多分支，提高水 溶性，利于储存;
多处磷酸化酶作 用点，提高效率， 迅速提供能量
2、变位 G-1-P 磷酸葡萄糖变位酶
G-6-P
3、G的生成（只存在于肝、肾中，肌组织中没有此步骤）
G-6-
G
P
葡萄糖-6-磷酸酶
糖原的合成与分解代谢
UDP
Gn+1
Pi
Gn
糖原合酶 分支酶
UDPG
糖原磷酸化酶
Gn
• 酵解途径与糖异生途径多数反应是共有 的，除了酵解途径中3个不可逆反应。 糖异生方向
1.丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 2.1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖 3.6-磷酸葡萄糖 葡萄糖
丙 酮
丙酮酸羧化酶
草 酰 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶
酸
乙
CO2 ATP ADP+Pi酸 GTP GDP CO2
磷酸 烯醇 式丙 酮酸
3.调节酸碱平衡
长期饥饿时，肾糖异生增加，排氢保钠。 有利于维持酸碱平衡。
谷氨酰胺
谷氨酸
H2O
NH3
+
原尿H+
NH4+
-酮戊二酸 NH3
糖异生
糖异生的调节
1.激素的调节作用
6-磷酸果糖和1,6-双磷酸果糖之间，糖酵解和糖异 生之间
肝脏:胰高血糖素 腺苷酸环化酶
（无活性） 腺苷酸环化酶（活性）
ATP
2 胰高血糖素，主要的升血糖激素。
3 糖皮质激素，可引起血糖升高，肝糖原增加。
4 肾上腺素，强有力的升血糖激素。
• 胰岛素：降低血糖的唯一激素 1、促进G转运入细胞，加强利用 2、增强磷酸二酯酶的活性，降低cAMP水平，
激活糖原合酶，抑制磷酸化酶
3、激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶→活化丙酮酸脱氢
酶 4、抑制肝内糖异生 5、抑制激素敏感性脂肪酶，减少脂肪动员
丙酮酸 乳酸
耗能过程,4个ATP
饥饿早期： 蛋白质分解为氨基酸，每天生成90-120g葡萄糖
甘油每天生成10-15g葡萄糖
长期饥饿： 脑消耗葡萄糖减少，其余器官依赖酮体为主
蛋白质分解减少至35g 甘油每天生成20g葡萄糖
2.补充肝糖原
肝脏在体内不能直接利用葡萄糖合成糖 原，摄入的相当部分的葡萄糖先分解成 丙酮酸、乳酸等三碳化合物，后者再异 生成糖原。合成糖原的这条途径称为三 碳途径（间接途径）。
(G)n + Pi
(G)n-1 + G-1-P
磷酸吡哆醛：辅助因子
磷酸化酶： 当糖链上的葡萄糖基磷酸解至分支点4个葡萄糖基 时,磷酸化酶不能发挥作用 2）转移酶：将3个糖残基从一个糖链转移到另一个4糖残基链 3）脱支酶：糖原分支点的1，6-糖苷键水解，生成游离的G
转移酶、脱支酶：同一个酶上的两个活性部位
焦磷酸化酶
UDPG + PPi
2、缩合：
糖原合酶（关键酶），原有糖原分子为引物，添加新的G， 形成1,4-糖苷键
UDPG + (G)n
糖原合酶·
(G)n+1 + UDP
3、分支：合成1，6-糖苷键，分支糖原
直链长度达11个G残基以上时，分支酶(branching enzyme) 的催化下，将距末端6～7个葡萄糖残基组成的寡糖链由-1,4-糖 苷键→-1,6-糖苷键，糖原出现分支
第十二章 糖类的生物合成
第一节 糖原的合成与分解
糖原：葡萄糖分子聚合而成的带有 分支的高分子多糖类化合物 特点：α-1，4糖苷键
α-1，6糖苷键（分枝点） 合成、分解速度受激素和别构 酶的精细调节，直接影响血糖水平
• 血糖浓度是恒定的(3.89-6.11mmol/L) • 糖原是体内糖的储存形式 • 可以迅速提供机体需要 • 贮存于 肝：血糖的重要来源
主要原料：乳酸、氨基酸和甘油
乳酸循环（Cori循环）
• 肌肉收缩通过糖酵解产生乳酸。乳酸通过细胞膜弥散进 入血循环，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释入 血液又可被肌肉摄取，构成乳酸循环。
• 意义在于避免损失乳酸，防止因乳酸堆积引起酸中毒。
葡萄糖 糖异生途径
丙酮酸 乳酸
葡萄糖 乳酸
葡萄糖 糖酵解途径
• 胰岛功能异常、减退，导致胰岛素分泌减少→ 葡萄糖转运受阻，糖异生增加，乙酰CoA合成 脂肪减少 组织可利用的糖减少→饥饿感→进食增多→血 糖增多→尿糖→排出大量水分→多尿→口渴→ 多饮 组织可利用的糖减少→分解体内脂肪和蛋白质, 同时脂肪动员增多→消瘦
三多一少症状
• 糖酵解和糖异生途径中共同的酶是( ) A.3-磷酸甘油醛脱氢酶 B.已糖激酶 C.丙酮酸激酶 D.果糖二磷酸酶 E.丙酮酸羧化酶
（一）糖原的生物合成 非分解途径的逆转 三个阶段
1、活化：G → UDPG （尿苷二磷酸葡萄糖） ⑴ 磷酸化
己糖激酶(葡萄糖激酶) G + ATP
G-6-P + ADP
⑵ 异构：G-6-P→G-1-P
G-6-P
磷酸葡萄糖变位酶
G-1-P
⑶ 转形：G-1-P → UDPG
G-1-P + UTP
尿苷二磷酸葡萄糖
胰高血糖素
• 升血糖的机制 1.激活蛋白激酶,抑制糖原合酶,激活磷酸化
酶. 2.通过抑制6-磷酸果糖激酶-2,激活果糖二
磷酸酶-2,减少2,6-二磷酸果糖的合成. 3.促进磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成,促
进糖异生. 4.激活激素敏感性脂肪酶,加速脂肪动员.
