糖代谢的研究与糖新生物学的研究进展

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1、糖代谢的研究与糖新生物学的研究进展0902012010摘要：糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物.在人体内糖的主要形式是葡萄糖(glucose，Glc)及糖原(glycogen，Gn).葡萄糖是糖在血液中的运输形式,在机体糖代谢中占据主要地位；糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式.葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量.食物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢.机体内糖的代谢途径主要有

2、葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖代谢等.关键字：糖代谢，研究进展，糖原组学，食物中的糖代谢的基本概念机体内的化学反应是在酶的催化下完成的。在细胞内这些反应不是相互独立的，而是相互联系的，一个反应的产物可能就是下一个反应的底物，这样构成一连串的反应，称之为代谢途径(pathway)，由不同的代谢途径相互交叉构成一个有组织有目的的化学反应网络(network)，称为代谢(metabolism)。体内的代谢途径主要分为两类：一类是由大分子（多糖、蛋白、脂类等

3、）不断降解为小分子（如CO2，NH3，H2O）的过程称之为分解代谢（catabolism）；另一类是由小分子（如氨基酸等）生成大分子（如蛋白质）的过程称之为合成代谢糖的消化和吸收食物中的糖主要是淀粉，另外包括一些双糖及单糖。多糖及双糖都必须经过酶的催化水解成单糖才能被吸收。　　食物中的淀粉经唾液中的α淀粉酶作用，催化淀粉中α-1，4-糖苷键的水解，产物是葡萄糖、麦芽糖、麦芽寡糖及糊精。由于食物在口腔中停留时间短，淀粉的主要消化部位在小肠。小肠中含有胰腺分泌的α淀粉酶，催化淀粉水解成麦芽糖、麦芽三糖、

4、α糊精和少量葡萄糖。在小肠黏膜刷状缘上，含有α糊精酶，此酶催化α极限糊精的α-1，4-糖苷键及α-1，6-糖苷键水解，使α-糊精水解成葡萄糖；刷状缘上还有麦芽糖酶可将麦芽三糖及麦芽糖水解为葡萄糖。小肠黏膜还有蔗糖酶和乳糖酶，前者将蔗糖分解成葡萄糖和果糖，后者将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖。　　糖被消化成单糖后的主要吸收部位是小肠上段，己糖尤其是葡萄糖被小肠上皮细胞摄取是一个依赖Na+的糖代谢耗能的主动摄取过程，有特定的载体参与：在小肠上皮细胞刷状缘上，存在着与细胞膜结合的Na+-葡萄糖联合转运体，当Na

5、+经转运体顺浓度梯度进入小肠上皮细胞时，葡萄糖随Na+一起被移入细胞内，这时对葡萄糖而言是逆浓度梯度转运。这个过程的能量是由Na+的浓度梯度（化学势能）提供的，它足以将葡萄糖从低浓度转运到高浓度。当小肠上皮细胞内的葡萄糖浓度增高到一定程度，葡萄糖经小肠上皮细胞基底面单向葡萄糖转运体（unidirectionalglucosetransporter）顺浓度梯度被动扩散到血液中。小肠上皮细胞内增多的Na+通过钠钾泵(Na+-K+ATP酶)，利用ATP提供的能量，从基底面被泵出小肠上皮细胞外,进入血液，从

6、而降低小肠上皮细胞内Na+浓度，维持刷状缘两侧Na+的浓度梯度,使葡萄糖能不断地被转运。糖代谢的途径1）糖的无氧酵解途径（糖酵解途径）：是在无氧情况下，葡萄糖分解生成乳酸的过程。它是体内糖代谢最主要的途径。糖酵解途径包括三个阶段：第一阶段：引发阶段。葡萄糖的磷酸化、异构化：①葡萄糖磷酸化成为葡萄糖-6-磷酸，由己糖激酶催化。为不可逆的磷酸化反应，酵解过程关键步骤之一，是葡萄糖进入任何代谢途径的起始反应，消耗1分子ATP.②葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸，磷酸己糖异构酶催化；③果糖-6-磷酸磷酸

7、化，转变为1，6-果糖二磷酸，由6磷酸果糖激酶催化，消耗1分子ATP，是第二个不可逆的磷酸化反应，酵解过程关键步骤之二，是葡萄糖氧化过程中最重要的调节点。第二阶段：裂解阶段。1，6-果糖二磷酸折半分解成2分子磷酸丙糖（磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛），醛缩酶催化，二者可互变，最终1分子葡萄糖转变为2分子3-磷酸甘油醛。第三阶段：氧化还原阶段。能量的释放和保留：①3-磷酸甘油醛的氧化和NAD+的还原，由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化，生成1，3-二磷酸甘油酸，产生一个高能磷酸键，同时生成NADH用于第七步丙酮

8、酸的还原。②1，3-二磷酸甘油酸的氧化和ADP的磷酸化，生成3-磷酸甘油酸和ATP.磷酸甘油酸激酶催化。③3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸。④2-磷酸甘油酸经烯醇化酶催化脱水，通过分子重排，生成具有一个高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。⑤磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶催化将高能磷酸键转移给ADP，生成烯醇式丙酮酸和ATP，为不可逆反应，酵解过程关键步骤之三。⑥烯醇式丙酮酸与酮式丙酮酸的互变。⑦丙酮酸还原生成乳酸。一分子的葡萄糖通过无氧酵解可净生成2个分子三磷酸腺苷（ATP