1AMP（+）ATP、柠檬酸柠檬酸（-）（-）（+）F-2,6-2P胰高血糖素胰高血糖素饥饿饥饿ATPcAMP F-1，6-二二P酶酶-2磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2（+）（-）第3页/共15页n n胞食时，胰岛素分泌量增加，胰岛素刺激胞食时，胰岛素分泌量增加，胰岛素刺激胞食时，胰岛素分泌量增加，胰岛素刺激胞食时，胰岛素分泌量增加，胰岛素刺激磷酸果糖激磷酸果糖激磷酸果糖激磷酸果糖激酶酶酶酶-2-2活性，导致果糖活性，导致果糖活性，导致果糖活性，导致果糖2 2，6-6-二磷酸含量增加。果糖二磷酸含量增加。果糖二磷酸含量增加。果糖二磷酸含量增加。果糖2 2，6-6-二磷酸又能激活二磷酸又能激活二磷酸又能激活二磷酸又能激活磷酸果糖激酶的活性，使糖酵解加磷酸果糖激酶的活性，使糖酵解加磷酸果糖激酶的活性，使糖酵解加磷酸果糖激酶的活性，使糖酵解加速。速。速。速。果果 糖糖 1，6-二二 磷磷 酸酸 酶酶-1F-1，6-2PF-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1AMP（+）ATP、柠檬酸柠檬酸（-）（-）（+）F2,6-2P胰岛素胰岛素饱食饱食 F1，6-二二P酶酶-2磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2（+）第4页/共15页草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶乙酰乙酰CoAADP（+）（-）磷酸烯醇式丙酮酸羧激磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶酶ADP（-）丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATP、丙氨酸、丙氨酸F-1,6-2P(-)(+)在肝脏中，在肝脏中，高浓度的高浓度的ATP和丙氨酸能抑制丙酮酸激酶的活性。和丙氨酸能抑制丙酮酸激酶的活性。F-1,6-二磷酸能激活丙酮酸激酶的活性。二磷酸能激活丙酮酸激酶的活性。丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶是糖异生的两种酶，丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶是糖异生的两种酶，ADP浓度高时，说明细胞缺乏能量，浓度高时，说明细胞缺乏能量，ADP通过抑制这两种酶活性来抑制通过抑制这两种酶活性来抑制糖异生，乙酰糖异生，乙酰CoA浓度高时，说明糖有氧氧化中间产物积累，会加浓度高时，说明糖有氧氧化中间产物积累，会加速糖异生。速糖异生。第5页/共15页肌肉肌肉葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶NADH+H+NAD+糖酵解糖酵解肝脏肝脏葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶NADH+H+NAD+葡糖异生葡糖异生（七）乳酸的再利用和可立氏循环（七）乳酸的再利用和可立氏循环（Cori）在激烈运动时会产生大量的乳酸，乳酸运送到肝脏中通过在激烈运动时会产生大量的乳酸，乳酸运送到肝脏中通过糖原异生形成葡萄糖再运送到肌肉中。