解释糖异生过程中如何通过酵解过程的三步不可逆反应?

Question

如题所述

Answer 1

糖异生作用基本上可以看成是糖酵解的逆转。但是，在糖酵解途径中有三步反应是不可逆的，即由己糖激酶、磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶催化的反应是不可逆的。然而这三步反应仍可以通过不同酶催化“逆转”。

但反应过程并非原反应过程的逆向进行。下面以反应式来表示这种“逆转”，实线为糖酵解过程，虚线为糖异生过程。

从上面反应看出，丙酮酸绕过不可逆的丙酮酸激酶经丙酮酸羧化酶催化形成草酰乙酸，再经PEP羧激酶催化生成PEP，从而实现糖酵解最后一个不可逆酶的绕过。

第二步是果糖-1，6-二磷酸酶催化果糖-1，6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸。糖酵解的第一个不可逆反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化G-6-P的“逆转”，这样最终实现了糖的异生。

扩展资料

糖异生的重要作用在于维持体内正常血糖浓度。特别是在体内糖的来源不足时，利用非糖物质转化成糖，以保证血糖的相对稳定。

另外，在剧烈运动时，肌糖酵解产生大量乳酸，乳酸在肝脏中大部分可经糖异生途径转化成糖。这对防止由于乳酸过多引起的酸中毒及更新肝糖原都有一定意义。在反刍动物的消化道中，经细菌作用能将纤维素转变成丙酸，后者在体内也可转变成糖供机体使用。

参考资料来源：百度百科-糖异生作用

Answer 2

糖异生基本上是糖酵解的逆向过程，但不是糖酵解的可逆过程。糖酵解三个关键酶催化的反应是不可逆的，需要通过糖异生的4个关键酶绕过糖酵解的三个能障来生成葡萄糖。
糖的异生（gluconeogenesis）是指机体将非糖物质转变为糖。主要用于维持血糖恒定，满足组织对葡萄糖的需要。人体糖的储备有限，而且储量最大的肌糖原只供本身消耗，肝糖原不到12小时就会耗尽，这时必需通过异生补充血糖，以满足脑和红细胞等对葡萄糖的需求。

糖异生的过程基本是酵解的逆转，但有三步不同，分别对应糖酵解的三个关键步骤。其中的第一步是由丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。酵解中丙酮酸激酶催化的反应ΔG是-7.5 kcal，所以生理上是不可逆的，所以糖异生时需要用两个高能键来推动。

具体过程首先是线粒体中的丙酮酸在丙酮酸羧化酶（PC）作用下生成草酰乙酸。催化过程需要生物素和镁离子，并消耗一个ATP。此酶是别构酶，受乙酰辅酶A调控，缺乏乙酰辅酶A时无活性。ATP含量高可促进羧化。此反应也可作为三羧酸循环的回补反应。

糖异生在细胞质中进行，草酰乙酸又无法直接通过线粒体膜，所以要先转化为苹果酸，进入细胞质后再氧化成草酰乙酸。反应由苹果酸脱氢酶催化，同时带出一个NADH，可用于异生中3-磷酸甘油酸的还原过程。

丙酮酸生成PEP，引自百度图片
草酰乙酸被磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶（PEPCK）催化生成PEP，由GTP提供磷酰基。胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素可增加肝脏中的酶量，胰岛素相反。

PEP的生成共消耗2个高能键，所以比酵解更易进行。之后的反应除了PFK和HK催化的两个关键反应外，都是酵解反应的逆转。

果糖二磷酸酶（FBP）催化果糖-1，6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸。FBP是别构酶，受AMP和果糖2，6-二磷酸抑制，被ATP、柠檬酸和3-磷酸甘油酸激活。这个反应是酵解和异生的主要调控位点。

6-磷酸葡萄糖的水解由葡萄糖-6-磷酸酶（G6PC）催化。此酶存在于肝和肾，其它组织没有。所以只有肝和肾可通过异生调节血糖。不过也有研究报道大脑星形胶质细胞具有活性的葡萄糖-6-磷酸酶复合物，推测星形胶质细胞可以通过糖异生为大脑提供内源性葡萄糖（J Biol Chem. 2005 Mar 25;280(12):11114-9.）。

Answer 3

糖异生不是糖酵解的逆反应。糖酵解过程中有三步不可逆反应，在糖异生途径之中须由另外的反应和酶代替。这三步反应是： ① 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸，有2个反应组成，分别由丙酮酸所化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化； ② 1，6-双磷酸果糖转...2485本回答被网友采纳