生物化学糖类代谢糖异生及糖原合成

2020/5/7
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
2磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸 激酶
PEP羧激酶 2草酰乙酸
2丙酮酸
丙酮酸羧化酶
3
糖异生途径关键反应之一
P
+ H2O
葡萄糖-6-磷 酸酶
6-磷酸葡萄糖
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H
+Pi
葡萄糖
4
糖异生途径关键反应之二
H2CO P O H2CO P
H HO
+ H2O
H
OH
OH H 1,6-二磷酸果糖
果糖二磷酸 酶-1
H2CO P
O H2COH
H HO + Pi
H
OH
OH H 6-磷酸果糖
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糖异生途径关键反应之三
丙酮酸
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CO2
ATP+H2O
ADP+Pi
丙酮酸羧化酶
PEP羧激酶
P
磷酸烯醇丙酮酸
CO2
（PEP）
草酰乙酸 GTP GDP
6
① 丙酮酸羧化酶 ② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
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（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖
OH
O P O CH2
OH
O
HO CH2 O OH
OH OH
OH 磷酸葡萄糖变位酶 OH OH
OP O
OH
OH HO
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
6-磷酸葡萄糖
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作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以
利用，这一循环过程就称为乳酸循环（Cori
循环）。
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五、糖原合成
1 定义： 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合
成(glycogenesis)。
单糖: 葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等
部位： 肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中
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2．缩合：
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乙酰CoA
+
丙酮酸羧化酶 pyruvate carboxylase
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三、糖异生的原料
1．生糖氨基酸： Ala, Cys, Gly, Ser, Thr, Trp→ 丙酮酸 Pro，His，Gln，Arg→ Glu→ -酮戊二酸 Ile，Met，Ser，Thr，Val→ 琥珀酰CoA Phe，Tyr→ 延胡索酸 Asn，Asp→ 草酰乙酸
• 在关键酶糖原合酶的催化下，以原有糖原分子 为引物，添加新的葡萄糖单位。
UDPG + (G)n
*
糖原合酶
(G)n+1 + UDP
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糖原合酶的作用机制
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3．分支： • 当直链长度达12个葡萄糖残基以上时，在
分支酶(branching enzyme)的催化下，将距 末端6～7个葡萄糖残基组成的寡糖链由1,4-糖苷键转变为-1,6-糖苷键，使糖原出 现分支。
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2．甘油： 甘油三酯 → 甘油 → -磷酸甘油 → 磷
酸二羟丙酮。 3．乳酸：
乳酸→丙酮酸。
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四、糖异生的生理意义
1．在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。
2．回收乳酸分子中的能量：
• 葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的 乳酸，可经血循环转运至肝，再经糖的异生
（转氨基作用） 谷氨9酸
糖异生的调节：
1. 6-P-G与1.6-FBP： 促进异生，抑制酵解：
高浓度的6-P-G 、ATP 和柠檬酸， 促进酵解，抑制异生：
AMP、 2.6-二磷酸果糖、ADP
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二、糖异生的调节
AMP F-2,6-BP
-
ATP
+
果糖双磷酸酶-1 fructose biphosphatase-1
G
胞液
线粒体 乙酰CoA
PEP
丙酮酸
② 草酰乙酸
苹果酸/ 天冬氨酸
丙酮酸 ①
草酰乙酸
②
苹果酸/ 天冬氨酸
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PEP
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糖酵解和葡萄糖异 生的关系
葡萄糖 G-6-P
F-6-P F-1.6-P
3-P-甘油醛
A A G-6-P磷酸酯酶
B F-1.6-P磷酸酯酶
C1 丙酮酸羧化酶
B
C2 PEP羧激酶
(uridine diposphate glucose)
UTP+1-磷酸葡萄糖 2020/5/7
UDPG+ PPi 24
（4）UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上
CH2OH
CH2OH
CH2OH
H H
OH
HO
OH
H
H
P P 尿尿苷苷 HO
H OH
OH H
H
H
OH
O
O H
H OR
H
OH
尿苷二磷酸葡萄糖
H
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（1）葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖
CH2OH
H H
OH
OH H
HO
OH
H
OH
葡萄糖 (glucose)
ADP
CH2OPO3H2
ATP Mg2+
H H
OH
OH H
葡萄糖激酶 HO
OH
H
OH
6-磷酸葡萄糖
(glucose-6-phosphate)
葡萄糖 + ATP
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6-磷酸葡萄糖+ADP
OH
H
OH
糖原引物(Gn)
(UDPG)
(glycogen primer)
糖原(Gn+1)
UDP
糖原合酶
(glycogen)
CH2OH
H
OH
H
OH
H
HO
O
CH2OH
CH2OH
H H
OH
OH H
H
H
OH
O
磷酸二羟丙酮
天冬氨酸
CO2 PEP
草酰乙酸
丙酮酸
-酮戊二酸 谷氨酸 苹果酸 丙氨酸
-酮戊二酸
天冬氨酸
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苹果酸 谷氨酸
C1
草酰乙酸
丙酮酸
3-P-甘油 乳酸
甘油
乙酰CoA
（胞液） （线粒体）
TCA循环
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葡萄糖代谢和 糖异生的关系
天冬氨酸
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（PEP） 丙氨酸
（胞液） （线粒体）
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分支酶
(branching enzyme)
-1,4-糖苷键
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糖原的合成与分解代谢
UDP
Gn+1
Pi
Gn
糖原合酶
PPi
UDPG焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
磷酸葡萄糖变位酶
葡萄糖-6-磷酸酶（肝）
G-6-P
G
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己糖(葡萄糖)激酶
1-磷酸葡萄糖
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（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成
CH2OH
H H
OH
OH H
HO
O
O P OH
H
OH
OH
1-磷酸葡萄糖
(glucose-1-phosphate)
H2O
PPi 2Pi
UTP
UDPG焦磷酸化酶
CH2OH
H H
OH
OH H
HO
O
OO P O P O 尿尿苷苷
H
OH
OH HO
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
糖异生和糖的合成
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一、单糖的合成P154
（一）糖异生概念： 主要指由非糖物质转变成葡萄糖
或糖原的过程 （二）过程
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糖异生主
要途径和
关键反应 果糖二磷酸
(酯)酶
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
己糖激酶
葡萄糖
6-磷酸果糖
磷酸 果糖 激酶
1，6-二磷酸果糖
葡萄糖6-磷酸酶