基础生化 糖代谢.docx

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基础生化糖代谢

第四章糖代谢

第一节　概述

一、代谢的基本概念（BasisconceptsofMetabolism）

机体内的化学反应是在酶的催化下完成的。

在细胞内这些反应不是相互独立的，而是相互联系的，一个反应的产物可能就是下一个反应的底物，这样构成一连串的反应，称之为代谢途径（pathway），由不同的代谢途径相互交叉构成一个有组织有目的的化学反应网络（network），称为代谢（metabolism）。

体内的代谢途径主要分为两类：

一类是由大分子（多糖、蛋白、脂类等）不断降解为小分子（如CO2，NH3，H2O）的过程称之为分解代谢（catabolism）；另一类是由小分子（如氨基酸等）生成大分子（如蛋白质）的过程称之为合成代谢（anabolism）。

分解代谢主要分三个阶段进行：

第一阶段是由复杂的大分子分解为物质基本组成单位的过程，即糖、脂肪和蛋白质降解生成葡萄糖、脂肪酸、甘油和氨基酸；

第二阶段是由这些基本分子转变为代谢中间产物，即活泼的二碳化合物的过程，如上述葡萄糖、氨基酸和脂肪酸等降解为乙酰CoA，这期间有少量能量的释放，生成ATP；

第三阶段是乙酰CoA氧化生成CO2和H2O的过程，这期间生成的NADH，FADH2通过氧化磷酸化过程，生成大量ATP。

合成代谢一般不是分解代谢简单的逆向反应，而是由不同酶催化的，通常需要消耗ATP，还原供氢体多为NADPH。

很显然，分解代谢是一个发散的过程（divergentprocess），而合成代谢是一个集合过程（convergentprocess）。

在正常的机体内，代谢受着严格的调控（regulation），处在动态平衡状态中，这种调节主要是通过各种代谢途径中关键的限速酶的活性变化来实现的。

调控发生在两个水平上：

一个是细胞内水平，主要由代谢底物、产物的多少来完成；第二个是整体水平，主要通过神经－内分泌系统来实现。

二、糖的生理功能

1.糖普遍存在于动物各组织中，它是构成细胞的组成成份；

2.供能，70%的能量来源于糖的分解；

3.碳源，糖分解过程中形成的中间产物可以提供合成脂类和蛋白质等物质所需要的碳架。

三、糖的消化吸收

或易化扩散

四、糖代谢的概况

糖代谢主要是指葡萄糖在体内的一系列复杂的化学反应，包括：

糖的无氧分解，糖的有氧氧化，磷酸戊糖途径，糖异生，糖原的合成与分解，血糖等。

第二节　糖的无氧分解

糖的无氧分解是指体内组织在无氧情况下，细胞液中的葡萄糖分解生成乳酸和少量ATP的过程。

由于EmbdenMeyerhof和Parnas等人对该途径的研究贡献较大，故又称为EMP途径。

这一途径与酵母菌使糖生醇发酵的过程相似，因而又称为糖酵解。

一、糖酵解的反应过程

（一）磷酸己糖的生成

1、己糖激酶催化葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸

2、磷酸己糖异构酶催化葡萄糖-6-磷酸生成果糖-6-磷酸

3、磷酸果糖激酶催化果糖-6-磷酸生成果糖-1,6-二磷酸

（二）磷酸丙糖的生成

1.醛缩酶催化果糖-1,6-二磷酸生成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛

2.磷酸丙糖异构酶催化磷酸二羟丙酮生成3-磷酸甘油醛

（三）3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸并释放能量

1、3-磷酸甘油醛脱氢酶催化3-磷酸甘油醛生成1,3-二磷酸甘油酸

2、磷酸甘油酸激酶催化1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸

3、磷酸甘油酸变位酶催化3-磷酸甘油酸生成2-磷酸甘油酸

4、烯醇化酶催化2-磷酸甘油酸生成磷酸烯醇式丙酮酸

5、丙酮酸激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸

烯醇式丙酮酸化学性质不稳定，可经分子重排而变为丙酮酸。

（四）丙酮酸去向

1.生成乳酸

总反应式：

葡萄糖+2ADP+2Pi2乳酸+2ATP+2H2O

2.生成乙醇

总反应式：

葡萄糖＋2Pi＋2ADP＋2H＋2乙醇＋2CO2＋2ATP＋2H2O

二、糖酵解的能量计算

消耗ATP的步骤:

