指生物体利用非糖物质转变成糖或糖原的过程。 糖异生并不完全是糖酵解的逆反应，1、由己糖激酶催化的葡萄糖和ATP形成G6P和ADT；2、由磷酸果糖激酶催化的果糖-6-磷酸和ATP形成果糖-1，6-二磷酸和ADP；3、由丙酮酸激酶催化的磷酸烯醇式丙酮酸和ADP形成丙酮酸和ATP，葡糖异生作用必须对此三个步骤绕道而行
迂回措施一：丙酮酸通过草酰乙酸形成磷酸烯醇式丙酮酸
迂回措施二：果糖-1，6-二磷酸 + H2O 果糖-1，6-二磷酸酶 果糖-6-磷酸 + pi 磷酸果糖激酶
迂回措施三：G6P + H2O 葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖+pi 己糖激酶
葡糖异生作用的调节（与糖酵解调节相反）
如果糖酵解作用受到抑制，则葡糖异生作用受到促进，两种过程都是高度放能过程，同时进行，即一方面葡萄糖转变为丙酮酸（2ATP生成），另一方面丙酮酸又重新合成葡萄糖（消耗6ATP），对机体来说只是静消耗了2个ATP和2个GTP分子，此循环有“无用循环”之称，但对机体却有重大意义
PFK和果糖-1，6-二磷酸酶的调节
糖酵解：产能，AMP、果糖-2，6-二磷酸激活磷酸果糖激酶，ATP、柠檬酸抑制 糖异生：阻止产能，与糖酵解相反，即ATP、柠檬酸促进此过程
乳酸属于代谢的一种最终产物，除了再转变为丙酮酸外，别无去路，肌肉细胞内的乳酸 到血液并进入肝脏细胞，通过葡糖异生作用转变为葡萄糖，又回到血液，这个循环称为可立氏循环
葡萄糖运载蛋白有许多种，在结构和功能上属于一个家族，分别命名为GLUT1、GLUT2、GLUT3（4、5、7）等
46
乙醛酸途径
++
2乙酰CoA+2NAD+FAD→草酰乙酸+2CoASH+2NADH+2H+FADH2
只存在于植物和微生物中，通过乙醛酸途径使乙酰-CoA转变为草酰乙酸从而进入柠檬酸循环。催化乙醛酸途径的酶既存在于线粒体，也存在于一种为植物特有的亚细胞结构称之为乙醛酸循环体，特别包括只存在于乙醛酸循环体中的酶，即异柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶。 乙醛酸循环开始于草酰乙酸与乙酰-CoA的缩合，但线粒体中的草酰乙酸不能透过线粒体膜，必须在天冬氨酸氨基转移换酶作用下接受谷氨酸分子的α-氨基形成天冬氨酸才能跨越线粒体膜并进入乙醛酸循环
乙醛酸循环在植物种子中有特别重要的意义，它使萌发的种子将贮存的三酰甘油通过乙酰-CoA转变为葡萄糖
寡糖类的生物合成和分解
催化形成糖苷键的酶是糖基转移酶，参与单糖转移的核苷酸有UDP、GDP、CMP等，每一种糖分子只与核苷酸中的一种结合。在乳糖合成过程中，起催化作用的半乳糖基转移酶随着是否有α-乳清蛋白存在而表现两种不同的催化作用，其一是在非乳腺组织中，其二是在乳腺中，只有在乳腺中才出现乳糖核酶（也可以认为乳糖合酶由两个亚基组成，即半乳糖基转移酶和α-乳清蛋白，后者是乳腺中特有的无催化作用的蛋白质
缺乏乳糖酶，使乳糖不能被完全消化或完全不能消化，造成乳糖不耐症 糖蛋白的生物合成
1、糖蛋白糖链生物合成的特点
糖蛋白中N-糖链的合成是和肽链的生物合成同时进行的，O-糖链的合成是在肽链合成后，对肽链进行修饰加工时将糖基逐个连接上的，糖基转移酶对作为供体的糖基和受体都有严格的专一性，因此糖链中的每个糖苷链都是由专一的糖基转移酶催化形成的 2、糖蛋白寡糖部分与多肽链相连接的类型 A、N-连接型寡糖的要点
