生化p548

1、前面是手寫的，所以從548頁開始P548糖質(zhì)新生十分昂貴的糖質(zhì)新生十分昂貴的但是必須的但是必須的從丙酮酸到自由血糖生物合成反應(yīng)的總和2丙酮酸4ATP2GTP2NADH2h4水→葡萄糖4ADP2GDP6PiNAD對于葡萄糖的每個分子形成是由丙酮酸需要六個高能磷酸組四個ATP和GTP。此外兩個分子的形成需要減少兩個分子的3二磷酸。顯然方程149為方程的不僅僅是相反的葡萄糖轉(zhuǎn)化為丙酮酸通過糖酵解它只需要兩個ATP分子:葡萄糖ADP2Pi2NA

2、D→2丙酮酸2ATP2NADH2H2水從丙酮酸的合成葡萄糖是相對昂貴的過程。這些高能源成本是必要的以確保糖質(zhì)新生的不可逆性。在細(xì)胞內(nèi)的情況下糖酵解的整體自由能改變至少是63焦每摩爾。在同等條件下的整體G糖質(zhì)新生是16焦每摩爾。因此在細(xì)胞糖酵解和糖質(zhì)新生本質(zhì)上是不可逆轉(zhuǎn)的過程。三羧酸循環(huán)中間體和許多氨基酸生成葡糖的上面描述的生物合成途徑葡萄糖允許的凈合成葡萄糖不僅從丙酮酸也從四五六碳的三羧酸循環(huán)(第十六章)。檸檬酸琥珀酸異檸檬酸——所有的

3、檸檬酸循環(huán)中間體可以進(jìn)行氧化還原（見圖167)。部分或全部的大多數(shù)蛋白質(zhì)由氨基酸的碳原子最終成為丙酮酸或檸檬酸循環(huán)的中間體。這樣的氨基酸可以因此接受葡萄糖的凈轉(zhuǎn)化和據(jù)說生成葡糖的支持。丙氨酸和谷氨酰胺主要從肝外組織分子運輸氨基酸到肝臟在生命體中在哺乳動物中是尤其重要的生成葡萄糖的氨基酸。切除后的氨基酸組肝臟線粒體剩下的碳骨架(丙酮酸)很容易進(jìn)入糖質(zhì)新生。相比之下沒有凈轉(zhuǎn)化的脂肪酸到葡萄糖發(fā)生在哺乳動物。我們應(yīng)當(dāng)看到在第十七章中大多數(shù)脂肪

4、酸的分解代謝收益率只有乙酰CoA。哺乳動物不能使用乙酰輔酶a葡萄糖的前體因為丙酮酸脫氫酶的反應(yīng)是不可逆轉(zhuǎn)的細(xì)胞沒有其他途徑完全綠化的丙酮酸乙酰輔酶a。植物酵母許多細(xì)菌有途徑(乙醛酸循環(huán)見圖1620)轉(zhuǎn)換為乙酰輔酶a所以這些生物可以使用脂肪酸作為糖質(zhì)新生的起始物料。這是尤其重要的如此在幼苗萌發(fā)時沒有進(jìn)行光合作用之前可以作為合成葡萄糖的來源。糖酵解和糖質(zhì)新生是相互地監(jiān)管糖酵解和糖質(zhì)新生是相互地監(jiān)管如果糖酵解(葡萄糖轉(zhuǎn)化為丙酮酸)和糖質(zhì)新生(

5、丙酮酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖)同時被允許繼續(xù)在高速度P549結(jié)果將是ATP的消費和熱量的產(chǎn)生。例如PFK1和FBPase1促進(jìn)對方的反應(yīng):ATP果糖6磷酸→PFK1ADP果糖16二磷酸鹽果糖16二磷酸水→FBPase1果糖6磷酸Pi這兩個反應(yīng)的總和ATP水→ADPPi熱量這兩種酶的反應(yīng)和許多其他兩個通路調(diào)控變構(gòu)性和共價修飾(磷酸化)。在第15章中我們詳細(xì)的呈現(xiàn)了這種監(jiān)管機(jī)制?，F(xiàn)在我只想說這樣的途徑是規(guī)定進(jìn)行葡萄糖通過糖原的的通量上升丙酮酸對葡萄糖

6、的通量下降反之亦然?？偨Y(jié)14.4糖質(zhì)新生糖質(zhì)新生■糖質(zhì)新生是一個無處不在的多步驟的丙酮酸或相關(guān)的三碳化合物(乳酸、丙氨酸)轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過程。七個步驟的糖質(zhì)新生與糖酵解中使用葡萄糖異生的的酶是相同的酶催化這是可逆反應(yīng)?！鋈齻€不可逆轉(zhuǎn)的步驟在糖酵解途徑繞過由酶催化的反應(yīng):獨一無二的角色:轉(zhuǎn)酮醇酶和轉(zhuǎn)醛醇酶。轉(zhuǎn)酮醇酶催化從酮糖供體到醛糖受體的一個二碳的斷裂(圖1423a)。在其第一次出現(xiàn)在磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)移木酮糖5磷酸的C1和c2形成