葡萄糖G-6-P-1

F-6-P1,6-DP-1

生成ATP的步骤：

2X1,3-二磷酸甘油酸2X3-磷酸甘油酸2

2X磷酸烯醇式丙酮酸2X烯醇式丙酮酸2

净生成ATP:

2

三、糖酵解调节

（一）磷酸果糖激酶的调节（最重要的调节酶）

磷酸果糖激酶的抑制因子：

ATP、柠檬酸。

磷酸果糖激酶的活化因子：

ADP/AMP、果糖-2，6-二磷酸。

（二）丙酮酸激酶的调节

1，6-二磷酸果糖是丙酮酸激酶的变构激活剂，ATP则有抑制作用。

在肝内丙氨酸也有变构抑制作用。

丙酮酸激酶还受共价修饰方式调节。

依赖cAMP的蛋白激酶和依赖Ca2+、钙调蛋白的蛋白激酶均可使其磷酸化失活。

胰高血糖素可以通过cAMP抑制丙酮酸激酶活性。

（三）己糖激酶的调节

己糖激酶的调节作用不及前两者重要。

己糖激酶受其反应产物6-磷酸葡萄糖的反馈抑制。

四、糖酵解的生理意义

（1）糖酵解在所有生物体中普遍存在。

在无氧条件下，通过糖酵解过程生物体获得生命活动所需的能量。

（2）特定生理状态下（如剧烈运动）的一种获能方式。

（3）糖酵解途径虽然有三步反应是不可逆的，但其余反应均可逆，它为糖异生作用提供基本途径。

（4）糖酵解途径中形成多种中间产物，某些中间产物可作为合成其它物质的原料进入其它代谢途径，生成别的化合物。

第三节糖的有氧氧化

葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成CO2和H2O，并释放大量能量的反应过程称为糖的有氧氧化。

是糖在体内氧化供能的主要方式。

由于这个循环反应开始于乙酰CoA与草酰乙酸（oxaloacetate）缩合生成的含有三个羧基的柠檬酸，因此称之为三羧酸循环或柠檬酸循环（citricacidcycle）。

