糖代謝復習筆記
1. 糖除了供能外,還有何功用?
糖類不只是能量的來源,它也是組織細胞的重要組成成分,如,核酸,蛋白聚糖,糖蛋白,糖脂等。
2. 葡萄糖是如何在缺氧條件下轉變為乳酸?有什么意義?
葡萄糖在糖酵解途徑中產生的還原當量(NADH+H+)要重新氧化為NAD+,酵解才能繼續進行。因為細胞中NAD+含量甚微。因此,缺氧條件下,丙酮酸可以作為氫受體,接受氫后轉變為乳酸從而再生NAD+。這樣以來,糖酵解才可以繼續進行下去。
在劇烈運動中,肌肉供氧不足,酵解作用是重要的產能手段,而積累在肌肉中的乳酸可由血液運至肝中變為葡萄糖。無氧酵解雖然僅利用葡萄糖所儲存能量的一小部分。但這種釋能方式很迅速,對肌肉收縮很重要,此外,像視網膜,紅細胞及腦等細胞組織,即使在有氧情況下也要產生一些乳酸,其中紅細胞因無線粒體則更依賴于酵解供能。
3. 試述丙酮酸脫氫酶復合體的組成和催化作用?受什么因素調節?
丙酮酸脫氫酶復合體由3個不同的酶組成(丙酮酸脫氫酶、二氫硫辛酰胺轉乙酰酶、二氫硫辛酰胺脫氫酶)。有TPP,FAD,硫辛酸和NAD+和CoA參加。 這個酶催化的是不可逆反應。也是調節酶,受別位效應物和化學修飾調控。
4. TAC中有幾個調節酶?他們分別受什么物質調節?他們催化哪些反應?
TAC中有四個調節酶,丙酮酸脫氫酶復合體(不屬于TAC中的,是丙酮酸向乙酰CoA轉化的一個步驟),檸檬酸合酶,異檸檬酸脫氫酶和α酮戊二酸脫氫酶復合體是關鍵的調節酶。
丙酮酸脫氫酶復合體(催化丙酮酸到乙酰CoA的轉化)受其催化產物ATP,乙酰CoA和NADH,脂肪酸的有力抑制; 受AMP,NAD+,CoA,Ca2+的激活。
檸檬酸合酶(催化乙酰CoA到檸檬酸的轉化): 受NADH, 琥珀酰CoA,檸檬酸和ATP的抑制, 受ADP激活。
異檸檬酸脫氫酶(催化異檸檬酸到α酮戊二酸的轉化): 受ATP,NADH抑制,受Ca2+和ADP激活。 α酮戊二酸(催化α酮戊二酸向琥珀酰CoA的轉化): 受琥珀酰CoA, NADH的抑制; 受Ca2+的激活。
5. 何謂磷酸戊糖途徑?如何反應?有何生理意義?
葡萄糖的主要代謝途徑是糖酵解,還有其他的代謝方式,例如磷酸戊糖途徑,這途徑產生磷酸戊糖和NADPH。
6-磷酸葡萄糖+NADP+ ====6磷酸葡萄糖酸內酯+NADPH+H+
6-磷酸葡萄糖酸內酯+H2O ====6-磷酸葡萄糖酸
6-磷酸葡萄糖酸+NADP+ ====5-磷酸核酮糖+CO2+NADPH+H+
5-磷酸核酮糖 ----5-磷酸核糖
在一些組織中,磷酸戊糖途徑就止于此處,總的結果是:
6-磷酸葡萄糖+2 NADP++H2O ====5-磷酸核糖 +CO2+2 NADPH+ 2H+
生理意義:戊糖途徑產生的磷酸戊糖核、NADPH都可供核酸和其它物質的合成。
6. 試述肝如何合成糖原,又如何分解糖原?受什么因素調節?
糖原是動物儲存糖的形式,肝臟和肌肉是儲存糖原的主要地方,肝儲存糖原主要是用于維持血糖濃度,供應全身利用,而肌糖原是供予肌肉本身產生ATP作收縮用。
糖原的分解:
糖原+ Pi2- ====1-磷酸葡萄糖 + 糖原(降解了一個G) 糖原磷酸化酶催化α[1-4]糖苷鍵的磷酸解。
1-磷酸葡萄糖====6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖+H2O====葡萄糖+Pi2-
糖原的合成:
葡萄糖+ATP====6-磷酸葡萄糖+ADP
6-磷酸葡萄糖====1-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖+ UTP====UDP-G + PPi
UDP-G+ 葡萄糖n====(葡萄糖)n+1 + UDP
分支鏈的形成:當糖原合酶以α1====4糖苷鍵延伸直到長度達11個葡萄糖基后,分支酶可將約7個葡萄糖殘基的一段鏈轉移到鄰近糖鏈上以α1====6糖苷鍵連接。
糖原的合成合代謝的調節:
糖原分解代謝途徑的糖原磷酸化酶和糖原合成途徑中的糖原合酶都是催化不平衡的反應。這兩個酶是各自代謝途徑的調節酶。
1,糖原磷酸化酶 受別構效應物和共價修飾調節。
2,糖原合酶 別構調節和共價修飾調節。
cAMP(由腺苷酸環化酶催化ATP而來)是調節糖原磷酸化酶和糖原合酶的重要細胞內信號。細胞內cAMP的增高通過兩種不同的機制激活糖原磷酸化酶,也同樣通過這兩種機理抑制糖原合酶。
7. 非糖物質如何轉變為糖?有哪些酶最值得注意?
