第二节 糖的无氧氧化（1h）

一、糖酵解（glycolysis）：胞液中，1分子葡萄糖分解成为2分子丙酮酸的过程。

一共有10步酶促反应，是糖无氧酵解和有氧氧化的共有途径。分为两个阶段：耗能阶段和产能阶段。

★耗能阶段(preparatory phase)：消耗两分子 ATP，活化葡萄糖，六碳糖裂解为三碳糖。

★产能阶段(payoff phase)：三碳糖转变为丙酮酸，生成四分子 ATP 和两分子 NADH。

第一步反应是葡萄糖的磷酸化，葡萄糖经己糖激酶(hexokinase，HK)作用，转变为 6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate，G-6-P)。

★葡萄糖的磷酸化是葡萄糖所有代谢方式的共有途径。

★己糖激酶有 4 种同工酶：

· I－III 型：底物特异性不强，可催化葡萄糖、果糖等的磷酸化，分布于几乎所有的肝外组织。对葡萄糖亲和力高 ( Km=0.1mM)，可保证细胞在血糖浓度高时糖摄取速度稳定。

· IV 型，又称葡萄糖激酶(glucokinase,GK) ：对葡萄糖具有特异性，主要分布在肝脏。对葡萄糖亲和力低 (Km=5~10mM)，血糖浓度高时起作用，促进肝细胞摄取葡萄糖。

第三步反应是6-磷酸果糖的磷酸化，F-6-P 经磷酸果糖激酶 1(phosphofructokinase-1，PFK-1) 作用生成 1,6-二磷酸果糖.是糖酵解第二个消耗 ATP 的反应，是糖酵解途径的限速反应，主要的调控位点。

第六步反应是3-磷酸甘油醛的氧化，在3-磷酸甘油醛脱氢酶作用下，3-磷酸甘油醛被氧化生成 1,3-二磷酸甘油酸(1,3-bisphosphoglycerate，1,3-BPG)。 氧化反应高度放能，驱动羧基与无机磷酸结合成高能化合物，脱去的氢由 NAD＋运载，生成 NADH。

接着第七步反应，磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)催化高能磷酸键的转移，二磷酸甘油酸转变为 3-磷酸甘油酸，ADP 转变为 ATP。这是一步底物水平磷酸化直接生成ATP的反应。

第九步反应生成磷酸烯醇式丙酮酸，经烯醇化酶(enolase)作用，2-磷酸甘油酸脱水生成高能磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate, PEP)。

紧接着第十步， 底物水平磷酸化直接生成第二个ATP。PEP 经丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)作用，高能磷酸基团转移给 ADP，生成丙酮酸(pyruvate)和 ATP.

二、乳酸生成

在无氧条件下乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase)催化丙酮酸生成乳酸(lactate)。

三、糖酵解的调节

主要调节位点就是糖酵解途径的三个关键酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶 1和丙酮酸激酶，其中磷酸果糖激酶 1 是糖酵解途径最重要的限速酶和调节点。

1.  磷酸果糖激酶 1 的调节

PFK-1 是同四聚体，每一亚基均有催化部位和调节部位。

★别构调节：

· ATP 、柠檬酸、长链脂肪酸是PFK-1的别构抑制剂

· AMP、F-1,6-BP和F-2,6-BP是PFK-1的别构激活剂。F-2,6-BP是 PFK-1 最强的激活剂，可以提高酶对 F-6-P 的亲和力，降低 ATP 的抑制作用。

★共价修饰：

F-2,6-BP由磷酸果糖激酶 2 (PFK-2)合成，被果糖 2,6-二磷酸酶降解，这两种酶活性组成双功能酶。胰高血糖素可促进酶的磷酸化，抑制激酶活性，提高磷酸酶活性。

2.  丙酮酸激酶的调节

丙酮酸激酶是糖酵解第二个重要的调节点。

★别构调节：

  · ATP、乙酰-CoA 与丙氨酸是酶的别构抑制剂

  · AMP、F-1,6-BP是酶的别构激活剂

 ★共价修饰：在肝脏，胰高血糖素可以通过 PKA 对丙酮酸激酶进行磷酸化，使之失活

3. 己糖激酶的调节

己糖激酶是细胞所有糖代谢的共同调节点，本质上不是糖酵解的主要限速步骤，主要作用是调节细胞对糖的吸收。

I－III 型HK主要接受 G-6-P 的反馈抑制，而IV 型的GK 是肝脏特有的，不受 G-6-P 抑制。

胰岛素可以诱导GK的合成。

四、糖酵解的生理意义

1、机体在缺氧情况下获得能量的主要手段。如：剧烈运动时，肌肉获得能量的主要手段；        高原环境、疾病、局部缺血等情况下的能量供应。

2、某些组织获得能量的方式。如：红细胞无线粒体只能通过葡萄糖无氧酵解获得能量；        白细胞、神经和骨髓等代谢活跃的组织，即使在有氧条件下，也进行无氧酵解获得能量。

3、中间产物为其他物质合成的原料。

重点内容：糖酵解概念，主要反应步骤，生理意义

难点内容：糖酵解的调节