2013年公衛(wèi)助理醫(yī)師考試輔導(dǎo)：糖異生的途徑

　　糖異生的途徑基本上是糖酵解或糖有氧氧化的逆過(guò)程，糖酵解通路中大多數(shù)的酶促反應(yīng)是可逆的，但是糖酵解途徑中己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶三個(gè)限速酶催化的三個(gè)反應(yīng)過(guò)程，都有相當(dāng)大的能量變化，因?yàn)榧禾羌っ?包括葡萄糖激酶)和磷酸果糖激酶所催化的反應(yīng)都要消耗ATP而釋放能量，丙酮酸激酶催化的反應(yīng)使磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)移其能量及磷酸基生成ATP，這些反應(yīng)的逆過(guò)程就需要吸收相等量的能量，因而構(gòu)成“能障”，為越過(guò)障礙，實(shí)現(xiàn)糖異生，可以由另外不同的酶來(lái)催化逆行過(guò)程，而繞過(guò)各自能障，這種由不同的酶催化的單向反應(yīng)，造成兩個(gè)作用物互變的循環(huán)稱(chēng)為作用物循環(huán)或底物循環(huán)。

　　(一)由丙酮酸激酶催化的逆反應(yīng)是由兩步反應(yīng)來(lái)完成的。

　　首先由丙酮酸羧化酶催化，將丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜�，然后再由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化，由草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸�?/P>

　　這個(gè)過(guò)程中消耗兩個(gè)高能鍵(一個(gè)來(lái)自ATP，另一個(gè)來(lái)自GTP)，而由磷酸烯醇式丙酮酸分解為丙酮酸只生成1個(gè)ATP。

　　由于丙酮酸羧化酶僅存在于線(xiàn)粒體內(nèi)，胞液中的丙酮酸必須進(jìn)入線(xiàn)粒體，才能羧化生成草酰乙酸，而磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在線(xiàn)粒體和胞液中都存在，因此草酰乙酸可在線(xiàn)粒體中直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖�酮酸再進(jìn)入胞液中，也可在胞液中被轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖�酮酸。但是，草酰乙酸不能通過(guò)線(xiàn)粒體膜，其進(jìn)入胞液可通過(guò)兩種方式將其轉(zhuǎn)運(yùn)：一種是經(jīng)蘋(píng)果酸脫氫酶作用，將其還原成蘋(píng)果酸，然后通過(guò)線(xiàn)粒體膜進(jìn)入胞液，再由胞液中NAD+-蘋(píng)果酸脫氫酶將蘋(píng)果酸脫氫氧化為草酰乙酸而進(jìn)入糖異生反應(yīng)途徑，由此可見(jiàn)，以蘋(píng)果酸代替草酰乙酸透過(guò)線(xiàn)粒體膜不僅解決了糖異生所需要的碳單位，同時(shí)又從線(xiàn)粒體內(nèi)帶出一對(duì)氫，以NADH+H+形成使1，3-二磷酸甘油酸生成3�擦姿岣视腿�，從而保證了糖異生順利進(jìn)行。另一種方式是經(jīng)谷草轉(zhuǎn)氨酶的作用，生成天門(mén)冬氨酸后再逸出線(xiàn)粒體，進(jìn)入胞液中的天門(mén)冬氨酸再經(jīng)胞液中谷草轉(zhuǎn)氨酶催化而恢復(fù)生成草酰乙酰。有實(shí)驗(yàn)表明，以丙酮酸或能轉(zhuǎn)變?yōu)楸�酮酸的某些成糖氨基酸作為原料成糖時(shí)，以蘋(píng)果酸通過(guò)線(xiàn)粒體方式進(jìn)行糖異生，而乳糖進(jìn)行糖異生反應(yīng)時(shí)，它在胞液中變成丙酮酸時(shí)已脫氫生成NADH+H+，可供利用，故常在線(xiàn)粒體內(nèi)生成草酰乙酸后，再變成天門(mén)冬氨酸而出線(xiàn)粒體內(nèi)膜進(jìn)入胞漿。

　　(二)由己糖激酶和磷酸果糖激酶催化的兩個(gè)反應(yīng)的逆行過(guò)程

　　由兩個(gè)特異的磷酸酶水解己糖磷酸酯鍵完成，催化G-6-P水解生成葡萄糖的酶為葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase);催化1，6-二磷酸果糖水解生成F-6-P的酶是果糖二磷酸酶(fructose diphosphatase)。

　　除上述幾步反應(yīng)以外，糖異生反應(yīng)就是糖酵解途徑的逆反應(yīng)過(guò)程。因此，糖異生可總結(jié)為：

　　2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H+ +6H2O→葡萄糖+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi+6H+

　　現(xiàn)將肝臟和腎皮質(zhì)中糖的氧化與糖異生作用過(guò)程總結(jié)如圖4?1，糖異生作用的三種主�ひ�原料有乳酸、甘油和氨基酸等，乳酸在乳酸脫氫酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸�酮酸，�?jīng)前述羧化支路成糖;甘油被磷酸化生成磷酸甘油后，氧化成磷酸二羥丙酮，再循糖酵解逆行過(guò)程合成糖;氨基酸則通過(guò)多種渠道成為糖酵解或糖有氧氧化過(guò)程中的中間產(chǎn)物，然后生成糖;三羧酸循環(huán)中的各種羧酸則可轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜幔�然后生成糖�?/P>