糖异生检测|茁彩生物

糖异生是由非糖物质转变为葡萄糖的过程，是体内单糖生物合成的唯一途径，主要发生在肝脏和肾脏中。

糖异生途径基本上是糖酵解的逆向过程，但并非完全可逆。糖酵解过程中的大多数反应在理论上是可以逆向进行的，但由己糖激酶(或葡萄糖激酶)、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶这三个关键酶催化的反应是放能的不可逆反应，它们构成了糖酵解过程中的能障。在糖异生中，为了绕过这些能障，需要利用另外一些酶来催化反应，这些反应需要ATP或GTP供能。

糖异生的途径基本上是糖酵解的逆向过程，但不是可逆过程。酵解过程中三个关键酶催化的反应是不可逆的，故需通过糖异生的4个关键酶绕过糖酵解的三个能障生成葡萄糖，这四个关键酶分别是：

测定意义：参与调控糖原分解和糖异生等代谢途径，与胰岛素抵抗、糖尿病高血糖密切相关，是治疗糖尿病药物的潜在靶点之一。

测定原理：葡萄糖-6-磷酸酶催化葡萄糖-6-磷酸生成葡萄糖，变旋酶和葡萄糖脱氢酶依次催化NAD+还原生成NADH，可通过计算340nm处NADH的增加速率检测葡萄糖-6-磷酸酶活性。

测定意义：糖异生和糖原合成中的限速酶，不可逆地催化果糖-1,6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸。大部分果糖-1,6-二磷酸酶参与非碳水化合物合成葡萄糖或肝糖原过程，还可抑制细胞凋亡。

测定原理：果糖-1,6-二磷酸酶催化1,6二磷酸果糖和水反应生成6磷酸果糖和无机磷，磷酸葡萄糖异构酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶依次催化生成6-磷酸葡萄糖酸和NADPH，可通过计算340nm处NADPH的增加速率检测果糖-1,6-二磷酸酶活性。

测定意义：直接影响肝脏糖异生的能力，调控机体的能量代谢，且可能是胃癌生物治疗的潜在靶点。

测定原理：丙酮酸羧化酶催化丙酮酸生成草酰乙酸，苹果酸脱氢酶催化草酰乙酸和NADH生成苹果酸和NAD+，可通过计算340nm处NADH的下降速率检测丙酮酸羧化酶活性。

测定意义：糖异生途径的关键酶之一，还参与蛋白质代谢、次生物质代谢以及三羧酸(TCA)循环等代谢途径，存在于动物、植物、细菌和酵母中。

测定原理：磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸和CO2，丙酮酸激酶和乳酸脱氢酶依次催化NADH氧化生成NAD+，可通过计算340nm处NADH的减少量检测磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性。

维持血糖水平：在饥饿或长时间未进食的情况下，糖异生能够利用非糖物质合成葡萄糖，从而维持血糖水平的恒定，保证重要器官如脑和红细胞等的能量供应。

防止乳酸中毒：在剧烈运动时，肌肉会产生大量乳酸。乳酸可以通过血液循环运输到肝脏进行糖异生作用，转化为葡萄糖或糖原储存起来，从而防止乳酸在体内积累导致酸中毒。

协助氨基酸代谢：糖异生途径还可以将某些氨基酸转化为葡萄糖或糖原，从而参与氨基酸的代谢过程。

糖异生是一种重要的代谢途径，在维持血糖水平、防止乳酸中毒以及协助氨基酸代谢等方面发挥着重要作用。

检测糖异生途径中的代谢产物和关键酶的活性，能够帮助揭示这一代谢过程的调控机制及其在生理和代谢紊乱中的角色。糖异生过程中产生的主要中间产物包括丙酮酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、果糖-1,6-二磷酸等。这些中间产物的检测有助于评估糖异生的活性，以下是一些常用的检测方法：

高效液相色谱法(HPLC)：HPLC是常用于检测糖异生代谢中间产物的技术。它能分离丙酮酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸等，通过紫外检测器或质谱联用(LC-MS)进行定量分析。

气相色谱法(GC)：GC适合分析挥发性代谢产物，特别是丙酮酸和乳酸等。通过将样品衍生化处理后进行GC分析，可以高效检测这些代谢物。