從非糖物質形成葡萄糖成為糖異生作用。所利用的非糖物質包括各種氨基酸/乳酸,丙酮酸,丙酸和甘油。這些物質的碳成為葡萄糖的碳。對于那些首先以葡萄糖為代謝供能的細胞和組織,如腦,紅細胞,腎髓質,眼球晶狀體等血糖濃度的維持,在空腹期間,就要依賴于糖異生。肝是糖異生的重要器官,擔當維持血糖濃度的重任。(糖異生是采用的不同的酶繞過酵解中的不可逆反應途徑。)從乳酸開始的糖異生見如下: 線粒體中:
乳酸(脫氫)+乳酸脫氫酶====丙酮酸+NADH(乳酸脫氫酶,胞液中)
丙酮酸+ATP4-+HCO3-====草酰乙酸+ADP3-+Pi2-+H+(丙酮酸羧化酶)
草酰乙酸+GTP4-====磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)(磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶)
磷酸烯醇式丙酮酸轉移至胞液(胞液中糖異生)
下列是在胞液中:
PEP==2-磷酸甘油酸==3-磷酸甘油酸====1,3二磷酸甘油酸====3-磷酸甘油醛====1,6-二磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖+H2O====6-磷酸果糖+Pi2-
6-磷酸果糖====6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖+ H2O====葡萄糖+ Pi2-
糖異生有幾個調節位置,即調節參與不可逆反應的4個酶: 丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,果糖二磷酸酶和葡萄糖磷酸酶(去磷酸化)。
8. 試述ATP, AMP, NAD+,如何影響糖的代謝的?
糖代謝產生ATP,NADH,這些物質的產生是抑制糖酵解的。
一般來說,對糖異生途徑調節酶起激活作用的別構效應物,對酵解途徑的調節酶就是抑制作用的。
ATP增高伴隨AMP下降就有利于糖異生;缺氧,缺乏脂肪酸氧化以及氧化磷酸化作用受到抑制或解偶聯時,ATP濃度下降,AMP活性升高,糖異生關閉,酵解打開。NAD+的增高有利于糖酵解的進行,反之,就益于糖異生。
激素調節糖異生作用對維持機體的穩恒狀態十分重要,激素對糖異生的調節實際上是調節異生和酵解這兩個途徑的調節酶以及調節供應給肝的脂肪酸。胰高血糖素促進脂肪組織分解脂肪,增加血漿脂肪酸,也就促進糖異生; insulin的作用正好相反。 胰高血糖素和胰島素都可以通過影響肝內酶的磷酸化修飾狀態而調節糖異生作用。胰高血糖素通過cAMP促進雙供能酶(6磷酸果糖激酶2和果糖-2,6-二磷酸酶)的磷酸化。
9. 血糖有哪些來源?哪些去路?有哪些激素在維持血糖濃度上有重要影響?他們是如何調節血糖濃度的?
血糖(正常情況下700~1100mg/l)來源:
1、 餐后從小腸吸收葡萄糖多了,血糖濃度升高;
2、 肝糖原分解;
3、 非糖物質糖異生。
血糖去路:
1、 糖原合成:飽食后,機體將血液中多余的葡萄糖以糖原的形式儲存起來;
2、 葡萄糖供機體(大腦等組織)作能量消耗用,氧化為CO2和水;
3、 磷酸戊糖途徑中葡萄糖轉變為5-磷酸核糖和NADPH;
4、 葡萄糖酵解產生的乙酰CoA可轉化為脂肪和氨基酸,在機體中儲存起來。
在血糖濃度維持上有這樣一些激素:胰島素, 胰高糖素,腎上腺素, 腎上腺皮質醇。下面分別介紹一下這些激素是如何調節血糖濃度的。
A 胰島素 胰腺β細胞分泌。它的分泌受血糖的控制。血糖升高立即引起它的分泌, 血糖降低的的話insulin也隨之降低。insulin是體內唯一降血糖的激素。
1,促進肌肉,脂肪細胞載體轉運葡萄糖入內,
2, 糖原磷酸化酶活性降低(通過對蛋白激酶A的抑制); 糖原合酶的活性升高(激活糖原合酶脫磷酸酶),加速肝,肌肉糖原的合成,
3,通過第二信使間接激活丙酮酸脫氫酶(丙酮酸從胞液到乙酰CoA的反應,部位是線粒體),加速丙酮酸氧化脫羧成為乙酰CoA,
4, 抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性, 促進氨基酸進入肌肉合成蛋白質,從而降低糖異生。降低血糖。
5, 減少脂肪組織動員脂肪酸,促進糖有氧氧化。
B 胰高血糖素 胰腺α細胞分泌的。 升高血糖, 與胰島素的作用相反,insulin和胰高血糖素相反。
C 腎上腺素 迅速而有力的升高血糖的激素。它是通過與肝和肌肉細胞膜受體結合而激活磷酸化酶,產生級聯效應, 加快糖原分解,肝釋放出葡萄糖, 肌肉輸出乳酸供肝異生。這在應激時起作用。
D 腎上腺皮質醇 促進肌肉蛋白分解, 運送至肝進行糖異生(饑餓時),抑制肝外組織攝取葡萄糖,從而使血糖升高。
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