这一学说是由Krebs正式提出，故又称为Krebs循环。

一、有氧氧化的反应过程

（一）丙酮酸氧化成乙酰CoA

在有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA，后者可进入三羧酸循环彻底氧化。

丙酮酸的氧化脱羧是在线粒体中进行的。

催化此过程的是丙酮酸脱氢酶复合体，它由3种酶有机地组合在一起：

E1——丙酮酸脱氢酶。

催化丙酮酸的脱羧及脱氢，形成二碳单位乙酰基。

辅因子：

TPP、Mg2+。

E2——二氢硫辛酰胺转乙酰基酶。

催化二碳单位乙酰基转移。

辅因子：

硫辛酸。

E3——二氢硫辛酰胺脱氢酶。

催化还原型硫辛酸→氧化型。

辅因子：

FAD。

整个过程涉及到的6个辅因子：

TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2+等。

反应过程如下：

E1

E3

E2

（1）丙酮酸脱羧并形成羟乙基-TPP丙酮酸：

在Mg2+存在下首先与丙酮酸脱氢酶（E1）上的辅酶TPP结合，脱去羧基产生CO2，并形成羟乙基-TPP。

（2）羟乙基-TPP的羟乙基被氧化成乙酰基并与硫辛酰胺结合形成乙酰硫辛酰胺。

（3）乙酰硫辛酰胺上的乙酰基转移给辅酶A生成乙酰辅酶A后，硫辛酰胺接受氧化过程中的2个电子转变为还原型的二氢硫辛酰胺。

（4）还原型的二氢硫辛酰胺脱氢传递给FAD，生成FADH2和硫辛酰胺。

（5）在二氢硫辛酰胺脱氢酶催化下，FADH2上H转移给NAD+，形成NADH+H+。

上述反应中，除了由丙酮酸脱羧酶所催化的反应不可逆外，其他均为可逆反应。

因此，整个酶体系催化的反应不可逆行。

丙酮酸脱羧酶是该酶系的关键酶。

（二）乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化

1.柠檬酸的生成

由柠檬酸合成酶催化乙酰CoA与草酰乙酸缩合为柠檬酸。

柠檬酸合成酶是三羧酸循环中的第一个关键酶，它催化乙酰CoA的硫酯健加水分解放出能量促进缩合反应。

2.异柠檬酸形成

柠檬酸的叔醇基不易氧化，转变成异柠檬酸而使叔醇变成仲醇，就易于氧化，此反应由顺乌头酸酶催化，为可逆反应。

3.异柠檬酸被氧化、脱羧生成α-酮戊二酸

在异柠檬酸脱氢酶作用下，异柠檬酸的仲醇氧化成羰基，生成草酰琥珀酸的中间产物，后者在同一酶表面，快速脱羧生成α-酮戊二酸、NADH和CO2，此反应为β-氧化脱羧，此酶需要Mn2+作为激活剂。

此反应是不可逆的，是三羧酸循环中的限速步骤，ADP是异柠檬酸脱氢酶的激活剂，而ATP，NADH是此酶的抑制剂。

4.α-酮戊二酸脱羧生成琥珀酰CoA

在α-酮戊二酸脱氢酶系作用下，α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA、NADH+H+和CO2，反应过程完全类似于丙酮酸脱氢酶系催化的氧化脱羧，属于α氧化脱羧，氧化产生的能量中一部分储存于琥珀酰CoA的高能硫酯键中。

α-酮戊二酸脱氢酶系也由三个酶（α-酮戊二酸脱羧酶、硫辛酸琥珀酰基转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶）和五个辅酶（TPP、硫辛酸、HSCoA、NAD+、FAD）组成。

此反应也是不可逆的，α-酮戊二酸脱氢酶复合体受ATP、GTP、NAPH和琥珀酰CoA抑制，但其不受磷酸化/去磷酸化的调控。

5.琥珀酸的生成

在琥珀酸硫激酶的作用下，琥珀酰CoA的硫酯键水解，释放的自由能用于合成GTP，在细菌和高等生物可直接生成ATP，在哺乳动物中，先生成GTP，再生成ATP，此时，琥珀酰CoA生成琥珀酸和辅酶A。

6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸

琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化成为延胡索酸。

该酶结合在线粒体内膜上，而其他三羧酸循环的酶则都是存在线粒体基质中的，该酶含有铁硫中心和共价结合的FAD，来自琥珀酸的电子通过FAD和铁硫中心，然后进入电子传递链到O2，丙二酸是琥珀酸的类似物，是琥珀酸脱氢酶强有力的竞争性抑制物，所以可以阻断三羧酸循环。

7.延胡索酸的水化

延胡索酸酶仅对延胡索酸的反式双键起作用，而对顺丁烯二酸（马来酸）则无催化作用，因而是高度立体特异性的。

8.草酰乙酸再生

在苹果酸脱氢酶作用下，苹果酸仲醇基脱氢氧化成羰基，生成草酰乙酸，NAD+是脱氢酶的辅酶，接受氢成为NADH+H+。

三羰酸循环总结：

三羧酸循环中NADH的产生：

三羧酸循环中二氧化碳的产生：

三羧酸循环总反应：

乙酰（接下面的反应，调不上来）CoA+3NADH++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+3H++CoASH