血糖水平异常：高血糖和糖尿病
• 标准：空腹血糖高于7.28mmol/L:高血糖；高 于8.96mmol/L:糖尿病。
cAMP
蛋白激酶
R、 cAMP
（无活性） 蛋白激酶（活性）
ATP
6-磷酸果糖激酶 -2（活性）
ADP
（无活性）
糖分解和异生 的主要信号
2,6-二磷酸果糖 水平降低
抑制糖酵解, 促进糖异生
2.代谢物的调节作用 饥饿情况，脂肪动员、蛋白质分解，甘油、 氨基酸，促进糖异生。
3.乙酰CoA增多 乙酰CoA抑制丙酮酸脱氢酶，使丙酮酸堆积， 促进糖异生。
• 下述因素中,不能降低血糖的是( ) A.肌糖原合成 B.肝糖原合成 C.胰岛素增加 D.糖异生作用 E.糖的有氧氧化
• 糖原分解的关键酶是( ) A.分支酶 B.脱支酶 C.磷酸化酶 D.磷酸化酶b激酶 E.葡萄糖-6-磷酸酶
PPi
UDPG焦磷酸化酶
脱支酶
UTP
G-1-P
磷酸葡萄糖变位酶
葡萄糖-6-磷酸原代谢的调节
• 糖原合成和分解代谢 • 合成活跃时，分解被抑制，才能有效进行
调节；反之亦然 • 糖原合酶、磷酸化酶 • 共价修饰（磷酸化、去磷酸化）
变构调节
糖异生
糖异生概念
糖异生是指从非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过
① 丙酮酸羧化酶(只存在于线粒体中) ② 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶
G
胞液
线粒体 乙酰CoA
PEP
丙酮酸
② 草酰乙酸
苹果酸/ 天冬氨酸
丙酮酸 ①
草酰乙酸
②
苹果酸/ 天冬氨酸
PEP
葡萄糖-6-磷酸酶
• 糖异生作用的总反应式如下：
2丙酮酸 +4ATP +2GTP +2NADH +2H+ +4H2O → 1葡萄糖 +2NAD+ +4ADP +2GDP +6Pi
肌肉：提供收缩时能量 • 糖原合成酶 糖原合酶：直链糖原
分支酶：形成分支 • 糖原分解酶 糖原磷酸化酶
脱支酶 葡萄糖-6-磷酸酶：只存在于肝肾
• 游离的单糖不能参与双糖或多糖的合成，延长反 应中提供的单糖基必须是活化的糖供体——糖与 核苷酸结合的化合物。
• UDPG：蔗糖、糖原合成酶、纤维素合成酶 • ADPG：淀粉合成酶 • GDPG：纤维素合成酶
糖酵解途径生成的能量？
问题：糖异生消耗的ATP比糖酵解产 生的更多,是一种能量的浪费吗? 长期饥饿，肝肾糖异生作用活跃，糖异生生成 的糖用于供给只能利于G的器官。
糖异生的生理意义
1.维持血糖恒定 糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖 的途径。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料 的，成人每天约需要160克葡萄糖，其中 120克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有 限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。
• 分解和合成代谢不是逆反应
• 分解和合成代谢可由同一种作用相反的方 式调控，分解促进则合成被抑制
• 合成所消耗的能量要超过分解所产生的能 量
血糖水平的调节
• 来源和去路：
• 四种激素共同调节血糖
1 胰岛素，是惟一降血糖的激素，也是唯一同时 促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。受血糖 调控，血糖升高胰岛素分泌增加，血糖降低， 分泌减少。
程。非糖物质包括乳酸、生糖氨基酸、甘油等均 可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖或糖原。
这一过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不 是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应， 而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆 反应，完成糖的异生过程。
(一)糖异生的途径
• 从丙酮酸生成葡萄糖的具体反映过程称为糖异 生途径（gluconeogenic pathway)
分支酶
(branching enzyme)
-1,4-糖苷键
α-1,6-糖苷键
（二）糖原分解代谢（glycogenolysis） 肝肾、肌肉
三个阶段：
1．水解：三步，循环进行
1）解磷酸：糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylase）
磷酸解-1,4-糖苷键 → G-1-P
*
糖原磷酸化酶