这叫可立氏循环。糖原异生形成葡萄糖再运送到肌肉中。这叫可立氏循环。第6页/共15页二、糖的其他代谢途径二、糖的其他代谢途径二、糖的其他代谢途径二、糖的其他代谢途径自然界中的寡糖主要有：乳糖、自然界中的寡糖主要有：乳糖、麦芽糖和蔗糖等。麦芽糖和蔗糖等。主要介绍乳糖的合成与分解主要介绍乳糖的合成与分解第7页/共15页（一）乳糖的合成与分解（一）乳糖的合成与分解（一）乳糖的合成与分解（一）乳糖的合成与分解1 1、乳糖的合成、乳糖的合成、乳糖的合成、乳糖的合成n n乳糖是乳汁中主要的糖，人乳中含乳糖约为乳糖是乳汁中主要的糖，人乳中含乳糖约为乳糖是乳汁中主要的糖，人乳中含乳糖约为乳糖是乳汁中主要的糖，人乳中含乳糖约为57%57%，牛奶中，牛奶中，牛奶中，牛奶中的乳糖一般为的乳糖一般为的乳糖一般为的乳糖一般为4.5-5.2%4.5-5.2%之间，因地区不同、饲料不同、品种之间，因地区不同、饲料不同、品种之间，因地区不同、饲料不同、品种之间，因地区不同、饲料不同、品种不同而有所差异。不同而有所差异。不同而有所差异。不同而有所差异。n n乳糖是由半乳糖和葡萄糖通过乳糖是由半乳糖和葡萄糖通过乳糖是由半乳糖和葡萄糖通过乳糖是由半乳糖和葡萄糖通过1 1，4 4糖苷键形成的双糖，乳糖糖苷键形成的双糖，乳糖糖苷键形成的双糖，乳糖糖苷键形成的双糖，乳糖有有有有 和和和和-两种构型，两种构型，两种构型，两种构型，-乳糖比乳糖比乳糖比乳糖比-乳糖易溶于水，甜度也稍大。乳糖易溶于水，甜度也稍大。乳糖易溶于水，甜度也稍大。乳糖易溶于水，甜度也稍大。n n乳糖的合成时，需要乳糖的合成时，需要乳糖的合成时，需要乳糖的合成时，需要活化的半乳糖活化的半乳糖活化的半乳糖活化的半乳糖作为半乳糖的供体与作为半乳糖的供体与作为半乳糖的供体与作为半乳糖的供体与D-D-葡葡葡葡萄糖反应生成萄糖反应生成萄糖反应生成萄糖反应生成D-D-乳糖。乳糖。乳糖。乳糖。n n乳糖的活化形式是形成乳糖的活化形式是形成乳糖的活化形式是形成乳糖的活化形式是形成UDP-UDP-半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖,UDP-,UDP-半乳糖不仅在乳糖半乳糖不仅在乳糖半乳糖不仅在乳糖半乳糖不仅在乳糖的合成中作为半乳糖的供体的合成中作为半乳糖的供体的合成中作为半乳糖的供体的合成中作为半乳糖的供体,而且在复杂多糖和糖蛋白中也具而且在复杂多糖和糖蛋白中也具而且在复杂多糖和糖蛋白中也具而且在复杂多糖和糖蛋白中也具有重要作用有重要作用有重要作用有重要作用.第8页/共15页半乳糖半乳糖-1-磷酸磷酸OCH2OOPOCH2OOPP-UUDP-半乳糖半乳糖UDP-GG-1-P半乳糖半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶磷酸尿苷酰转移酶CH2OO-乳糖乳糖+OCH2OOCH2OO乳糖合酶乳糖合酶G-1-PUTPPPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶第9页/共15页n