寡糖分子以β-N-糖苷键的形式与多肽相连，相连的部分是多肽链的天冬氨酸残基，对这一残基的要求是，与该残基相隔的氨基酸必须是丝氨酸或苏氨酸，与该残基相连的氨基酸是除脯氨酸和天冬氨酸以外的任何氨基酸，这段序列的表示应为Asn-X-Ser或Asn-X-Thr，寡糖的糖基组分主要是N-乙酰氨基葡萄糖 B、O-连接型寡糖的要点
寡糖分子通过α-O-糖苷键与肽链上的丝氨酸或苏氨酸相连，只有在胶原蛋白中，O-糖苷键是与5-羟赖氨酸残基相连的，O-糖链上的分支结构和糖链非还原末端部分的糖基往往在构成复杂的血型抗原中起作用 C、酰胺键型连接的要点
寡糖链的非还原端大多是通过甘露糖磷酸乙醇胺剪接地和多肽链的末端羧基形成酰胺键而结合；同时寡糖链的还原端又和磷脂酰肌醇中的肌醇分子的C6位相连，磷脂酰肌醇有两条脂肪酸链嵌在细胞膜中，因此糖基化的磷脂酰肌醇起着锚的作用，糖基磷脂酰肌醇被称为糖基磷脂酰肌醇-锚
3、糖蛋白中寡糖链的生物合成 A、N-连寡糖的生物合成
N-连寡糖开始合成是在内质网上进行，随后又在高尔基体内加工，大概可分为四步：1、合成以酯键相连的寡糖前体；2、将前体转移到正在增长的肽链上；3、除去前体的某些糖单位；4、在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子
N-连寡糖的共同寡糖前体是长醇-焦磷酸-寡糖，长醇-焦磷酸-寡糖的合成过程含有拓扑变
47
化，N-连寡糖与蛋白质的结合是在蛋白质合成过程中开始的，衣霉素和杆菌肽是抑制剂。 发生在糙面内质网蛋白质N-连接的糖基化过程
1、含有(Glc)3(Man)9(GlcNAc)2的寡糖首先在内质网磷酸多萜醇载体上组装，然后在糖基转移酶的催化下，寡聚糖基从磷酸多帖醇载体转移到新生肽链的天冬氨酸残基上；2、在分子伴侣Bip和蛋白二硫键异构酶的帮助下，蛋白质折叠时，3个葡萄糖残基分别被葡萄糖苷酶所切除；4、一个Man被切除，形成(Man)8(GlcNAc)2 B、O-连寡糖的生物合成
O-连寡糖是先合成蛋白质的多肽链，然后合成寡糖链，糖链在高尔基体中进行合成，和N-连寡糖不同的是：N-连寡糖的糖链是转移到多肽链的一定氨基酸序列上的天冬氨酸残基上；O-连寡糖糖基化的丝氨酸、苏氨酸位点不属于任何一段特定的氨基酸序列，而是和多肽链的二级结构和三级结构有关。当丝氨酸/苏氨酸的附近含有脯氨酸时，则α-螺旋结构被β-折叠片或β-转角取代从而容易发生O-连糖基化。一般认为O-糖基化发生于N-糖基化之后，而且不同糖蛋白O-糖基化的起始地点并不一致 糖蛋白的分解代谢是在溶酶体中进行的，糖蛋白的彻底降解需要蛋白水解酶和糖苷酶的联合作用
五、糖原的合成与分解 糖原的降解
为什么选择糖原作为贮能物质（而不是脂肪）：肌肉不可能像动员糖原那样迅速的动员脂肪；脂肪的脂肪酸残基不可能在无氧条件下进行分解代谢；动物不能将脂肪酸转变为葡萄糖的前体
1、糖原磷酸化酶 磷酸化酶催化特点是，从糖原的非还原性末端断下一个葡萄糖分子，同时又出现一个新的还原性末端，该酶只催化1→4糖苷键的磷酸解，也就是末端葡萄糖基C1碳原子和相邻葡萄糖C4形成的糖苷氧原子之间的键，断键后氧原子仍留在C4上，因此只能脱下糖原分子直链部分的葡萄糖残基，实际上磷酸化酶的作用只到糖原的分支前4个染葡萄糖残基处即不能再继续催化