二、三羧酸循环的特点：

1.CO2的生成，循环中有两次脱羧基反应，两次都同时有脱氢作用，但作用的机理不同，由异柠檬酸脱氢酶所催化的β氧化脱羧，辅酶是NAD+，它们先使底物脱氢生成草酰琥珀酸，然后在Mn2+或Mg2+的协同下，脱去羧基，生成α-酮戊二酸。

α-酮戊二酸脱氢酶系所催化的α氧化脱羧反应和前述丙酮酸脱氢酶系所催经的反应基本相同。

应当指出，通过脱羧作用生成CO2，是机体内产生CO2的普遍规律，由此可见，机体CO2的生成与体外燃烧生成CO2的过程截然不同。

2.三羧酸循环的四次脱氢，其中三对氢原子以NAD+为受氢体，一对以FAD为受氢体，分别还原生成NADH+H+和FADH2。

它们又经线粒体内递氢体系传递，最终与氧结合生成水，在此过程中释放出来的能量使ADP和Pi结合生成ATP，凡NADH+H+参与的递氢体系，每2H氧化成一分子H2O，生成2.5分子ATP，而FADH2参与的递氢体系则生成1.5分子ATP，再加上三羧酸循环中有一次底物磷酸化产生一分子ATP，那么，一分子CH3CO-SCoA参与三羧酸循环，直至循环终末共生成10分子ATP。

3.，乙酰CoA进入循环，与四碳受体分子草酰乙酸缩合，生成六碳的柠檬酸，在三羧酸循环中有二次脱羧生成2分子CO2，与进入循环的乙酰CoA中乙酰基的碳原子数相等，但是，以CO2方式失去的碳并非来自乙酰基的两个碳原子，而是来自草酰乙酸。

4.三羧酸循环的中间产物，从理论上讲，可以循环不消耗，但是由于循环中的某些组成成分还可参与合成其他物质，而其他物质也可不断通过多种途径而生成中间产物，所以说三羧酸循环组成成分处于不断更新之中。

三、三羧酸循环的生理意义

1.三羧酸循环是机体获取能量的主要方式。

1个分子葡萄糖经无氧酵解仅净生成2个分子ATP，而有氧氧化可净生成30个ATP，其中三羧酸循环生成20个ATP，在一般生理条件下，许多组织细胞皆从糖的有氧氧化获得能量。

糖的有氧氧化不但释能效率高，而且逐步释能，并逐步储存于ATP分子中，因此能的利用率也很高。

2.三羧酸循环是糖，脂肪和蛋白质三种主要有机物在体内彻底氧化的共同代谢途径，三羧酸循环的起始物乙酰辅酶A，不但是糖氧化分解产物，它也可来自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质的某些氨基酸代谢，因此，三羧酸循环实际上是三种主要有机物在体内氧化供能的共同通路，估计人体内2/3的有机物是通过三羧酸循环而被分解的。

3.三羧酸循环是体内三种主要有机物互变的联络机构，因糖和甘油在体内代谢可生成α-酮戊二酸及草酰乙酸等三羧酸循环的中间产物，这些中间产物可以转变成为某些氨基酸；而有些氨基酸又可通过不同途径变成α-酮戊二酸和草酰乙酸，再经糖异生的途径生成糖或转变成甘油，因此，三羧酸循环不仅是三种主要的有机物分解代谢的最终共同途径，而且也是它们互变的联络机构。

三、三羧酸循环的调节

丙酮酸脱氢酶复合体受别位调控也受化学修饰调控，该酶复合体受它的催化产物ATP、乙酰CoA和NADH有力的抑制，这种别位抑制可被长链脂肪酸所增强，当进入三羧酸循环的乙酰CoA减少，而AMP、辅酶A和NAD+堆积，酶复合体就被别位激活，除上述别位调节，在脊椎动物还有第二层次的调节，即酶蛋白的化学修饰，PDH含有两个亚基，其中一个亚基上特定的一个丝氨酸残基经磷酸化后，酶活性就受抑制，脱磷酸化活性就恢复，磷酸化-脱磷酸化作用是由特异的磷酸激酶和磷酸蛋白磷酸酶分别催化的，它们实际上也是丙酮酸酶复合体的组成，激酶受ATP别位激活，当ATP高时，PDH就磷酸化而被激活，当ATP浓度下降，激酶活性也降低，而磷酸酶除去PDH上磷酸，PDH又被激活了。

