糖酵解
一、
1、总览
- 产生丙酮酸
- 产生两个ATP
- 产生两个NADH
丙酮酸的去路：
- 产生乙醇
- 产生乳酸
- 乙酰辅酶A
- 参与其他合成
2、氧化磷酸化和之后的底物水平磷酸化是一个藕联过程
3、能量存在丙酮酸中
4、磷酸化中间体的重要意义
- 防止中间产物出胞
- 为后面底物水平磷酸化准备高能磷酸键
- 活化酶，增加反应的特异性
- 中间体的磷酸化带着Mg离子，这些离子对于酶的活化有意义
二、糖酵解
1、葡萄糖的磷酸化
- 己糖激酶还可以催化甘露糖、果糖、氨基葡萄糖等己糖
- 镁离子与ATP形成复合物屏蔽磷酸基团负电荷，易于C6原子的亲核攻击
- 酶分子构相变化，诱导契合
- 己糖激酶催化受产物G6P变构抑制
- 但是肝中的葡糖激酶不受影响，有利于大量合成糖原，降低血糖
- 无机磷酸有解除G6P抑制的作用
- I型最敏感 保持脑功能
- I 型还能由柠檬酸激活
- III 型受胰岛素诱导，对葡萄糖高特异
- 肝细胞内己糖激酶的分布受到Pi G6P调节
I
脑肾
II
骨骼肌，心肌
III
肝肺
IV
只存在于肝（合成糖原）
2、G6P 异构为F6P
- C1 *羟基更容易磷酸化
- 异构反应需要拉成链进行
3、F6P磷酸化为F 1,6B P
- 磷酸果糖激酶
- 催化效率很低，是糖酵解的限速步骤
- ATP结合酶的调剂部位，AMP可以解除抑制
- H+ 会抑制该酶，防止酸中毒
4、分解成两个3碳化合物：醛缩酶
5、3碳化合物的异构 都形成3磷酸甘油醛
三、放能阶段
6、氧化磷酸化：生成2NADH
7、底物水平磷酸化 生成 2ATP 和3'磷酸甘油酸
- 6、7两部反应藕联，总反应是放热的
- 第7步消耗第六步反应，使得对数值为负，△G为负
8、异构成2'磷酸甘油酸
中间产生了2,3-二磷酸甘油酸2,3-BPG
2,3-BPG 大量存在于红细胞中
降低血红蛋白对O2的亲和力，释放氧
9、脱水成双键：烯醇酶
形成磷酸烯醇式丙酮酸 PEP
10、形成丙酮酸：丙酮酸激酶
- 不可逆反应
- ATP、长链脂肪酸、乙酰CoA，丙氨酸 对此抑制
- F1,6BP、磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)激活
总结
四、糖酵解处于严密的调控之中
- 产物的反馈调节：正负
- 激素的调节：糖皮质、肾上腺、胰岛素
- 癌细胞的糖酵解水平很高，可以作为药物的靶点 和 诊断的指示
- 癌细胞利用能量多，血供不足
- 抑癌基因p53的破坏使得电子传递链破坏
- 提高了GLUT1、3的表达，转运葡萄糖不受胰岛素控制
- HIF缺氧刺激转录因子的表达：糖酵解增高
- FdG代替葡萄糖的摄入可以通过检查其组织含量判断癌细胞位点
五、葡萄糖的摄取能力被1型糖尿病破坏
- 骨骼肌心肌，脑的葡萄糖摄取通路GLUT4依赖胰岛素
- 摄取障碍导致利用脂肪代谢，产生酮体
Feeder Pathway of Glycolysis
一、内生的糖原、淀粉采用 磷酸解生成G6P来降解供应糖酵解
二、体外摄取的糖原淀粉，要在胃肠中水解成单糖才能吸收
三、其他六碳糖进入糖酵解
- 果糖由己糖激酶催化
- 肝中果糖要经过特殊途径
- 半乳糖转变为中间产物G6P
- 甘露糖转变为F6P
糖异生
一、糖异生不是糖酵解的逆反应
糖酵解的三个不可逆反应
- 己糖激酶催化形成G6P
- 磷酸果糖激酶催化F6P 形成 F1，6BP
- 丙酮酸激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸 + ATP
二、糖异生的途径
G6P酶催化生成G
- 在光面内质网进行
F1,6BP酶催化生成F6P
- 变成释放一个Pi，而不是逆向生成ATP