磷酸化酶a有活性，磷酸化酶b无活性，磷酸化酶b中两个亚基的Ser14被磷酸化就转变为磷酸化酶a,磷酸吡哆醛是磷酸化酶必须的辅助因子，可能起酸-碱催化作用 糖原的降解采用磷酸解而不是水解具有重要意义：磷酸解使降解下的葡萄糖分子带上磷酸基团，G1P不需要能量提供可容易的转变为G6P，从而进入糖酵解等途径；如果是水解，得到的产物是葡萄糖，需消耗1分子ATP才变为G6P；另外，G1P以解离形式存在而不致扩散到细胞外，非磷酸化的葡萄糖可以扩散
2、糖原脱支酶（包括糖基转移酶） 磷酸化酶催化磷酸解作用，使糖原分子从非还原性末端逐个移去葡萄糖残基直至临近糖原分子α（1→6）-糖苷键分支前4个葡萄糖残基处，如此作用，最后形成一个具有许多短分支链的多糖分子称为极限糊精，它的进一步分解需要糖原脱支酶和磷酸化酶的协同作用 一般称为糖原脱支酶的肽链上，其实具有两个起不同催化作用的活性部位，即有两种酶存在：一种是起转移葡萄糖残基作用的酶，称为糖基转移酶；另一种是起分解葡萄糖α（1→6）-糖苷键作用的酶，称为糖原脱支酶，又称α-（1→6）-糖苷酶，往往将糖原脱支酶笼统的看作是一种双重功能酶
当磷酸化酶的作用停止后，糖原脱支酶肽链上的转移葡萄糖残基的活性部位先起催化作用将原来极限分支前面以α（1→4）连接的三个葡萄糖残基转移到另一个分支的非还原端的葡萄糖残基上，或者转移到糖原的核心链上，一方面形成一个带有3个葡萄糖残基的新的α（1
48
→4）糖苷键，另一方面又暴露出以α（1→6）糖苷键相连的葡萄糖残基；这个分支点由脱支酶的另一种催化作用，即分解α（1→6）-糖苷键的作用消除。脱支酶脱下α（1→6）连接的葡萄糖残基不是磷酸解作用，而是水解作用，其结果是产生一个葡萄糖和以α（1→4）糖苷键相连的葡萄糖残基，于是磷酸化酶又可继续发挥作用
3、磷酸葡萄糖变位酶的作用 将G1P转变为G6P
4、葡萄糖-6-磷酸酶 水解G6P产生葡萄糖
糖原分解的特点：1．水解反应在糖原的非还原端进行；2．是一非耗能过程；3．关键酶是糖原磷酸化酶，为一共价修饰酶，其辅酶是磷酸吡哆醛。
糖原的生物合成
糖原的合成和分解走的是完全不同的途径，在糖原合成中，糖基的供体并不是葡萄糖-1-磷酸而是另一种核苷酸的化合物尿苷二磷酸葡萄糖，简称UDP-葡萄糖或UDPG 1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶 催化G1P与UTP反应生成UDPG
2、糖原合酶
将UDPG上的葡萄糖分子转移到已存在的、糖原分子的某个分支的非还原端，它只催化1→4糖苷键的形成，形成的产物只能以直链形式存在而且只能将葡萄糖加到已经具有4个以上葡萄糖残基的葡聚糖分子上
3、糖原分支酶
糖原分支酶的作用包括断开α（1→4）糖苷键并形成α（1→6）糖苷键，将糖原分子中处于直链状态的葡萄糖残基，从非还原性末端约7个葡萄糖残基的片段在1→4连接处断裂，转移到同一个或其他糖原分子上形成α（1→6）糖苷键，相邻分支之间至少有4个葡萄糖残基的距离
糖原的多分支对机体非常有利，它增加了糖原的可溶性，也增加了非还原末端的数目，大大提高了糖原的分解和合成效率
糖原的合成代谢特点：1．必须以原有糖原分子作为引物；2．合成反应在糖原的非还原端进行；3．合成为一耗能过程，每增加一个葡萄糖残基，需消耗2个高能磷酸键（2分子ATP）；4．其关键酶是糖原合酶，为一共价修饰酶；5．需UTP参与（以UDP为载体）。
