公卫执业医师生物化学辅导：糖代谢
糖代谢是生物体广泛存在的最基本代谢。糖代谢为生物提供重要的碳源和能源。生物所需的能量，主要由糖代谢提供。接下来我们一起来看看应届毕业生小编为大家提供的公卫执业医师生物化学辅导：糖代谢。
糖 代 谢
新陈代谢(物质代谢)是指生物与周围环境进行物质和能量交换的过程。包括同化作用和异化作用。特点：1、温和条件下由酶催化完成;2、反应协调而有顺序性;3、反应分步进行并伴有能量变化，有中间产物。
糖代谢是生物体广泛存在的最基本代谢。糖代谢为生物提供重要的碳源和能源。生物所需的能量，主要由糖代谢提供。糖代谢包括糖的分解代谢和合成代谢，分解代谢包括糖的有氧氧化分解(糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环)和磷酸戊糖途径;合成代谢包括糖异生和光合作用。
注：代谢章节的特点是易懂难记，但对于任何一种代谢过程无非学习以下几个方面知识：1、每步中间反应的反应物和产物是什么;2、催化的酶是什么;3、物质和能量变化情况;4、代谢如何进行调节;(5、生物学意义)。
一、糖酵解
糖酵解(EMP途径)：葡萄糖经过一系列中间反应后生成丙酮酸的过程。糖酵解在细胞质中进行。
1、过程：
1)、 葡萄糖磷酸化形成G-6-P;此反应不可逆，催化此反应的激酶有，已糖激酶和葡萄糖激酶。
激酶：催化ATP分子的磷酸基(r-磷酰基)转移到底物上的酶称激酶，一般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子，底物诱导的裂缝关闭现象似乎是激酶的共同特征。
2)、 G-6-P异构化为F-6-P;此反应可逆，反应方向由底物与产物的含量水平控制。由磷酸葡萄糖异构酶催化，将葡萄糖的羰基C由C1移至C2 ，为C1位磷酸化作准备，同时保证C2上有羰基存在，这对分子的β断裂，形成三碳物是必需的。
3)、 F-6-P磷酸化，生成F-1.6-P;此反应在体内不可逆，调节位点，由磷酸果糖激酶催化。磷酸果糖激酶既是酵解途径的限速酶，又是酵解途径的第二个调节酶
4)、 F-1.6-P裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮(DHAP);该反应可逆，由醛缩酶催化。同时在生理环境中，3-磷酸甘油醛不断转化成丙酮酸，驱动反应向右进行。
5)、 磷酸二羟丙酮(DHAP)异构化成3-磷酸甘油醛;由磷酸丙糖异构酶催化。已糖转化成3-磷酸甘油醛后，C原子编号变化：F-1.6-P的C1-P、C6-P都变成了3-磷酸甘油醛的C3-P
6)、 3-磷酸甘油醛氧化成1.3—二磷酸甘油酸;由磷酸甘油醛脱氢酶催化。此反应可逆，既是氧化反应，又是磷酸化反应，氧化反应的能量驱动磷酸化反应的进行。碘乙酸可与酶的-SH结合，抑制此酶活性，砷酸能与磷酸底物竞争，使氧化作用与磷酸化作用解偶连(生成3-磷酸甘油酸)。
7)、 1.3—二磷酸甘油酸转化成3—磷酸甘油酸和ATP;此反应可逆，由磷酸甘油酸激酶催化。这是酵解过程中的第一次底物水平磷酸化反应，也是酵解过程中第一次产生ATP的反应。一分子Glc产生二分子三碳糖，共产生2ATP。这样可抵消Glc在两次磷酸化时消耗的2ATP。
8)、 3—磷酸甘油酸转化成2—磷酸甘油酸;此反应可逆，磷酸甘油酸变位酶催化，磷酰基从C3移至C2。
9)、 2—磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸;此反应可逆，烯醇化酶催化。2—磷酸甘油酸中磷脂键是一个低能键(△G= -17.6Kj /mol)而磷酸烯醇式丙酮酸中的磷酰烯醇键是高能键(△G= -62.1Kj /mol)，因此，这一步反应显著提高了磷酰基的转移势能。
10)、 磷酸烯醇式丙酮酸生成ATP和丙酮酸;此反应不可逆，调节位点。由丙酮酸激酶催化，丙酮酸激酶是酵解途径的第三个调节酶，这是酵解途径中的第二次底物水平磷酸化反应，磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP，生成ATP和丙酮酸
EMP总反应式：
1葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ → 2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O