对三羧酸循环中柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶的调节，主要通过产物的反馈抑制来实现的，而三羧酸循环是机体产能的主要方式。

因此ATP/ADP与NADH/NAD+两者的比值是其主要调节物。

ATP/ADP比值升高，抑制柠檬酸合成酶和异柠檬酶脱氢酶活性，反之ATP/ADP比值下降可激活上述两个酶。

NADH/NAD+比值升高抑制柠檬酸合成酶和α－酮戊二酸脱氢酶活性，除上述ATP/ADP与NADH/NAD+之外，其它一些代谢产物对酶的活性也有影响，如柠檬酸抑制柠檬酸合成酶活性，而琥珀酰CoA抑制α-酮戊二酸脱氢酶活性。

总之，组织中代谢产物决定循环反应的速度，以便调节机体ATP和NADH浓度，保证机体能量供给。

四、葡萄糖有氧氧化

葡萄糖在有氧条件下，氧化分解生成二氧化碳和水的过程称为糖的有氧氧化（aerobicoxidation）。

有氧氧化是糖分解代谢的主要方式，大多数组织中的葡萄糖均进行有氧氧化分解供给机体能量。

糖的有氧氧化分两个阶段进行。

第一阶段是由葡萄糖生成的丙酮酸，在细胞液中进行。

第二阶段是上述过程中产生的NADH+H+和丙酮酸在有氧状态下，进入线粒体中，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA进入三羧酸循环，进而氧化生成CO2和H2O，同时NADH+H+等可经呼吸链传递，伴随氧化磷酸化过程生成H2O和ATP。

第三节磷酸戊糖途径

磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway）又称戊糖支路、磷酸葡萄糖酸氧化途径、已糖单磷酸旁路（hexosemonophosphateshutHMS）或磷酸葡萄糖旁路（phosphogluconateshut）。

此途径由6-磷酸葡萄糖开始生成具有重要生理功能的NADPH和5-磷酸核糖。

全过程中无ATP生成，因此此过程不是机体产能的方式。

其主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、肾上腺皮质、性腺、骨髓和红细胞等。

一、磷酸戊糖途径的反应

磷酸戊糖途径在细胞液中进行，全过程分为不可逆的氧化阶段和可逆的非氧化阶段。

在氧化阶段，3个分子6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶等催化下经氧化脱羧生成6个分子NADPH+H+，3个分子CO2和3个分子5-磷酸核酮糖。

在非氧化阶段，5-磷酸核酮糖在转酮基酶（TPP为辅酶）和转硫基酶催化下使部分碳链进行相互转换，经三碳、四碳、七碳和磷酸酯等，最终生成2分子6-磷酸果糖和1分子3-磷酸甘油，它们可转变为6-磷酸葡萄糖继续进行磷酸戊糖途径，也可以进入糖有氧氧化或糖酵解途径。

（一）氧化性分支

（二）非氧化性分支

二、磷酸戊糖途径的生理意义

1.5-磷酸核糖的生成，此途径是葡萄糖在体内生成5-磷酸核糖的唯一途径，故命名为磷酸戊糖通路，体内需要的5-磷酸核糖可通过磷酸戊糖通路的氧化阶段不可逆反应过程生成，也可经非氧化阶段的可逆反应过程生成，而在体内主要由氧化阶段生成，5-磷酸核糖是合成核苷酸辅酶及核酸的主要原料，故损伤后修复、再生的组织（如梗塞的心肌、部分切除后的肝脏），此代谢途径都比较活跃。

