糖酵解途径中有3个不可逆反应:分别由己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶1和 丙酮酸激酶催化的反应。它们是糖无氧酵解途径的三个调节点,其中以6-磷酸果糖激酶1的 活性是该途径中的主要调节点。 (一)己糖激酶活性的别构调节 骨骼肌中的己糖激酶的和m相对较小,在血糖达到一定浓度后,活性就能达到最高,它是 种别构酶,其活性受到自身反应产物6-磷酸葡萄糖的抑制。肝内的葡萄糖激酶的直接调节 因素是血糖浓度,由于葡萄糖激酶Ⅷ相对较大,在餐后、血糖浓度很高时,过量的葡萄糖运 输到肝内,肝内的葡萄糖激酶激活:葡萄糖激酶也是别构酶,活性受到6-磷酸果糖的抑制, 而不受6-磷酸葡萄糖的抑制,这样可保证肝糖原顺利合成 (二)6-磷酸果糖激酶1的别构调节 6-磷酸果糖激酶1是糖酵解途径中最重要的一个调节点,它是别构酶,由4个亚基组成, 有很多激活剂和抑制剂。高浓度ATP、柠檬酸是此酶的变构抑制剂。ADP、AMP、2,6-二磷酸 果糖( Fructose2,6 bisphosphate,F-2,6-BP)是此酶的变构激活剂。2,6-二磷酸果糖尽 管和1,6二磷酸果糖结构相似,但F∽2,6-B不是δ-磷酸果糖激酶Ⅰ的产物,而是6-磷酸 果糖激酶1最强烈的激活剂、最重要的调节因素 F-2,6-BP的生成是以6-磷酸果糖为底物在6-磷酸果糖激酶2(6- phosphofructokinase∈ PFK2催化下产生(图6-5。6-磷酸果糖激酶2是双功能酶,包括6-磷酸果糖激酶2与2,6- 磷酸果糖酶2活性,它们同时存在于一条5x10°(55kDa)的多肽链中。6-磷酸果糖激酶2 的别构激活剂是底物F-6-P,在糖供应充分时,F-6-P激活双功能酶中的6-磷酸果糖激酶2 的活性、抑制2,6-二磷酸果糖酶2活性,产生大量F-2,6-BP。相反,在葡萄糖供应不足的情 况下,胰高血糖素刺激产生cAP,激活A激酶,使双功能酶磷酸化后,双功能酶中的6-磷酸果 糖激酶2活性抑制而2,6-二磷酸果糖酶2活性激活,减少F-2,6-BP产生。由此可见,在高 浓度葡萄糖的情况下,2,δ-二磷酸果糖浓度提髙,可激活δ-磷酸果糖激酶1,促进糖酵解过 程进行。F-2,6-BP在参与糖代谢调节中起着重要作用 (三)丙酮酸激酶 丙酮酸激酶是糖酵解过程的第二个调节点,1,6-二磷酸果糖是此酶的别构激活剂,而 TP是该酶的别构抑制剂,ATP能降低该酶对底物磷酸烯醇式丙酮酸的亲和力:乙酰辅酶A 及游离长链脂肪酸也是该酶抑制剂,它们都是产生ATP的重要物质
糖酵解途径中有 3 个不可逆反应：分别由己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶 1 和 丙酮酸激酶催化的反应。它们是糖无氧酵解途径的三个调节点，其中以 6-磷酸果糖激酶 1 的 活性是该途径中的主要调节点。 (一)己糖激酶活性的别构调节 骨骼肌中的己糖激酶的 Km 相对较小,在血糖达到一定浓度后，活性就能达到最高，它是 一种别构酶，其活性受到自身反应产物 6-磷酸葡萄糖的抑制。肝内的葡萄糖激酶的直接调节 因素是血糖浓度，由于葡萄糖激酶 Km 相对较大,在餐后、血糖浓度很高时，过量的葡萄糖运 输到肝内，肝内的葡萄糖激酶激活；葡萄糖激酶也是别构酶，活性受到 6-磷酸果糖的抑制， 而不受 6-磷酸葡萄糖的抑制，这样可保证肝糖原顺利合成。 (二)6-磷酸果糖激酶 1 的别构调节 6-磷酸果糖激酶 1 是糖酵解途径中最重要的一个调节点，它是别构酶，由 4 个亚基组成， 有很多激活剂和抑制剂。