n绝大多数脊椎动物组织中有一种绝大多数脊椎动物组织中有一种半半乳糖苷转移酶乳糖苷转移酶,此酶在糖蛋白中合成此酶在糖蛋白中合成中起催化作用中起催化作用,将将UDP-半乳糖的半半乳糖的半乳糖基乳糖基转移到糖蛋白的转移到糖蛋白的N-乙酰葡糖乙酰葡糖胺分子上胺分子上,但半乳糖苷转移酶在以葡但半乳糖苷转移酶在以葡萄糖为半乳糖基受体的反应中活性萄糖为半乳糖基受体的反应中活性低低.n n但在雌性动物生产后但在雌性动物生产后,乳腺中会产生乳腺中会产生一种一种-乳清蛋白乳清蛋白,乳腺中的半乳糖苷乳腺中的半乳糖苷转移酶迅速与转移酶迅速与-乳清蛋白结合乳清蛋白结合,导致导致该酶的专一性发生改变该酶的专一性发生改变,并以极高的并以极高的速度将速度将UDP-半乳糖上的半乳糖基转半乳糖上的半乳糖基转移到葡萄糖分子上形成乳糖移到葡萄糖分子上形成乳糖.第10页/共15页2 2、乳糖的分解代谢、乳糖的分解代谢、乳糖的分解代谢、乳糖的分解代谢n n在人及动物体内，乳糖的水解是由在人及动物体内，乳糖的水解是由在人及动物体内，乳糖的水解是由在人及动物体内，乳糖的水解是由乳糖酶乳糖酶乳糖酶乳糖酶催化的，在人及动物催化的，在人及动物催化的，在人及动物催化的，在人及动物的小肠黏膜的小肠黏膜的小肠黏膜的小肠黏膜 上皮细胞的外表面具有上皮细胞的外表面具有上皮细胞的外表面具有上皮细胞的外表面具有乳糖酶乳糖酶乳糖酶乳糖酶,能将乳糖水解为半乳能将乳糖水解为半乳能将乳糖水解为半乳能将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖糖和葡萄糖糖和葡萄糖糖和葡萄糖,然后被吸收然后被吸收然后被吸收然后被吸收.n n在微生物体内乳糖水解是由在微生物体内乳糖水解是由在微生物体内乳糖水解是由在微生物体内乳糖水解是由-半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷酶催化的。细菌的催化的。细菌的催化的。细菌的催化的。细菌的-半半半半乳糖苷酶是诱导酶乳糖苷酶是诱导酶乳糖苷酶是诱导酶乳糖苷酶是诱导酶,在诱导物在诱导物在诱导物在诱导物乳糖的存在下可诱导合成乳糖的存在下可诱导合成乳糖的存在下可诱导合成乳糖的存在下可诱导合成,当诱当诱当诱当诱导物消失后导物消失后导物消失后导物消失后,酶的合成又停止酶的合成又停止酶的合成又停止酶的合成又停止.n n伴随伴随伴随伴随-半乳糖苷酶合成的还有两种酶，一种是半乳糖苷酶合成的还有两种酶，一种是半乳糖苷酶合成的还有两种酶，一种是半乳糖苷酶合成的还有两种酶，一种是半乳糖苷通透酶，半乳糖苷通透酶，半乳糖苷通透酶，半乳糖苷通透酶，另一种是另一种是另一种是另一种是硫硫硫硫代半乳糖苷转乙酰基酶，代半乳糖苷转乙酰基酶，代半乳糖苷转乙酰基酶，代半乳糖苷转乙酰基酶，半乳糖苷通透酶是乳糖透过细菌细胞膜所必要的；半乳糖苷通透酶是乳糖透过细菌细胞膜所必要的；半乳糖苷通透酶是乳糖透过细菌细胞膜所必要的；半乳糖苷通透酶是乳糖透过细菌细胞膜所必要的；硫代半乳糖苷转乙酰基酶的功能还有待研究。硫代半乳糖苷转乙酰基酶的功能还有待研究。硫代半乳糖苷转乙酰基酶的功能还有待研究。硫代半乳糖苷转乙酰基酶的功能还有待研究。