2.NADPH+H+与NADH不同，它携带的氢不是通过呼吸链氧化磷酸化生成ATP，而是作为供氢体参与许多代谢反应，具有多种不同的生理意义。

（1）作为供氢体，参与体内多种生物合成反应，例如脂肪酸、胆固醇和类固醇激素的生物合成，都需要大量的NADPH+H+，因此磷酸戊糖通路在合成脂肪及固醇类化合物的肝、肾上腺、性腺等组织中特别旺盛。

（2）NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持还原型谷胱甘肽（GSH）的正常含量，有很重要的作用，GSH能保护某些蛋白质中的巯基，如红细胞膜和血红蛋白上的SH基，因此缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶的人，因NADPH+H+缺乏，GSH含量过低，红细胞易于破坏而发生溶血性贫血。

（3）NADPH+H+参与肝脏生物转化反应，肝细胞内质网含有以NADPH+H+为供氢体的加单氧酶体系，参与激素、药物、毒物的生物转化过程。

（4）NADPH+H+参与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞产生离子态氧的反应，因而有杀菌作用。

第四节　糖异生

非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生（gluconeogenesis）。

非糖物质主要有生糖氨基酸（甘、丙、苏、丝、天冬、谷、半胱、脯、精、组等）、有机酸（乳酸、丙酮酸及三羧酸循环中各种羧酸等）和甘油等。

不同物质转变为糖的速度不同。

进行糖异生的器官，首推肝脏，长期饥饿和酸中毒时肾脏中的糖异生作用大大加强，相当于同重量的肝组织的作用。

一、糖异生的途径

糖异生的途径基本上是糖酵解或糖有氧氧化的逆过程，糖酵解通路中大多数的酶促反应是可逆的，但是糖酵解途径中己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶三个限速酶催化的三个反应过程，都有相当大的能量变化，因为己糖激酶（包括葡萄糖激酶）和磷酸果糖激酶所催化的反应都要消耗ATP而释放能量，丙酮酸激酶催化的反应使磷酸烯醇式丙酮酸转移其能量及磷酸基生成ATP，这些反应的逆过程就需要吸收相等量的能量，因而构成“能障”，为越过障碍，实现糖异生，可以由另外不同的酶来催化逆行过程，而绕过各自能障，这种由不同的酶催化的单向反应，造成两个作用物互变的循环称为作用物循环或底物循环。

1.由丙酮酸激酶催化的逆反应是由两步反应来完成的，首先由丙酮酸羧化酶催化，将丙酮酸转变为草酰乙酸，然后再由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化，由草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸。

这个过程中消耗两个高能键（一个来自ATP，另一个来自GTP），而由磷酸烯醇式丙酮酸分解为丙酮酸只生成1个ATP。

2.由己糖激酶催化的反应的逆行过程催化G-6-P水解生成葡萄糖的酶为葡萄糖-6-磷酸酶。

3.由磷酸果糖激酶催化的反应的逆行过程催化1,6-二磷酸果糖水解生成6-磷酸果糖的酶为果糖二磷酸酶。

除上述几步反应以外，糖异生反应就是糖酵解途径的逆反应过程。

因此，糖异生（由丙酮酸合成葡萄糖）可总结为：

2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++6H2O→葡萄糖+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi+6H+

二、糖异生的生理意义

1.保证血糖浓度的相对恒定

血糖的正常浓度为3.89mmol/L，即使禁食数周，血糖浓度仍可保持在3.40mmol/L左右，这对保证某些主要依赖葡萄糖供能的组织的功能具有重要意义，停食一夜（8-10小时）处于安静状态的正常人每日体内葡萄糖利用，脑约125g，肌肉（休息状态）约50g，血细胞等约50g，仅这几种组织消耗糖量达225g，体内贮存可供利用的糖约150g，贮糖量最多的肌糖原仅供本身氧化供能，若只用肝糖原的贮存量来维持血糖浓度最多不超过12小时，由此可见糖异生的重要性。

