糖代谢糖的异生作用

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主讲教师：季祥,邮箱：,第七章 糖代谢,7.5 糖异生作用,（gluconeogenesis）,概 况,过 程,意 义,调 节,7.5 糖异生作用,一 糖异生作用的概念,定义：,由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖（原）异生作用。,原料：,生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循环中的有机酸,部位：,肝脏（主要）及肾脏（饥饿时）,返回,7.5 糖异生作用,二 糖异生作用的过程,基本上是糖酵解的逆过程,跨越三个能障(energery barrier),跨越一个膜障(membrane barrier),返回,糖 酵 解 过 程：,葡萄糖,6-磷酸果糖,磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛,2,2-,磷酸甘油酸,2,丙酮酸,6-磷酸葡萄糖,ADP,ATP,1,6-二磷酸果糖,ADP,ATP,2,1,3,-二磷酸甘油酸,2,P,i,2,NADH+,2,H,+,2,NAD,+,2,3-磷酸甘油酸,2,ADP,2,ATP,2,磷酸烯醇式丙酮酸,2H,2,O,2,烯醇式丙酮酸,2,ADP,2,ATP,2,乳酸,三个不可逆过程,6-磷酸葡萄糖的水解：,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,ATP ADP,糖的分解代谢,己糖激酶,(肝),H,3,PO,4,H,2,O,糖的异生作用,葡萄糖-6-磷酸酶,肝,底物循环,1,6-二磷酸果糖的水解：,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,ATP ADP,糖的分解代谢,磷酸果糖激酶-1,H,3,PO,4,H,2,O,糖的异生作用,果糖二磷酸酶-,1,底物循环,7.5 糖异生作用,丙酮酸转变为草酰乙酸：,丙酮酸+CO,2,+ATP 草酰乙酸,+ADP+Pi,+,CO,2,+ATP,+ADP+Pi,丙酮酸羧化酶,生物素、,Mg,2,+,草酰乙酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸：,草酰乙酸+GTP 磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+,CO,2,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸,GDP,GTP,CO,2,磷酸烯醇式丙酮酸,羧激酶,7.5 糖异生作用,丙酮酸羧化支路：,丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,葡萄糖,ADP,ATP,丙酮酸激酶,草酰乙酸,ATP,ADP,CO,2,丙酮酸羧化酶,生物素,CO,2,GTP,GDP,磷酸磷醇式丙酮酸,羧激酶,7.5 糖异生作用,糖异生作用与膜障：,葡萄糖,-6-,磷酸酶,果糖二磷酸酶,-1,丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,胞浆,胞浆,线粒体,胞浆、线粒体,糖异生作用的酶,存在部位,线粒体内膜不允许草酰乙酸自由透过，故此草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成“膜障”。,7.5 糖异生作用,天冬氨酸,苹果酸,天冬氨酸,苹果酸,草酰乙酸,磷酸烯醇式,丙酮酸,丙酮酸,丙酮酸,磷酸烯醇式,丙酮酸,草酰乙酸,线粒体中草酰乙酸的转运,线粒体内膜,线粒体基质,细胞浆,糖异生,2,丙酮酸,2,乳酸,乳酸、丙酮酸的糖异生作用,2,草酰乙酸,2,丙酮酸,2,磷酸烯醇式丙酮酸,1，6-二磷酸果糖,6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,2,草酰乙酸,2,苹果酸,2,苹果酸,甘油的糖异生作用：,6-磷酸葡萄糖,甘 油,磷酸甘油,3-,磷酸甘油醛,1，6-,二磷酸果糖,ATP,ADP,甘油激酶,磷酸二羟丙酮,NAD,+,NADH+H,+,磷酸甘油脱氢酶,6-磷酸果糖,葡萄糖,乳酸,三羧酸循环中有机酸的糖异生作用,三羧酸循环,中的有机酸,2 丙酮酸,2,磷酸烯醇式丙酮酸,2 乳酸,1，6-二磷酸果糖,6-磷酸果糖,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,7.5 糖异生作用,三、糖异生作用的意义,在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定,补充糖原贮备,有利于乳酸的利用,返回,7.5 