2、 糖酵解的能量变化
无氧情况下：净产生2ATP(2分子NADH将2分子丙酮酸还原成乳酸)。
有氧条件下：NADH可通过呼吸链间接地被氧化，生成更多的ATP。
1分子NADH→3ATP(或2.5ATP)
1分子FADH2 →2ATP(或1.5 ATP)
因此，净产生8ATP(酵解2ATP，2分子NADH进入呼吸氧化，共生成6ATP)。
但在肌肉系统组织和神经系统组织：一个Glc酵解，净产生6ATP(2+2*2)。
★甘油磷酸穿梭：
2分子NADH进入线粒体，经甘油磷酸穿梭系统，胞质中磷酸二羟丙酮被还原成3—磷酸甘油，进入线粒体重新氧化成磷酸二羟丙酮，但在线粒体中的3—磷酸甘油脱氢酶的辅基是FAD，因此只产生4分子ATP。
①：胞液中磷酸甘油脱氢酶。
②：线粒体磷酸甘油脱氢酶。
★苹果酸穿梭机制：
胞液中的NADH可经苹果酸脱氢酶催化，使草酰乙酸还原成苹果酸，再通过苹果酸—2—酮戊二酸载休转运，进入线粒体内，由线粒体内的苹果酸脱氢酶催化，生成NADH和草酰乙酸。
而草酰乙酸经天冬氨酸转氨酶作用，消耗Glu而形成Asp。Asp经线粒体上的载体转运回胞液。在胞液中，Asp经胞液中的Asp转氨酶作用，再产生草酰乙酸。
经苹果酸穿梭，胞液中NADH进入呼吸链氧化，产生3个ATP。
糖酵解过程中包含两个底物水平磷酸化：一为1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸;二为磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸。
2、调节
1)6-磷酸果糖激酶-1
变构抑制剂：ATP、柠檬酸
变构激活剂：AMP、ADP、1，6-双磷酸果糖(产物反馈激，比较少见)和2，6-双磷酸果糖(最强的激活剂)。
2)丙酮酸激酶
变构抑制剂：ATP 、肝内的丙氨酸
变构激活剂：1，6-双磷酸果糖
3)葡萄糖激酶
变构抑制剂：长链脂酰辅酶A
注：此项无需死记硬背，理解基础上记忆是很容易的，如知道糖酵解是产生能量的，那么有ATP等能量形式存在，则可抑制该反应，以利节能，上述的柠檬酸经三羧酸循环也是可以产生能量的，因此也起抑制作用;产物一般来说是反馈抑制的;但也有特殊，如上述的1，6-双磷酸果糖。特殊的需要记忆，只属少数。以下类同。关于共价修饰的调节，只需记住几个特殊的即可，下面章节提及。
3、丙酮酸的去路
1) 进入三羧酸循环
2) 乳酸的生成
在厌氧酵解时(乳酸菌、剧烈运动的肌肉)，丙酮酸接受了3—磷酸甘油醛脱氢酶生成的NADH上的氢，在乳酸脱氢酶催化下，生成乳酸。
总反应： Glc + 2ADP + 2Pi → 2乳酸 + 2ATP + 2H2O
3) 乙醇的生成
酵母或其它微生物中，经糖酵解产生的丙酮酸，可以经丙酮酸脱羧酶催化，脱羧生成乙醛，在醇脱氢酶催化下，乙醛被NADH还原成乙醇。
总反应：Glc+2pi+2ADP+2H+→2乙醇+2CO2+2ATP+2H20
在厌氧条件下能产生乙醇的微生物，如果有氧存在时，则会通过乙醛的氧化生成乙酸，制醋。
4) 丙酮酸进行糖异生
4、 其它单糖进入糖酵解途径：除葡萄糖外，其它单糖也可进行酵解，通过形成糖酵解的某一中间产物。各种单糖进入糖酵解的途径，如糖原降解产物G—1—P异构成G—6—P。
5、糖酵解的生理意义
1)葡萄糖分解代谢的共同途径;
2)对于厌氧生物、缺氧或某些病理的组织来说，是糖分解和获得能量的主要方式;
3)糖酵解形成的很多中间产物，可作为合成其他物质的原料，与其他代谢途径联系起来。
6、乳酸循环：葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸，可经血循环转运至肝脏，再经糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用，这一循环过程就称为乳酸循环(Cori循环)。Cori循环是一个耗能过程：2分子乳酸生成1分子Glc，消耗6个ATP。
乳酸循环是由于肝内糖异生活跃，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，释出葡萄糖。肌肉除糖异生活性低外，又没有葡萄糖-6-磷酸酶。
乳酸循环生理意义：避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。