1、8.4 8.4 葡萄糖異生葡萄糖異生（gluconeogenesis）以非糖物質為前體合成葡萄糖以非糖物質為前體合成葡萄糖 8.4.1 8.4.1 糖異生的反應途徑糖異生的反應途徑 （乳酸）（乳酸） 部位：部位：肝臟肝臟 克服糖酵解中克服糖酵解中3 3個不可逆步驟個不可逆步驟草酰乙酸丙酮酸丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 pep羧激酶羧激酶磷酸磷酸烯醇烯醇式丙式丙酮酸酮酸第一步：丙酮酸第一步：丙酮酸 pepconversion of pyruvate into phosphoenolpyruvate peppep羧激酶羧激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶線粒體基質線粒體基質丙酮酸羧化酶在線粒體中，受到丙酮酸

2、羧化酶在線粒體中，受到嚴格調控（乙酰嚴格調控（乙酰-coa-coa，atpatp）pep丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸丙酮酸pep丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶peppep羧激酶羧激酶乙酰乙酰coacoa刺激丙酮酸羧化酶活性，促進糖異生；atpatp抑制丙酮酸激酶（酵解），促進糖異生adpadp刺激酵解，抑制丙酮酸羧化酶；草酰乙酸不能通過線粒體內膜草酰乙酸不能通過線粒體內膜草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸（穿膜）天冬氨酸（穿膜） 草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸 蘋果酸蘋果酸（穿膜）（穿膜） 草酰乙酸草酰乙酸線粒體線粒體胞液胞液谷草轉氨酶谷草轉氨酶谷草轉氨酶谷草轉氨酶線粒體線粒體胞液胞液蘋果酸脫氫

3、酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶磷酸烯醇式丙磷酸烯醇式丙酮酸逆行至酮酸逆行至1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖第第2步步 葡萄糖葡萄糖 糖原糖原（淀粉）（淀粉） atp 己糖激酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖變位酶 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖 異構酶 6-磷酸果糖磷酸果糖 atp 磷酸果糖激酶 16二磷酸果糖二磷酸果糖 醛縮酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮活化g= -7.5kcal/mol(不可逆不可逆)異構g= -0.6kcal/mol(可逆可逆)二次活化g= -5.0kcal/mol(不可逆不可逆)裂解g= -0.3kcal/mol(可逆可逆) 磷酸化

4、酶 磷酸adpadp水解酶催化水解酶催化oohohch2ch2ohopp6-磷酸果糖磷酸果糖ppoohohch2ch2oop1，6-二磷二磷酸果糖酸果糖水解水解酶水解作用酶水解作用第第3步步底物循環（底物循環（substrate cycle） 作用物的互變反應分別由作用物的互變反應分別由不同的酶不同的酶催化其催化其單向反應，這種互變循環稱之為底物循環。單向反應，這種互變循環稱之為底物循環。當兩種酶活性相等時，則不能將代謝向前當兩種酶活性相等時，則不能將代謝向前推進，稱之為推進，稱之為無效循環（無效循環（futile cycles）。第一個底物循環：第一個底物循環：a at tp pa ad d

5、p ph h2 2o oa am mp p糖糖異異生生f f- -6 6- -p pf f- -1 1, ,6 6- -b bp pp pi i6 6- -磷磷酸酸果果糖糖激激酶酶- -1 1果果糖糖二二磷磷酸酸酶酶- -1 1f f- -2 2, ,6 6- -b bp p( (+ +) )( (- -) )糖糖酵酵解解己糖激酶己糖激酶g-6-p磷酸酶磷酸酶 g-6-p 葡萄糖葡萄糖才第二個底物循環：第二個底物循環：a at tp pa ad dp ph h2 2o oa am mp p糖糖異異生生f f- -6 6- -p pf f- -1 1, ,6 6- -b bp pp pi i6

6、6- -磷磷酸酸果果糖糖激激酶酶- -1 1果果糖糖二二磷磷酸酸酶酶- -1 1f f- -2 2, ,6 6- -b bp p( (+ +) )( (- -) )糖糖酵酵解解才第三個底物循環：第三個底物循環：adpatpa al la a糖異生pep丙酮酸f f- -1 1, ,6 6- -b bp p(+)丙丙酮酮酸酸激激酶酶草酰乙酸丙丙酮酮酸酸羧羧化化酶酶p pe ep p羧羧激激酶酶乙酰coa(+)(-)(-)才丙酮酸通過糖異生形成一個丙酮酸通過糖異生形成一個g，消耗多少個，消耗多少個atp？ 2 2丙酮酸 葡萄糖l2 2丙酮酸 2 2pep：2 atp2 2=4l2 23-p-甘油

7、酸 2 21,3-bp-甘油酸：12 2=2l共計6分子atp哪些物質可以通過糖異生途徑形成糖原？凡能轉變成糖代謝中間產物的物質凡能轉變成糖代謝中間產物的物質乳酸回爐再造解毒、節能饑餓狀態下氨基酸、甘油維持血糖濃度纖維素有機酸微生物發酵微生物發酵糖異生糖異生葡萄糖糖原 8.4.2 8.4.2 糖異生的生理意義糖異生的生理意義（1） 饑餓狀態下維持饑餓狀態下維持血糖濃度血糖濃度恒定恒定（2） 調節調節酸堿平衡酸堿平衡（3） 回收回收乳酸乳酸分子中的能量分子中的能量（4）使氨基酸生糖）使氨基酸生糖 葡萄糖葡萄糖 產生的乳酸產生的乳酸 轉運至肝轉運至肝經經糖異生糖異生作用生成葡萄糖，轉運至肌肉組織加

