葡萄糖异生作用

由非葡萄糖的前身物合成葡萄糖的作用。如氨基酸或糖酵解和柠檬酸循环的中间产物均可通过一系列酶促反应生成葡萄糖。

葡萄糖异生作用

葡萄糖异生作用是指由非糖化合物，如乳酸、生糖氨基酸、甘油等，生成葡萄糖或糖原的过程。乳酸是高等动物肌肉运动时糖酵解的最终产物。当骨胳肌的氧供应少而又急需ATP时，糖酵解就在胞浆中进行，生成大量的乳酸，并通过血液运至肝脏。在肝脏，大约有80%的乳酸经葡萄糖异生作用重新转变为葡萄糖，再送回到肌肉以合成肌糖原。以供体内的需要。除了乳酸以外，其他如丙酮酸、草酰乙酸、α酮戊二酸及能转变为这些酮酸的氨基酸 (如丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸、组氨酸等生糖氨基酸)亦可以生成葡萄糖。但动物机体只有在急需葡萄糖的情况下才会出现上述非乳酸的葡萄糖异生作用。葡萄糖异生作用基本上是糖酵解途径的逆反应，只有在以下三处，为了克服能障，因而绕道而行。
(1) 第一步要克服的能障： 是丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸。磷酸烯醇式丙酮酸变为丙酮酸是不可逆反应；要逆行越过这一步，有两个新的酶参加作用。第一个酶是丙酮酸羧化酶，此酶存在于线粒体中，因此，在胞浆中由乳酸 （或磷酸烯醇式丙酮酸或其他来源） 生成的丙酮酸，必须进入线粒体，然后被丙酮酸羧化酶催化而转变为草酰乙酸：
△G′很小，所以反应是容易可逆进行的，鸡肝的丙酮酸羧化酶是一种分子量很大的变构蛋白质 (分子量(600 000)，是一个四聚体，以乙酰CoA为激活剂，此酶也是一种含生物素的蛋白质，每一单体含有1分子生物素。第二个酶是磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧激酶催化如下的反应：
在反应(1)生成的草酰乙酸经过PEP羧激酶的作用转变为PEP自由能变化很少，但脱羧生成CO2，是“CO2固定作用”的逆行反应。此酶在胞浆及线粒体中均有存在，主要是在胞浆中，但在不同种族动物细胞内的分布有差异； 在线粒体含量稍多的组织，（如兔肝等），生成的PEP随即扩散入胞浆，用以生成1,6二磷酸果糖。反应(1)和反应(2)加合，得到丙酮酸转变为PEP的总式：
在糖酵解中从磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸的反应的△G′很大，经过上述两个酶催化的反应，克服了能障。但是，为此处消耗掉两个三磷酸核苷。
许多动物的PEP羧激酶主要是存在于胞浆中，而线粒体内反应(1)生成的草酰乙酸是不能通过线粒体膜的；为使草酰乙酸能被胞浆PEP羧激酶所催化，必须将其还原为苹果酸，这一作用实际是由存在于线粒体中的苹果酸脱氢酶来完成； 苹果酸能透过线粒体的内膜，扩散进入胞浆，被胞浆苹果酸脱氢酶氧化为草酰乙酸，然后被胞浆中的PEP羧激酶再氧化为磷酸烯醇式丙酮酸。
(2)第二步要克服的能障是1,6二磷酸果糖转变为6磷酸果糖。这一步是由一特定的果糖1,6二磷酸酶催化实现的。

许多组织细胞均含有磷酸酶。此酶是一种调节酶，与磷酸果糖激酶相配合、调节糖酵解及糖异生作用的走向。二磷酸果糖磷酸酶被AMP强烈地抑制。
(3)第三步要克服的能障是从6磷酸葡萄糖生成葡萄糖。这一作用是由6磷酸萄葡糖磷酸酶催化的。

6磷酸葡萄糖磷酸酶是结合在内质网上的，这是他的特点。将细胞制成匀浆，进行超速分离，可发现此酶存在于“微粒体”部分，此酶主要是存在于能够生成自由葡萄糖的组织中（例如哺乳动物的肝脏）。葡萄糖异生作用的过程总结如下图：

肝脏中糖氧化与糖异生途径反应(1)～(4)是糖异生作用的关键反应