糖代谢简述
一、基础知识:
(一)糖的无氧酵解途径(糖酵解途径):
1.概念:在无氧情况下,葡萄糖分解生成乳酸的过程。它是体内糖代谢最主要的途径。
2.反应过程:糖酵解分三个阶段。
(1)第一阶段:
葡萄糖→1,6-果糖二磷酸。
① 葡萄糖磷酸化成为葡萄糖-6-磷酸,由己糖激酶催化。为不可逆的磷酸化反应,消耗1分子ATP。
②葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸,磷酸己糖异构酶催化。
③果糖-6-磷酸磷酸化,转变为1,6-果糖二磷酸,由6磷酸果糖激酶催化,消耗1分子ATP。是第二个不可逆的磷酸化反应。是葡萄糖氧化过程中最重要的调节点。
(2)第二阶段:裂解阶段。1,6-果糖二磷酸→2分子磷酸丙糖(磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛)。醛缩酶催化,二者可互变,最终1分子葡萄糖转变为2分子3-磷酸甘油醛。
(3)第三阶段:氧化还原阶段。
①3-磷酸甘油醛的氧化和NAD+的还原,由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化,生成1,3-二磷酸甘油酸,产生一个高能磷酸键,同时生成NADH用于第七步丙酮酸的还原。
②1,3-二磷酸甘油酸的氧化和ADP的磷酸化,生成3-磷酸甘油酸和ATP。磷酸甘油酸激酶催化。
③3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸。
④2-磷酸甘油酸经烯醇化酶催化脱水,生成具有一个高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。
⑤磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶催化将高能磷酸键转移给ADP,生成丙酮酸和ATP,为不可逆反应。
⑥烯醇式丙酮酸与酮式丙酮酸。
⑦丙酸酸还原生成乳酸。
1分子的葡萄糖通过无氧酵解可净生成2个分子ATP,这一过程全部在胞浆中完成。
3.生理意义
(1)是机体在缺氧/无氧状态获得能量的有效措施。
(2)机体在应激状态下产生能量,满足机体生理需要的重要途径。
(3)糖酵解的某些中间产物是脂类、氨基酸等的合成前体,并与其他代谢途径相联系。
依赖糖酵解获得能量的组织细胞有:红细胞、视网膜、角膜、晶状体、睾丸等。
(二)糖的有氧氧化途径:
1.概念:葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的过程,是糖氧化的主要方式。
2.反应过程:可分为两个阶段。
第一阶段(胞液反应阶段):糖酵解产物NADH不用于还原丙酮酸生成乳酸,二者进入线粒体氧化。
第二阶段(线粒体中反应阶段):
(1)丙酮酸经丙酮酸脱氢酶复合体氧化脱羧生成乙酰CoA,是关键性的不可逆反应。
(2)三羧酸循环:是在线粒体内进行的系列酶促反应,从乙酰CoA和草酰乙酸缩合成柠檬酸到草酰乙酸的再生,构成一次循环过程,其间共进行四次脱氢氧化产生2分子CO2,脱下的4对氢,经氧化磷酸化生成H2O和ATP。
三羧酸循环的特点是:
①从柠檬酸的合成到α-酮戊二酸的氧化阶段为不可逆反应,故整个循环是不可逆的。
②在循环运转时,其中每一成分既无净分解,也无净合成。
③三羧酸循环氧化乙酰CoA的效率取决于草酰乙酸的浓度。
④每次循环所产生的NADH和FADH2都可通过与之密切联系的呼吸链进行氧化磷酸化以产生ATP。
⑤该循环的限速步骤是异柠檬酸脱氢酶催化的反应。
(3)氧化磷酸化:线粒体内膜上分布有紧密相连的两种呼吸链,即NADH呼吸链和琥珀酸呼吸链。1分子葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O,可生成36或38个分子的ATP。
3.生理意义:
有氧氧化是糖氧化供能的主要方式。
(三)糖原的合成途径:
糖原是动物体内糖的储存形式,是葡萄糖通过α-1,4糖苷键和α-1,6糖苷键相连而成的具有高度分枝的聚合物。
糖原是可以迅速动用的葡萄糖储备。
糖原合成酶是糖原合成中的关键酶,受G-6-P等多种因素调控。葡萄糖合成糖原是耗能的过程,合成1分子糖原需要消耗2个ATP。
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