糖异生反应过程

糖异生反应过程基本上是糖酵解反应的逆过程。由于糖酵解过程中由己糖激酶、6-磷酸果糖激酶1及丙酮酸激酶催化的三个反应释放了大量的能量,构成难以逆行的能障, 因此这三个反应是不可逆的。这三个反应可以分别通过相应的、特殊的酶催化,使反应逆行完成糖异生反应过程。

一、丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的反应包括丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化的两步反应,构成一条所谓“丙酮酸羧化支路”使反应进行。这个反应是糖酵解过程中丙酮酸激酶催化的磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸的逆过程。

1、丙酮酸羧化生成草酰乙酸

此反应由丙酮酸羧化酶催化,辅酶是生物素, ATP、Mg2+(Mn2+)参与羧化反应, CO2通过生物素使丙酮酸羧化生成草酰乙酸。此酶存在于线粒体中,故丙酮酸必须进入线粒体才能被羧化为草酰乙酸,这也是体内草酰乙酸的重要来源之一。

2、草酰乙酸脱羧生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在人体的线粒体及胞液中均有存在。存在于线粒体中的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,可直接催化草酰乙酸脱羧生成PEP,PEP从线粒体转运到细胞质,通过糖酵解逆行过程生成1,6-二磷酸果糖。存在于细胞质中的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,首先要使草酰乙酸从线粒体转运到细胞质中:由于草酰乙酸不能自由进出线粒体内膜,因此草酰乙酸先要在线粒体内还原生成苹果酸或经转氨基作用生成天冬氨酸;苹果酸、天冬氨酸都能自由进出线粒体内膜,可从线粒体到达细胞质;在细胞质中苹果酸可脱氢氧化、天冬氨酸可再经转氨基作用生成草酰乙酸,完成了将草酰乙酸从线粒体转运到细胞质的过程。

二、1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖

此反应由1,6-二磷酸果糖酶1催化进行。这个反应是糖酵解过程中1,6-二磷酸果糖酶1催化6-磷酸果糖生成1,6-二磷酸果糖的逆过程。

三、6-磷酸葡萄糖转变为葡萄糖

此反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化进行。这个反应是糖酵解过程中己糖激酶催化葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖的逆过程。

糖异生的作用意义

糖异生 -作用意义 在于补充糖供应的不足,以维持血糖水平的稳定。另外,糖异生作用可消除肌肉中乳酸的积累。剧烈运动后,骨骼肌中产生大

量的乳酸,经血液循环运至肝脏,在肝脏通过糖异生作用再次生成葡萄糖被利用。

糖异生的主要途径

糖异生:由非糖物质转变为葡萄糖的过程称为糖异生,是体内单糖生物合成的唯一途径。肝脏是糖异生的主要器官,长期饥饿、酸中毒时肾脏的异生作用增强。

糖异生的途径基本上是糖酵解的逆向过程,但不是可逆过程。酵解过程中三个关键酶催化的反应是不可逆的,故需通过糖异生的4个关键酶(葡萄糖-6-磷酸酶、果糖-1,6-二磷酸酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶)绕过糖酵解的三个能障生成葡萄糖。

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