草酰乙酸在丙酮酸羧激酶作用下形成磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸羧化酶以生物素作为CO2载体形成草酰乙酸
①丙酮酸通过草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的两部详细：（为什么这么麻烦：因为磷酸烯醇式丙酮酸上的磷酸是个高能磷酸）
···
···
···
- 丙酮酸羧化酶以生物素作为CO2载体形成草酰乙酸
- 丙酮酸羧化酶（中的生物素）在ATP参与下结合CO2，使其活化，ATP水解推动反应进行
- 活化的羧基从生物素转移到烯醇式丙酮酸形成草酰乙酸
- 草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶作用下形成磷酸烯醇式丙酮酸
- 丙酮酸羧化酶位于线粒体，故合成的草酰乙酸要变成苹果酸（NADH还原）运出再复原（NAD+氧化）
② F1,6BP酶催化生成F6P
- 变成释放一个Pi，而不是逆向生成ATP，降低了反应能量
③G6P酶催化生成G
- 光面内质网进行
- 肝、肠、肾细胞内有糖异生相关的酶
- 肌肉，脑没有
- 骨骼肌活动产生的乳酸和丙氨酸进入肝中异生，再回流血液
所用酶对比
|
己糖激酶 |
6-磷酸葡萄糖磷酸酶 |
|
磷酸果糖激酶PFK-1 |
1,6-二磷酸果糖磷酸酶 |
|
丙酮酸激酶PK |
磷酸烯醇式丙酮酸激酶 |
|
丙酮酸羧化酶 |
三、糖异生的代价很大，但是很有意义
- 糖异生额外的消耗了高能磷酸键，推动反应进行
四、糖异生的调节
1、磷酸果糖激酶PFK和1,6-二磷酸果糖磷酸酶的调节
- AMP 刺激己糖激酶 促进糖酵解
- ATP及柠檬酸循环物抑制己糖激酶，刺激 1,6-二磷酸果糖磷酸酶 进行糖异生
2、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸之间的调节
- ATP和丙酮酸充足，丙酮酸羧化酶受乙酰CoA激活，推动糖异生
- ADP抑制丙酮酸羧化酶，PEP羧激酶
- 丙酮酸激酶受到F1,6BP正反馈，加速糖酵解
- 胰高血糖素通过cAMP级联反应调节
五、乳酸再利用的Cori 循环
磷酸戊糖途径
一、
（一）氧化步骤
G6P
（6-磷酸葡萄糖脱氢酶）
6-磷酸葡萄糖δ内脂
（6-磷酸葡萄糖内脂酶）
6-磷酸葡萄糖酸
（6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶）
5-磷酸核酮糖
（异构酶）
5-磷酸核糖
生成5-磷酸核糖 作为 核苷酸衍生物的前体
生成两个NADPH作为生物还原力
（二）还原步骤（可逆）
转酮酶 转醛酶 转酮酶
二、速率的调控：三种情况
①机体对 核糖的需要远远超过NADPH的需要：
- 细胞分裂
- 大量G6P通过糖酵解 形成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛，然后大量生成戊糖
- 5 G6P -> 6 5-磷酸戊糖
- 不生成二氧化碳，消耗1ATP
②机体对NADPH需要和对5-磷酸核糖的需要 处于平衡
- 戊糖磷酸途径
③大量需要NADPH
- 6 * G6P -> 6 * 5-磷酸核糖 + 12NADPH
- 6 * 5-磷酸核糖 -> 5 * G6P
- 消耗一个葡萄糖 生成12个NADPH
三、磷酸戊糖途径的生物学意义
- 戊糖途径 是 细胞产生还原力的主要途径（NADPH）
- 脂肪酸合成利用
- 胆固醇 固醇合成
- 抵消*基伤害
- 脱氧核苷酸形成
- 抵消氧*基伤害保持谷胱甘肽还原性，保持红细胞稳定
- 角膜组织抗氧化
- 磷酸戊糖途径产生的三、四、五、六、七 碳骨架是生物内不同结构糖分子重要来源
- 再生能力强的组织需求大