2.糖异生作用与乳酸的作用密切关系

在激烈运动时，肌肉糖酵解生成大量乳酸，后者经血液运到肝脏可再合成肝糖原和葡萄糖，因而使不能直接产生葡萄糖的肌糖原间接变成血糖，并且有利于回收乳酸分子中的能量，更新肌糖原，防止乳酸酸中毒的发生。

3.协助氨基酸代谢

实验证实进食蛋白质后，肝中糖原含量增加；禁食晚期、糖尿病或皮质醇过多时，由于组织蛋白质分解，血浆氨基酸增多，糖的异生作用增强，因而氨基酸成糖可能是氨基酸代谢的主要途径。

4.调节酸碱平衡

长期饥饿可造成代谢性酸中毒，血液pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，从而使糖异生作用加强；另外，当肾中α-酮戊二酸因糖异生而减少时，可促进谷氨酰胺脱氢生成谷氨酸以及谷氨酸的脱氨反应，肾小管将NH3分泌入管腔，与原尿中的H+中和，有利于排氢保钠，对防止酸中毒有重要作用。

三、糖异生的调节

1.激素对糖异生的调节

激素调节糖异生作用对维持机体的恒稳状态十分重要，激素对糖异生调节实质是调节糖异生和糖酵解这两个途径的调节酶以及控制供应肝脏的脂肪酸。

胰高血糖素促进脂肪组织分解脂肪，增加血浆脂肪酸，所以促进糖异生；而胰岛素的作用则正相反。

胰高血糖素和胰岛素都可通过影响肝脏酶的磷酸化修饰状态来调节糖异生作用，胰高血糖素激活腺苷酸环化酶以产生cAMP，也就激活cAMP依赖的蛋白激酶，后者磷酸化丙酮酸激酶而使之抑制，这一酵解途径上的调节酶受抑制就刺激糖异生途径，因为阻止磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸转变。

胰高血糖素降低2，6－二磷酸果糖在肝脏的浓度而促进2,6－二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖，这是由于2,6－二磷酸果糖是果糖二磷酸酶的别位抑制物，又是6—磷酸果糖激酶的别位激活物，胰高血糖素能通过cAMP促进双功能酶（6—磷酸果糖激酶a/果糖2,6－二磷酸酶）磷酸化。

这个酶经磷酸化后就灭活激酶部位却活化磷酸酶部位，因而2，6－二磷酸果糖生成减少而被水解为6—磷酸果糖增多。

这种由胰高血糖素引致的2,6－二磷酸果糖下降的结果是6—磷酸果糖激酶b活性下降，果糖二磷酸酶活性增高，果糖二磷酸转变为6—磷酸果糖增多，有利糖异生，而胰岛素的作用正相反。

除上述胰高血糖素和胰岛素对糖异生和糖酵解的短快调节，它们还分别诱导或阻遏糖异生和糖酵解的调节酶，胰高血糖素/胰岛素比例高诱导大量磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖6-磷酸酶等糖异生酶合成而阻遏葡萄糖激酶和丙酮酸激酶的合成。

2.代谢物对糖异生的调节

（1）糖异生原料的浓度对糖异生作用的调节

血浆中甘油、乳酸和氨基酸浓度增加时，使糖的异生作用增强。

例如饥饿情况下，脂肪动员增加，组织蛋白质分解加强，血浆甘油和氨基酸增高；激烈运动时，血乳酸含量剧增，都可促进糖异生作用。

（2）乙酰辅酶A浓度对糖异生的影响

乙酰辅酶A决定了丙酮酸代谢的方向，脂肪酸氧化分解产生大量的乙酰辅酶A可以抑制丙酮酸脱氢酶系，使丙酮酸大量蓄积，为糖异生提供原料，同时又可激活丙酮酸羧化酶，加速丙酮酸生成草酰乙酸，使糖异生作用增强。

此外乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸由线粒体内透出而进入细胞液中，可以抑制磷酸果糖激酶，使果糖二磷酸酶活性升高，促进糖异生。

第五节　糖原的合成与分