糖異生反應過程

糖異生反應過程

糖異生反應過程基本上是糖酵解反應的逆過程。 由於糖酵解過程中由己糖激酶、6-磷酸果糖激酶1及丙酮酸激酶催化的三個反應釋放了大量的能量,構成難以逆行的能障, 因此這三個反應是不可逆的。 這三個反應可以分別通過相應的、特殊的酶催化,使反應逆行完成糖異生反應過程。

一、丙酮酸轉變為磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的反應包括丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化的兩步反應,構成一條所謂“丙酮酸羧化支路”使反應進行。 這個反應是糖酵解過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過程。

1、丙酮酸羧化生成草醯乙酸

此反應由丙酮酸羧化酶催化,輔酶是生物素, ATP、Mg2+(Mn2+)參與羧化反應, CO2通過生物素使丙酮酸羧化生成草醯乙酸。 此酶存在於線粒體中,故丙酮酸必須進入線粒體才能被羧化為草醯乙酸,這也是體內草醯乙酸的重要來源之一。

2、草醯乙酸脫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體的線粒體及胞液中均有存在。 存在於線粒體中的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,可直接催化草醯乙酸脫羧生成PEP,PEP從線粒體轉運到細胞質,通過糖酵解逆行過程生成1,6-二磷酸果糖。 存在於細胞質中的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,首先要使草醯乙酸從線粒體轉運到細胞質中:由於草醯乙酸不能自由進出線粒體內膜,因此草醯乙酸先要在線粒體內還原生成蘋果酸或經轉氨基作用生成天冬氨酸;蘋果酸、天冬氨酸都能自由進出線粒體內膜,可從線粒體到達細胞質;在細胞質中蘋果酸可脫氫氧化、天冬氨酸可再經轉氨基作用生成草醯乙酸,完成了將草醯乙酸從線粒體轉運到細胞質的過程。

二、

1,6-二磷酸果糖轉變為6-磷酸果糖

此反應由1,6-二磷酸果糖酶1催化進行。 這個反應是糖酵解過程中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過程。

三、6-磷酸葡萄糖轉變為葡萄糖

此反應由葡萄糖-6-磷酸酶催化進行。 這個反應是糖酵解過程中己糖激酶催化葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖的逆過程。

糖異生的作用意義

糖異生 -作用意義 在於補充糖供應的不足,以維持血糖水準的穩定。 另外,糖異生作用可消除肌肉中乳酸的積累。 劇烈運動後,骨骼肌中產生大

量的乳酸,經血液迴圈運至肝臟,在肝臟通過糖異生作用再次生成葡萄糖被利用。

糖異生的主要途徑

糖異生:由非糖物質轉變為葡萄糖的過程稱為糖異生,是體內單糖生物合成的唯一途徑。 肝臟是糖異生的主要器官,長期饑餓、酸中毒時腎臟的異生作用增強。

糖異生的途徑基本上是糖酵解的逆向過程,但不是可逆過程。 酵解過程中三個關鍵酶催化的反應是不可逆的,故需通過糖異生的4個關鍵酶(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)繞過糖酵解的三個能障生成葡萄糖。

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