糖原代谢的调控
糖原磷酸化酶的调控机制
1、 AMP对骨骼肌磷酸化酶的别构调节
2、 AMP→cAMP→PKA/Ca2+→磷酸化酶激酶→磷酸化酶激活（肌肉收缩正是由于神经冲动引
起细胞溶胶内Ca2+浓度的短暂升高，糖原降解速度和肌肉收缩之间由Ca2+而发生了联系）
3、 蛋白磷酸酶-1（PP1）的调控
49
它的作用是去磷酸化，使磷酸化酶a变为b，只有当磷酸化酶a处于T钝化状态时，PP1才能对其起作用
对糖原合酶的调控
磷酸化的无活性，非磷酸化的为活性形式 P190和p192的图
为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同途径 1、 三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成二氧化碳和水的途径； 2、 糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环；
3、 脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙
酰CoA可进入三羧酸循环氧化；
4、 蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨基后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中
间产物可作为氨基酸的碳骨架接受NH3后合成非必须氨基酸
简述乙酰辅酶A在含碳化合物代谢中的作用
乙酰辅酶A是丙酮酸氧化脱羧产生的，它作为代谢中一个重要的中间物，在含碳化合物中起着一个桥梁作用。乙酰辅酶A主要以以下方式参与到含碳物质的代谢途径中： 1、 进入三羧酸循环氧化分解为二氧化碳和水，产生大量能量； 2、 以乙酰辅酶A为原料合成脂肪酸，进一步合成脂肪和磷脂； 3、 以乙酰辅酶A合成酮体作为肝输出能源方式； 4、 以乙酰辅酶A为原料合成胆固醇。
三羧酸循环的意义：1、为机体提供了大量的能量，1分子葡萄糖经过糖酵解、三羧酸循环、和呼吸链氧化后，可产生38个ATP，能量利用率达40%；2、三羧酸循环是糖代谢、蛋白质代谢、脂肪代谢、核酸代谢以及次生物质代谢联络的枢纽，它的中间产物可参与其他代谢途径，其他代谢的产物最终可通过三羧酸氧化为CO2和H2O，并释放能量
以丙酮酸为底物的五个不同酶促反应
丙酮酸 + NAD+ + HSCoA =丙酮酸脱氢酶= NADH + H+ + 乙酰CoA + CO2 丙酮酸 + CO2 + ATP =乳酸脱氢酶= 草酰乙酸 + ADP + pi 丙酮酸 + NADH + H+ =丙酮酸脱羧酶= 乳酸 + NAD+ 丙酮酸 + TPP =丙酮酸脱羧酶= 乙醛 + CO2
丙酮酸 + 谷氨酸 =谷一丙转氢酶= 丙氨酸 + 酮戊二酸
为什么说乙醛酸循环是三羧酸循环的支路？
主要是因为乙醛酸循环与三羧酸循环有一些共同的酶系和反应，如： 乙酰CoA + 草酰乙酸 =柠檬酸合酶= 柠檬酸 柠檬酸 =顺乌头酸酶= 异柠檬酸
苹果酸 + NAD+ =苹果酸脱氢酶= 草酰乙酸 + NADH + H+
糖酵解在有氧条件下也可以发生 ///// 乙醛酸循环是微生物、植物所特有的
植物体内的葡萄糖分解有五条途径，即：无氧酵解、生醇发酵、乙醛酸循环、有氧氧化、磷酸戊糖途径
50