糖异生途径如何解释

2017-12-14 - 糖异生

糖异生:又称为葡糖异生.由简单的非糖前体(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为糖(葡萄糖或糖原)的过程.糖异生不是糖酵解的简单逆转.虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的七步进似平衡反应的逆反应,但还必需利用另外四步酵解中不曾出现的酶促反应,绕过酵解过程中不可逆的三个反应.

糖异生途径

糖异生保证了机体的血糖水平处于正常水平.糖异生的主要器官是肝.肾在正常情况下糖异生能力只有肝的十分之一,但长期饥饿时肾糖异生能力可大为增强.

非糖物质(如丙酮酸 乳酸 甘油 生糖氨基酸等)转变为葡萄糖的过程. 在糖异生时必须绕过这三步反应,代价是更多的能量消耗. 这三步反应都是强放热反应,它们分别是: 1 葡萄糖经己糖激酶催化生成6磷酸葡萄糖 ΔG= -33.

糖异生途径

5 kJ/mol 2 6磷酸果糖经磷酸果糖激酶催化生成1,6二磷酸果糖ΔG= -22.2 kJ/mol 3 磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶生成丙酮酸 ΔG= -16.7 kJ/mol 这三步反应会这样被绕过 1 葡萄糖6磷酸酶催化6磷酸葡萄糖生成葡萄糖 2 果糖1,6二磷酸酶催化1,6二磷酸果糖生成6磷酸果糖.

糖异生途径

3 此过程由两个反应组成,第一个反应由丙酮酸羧化酶催化,辅酶是生物素,反应消耗1分子ATP.

第二个反应由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化,反应消耗1分子GTP. 由于丙酮酸羧化酶仅存在于线粒体内,故胞液中的丙酮酸必须进入线粒体,才能羧化生成草酰乙酸.而磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在线粒体和胞液中都存在,因此草酰乙酸可在线粒体中直接转变为磷酸烯醇式丙酮酸再进入胞液,也可在胞液中被转变成磷酸烯醇式丙酮酸.

糖异生途径

但是,草酰乙酸不能直接透过线粒体,需借助两种方式将其转运入胞液:一种是经苹果酸脱氢酶作用,将其还原成苹果酸,然后再通过线粒体膜进入胞液,再由胞液中苹果酸脱氢酶将苹果酸脱氢氧化为草酰乙酸而进入糖异生反应途径.

糖异生途径

另一种方式是经谷草转氨酶作用,生成天冬氨酸后再逸出线粒体,进入胞液的天冬氨酸再经胞液中谷草转氨酶的催化而恢复生成草酰乙酸.

有实验表明,以丙酮酸或能转变成丙酮酸的某些生糖氨基酸作为原料异生成糖时,以苹果酸通过线粒体方式进行糖异生;而乳酸进行糖异生反应时,常在线粒体生成草酰乙酸后,再转变成天冬氨酸而进入胞液.

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