2017军队文职人员招聘考试-农学类考试要点:生物化学糖代谢的调节
一、酵解的调节
三个酶。通过能量与生物合成的原料调节。
(一)磷酸果糖激酶是限速酶。其调节物有:
1. ATP是底物,也是负调节物,可被AMP逆转。当细胞中能荷(ATP/AMP)高时,酶对6-磷酸果糖的亲和力降低。
2. 柠檬酸是三羧酸循环的第一个产物,其浓度增加表示生物合成的前体过剩,可加强ATP的抑制作用。
3. 氢离子也有抑制作用,可防止乳酸过多引起血液酸中毒。
4. 2,6-二磷酸果糖是别构活化剂,可增加对底物的亲和力。由磷酸果糖激酶2合成,在果糖二磷酸酶催化下水解成6-磷酸果糖。这两个酶称为前后酶或双功能酶,组成相同,其丝氨酸磷酸化后起磷酸酶作用,去磷酸则起激酶作用。
(二)己糖激酶控制酵解的入口,因为6-磷酸葡萄糖的用处较多,参加磷酸戊糖途径、糖醛酸途径和糖原合成等,所以不是关键酶,由产物反馈抑制,磷酸果糖激酶活性降低则6-磷酸葡萄糖积累,抑制己糖激酶活性。
(三)丙酮酸激酶控制出口。
1. 1,6-二磷酸果糖起活化作用,与磷酸果糖激酶协调,加速酵解。
2. 丙酮酸转氨生成丙氨酸,别构抑制,表示生物合成过剩。
3. 其三种同工酶调节不同,肝脏的L型同工酶受ATP别构抑制,且有可逆磷酸化。血糖低时被级联放大系统磷酸化,降低活性,而肌肉中的M型不受磷酸化调节,血糖低时也可酵解供能。A型介于两者之间。
二、三羧酸循环的调控
由三个酶调控:柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶。第一步是限速步骤,受底物浓度影响和ATP的抑制。ATP还抑制异柠檬酸脱氢酶,ADP起激活作用。NADH对三种酶都抑制。琥珀酰辅酶A与乙酰辅酶A竞争,抑制柠檬酸合成酶和α-酮戊二酸脱氢酶。草酰乙酸浓度低,是影响三羧酸循环速度的重要因素。
三、酵解、三羧酸循环与氧化磷酸化
给高速酵解的细胞氧气,则葡萄糖消耗减少,乳酸堆积终止,称为巴斯德效应。原因是有氧时丙酮酸氧化,产生大量ATP,抑制酵解和三羧酸循环。三者都由能荷控制。
四、糖异生和酵解的协调
(一)高浓度的6-磷酸葡萄糖抑制己糖激酶,促进异生。
(二)酵解和异生的控制点是6-磷酸果糖与1,6-二磷酸果糖的转化。ATP和柠檬酸促进异生,抑制酵解。2,6-二磷酸果糖相反,是重要调节物。
(三)丙酮酸与磷酸烯醇式丙酮酸的转化,丙酮酸羧化酶受乙酰辅酶A激活,ADP抑制;丙酮酸激酶被ATP、NADH和丙氨酸抑制。
(四)无效循环:由不同酶催化的两个相反代谢反应条件不同,一个需要ATP参加,另一个进行水解,结果只是消耗能量,反应物不变,称为无效循环。可用于产热。
五、糖原代谢的调节
其分解与合成主要由糖原磷酸化酶和糖原合成酶控制。二者都受可逆磷酸化调节,效果相反。激素通过cAMP促进磷酸化作用,使磷酸化酶成为a型(有活性),合成酶变成b型(无活性)。合成酶由蛋白激酶磷酸化。
六、神经和激素对血糖的调节
血糖浓度一般在80-120mg/100ml,称为葡萄糖耐量。肾糖阈为160-180,血糖过多则从尿排出。血糖低于70或过度兴奋可刺激延脑第四脑室"糖中枢",引起肝糖原分解。下丘脑可分泌皮质释放因子,作用于肾上腺皮质,升高血糖。影响糖代谢的激素有:
1.胰岛素:由胰岛β细胞分泌,促进糖原合成酶活性,诱导葡萄糖激酶合成,加强磷酸果糖激酶作用。低血糖效应。
2.肾上腺素和胰高血糖素:通过cAMP激活糖原磷酸化酶,诱导肝中磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶和果糖二磷酸酶的合成,促进异生,升高血糖。
3.生长激素:抗胰岛素,抑制糖原分解和葡萄糖氧化。促肾上腺皮质激素可阻碍肌糖原氧化,促进肝糖原合成。
4.甲状腺素:促进糖的异生和糖原分解,增加小肠对葡萄糖的吸收,升高血糖。
以上激素都是水溶性激素,通过cAMP起作用。
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