第11页/共15页3 3、乳糖不耐症、乳糖不耐症、乳糖不耐症、乳糖不耐症n n几乎所有的婴儿和幼儿都能消化乳糖，到青年和成年几乎所有的婴儿和幼儿都能消化乳糖，到青年和成年几乎所有的婴儿和幼儿都能消化乳糖，到青年和成年几乎所有的婴儿和幼儿都能消化乳糖，到青年和成年后，许多人小肠上皮细胞中后，许多人小肠上皮细胞中后，许多人小肠上皮细胞中后，许多人小肠上皮细胞中乳糖酶活性或是大部分消乳糖酶活性或是大部分消乳糖酶活性或是大部分消乳糖酶活性或是大部分消失或是全部消失，失或是全部消失，失或是全部消失，失或是全部消失，导致乳糖不能被完全消化或根本不导致乳糖不能被完全消化或根本不导致乳糖不能被完全消化或根本不导致乳糖不能被完全消化或根本不能被消化，也不能被吸收。能被消化，也不能被吸收。能被消化，也不能被吸收。能被消化，也不能被吸收。n n乳糖留存在小肠中，使小肠内渗透压升高，不仅影响乳糖留存在小肠中，使小肠内渗透压升高，不仅影响乳糖留存在小肠中，使小肠内渗透压升高，不仅影响乳糖留存在小肠中，使小肠内渗透压升高，不仅影响水的被吸收，也会导致流体向小肠腔内流，造成腹胀。水的被吸收，也会导致流体向小肠腔内流，造成腹胀。水的被吸收，也会导致流体向小肠腔内流，造成腹胀。水的被吸收，也会导致流体向小肠腔内流，造成腹胀。n n未分解吸收的乳糖进入结肠后，被肠道的细菌发酵成未分解吸收的乳糖进入结肠后，被肠道的细菌发酵成未分解吸收的乳糖进入结肠后，被肠道的细菌发酵成未分解吸收的乳糖进入结肠后，被肠道的细菌发酵成为小分子的有机酸如醋酸、丙酸、丁酸等，并产生一为小分子的有机酸如醋酸、丙酸、丁酸等，并产生一为小分子的有机酸如醋酸、丙酸、丁酸等，并产生一为小分子的有机酸如醋酸、丙酸、丁酸等，并产生一些气体如甲烷、些气体如甲烷、些气体如甲烷、些气体如甲烷、H H2 2、COCO2 2等等等等,这些产物大部分可被结肠这些产物大部分可被结肠这些产物大部分可被结肠这些产物大部分可被结肠重吸收，而未被吸收的或仍未被分解的乳糖可引起肠重吸收，而未被吸收的或仍未被分解的乳糖可引起肠重吸收，而未被吸收的或仍未被分解的乳糖可引起肠重吸收，而未被吸收的或仍未被分解的乳糖可引起肠鸣、腹胀、腹痛、排气、腹泻等症状，有的人还会发鸣、腹胀、腹痛、排气、腹泻等症状，有的人还会发鸣、腹胀、腹痛、排气、腹泻等症状，有的人还会发鸣、腹胀、腹痛、排气、腹泻等症状，有的人还会发生绞痛、恶心等，临床上叫乳糖不耐症。生绞痛、恶心等，临床上叫乳糖不耐症。生绞痛、恶心等，临床上叫乳糖不耐症。生绞痛、恶心等，临床上叫乳糖不耐症。第12页/共15页n n乳糖不耐症在世界范围内是一种多乳糖不耐症在世界范围内是一种多发疾病，易发人群主要有以下几种发疾病，易发人群主要有以下几种情况：情况：（1）成年人主要是由于遗传原因，）成年人主要是由于遗传原因，体内乳糖酶从出生一年后开始衰减。体内乳糖酶从出生一年后开始衰减。（2）是先天性疾病。婴儿在刚出生）是先天性疾病。婴儿在刚出生时肠道内就缺乏乳糖酶活性。时肠道内就缺乏乳糖酶活性。（3）由于早产而造成婴儿肠道乳糖）由于早产而造成婴儿肠道乳糖酶活性低。酶活性低。第13页/共15页GG-6-PF-6-PUDPG蔗糖合成酶蔗糖合成酶蔗糖蔗糖+UDP（1）慢）慢FPiUDPGUDP磷酸蔗糖合成酶磷酸蔗糖合成酶磷酸蔗糖磷酸蔗糖Pi蔗糖蔗糖（2）快）快（1）平衡常数平衡常数K1=8（pH7.4）（2）平衡常数平衡常数K2=3250（pH7.5）或）或K2=53（pH5.5）（二）（二）蔗糖的合成蔗糖的合成蔗糖在高等植物中的合成主要有两种途径蔗糖在高等植物中的合成主要有两种途径:G-1-P+UTPPPi第14页/共15页