Page 129 - 第九版生物化学

114 第二篇物质代谢及其调节

1 果 糖 -2,6 -二 磷酸 和 AMP 反向调节第一个底物 循 环 果糖 -2 ,6 -二磷酸和 AMP 既是磷酸果糖

激酶 -1 的别构 激活剂，又是果糖二磷酸酶 - 1 的别构抑制剂 。 这一底物循环的调控最为重要，通过能量

负反馈与果糖二磷酸正反馈的双重调节作用，对互逆反应中两个关键酶进行高效的同步反向调节，确

保糖酵解活跃进行、而糖异生被抑制。 贷 kky,2018 癹 kky,2018

2. 果 糖 -2 , 6- 二 磷酸 是肝内糖异生与糖酵解的主要调节信号 果糖 -2 ,6-二磷酸 的生成量可受

激素调节 。 胰高血糖素使果糖 -2 ,6 -二磷酸的生成减少，这是因为胰 高 血 糖素通过 cAM P 和蛋白 激

酶 A, 使磷酸果糖激酶 -2 磷酸化而失活，引起果糖 -2 ,6 - 二磷酸水平降低，因此饥饿时肝糖异生增强

而糖酵解减弱 。 胰岛素则作用相反，可升高果糖 -2 ,6-二磷酸水平，因此进食后肝糖异生减弱而糖

酵解增强。

（ 二 ） 第二个底物循环 调 节 磷酸 烯醇式丙酮 酸 与丙 酮酸 的互变

勹：三了／磷酸烯；式丙酮酸 ADP

糖酵解时，磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸并产生能量；糖异生时，丙酮酸消耗能 量生 成磷酸烯
醇式丙酮酸 ，由此构成第二个底物循环 。 在这 一 底物循环中，所涉及的 3 个 关键酶 的调节方式有所
差异 。

1. 丙 酮酸激酶 受别构调节和 磷酸化修饰调节 丙酮酸激酶的活性受到别构调节 ： O 果糖 - 1 ,6 -二

磷酸是其别构激活剂，可促进糖酵解 。果糖 - 1 ,6 -二磷酸的生成量也受胰高血糖素调节，这是因为胰高
血糖素可降低果糖 -2 ,6-二磷酸水平，从而减少果糖 -1 ,6-二磷酸的生成 。 ＠丙氨酸是肝内丙酮酸激酶
的别构抑制剂，可阻止肝进行糖酵解。饥饿时，丙氨酸是主要的糖异生原料，故丙氨酸抑制糖酵解有
利于肝内糖异生 。

此外，丙酮酸激酶的活性还可受到化学修饰调节 。 胰高血糖素通过 cAMP 使丙酮酸激酶发生磷
酸 化 ， 从而抑制其活性，减弱糖酵解 。

2 磷酸烯醇式丙 酮 酸 狻 激酶受激素诱导的 含量 调节 胰高血糖素通过 cAMP, 快速升高磷酸烯
醇式丙酮酸狻激酶 的 mRNA 水平，促进合成酶蛋白，加强糖异生 。 胰岛素则显著降低磷酸烯醇式丙酮
酸狻激酶的 mRNA 和 酶蛋白含量， 使糖异生减弱 。

3 丙酮酸狻 化 酶受 乙 酰 CoA 的别构 激活 乙酰 CoA 是丙酮酸狻化 酶的别构激活剂，也是丙酮
酸 脱 氢酶复合 体的别构抑制剂 。这种双重调节作用使第二个底物循环与丙 酮酸氧 化脱 狻的反应相 协
调 。 饥饿时，大量脂酰 CoA 在线粒体 内 进行 [3-氧化，生成大量乙酰 CoA, 一方面激活丙酮酸狻化酶，使
丙酮酸转变为草酰乙酸，加速糖异生；另一方面抑制丙酮酸脱氢酶复合体，阻止葡萄糖经由丙酮酸氧
化分 解。

（ 三 ）两 个底物循环的调节相互联系和协调
两个底物循环的调节并非孤立进行 ， 而是通过 一些 代谢物和激素共同发 挥调节作用 ： O通过中 间
代谢物协调两个底物循环 。 例如，果糖- 1,6 -二磷酸既可以激活第一个底物循环中的磷酸果糖激酶 -1 ,
又可以激活第二个底物循环中的丙酮酸激酶，从而使两个底物循环同时向促进糖酵解的方向进行 。
＠通过激素协调两个底物循 环 。 例如，胰高血糖素既可以作用千第一个底物 循环 ，降低 果糖 -2 ,6 -二磷
酸的水平 ； 还可以作用于第二个底物循环，使丙酮酸激酶磷酸化而失活，从而协同抑制 糖酵解、 促进糖
异生 。