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生物化学思维导图-糖代谢(一)

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解决方案1:

生物化学思维导图-糖代谢(一)

一、糖酵解

糖酵解反应过程

部位:细胞质基质具体过程及关键酶:

耗能阶段(1-5步反应):

葡萄糖的磷酸化:由己糖激酶催化,生成葡萄糖-6-磷酸。

葡萄糖-6-磷酸异构化:形成果糖-6-磷酸,由磷酸葡萄糖异构酶催化。

果糖-6-磷酸形成果糖-1,6-二磷酸:由磷酸果糖激酶催化。

果糖-1,6-二磷酸转变:为甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮,由醛缩酶催化。

磷酸二羟丙酮转变:为甘油醛-3-磷酸,由磷酸丙糖异构酶催化。

产能阶段(6-10步反应):

甘油醛-3-磷酸氧化:成1,3-二磷酸甘油酸,由甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化。

高能磷酸基团转移:形成ATP,由磷酸甘油酸激酶催化。

3-磷酸甘油酸转变:为2-磷酸甘油酸,由磷酸甘油酸变位酶催化。

2-磷酸甘油酸脱水:生成磷酸烯醇式丙酮酸,由烯醇化酶催化。

磷酸烯醇式丙酮酸转变:为丙酮酸并产生一分子ATP,由丙酮酸激酶催化。

丙酮酸去路(无氧)

乳酸生成:在肌肉细胞中,由乳酸脱氢酶催化,丙酮酸作为受氢体接受来自NADH的H+和电子,生成乳酸。酒精发酵:在酵母细胞中,丙酮酸通过丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶催化,生成乙醇和CO2。

糖酵解关键位置

己糖激酶与葡萄糖激酶的:己糖激酶受ATP、葡萄糖-6-磷酸的别构抑制作用,葡萄糖激酶则不受葡萄糖-6-磷酸的抑制。磷酸果糖激酶的:受ATP、柠檬酸的别构抑制作用,受果糖-2,6-二磷酸的强力激活作用。丙酮酸激酶的:受果糖-1,6-二磷酸、PEP的激活作用,受ATP、丙氨酸、长链脂肪酸以及乙酰CoA的抑制作用。

其他糖类进入糖酵解途径的方式

果糖:在肌肉中由己糖激酶催化形成果糖-6-磷酸进入糖酵解;在肝脏中通过六步反应进入。甘露糖:由己糖激酶催化转变成甘露糖-6-磷酸,再经磷酸甘露糖异构酶催化转变成果糖-6-磷酸。

二、糖异生

糖异生的基本过程

部位:细胞的基质和线粒体具体过程:糖异生的大部分反应是糖酵解的逆反应,对于糖酵解中的三个不可逆反应,糖异生采取迂回措施完成转变。

糖异生与糖酵解的交互调节

糖异生与糖酵解在代谢途径上存在交互,并受到激素和酶的调节。

果糖-2,6-二磷酸的调节

磷酸果糖激酶2(PFK-2)和果糖二磷酸酶2(FBPase-2)是同一条肽链上的双功能酶,其活性由磷酸化修饰决定,受到激素的调节。

三、磷酸戊糖途径

基本情况

部位:细胞溶胶生理意义:产生NADPH,为合成反应提供还原剂;在红细胞中保证谷胱甘肽的还原状态;为物质合成提供原料;是可单独进行氧化分解的途径。

反应过程

氧化阶段:葡萄糖-6-磷酸经过两步反应生成6-磷酸葡萄糖酸,再生成核酮糖-5-磷酸和NADPH,并释放CO2。非氧化阶段:5-磷酸核酮糖经过一系列转酮基及转醛基反应,生成甘油醛-3-磷酸及果糖-6-磷酸,二者可重新进入糖酵解途径。

四、糖原代谢

糖原分解过程

糖原磷酸化酶:从糖原分子的非还原性末端断裂葡萄糖残基,形成葡萄糖-1-磷酸。糖原脱支酶:具有糖基转移酶活性,能催化极限糊精的分支残基转移,暴露α(1→6)糖苷键连接的葡萄糖残基。

糖原合成过程

引物合成:糖原蛋白具有葡萄糖基转移酶活性,将第一个葡萄糖残基转移到糖原蛋白的Tyr残基-OH上,形成糖原引物。UDP-葡萄糖的合成:以葡萄糖-1-磷酸起始,合成UDP-葡萄糖。糖原合酶:催化将UDPG上的葡萄糖分子转移到引物的非还原性末端,合成直链糖原。糖原分支酶:断开α(1→4)糖苷键而形成α(1→6)糖苷键,形成糖原分支。

糖原代谢调节

胰高血糖素和肾上腺素:促进糖原分解,升高血糖。胰岛素:促进糖原合成,降低血糖。

以上即为生物化学中糖代谢(一)的思维导图内容,涵盖了糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径以及糖原代谢的基本过程和关键点。

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