天津大学生物化学LectureCarbohydrateMetabolismPPT课件

.,1,合成ddGTP途径二（1）,.,2,合成ddGTP途径二（2）,.,3,合成ddGTP途径二（3）,.,4,第八章糖代谢,糖类代谢为生物体提供重要的碳源和能源，人体所需能量主要来自于糖糖类代谢的中间产物可为其他生命物质的合成提供碳原子或碳骨架糖代谢包括分解代谢和合成代谢两大类糖代谢与其他物质代谢相互联系、相互转化，不可分割,.,5,一、多糖和低聚糖的酶促降解,低聚糖和多糖不能透过细胞膜，必需水解成单糖才能被生物体利用,.,6,淀粉的酶促水解,-与-淀粉酶，能水解淀粉中的-1，4糖甘键，不能水解-1，6糖苷键，该键需由-1，6糖苷键酶来水解淀粉酶水解的产物为糊精和麦芽糖淀粉或糖原在细胞内的降解是经磷酸化酶的磷酸化作用生成葡糖-1-磷酸,.,7,支链淀粉或糖原的酶促降解,.,8,糖原的酶促降解,.,9,纤维素及双糖的酶促降解,纤维素的酶促水解：靠纤维素酶双糖的水解在双糖酶催化下进行食物中的糖类经肠道消化为葡萄糖、果糖、半乳糖等单糖。单糖可以被吸收入血。血液中的葡萄糖称为血糖。,.,10,二、糖的分解代谢,糖的分解代谢实质上就是它的氧化作用动物体内葡萄糖的分解主要有3条途径：在无氧的条件下，葡萄糖经酵解生成乳酸在有氧条件下，葡萄糖最后经三羧酸循环彻底氧化为水和二氧化碳葡萄糖经戊糖磷酸循环被氧化为水和二氧化碳植物体和微生物的分解代谢，除上述动物体的3条途径外，还有生醇发酵和乙醛酸循环,.,11,（一）糖的无氧酵解,葡萄糖丙酮酸,乳酸糖酵解,乙醛,乙醇生醇发酵,糖酵解从葡萄糖开始，可分为四个阶段：己糖磷酸酯的生成丙糖磷酸的生成甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸丙酮酸还原成乳酸,.,12,（一）糖的无氧酵解己糖磷酸酯的生成阶段,.,13,（一）糖的无氧酵解己糖磷酸酯的生成阶段,葡萄糖葡糖-6-磷酸糖原葡糖-1-磷酸,磷酸化酶,葡糖激酶,葡糖磷酸变位酶(phosphogluco-mutase),(GlycogenPhosphorylase),.,14,（一）糖的无氧酵解己糖磷酸酯的生成阶段,.,15,（一）糖的无氧酵解己糖磷酸酯的生成阶段,.,16,（一）糖的无氧酵解己糖磷酸酯的生成阶段,.,17,（一）糖的无氧酵解丙糖磷酸的生成阶段,.,18,（一）糖的无氧酵解丙糖磷酸的生成阶段,.,19,果糖-1，6-二磷酸裂解机理,.,20,（一）糖的无氧酵解甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸,.,21,（一）糖的无氧酵解甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸,.,22,甘油醛-3-磷酸脱氢机理,.,23,（一）糖的无氧酵解甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸,.,24,（一）糖的无氧酵解甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸,.,25,（一）糖的无氧酵解甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸,.,26,（一）糖的无氧酵解丙酮酸还原成乳酸,.,27,（一）糖的无氧酵解生醇发酵,.,28,糖酵解的反应类型,.,29,糖无氧酵解总图,.,30,糖酵解的能量计算,mol葡萄糖酵解所产生的mol数,葡萄糖乳酸G=-196kJ/mol葡萄糖酵解获能效率2x30.514/196x100%31%,.,31,糖酵解的调控,糖酵解反应速度主要受种酶活性的调控果糖磷酸激酶是最关键的限速酶：ATP/AMP比值对该酶活性有重要影响，ATP浓度较高时，该酶几乎无活性；反之，则活性较高己糖激酶活性的调控丙酮酸激酶活性的调节,.,32,其它糖的酵解,.,33,（二）糖的有氧分解,糖的有氧代谢实际上是糖的无氧代谢的继续丙酮酸的生成是无氧代谢和有氧代谢的分界点,葡萄糖丙酮酸乙酰辅酶,乳酸,胞液线粒体膜,酵解,有氧氧化,.,34,（二）糖的有氧分解丙酮酸脱氢酶系,.,35,丙酮酸脱氢酶系统的催化机理,.,36,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸,.,37,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,柠檬酸脱水生成顺乌头酸,然后加水生成异柠檬酸,.,38,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸,.,39,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,-酮戊二酸氧化脱羧反应,.,40,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,由琥珀酰辅酶A生成琥珀酸,.,41,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,琥珀酸被氧化成延胡索酸,.,42,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,延胡索酸加水生成苹果酸,.,43,(二)糖的有氧分解三羧酸循环反应,苹果酸被氧化成草酰乙酸,.,44,Thecitricacidcycle,.,45,三羧酸循环中的酶和反应,.,46,(二)糖的有氧分解能量变化,1mol葡萄糖在有氧分解时所产生的ATPmol数,.,47,(二)糖的有氧分解能量变化,葡萄糖有氧分解能量利用率:32x30.514/2867.48x100%=34%,.,48,三羧酸循环的生物学意义,动物、植物和微生物都普遍存在着三羧酸循环途径三羧酸循环不仅供给生物体的能量，而且是糖、脂、蛋白质三大物质转化的枢纽三羧酸循环所产生的各种重要的中间体，对其他化合物的生物合成也有重要意义发酵工业上利用微生物的三羧酸循环代谢途径生产有关的有机酸如柠檬酸等,.,49,三羧酸循环的特点,对于每一循环，从乙酰辅酶A获得两个碳，但同时有两个碳被氧化成CO2，因此净的碳嵌入数为零对于每一循环，可产生三分子的NADH，一分子的FADH2和一分子的ATP除了乙酰辅酶A，任何能产生三羧酸循环四碳或五碳中间体的生物分子，都能通过此循环氧化。同时循环中间体也可被用作各种生物合成的中间体。,.,50,三羧酸循环的代谢调节,三羧酸循环速度受3种酶活性的调控：柠檬酸合成酶是该途径关键的限速酶。其活性受ATP、NADH、琥珀酰CoA的抑制；草酰乙酸和乙酰CoA的浓度较高时，可激活该酶的活性异柠檬酸脱氢酶与-酮戊二酸脱氢酶系是三羧酸循环的另外两种限速酶。它们的活性也受ATP、NADH的抑制。ADP是异柠檬酸脱氢酶的激活剂,.,51,(三)乙醛酸循环三羧酸循环支路,.,52,植物细胞的结构,高尔基体,细胞间壁,乙醛酸循环体,胞间连丝,空泡,细胞壁,类囊体,淀粉粒,叶绿体,质膜,线粒体,粗内质网,核仁,细胞核,核糖体,平滑内质网,细胞骨架,.,53,(三)乙醛酸循环三羧酸循环支路,异柠檬酸在异柠檬酸裂解酶催化下，生成乙醛酸与琥珀酸乙醛酸与乙酰辅酶A在苹果酸合成酶催化下合成苹果酸,.,54,(三)乙醛酸循环三羧酸循环支路,乙醛酸循环的总反应：从乙酸开始的乙醛酸循环总反应：,.,55,(三)乙醛酸循环的生物学意义,乙醛酸循环绕过了三羧酸循环的脱羧反应，可以二碳物为起始物合成三羧酸循环中的二羧酸和三羧酸，作为三羧酸循环上化合物的补充乙醛酸循环允许一些植物和微生物代谢二碳化合物，如乙酸等，并可将脂肪转变为糖,.,56,三羧酸循环中间体的其它作用,.,57,（四）戊糖磷酸途径,除酵解和有氧氧化途径外，许多生物仍能通过戊糖磷酸途径将一定量的糖彻底氧化成CO2和水此途径是从葡糖-6-磷酸开始的，故又称为己糖磷酸支路,.,58,戊糖磷酸途径-氧化阶段,.,59,戊糖磷酸途径-氧化阶段,.,60,戊糖磷酸途径-氧化阶段,.,61,戊糖磷酸途径-氧化阶段,.,62,戊糖磷酸途径-氧化阶段,.,63,戊糖磷酸途径-非氧化阶段,.,64,戊糖磷酸途径-非氧化阶段,.,65,转酮醇酶机理,.,66,戊糖磷酸途径-非氧化阶段,.,67,转醛醇酶机理,.,68,戊糖磷酸途径-非氧化阶段,.,69,戊糖磷酸循环的总图,.,70,（一）糖的无氧酵解己糖磷酸酯的生成阶段,.,71,戊糖磷酸途径的特点,葡萄糖直接脱羧和脱氢，不必经过酵解途径，也不必经过三羧酸循环整个反应过程中脱氢酶的辅酶为NADP+而不是NAD+,6(葡糖-6-磷酸)+6O25(葡糖-6-磷酸)+6CO2+5H2O+H3PO4,.,72,戊糖磷酸途径的生物学意义,戊糖磷酸途径产生的核糖-5-磷酸，是核酸合成的必需原料戊糖磷酸途径产生的甘油醛-3-磷酸是糖分解三种途径的枢纽点戊糖磷酸途径产生的辅酶II（NADPH），可供给组织其他代谢的需要,.,73,NADPH的重要性,.,74,第八章糖代谢,一、多糖和低聚糖的酶促降解二、糖的分解代谢（一）糖的无氧酵解（二）糖的有氧分解（三）乙醛酸循环（四）戊糖磷酸途径三、糖的合成代谢（一）蔗糖的合成（二）淀粉的合成（三）糖原的合成（四）糖原的异生作用,.,75,葡萄糖转变为糖原的途径(1),葡萄糖葡糖-6-磷酸糖原葡糖-1-磷酸,磷酸化酶,葡糖