2016公卫执业医师考试《生物化学》冲刺讲义:第六章第四节
来源 :中华考试网 2016-07-12
中(四)2分子丙酮酸还原为2分子乳酸
在无氧条件下,丙酮酸被还原为乳酸。此反应由乳酸脱氢酶催化,乳酸脱氢酶有多种同工酶(详见第四章),骨骼肌中主要含有LDH5,它和丙酮酸亲和力较高,有利于丙酮酸还原为乳酸,LDH5的辅酶是NAD+。还原反应所需的NADH+H+是3-磷酸甘油醛脱氢时产生,作为供氢体脱氢后成为NAD+,再作为3-磷酸甘油醛脱氢酶的辅酶。因此,NAD+来回穿梭,起着递氢作用,使无氧酵解过程持续进行。
在有氧的条件下,3-磷酸甘油醛脱氢产生的NADH+H+从细胞质中通过穿梭系统进入线粒体经电子传递链传递生成水,同时释放出能量。
二、糖酵解过程的能量变化
1分子葡萄糖在缺氧的条件下转变为2分子乳酸,同时伴随着能量的产生,净产生2分子ATP;糖原开始1分子葡萄糖单位糖酵解成乳酸,净产生3分子ATP(表6-3)。
三、糖酵解的生理意义
主要的生理功能是在缺氧时迅速提供能量
(二)正常情况下为一些细胞提供部分能量
(三) 糖酵解是糖有氧氧化的前段过程,其一些中间代谢物是脂类、氨基酸等合成的前体。
四、糖酵解的调节
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。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。