糖的分解代谢
(一)糖酵解的
基本途径、关键
酶和生理意义[记忆处方]糖酵解中关键酶和消耗(或者生成)ATP的都是激酶。
1.供氧不足时,3-磷酸甘油醛脱下:NADH+H+的氢不能传递给氧生成水和能量,而由丙酮酸接受,丙酮酸接氢则被还原成乳酸。
2.乳酸是糖酵解的最终产物。
3.糖酵解的关键酶是己糖激酶(肝内为葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶。三种酶是糖酵解途径的限速酶,决定着糖酵解的速度和方向。
4.糖酵解的生理意义在于当机体缺氧或进行剧烈运动导致肌肉血流相对不足时,能量主要通过糖酵解获得。
5.成熟红细胞没有线粒体,需完全依靠糖酵解供应能量。
6.神经、白细胞、骨髓等组织细胞代谢极为活跃,在有氧情况下也常由糖酵解提供部分能量。
无氧氧化反应步骤(糖酵解:缺氧的情况下,葡萄糖生成乳酸的过程)酶ATP第1阶段(生成2个磷酸丙糖,耗能阶段)①葡萄糖被磷酸化成为6-磷酸葡萄糖己糖激酶或葡萄糖激酶(肝)(第一个关键酶)-1②6-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸果糖③6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-Ⅰ(第二个关键酶)-1④1,6-二磷酸果糖裂解成2个磷酸丙糖(磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛,两者可以互换)⑤磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛同分异构第二阶段(由磷酸丙糖转变成丙酮酸,缺氧时候,生成乳酸,产能阶段)⑥2×(3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸)3-磷酸甘油醛脱氢酶NAD+可以生成2×3或2×2⑦2 ×(1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸)磷酸甘油酸激酶2×1⑧3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸⑨2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸⑩2 ×(磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸)丙酮酸激酶(第三个关键酶)2×1
(二)糖有氧氧化的基本途径及供能第一阶段:葡萄糖在胞液经糖酵解途径分解成丙酮酸。
第二阶段:丙酮酸由胞液进入线粒体,氧化脱羧生成乙酰CoA。
第三阶段:在线粒体内,乙酰CoA进入三羧酸循环被彻底氧化。
1.葡萄糖分解成丙酮酸,反应步骤同糖的无氧酵解,反应过程中生成的NADH+H+被转运进线粒体,通过呼吸链将其中的2个氢氧化成水,并生成ATP。
2.丙酮酸的氧化脱羧,生成乙酰CoA。此反应由丙酮酸脱氢酶复合体催化。
3.乙酰CoA进入三羧酸循环被彻底氧化。
(一)乙酰CoA和草酰乙酸缩合成柠檬酸,反应由柠檬酸合酶催化。
(二)柠檬酸转变成异柠檬酸。
(三)异柠檬酸转变成α-酮戊二酸,反应由异柠檬酸脱氢酶催化。
(四)α-酮戊二酸氧化脱羧生成含有高能硫酯键的琥珀酰CoA,反应由α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化。
(五)琥珀酰CoA转变为琥珀酸,琥珀酰CoA的高能硫酯键水解,生成GTP,反应可逆。是底物水平磷酸化的又一例子。
(六)琥珀酸脱氢生成延胡索酸,由琥珀酸脱氢酶催化,辅酶是FAD。
(七)延胡索酸生成苹果酸。
(八)苹果酸生成草酰乙酸和NAD++H+。
三羧酸循环的关键酶是:柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶复合体
(三)三羧酸循
环的生理意义1.三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质三大物质最终氧化的共同途径;是糖、脂肪、某些氨基酸代谢联系和互变的枢纽;是体内产生CO2和能量的主要机制之一。
2.1克分子乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化可生成12克分子ATP,1克分子葡萄糖在体内经有氧氧化彻底分解可净生成36或38克分子ATP。
反应辅酶ATP第一阶段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖〖3〗-16-磷酸果糖→1,6双磷酸果糖〖3〗-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸NAD+2×3或2×22×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸〖3〗2×12×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸〖3〗2×1第二阶段2×丙酮酸→2×乙酰CoANAD+2×3第三阶段2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸NAD+2×32×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoANAD+2×32×琥珀酰CoA→ 2×琥珀酸〖3〗2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×22×苹果酸→2×草酰乙酸NAD+2×3 净生成38或36个ATP二、糖原的合成与分解
1.糖原是动物体内糖的储存形式。
2.肌糖原主要为肌肉收缩提供能量,肝糖原则是血糖的重要来源。
3.肝糖原
的合成(一)入肝的葡萄糖先在葡萄糖激酶的作用下磷酸化成为6-磷酸葡萄糖,再转变为1-磷酸葡萄糖。
(二)1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸(UTP)反应生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)。
(三)在糖原合酶的作用下,UDPG的葡萄糖基转移到糖原引物上形成糖苷键,使糖原增加一个葡萄糖单位。
(四)糖原合成限速酶是糖原合酶。
(五)是一个耗能过程。
4.肝糖原
的分解(一)从糖原分子上分解下1个葡萄糖基,生成1-磷酸葡萄糖。
(二)1-磷酸葡萄糖再转变为6-磷酸葡萄糖。
(三)经葡萄糖-6-磷酸酶催化,6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖释放入血。
(四)葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中,肌肉中缺乏此酶,所以只有肝和肾可补充血糖,而肌糖原不能分解成葡萄糖。
(五)糖原的分解的限速酶是磷酸化酶。