高浓度 ATP、柠檬酸是此酶的变构抑制剂。ADP、AMP、2，6-二磷酸 果糖(Fructose 2，6 bisphosphate，F-2，6-BP)是此酶的变构激活剂。2，6-二磷酸果糖尽 管和 1，6 二磷酸果糖结构相似，但 F-2，6-BP 不是 6-磷酸果糖激酶 1 的产物，而是 6-磷酸 果糖激酶 1 最强烈的激活剂、最重要的调节因素。 F-2，6-BP的生成是以6-磷酸果糖为底物在6-磷酸果糖激酶2(6-phosphofructokinase2， PFK2)催化下产生(图 6-5)。6-磷酸果糖激酶 2 是双功能酶，包括 6-磷酸果糖激酶 2 与 2,6- 二磷酸果糖酶 2 活性，它们同时存在于一条 55x103 (55kDa )的多肽链中。6-磷酸果糖激酶 2 的别构激活剂是底物 F-6-P，在糖供应充分时，F-6-P 激活双功能酶中的 6-磷酸果糖激酶 2 的活性、抑制 2,6-二磷酸果糖酶 2 活性,产生大量 F-2，6-BP。相反，在葡萄糖供应不足的情 况下，胰高血糖素刺激产生 cAMP,激活 A 激酶,使双功能酶磷酸化后,双功能酶中的 6-磷酸果 糖激酶 2 活性抑制而 2,6-二磷酸果糖酶 2 活性激活，减少 F-2，6-BP 产生。由此可见，在高 浓度葡萄糖的情况下，2，6-二磷酸果糖浓度提高，可激活 6-磷酸果糖激酶 1，促进糖酵解过 程进行。 F-2，6-BP 在参与糖代谢调节中起着重要作用。 (三)丙酮酸激酶 丙酮酸激酶是糖酵解过程的第二个调节点，1，6-二磷酸果糖是此酶的别构激活剂，而 ATP 是该酶的别构抑制剂，ATP 能降低该酶对底物磷酸烯醇式丙酮酸的亲和力；乙酰辅酶 A 及游离长链脂肪酸也是该酶抑制剂，它们都是产生 ATP 的重要物质
第五节糖的有氧氧化 有氧氧化( aerobic oxidation)是指葡萄糖生成丙酮酸后,在有氧条件下,进一步氧化 生成乙酰辅酶A,经三羧酸循环彻底氧化成水、二氧化碳及能量的过程。这是糖氧化的主要 方式,是机体获得能量的主要途径 反应过程 (一)葡萄糖氧化生成丙酮酸: 这一阶段和糖酵解过程相似,在细胞质中进行。在缺氧的条件下丙酮酸生成乳酸。在有氧 的条件下丙酮酸进入线粒体生成乙酰辅酶A,再进入三羧酸循环。 二)丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A 在有氧条件下,丙酮酸从细胞质进入线粒体。在丙酮酸脱氢酶复合体( pyruvate dehy drogenase complex)的催化下进行氧化脱羧反应,该反应的4G=-39.5kJ/mol,反 应不可逆(图6-6)。丙酮酸脱氢酶复合体是由三种酶组成的多酶复合体,它包括丙酮酸脱氢 酶,二氢硫辛酸乙酰转移酶及二氢硫辛酸脱氢酶(表6-4)。以乙酰转移酶为核心,周围排列 着丙酮酸脱氢酶及二氢硫辛酸脱氢酶。参与的辅酶有TPP,硫辛酸,FAD,NAD,辅酶A。在 多酶复合体中进行着紧密相连的连锁反应过程,反应迅速完成,催化效率高,使丙酮酸脱羧 和脱氢生成乙酰辅酶A及NADH+H。 (三)三羧酸循环 丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A要彻底进行氧化,这个氧化过程是三羧酸循环 ( tricarboxylic acid cycle, TCA cycle)。三羧酸循环是 Krebs于1937年发现的。故又称 Krebs循环。因为循环中第一个中间产物是柠檬酸,故又称柠檬酸循环( citric acid cycle)。 乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含有3个羧基的柠檬酸,再经过一系列反应重新变成草酰乙 酸完成一轮循环,其中氧化反应脱下的氢经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水,氧化磷酸化 生成ATP(详见“生物氧化”章):而脱羧反应生成的二氧化碳则通过血液运输到呼吸系统而 被排出,是体内二氧化碳的主要来源 三羧酸循环反应过程: (1)乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸 此反应由柠檬酸合酶( citrate synthase)催化,是三羧酸循环的关键酶,是重要的调 节点。由于高能硫酯键水解时释出较多自由能,ΔG′=-32.2kJ/mol,此反应不可逆。 2)柠檬酸经顺乌头酸生成异柠檬酸 此反应由顺乌头酸酶催化,柠檬酸脱水、加水生成异柠檬酸
第五节 糖的有氧氧化 有氧氧化(aerobic oxidation)是指葡萄糖生成丙酮酸后，在有氧条件下，进一步氧化 生成乙酰辅酶 A，经三羧酸循环彻底氧化成水、二氧化碳及能量的过程。这是糖氧化的主要 方式，是机体获得能量的主要途径。 一、反应过程 （一）葡萄糖氧化生成丙酮酸； 这一阶段和糖酵解过程相似，在细胞质中进行。在缺氧的条件下丙酮酸生成乳酸。在有氧 的条件下丙酮酸进入线粒体生成乙酰辅酶 A，再进入三羧酸循环。 （二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶 A 在有氧条件下，丙酮酸从细胞质进入线粒体。在丙酮酸脱氢酶复合体(pyruvate dehydrogenase complex)的催化下进行氧化脱羧反应，该反应的ΔG' 0 =-39．5kJ／mol，反 应不可逆(图 6-6)。丙酮酸脱氢酶复合体是由三种酶组成的多酶复合体，它包括丙酮酸脱氢 酶，二氢硫辛酸乙酰转移酶及二氢硫辛酸脱氢酶(表 6-4)。以乙酰转移酶为核心，周围排列 着丙酮酸脱氢酶及二氢硫辛酸脱氢酶。参与的辅酶有 TPP，硫辛酸，FAD，NAD+，辅酶 A。在 多酶复合体中进行着紧密相连的连锁反应过程，反应迅速完成，催化效率高，使丙酮酸脱羧 和脱氢生成乙酰辅酶 A 及 NADH+H+。 （三）三羧酸循环 丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶 A 要彻底进行氧化，这个氧化过程是三羧酸循环 (tricarboxylic acid cycle，TCA cycle)。三羧酸循环是 Krebs 于 1937 年发现的。故又称 Krebs 循环。因为循环中第一个中间产物是柠檬酸，故又称柠檬酸循环(citric acid cycle)。 乙酰辅酶 A 与草酰乙酸缩合生成含有 3 个羧基的柠檬酸，再经过一系列反应重新变成草酰乙 酸完成一轮循环，其中氧化反应脱下的氢经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水，氧化磷酸化 生成 ATP(详见“生物氧化”章)；而脱羧反应生成的二氧化碳则通过血液运输到呼吸系统而 被排出，是体内二氧化碳的主要来源。 1.三羧酸循环反应过程： （1）乙酰辅酶 A 与草酰乙酸缩合生成柠檬酸 此反应由柠檬酸合酶（citrate synthase）催化，是三羧酸循环的关键酶，是重要的调 节点。由于高能硫酯键水解时释出较多自由能，ΔG' 0 =-32.2kJ／mol，此反应不可逆。 （2）柠檬酸经顺乌头酸生成异柠檬酸 此反应由顺乌头酸酶催化，柠檬酸脱水、加水生成异柠檬酸