7、七碳產(chǎn)品景天庚酮糖7磷酸鹽(圖1423b)。其余從木酮糖斷裂的三碳片段是甘油醛3磷酸鹽。接下來轉(zhuǎn)醛醇酶催化醛縮酶反應(yīng)的反應(yīng)類似于糖酵解:從景天庚酮糖7磷酸鹽移除三碳的片段與甘油醛聚合形成果糖6磷酸鹽和四糖赤蘚糖4磷酸鹽(圖24)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)酮醇酶再次作用從赤蘚糖4磷酸鹽和木酮糖5磷酸鹽形成果糖6磷酸和甘油醛3(圖1425)。兩分子的甘油醛3磷酸鹽由兩個迭代的這些反應(yīng)可以被轉(zhuǎn)換成一個分子果糖1，6二磷酸如糖質(zhì)新生形成(圖1416)最后FBPa

8、se1和磷酸己糖異構(gòu)酶轉(zhuǎn)化為果糖16二磷酸和葡萄糖6磷酸。這個周期完成:六戊糖磷酸鹽轉(zhuǎn)化為五己磷酸鹽(圖1422b)。P553轉(zhuǎn)酮醇酶需要輔助因子硫胺素焦磷酸(TPP)這使負(fù)碳離子在這個反應(yīng)中穩(wěn)定(圖1426a)就像它在丙酮酸脫羧酶反應(yīng)(圖1413)。轉(zhuǎn)醛醇酶使用賴氨酸側(cè)鏈形成席夫堿與羰基的襯底酮糖從而使負(fù)碳離子穩(wěn)定(圖1426b)，這是反應(yīng)機(jī)理的核心。描述的過程在圖1421中被稱為氧化磷酸戊糖途徑。前兩個步驟是氧化反應(yīng)伴有大的負(fù)標(biāo)準(zhǔn)自

9、由能的變化本質(zhì)上是不可逆轉(zhuǎn)的在細(xì)胞中。P554磷酸戊糖途徑非氧化部分的反應(yīng)(圖1422)很容易可逆因此也提供了一種己糖磷酸鹽轉(zhuǎn)化為戊糖磷酸鹽方法。在第20章我們將看到一個進(jìn)程它將戊糖磷酸轉(zhuǎn)化為己糖磷酸鹽是至關(guān)重要的對于光合作用同化二氧化碳的植物。途徑還原磷酸戊糖途徑本質(zhì)上是反應(yīng)如圖1422所示的逆轉(zhuǎn)和雇傭了許多相同的酶。磷酸戊糖途徑的酶都是位于細(xì)胞溶質(zhì)像糖酵解和大多數(shù)的糖質(zhì)新生。事實上這三個途徑是通過幾個共享的中間體和酶被連接。甘油醛3

10、磷酸通過轉(zhuǎn)酮醇酶的作用而形成的由糖酵解酶容易轉(zhuǎn)化為磷酸二羥丙酮磷酸丙糖異構(gòu)酶這兩個丙糖通過醛縮酶可以加入如糖質(zhì)再生形成果糖6二磷酸鹽。或者丙糖磷酸鹽通過糖酵解反應(yīng)可以被氧化為丙酮酸。丙糖的命運取決于細(xì)胞對戊糖磷酸鹽NADPH和ATP的相對需求。WernickeKsakoff綜合癥是加劇了轉(zhuǎn)酮醇酶的缺陷綜合癥是加劇了轉(zhuǎn)酮醇酶的缺陷得WernickeKsakoff綜合癥得人在轉(zhuǎn)酮醇酶基因突變的結(jié)果使一種有親和力的輔酶它的TPP是正常酶的十分

11、之一。雖然溫和的維生素缺乏硫胺對帶有轉(zhuǎn)酮醇酶基因的個人的影響甚微這些基因的改變硫胺素缺乏癥TPP的水平低于飽和酶所需。轉(zhuǎn)酮醇酶活性的降低減慢了整個磷酸戊糖途徑而結(jié)果是WernickeKsakoff綜合癥:嚴(yán)重的記憶喪失精神混亂部分癱瘓?；季C合征的人普遍比一般人群酗酒慢性飲酒干擾腸道的吸收一些維生素包括硫胺素?！銎咸烟瞧咸烟?磷酸鹽糖酵解、磷酸戊糖途徑之間分配磷酸鹽糖酵解、磷酸戊糖途徑之間分配葡萄糖6磷酸鹽是否進(jìn)入糖酵解、磷酸戊糖途徑取決

12、于當(dāng)前需要的細(xì)胞和細(xì)胞溶質(zhì)中輔酶ii的濃度。如果沒有這個電子受體磷酸戊糖途徑的第一反應(yīng)(由G6PD催化)不能繼續(xù)。當(dāng)一個細(xì)胞迅速轉(zhuǎn)換NADPH在降低生物合成輔酶ii輔酶ii的水平上升，異構(gòu)體刺激G6PD從而通過磷酸戊糖途徑增加葡萄糖的通量(圖1427)。當(dāng)NADPH的需求放緩輔酶ii的水平下降磷酸戊糖途徑的放緩糖酵解并且葡萄糖6磷酸鹽被用于用于燃料。P555總結(jié)總結(jié)14.5磷酸戊糖途徑的葡萄糖氧化磷酸戊糖途徑的葡萄糖氧化■氧化磷酸戊糖途