8、以作用生成葡萄糖，轉運至肌肉組織加以利用，這一過程稱為乳酸循環（利用，這一過程稱為乳酸循環（cori循環循環）。）。酵解酵解血循環血循環乳酸循環（乳酸循環（coricori循環）循環）肌肉肌肉肝肝g丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸糖酵解糖酵解nadh+h+nad+乳酸乳酸乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸gnad+nadh+h+g糖異生糖異生血液血液乳酸循環是肝和乳酸循環是肝和肌肉組織肌肉組織中酶特點所致中酶特點所致 生理意義：避免損失乳酸；防止酸中毒；生理意義：避免損失乳酸；防止酸中毒； 乳酸循環是耗能的過程，乳酸循環是耗能的過程，2 2分子乳酸異生分子乳酸異生為葡萄糖需消耗為葡萄糖需消耗6 6分子分子atpatp。

9、8.5 8.5 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑（pentose phosphate pathway ppp） 磷酸己糖磷酸己糖支路支路 己糖單磷酸途徑己糖單磷酸途徑 戊糖戊糖支路支路 戊糖磷酸循環戊糖磷酸循環2磷酸戊糖磷酸戊糖途徑途徑細胞質中細胞質中8.5.1 磷酸戊糖途徑的主要反應磷酸戊糖途徑的主要反應5-磷酸核糖核糖5-磷酸木酮糖木酮糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖酵酵解解6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸酸 nadp+nadph+h+5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 nadp+nadph+h+co2 27 7-磷酸景天庚酮糖景天庚酮糖3-磷酸甘油醛甘油醛6 6-磷酸果糖酸果糖4-磷酸赤

10、蘚糖赤蘚糖3-磷酸甘油醛甘油醛 氧化階段氧化階段(脫碳產能脫碳產能)非氧化階段非氧化階段(重組重組)c5c5c3c7c6c4c3c6+c3c7+c5c42nadph生物氧化生物氧化o25atp + 2h2o6 6-磷酸果糖酸果糖 氧化階段氧化階段(脫碳產能脫碳產能)6-6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖脫氫酶糖脫氫酶6-6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖酸糖酸內酯內酯6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖水解水解looks familiar?6-6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖酸脫氫酶糖酸脫氫酶5-5-磷酸磷酸核酮糖核酮糖6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸5-5-磷酸磷酸核糖核糖從五從五c c糖重新生成糖重新生成6c 6c 糖糖非氧化階段

11、非氧化階段(重組重組)5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖轉酮酶轉酮酶轉酮酶轉酮酶轉醛酶轉醛酶two similar reactions in glycolysis：6-p-g 6-p-f；3-p-甘油酸甘油酸 2-p-甘油酸甘油酸核酮糖核酮糖 5-5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖 5-5-磷酸磷酸差向異構酶差向異構酶酶作用酶作用酮糖上的二酮糖上的二c c基團被轉到醛糖上，基團被轉到醛糖上，tpptpp酮糖上的三酮糖上的三c c基團被轉到醛糖上，沒有輔酶基團被轉到醛糖上，沒有輔酶donor acceptor(ketose) (aldose) 景天庚酮糖景天庚酮糖赤蘚糖赤蘚糖轉醛酶轉醛酶 tpp轉酮酶轉酮酶do

12、nor(ketose) acceptor(aldose)酮糖上的二酮糖上的二c c基團被轉到醛糖上，基團被轉到醛糖上，tpptpp6(6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖)+6o2 6(5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖)+6co2+6h2o+30atp每循環一次，生成每循環一次，生成2 2個個nadph+hnadph+h+ +/6/6分子分子atpatp1 1分子分子g g循環循環6 6次完全分解，產生次完全分解，產生3030個個atpatp葡萄糖活化為葡萄糖活化為g-6-pg-6-p，消耗，消耗1 1個個atpatp葡萄糖葡萄糖+o2 6co2+6h2o+29atp8.5.2 8.5.2 戊糖磷酸途徑的生理意義

13、戊糖磷酸途徑的生理意義（1 1） 產能（產能（atpatp）不不通過糖酵解通過糖酵解（2 2） 是是聯系聯系3c3c、4c4c、5c5c、7c7c糖代謝糖代謝的途徑的途徑（3 3） nadphnadph為許多物質的合成為許多物質的合成提供還原力提供還原力（4 4） 維護紅細胞及維護紅細胞及含巰基蛋白含巰基蛋白的正常功能的正常功能（5 5） 磷酸核糖用于磷酸核糖用于dnadna、rnarna的合成的合成 木酮糖參與光合作用固定木酮糖參與光合作用固定coco2 2 各種單糖用于合成各類多糖各種單糖用于合成各類多糖 機體可調控機體可調控5-磷酸核糖磷酸核糖和和nadphnadph的量的量a a、機體需要、機體需要5-磷酸核糖磷酸核糖nadphnadph g-6-p f-6-p f-1,6-二磷酸二磷酸 甘油醛甘油醛-3-p f-6-p和和甘油醛甘油醛-3-p轉為轉為5