糖异生作用,糖异生与血糖浓度：,红细胞、骨髓,肾髓质、神经,视,网,膜,消耗100-150g,葡萄糖/天,消耗40g,葡萄糖/天,人体储存的可供全身利用的糖仅150g左右,（不到12小时全部耗尽）,正常情况下,血糖浓度：,4.56.7mmo/L,禁食数周时,血糖浓度：,3.9mmo/L,在饥饿情况下,糖异生对保证血糖浓度的相对恒定具有重要的意义,即使在饥饿时，机体也需消耗一定量的,葡萄糖,（200g/天),大脑,7.5 糖异生作用,糖异生与糖原贮备：,糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途径。,动物从饥饿后摄食数小时后，糖的分解代谢应加速而糖异生途径应被抑制，但此时肝内仍保持较高的糖异生活性达23小时，以参与糖原的合成。只有在肝内有一定量的糖原后，摄入的葡萄糖才分解供能，或提供乙酰CoA。,7.5 糖异生作用,肌肉中乳酸的利用：,乳酸,糖原,葡萄糖,丙酮酸,葡萄糖,血糖,血乳酸,糖原,丙酮酸,乳酸,6-磷酸葡萄糖,肝脏,肌肉,7.5 糖异生作用,乳酸循环(cori cycle)：,定义：,意义：,防止乳酸堆积引起酸中毒,避免乳酸的浪费（有利于乳酸的再利用）,促进肝糖原的不断更新,肌糖原,血乳酸,肝糖原,血糖,乳酸循环,7.5 糖异生作用,糖异生作用的调节：,变构剂的调节,原料供应的影响,激素的调节,饥饿,剧烈运动,脂肪动员加强,甘油,组织蛋白质分解加强,氨基酸,乳酸,糖异生作用加强,返回,7.5 糖异生作用,6-磷酸果糖循环的变构调节：,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,糖异生,糖酵解,ATP,ADP,磷酸果糖激酶-1,Pi,H,2,O,果糖二磷酸酶-,1,ATP,AMP,+,+,2,6-,二磷酸果糖,目前认为2,6-二磷酸果糖的水平是肝内糖异生与糖酵解转换的信号,。,ATP/（ADP+AMP）,比值的变化可以有效地控制糖异生与糖酵解的 转换。,7.5 糖异生作用,磷酸烯醇式丙酮酸循环的变构调节：,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,乙酰CoA,ADP,ATP,丙酮酸激酶,草酰乙酸,丙酮酸羧化酶,ATP,ADP,+,+,1,6-,二磷酸果糖,+,7.5 糖异生作用,胰高血糖素对糖异生的调节（1）,2,6-二磷酸果糖,-,胰高血糖素,果糖二磷酸酶-1,cAMP,6-磷酸果糖激酶-2,失 活,糖异生作用,2,6-二磷酸果糖浓度,果糖二磷酸酶-1活性相对增加,糖异生作用加强,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成,7.5 糖异生作用,胰高血糖素对糖异生的调节（2）,2,6-二磷酸果糖,+,胰高血糖素,磷酸果糖激酶-1,cAMP,6-磷酸果糖激酶-2,失 活,糖分解作用,2,6-二磷酸果糖浓度,磷酸果糖激酶-1活性减弱,糖分解作用减弱,丙酮酸激酶活性,7.5 糖异生作用,糖异生调节的小结：,ATP/(AMP+ADP),比值的变化对糖异生和糖酵解的影响：,(1),当体内ATP积聚量较多时，可抑制糖的分解，促进糖的异生，以积累能源。,(2)当耗能增加时，ATP不足，可促进糖的分解而抑制糖的异生以产生更多的ATP，以供机体需要。,促进糖异生作用的激素：,肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素,抑制糖的异生作用的激素是：,胰岛素,7.6 其它糖的合成,一、蔗糖的合成：,存在于高等植物体，特别是甘蔗、甜菜、菠萝等，,蔗糖不仅是光合作用的产物之一，而且是植物体糖,类物质的主要运输形式。,有两条途径,蔗糖合成酶,催化，,次要,途径,。,磷酸蔗糖合成酶,催化，,主要,途径,UDPG,作为,糖基供体,7.6 其它糖的合成,2G,26-P-G,6-P-F,1-P-G,UDPG,UTP,PPi,磷酸蔗糖,蔗糖,F,UDP,磷酸蔗糖合成酶,H,2,O,Pi,磷酸蔗糖磷酸酯酶,UDPG焦磷酸化酶,H,2,O,Pi,磷酸果糖磷酸酯酶,蔗糖合成酶,UDPG,UDP,7.6 其它糖的合成,二、淀粉的合成：,存在于植物体内，尤其是谷类、豆类、薯类作物的,籽粒和贮藏组织都含丰富的淀粉。淀粉合成中的糖基,供体有ADPG、UDPG，主要是ADPG.合成分两阶段进,行，先合成直链淀粉，然后分支形成支链淀粉。,7.6 其它糖的合成,G,6-P-G,1-P-F,ADPG,ATP,PPi,ADPG转G 酶,ADP,ADPG焦磷酸化酶,UTP,PPi,UDPG焦磷酸化酶,UDPG转G酶,UDPG,UDP,ADP,变位酶,ATP,G,n,G,n+1,支链淀粉,分支酶,直链淀粉,引物,