生化糖代谢课件

1、生化糖代谢课件 第六章第六章 糖代谢糖代谢 第一节第一节 多糖和低聚糖的酶促降解多糖和低聚糖的酶促降解 一一 淀粉或糖原的降解淀粉或糖原的降解 降解主要有两种方式降解主要有两种方式 A A 水解水解 B B 磷酸解磷酸解 1 1 水解：水解： -淀粉酶：淀粉酶：可水解淀粉（或糖原）中任何部位的可水解淀粉（或糖原）中任何部位的-1-1，4-4-糖苷键糖苷键 -淀粉酶：淀粉酶：只能从非还原端开始，依次切下麦芽糖分子，只作用只能从非还原端开始，依次切下麦芽糖分子，只作用 于于 -1-1，4-4-糖苷键，遇糖苷键，遇-1-1，6-6-糖苷键就停滞不前糖苷键就停滞不前 生化糖代谢课件 -淀粉酶淀粉酶 麦

2、芽糖麦芽糖 + + 葡萄糖葡萄糖 直链淀粉直链淀粉 -淀粉酶淀粉酶 麦芽糖麦芽糖 -淀粉酶淀粉酶 麦芽糖麦芽糖 + + 葡萄糖葡萄糖 + + 异麦芽糖异麦芽糖 支链淀粉支链淀粉 -淀粉酶淀粉酶 麦芽糖麦芽糖 + + 核心糊精核心糊精 2 2 磷酸解：磷酸解： 二二 纤维素的酶促降解纤维素的酶促降解 纤维素纤维素 纤维素酶及纤维二糖酶纤维素酶及纤维二糖酶 葡萄糖葡萄糖 三三 二糖的酶促水解二糖的酶促水解 二糖二糖 双糖酶双糖酶 单糖单糖( (葡萄糖、果糖、半乳糖）葡萄糖、果糖、半乳糖） 双糖酶：双糖酶：麦芽糖酶、纤维二糖酶、蔗糖酶、乳糖酶麦芽糖酶、纤维二糖酶、蔗糖酶、乳糖酶 生化糖代谢课件 生化

3、糖代谢课件 第二节第二节 糖的分解代谢糖的分解代谢 生物体内葡萄糖（或糖原）的分解主要有下列途径：生物体内葡萄糖（或糖原）的分解主要有下列途径： 1 1 在无氧情况下，葡萄糖经酵解生成乳酸在无氧情况下，葡萄糖经酵解生成乳酸 C C6 6H H12 12O O6 6 2 CH 2 CH3 3CHOHCOOHCHOHCOOH 2 2 在有氧情况下，葡萄糖（或糖原）最后经在有氧情况下，葡萄糖（或糖原）最后经TCATCA循环被彻底氧循环被彻底氧 化成化成COCO2 2和和H H2 2O O C C6 6H H12 12O O6 6 + 6O + 6O2 2 6 CO 6 CO2 2 + 6H + 6H

4、2 2O O 3 3 葡萄糖葡萄糖( (糖原糖原) )经磷酸戊糖途径被彻底氧化成经磷酸戊糖途径被彻底氧化成COCO2 2和和H H2 2O O 此外还有：此外还有： 生醇发酵及乙醛酸循环生醇发酵及乙醛酸循环 生化糖代谢课件 一一 糖的无氧酵解（糖酵解）糖的无氧酵解（糖酵解） （EMPEMP） 1.1.定义定义: :葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸的生化过程葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸的生化过程 概括为概括为:G :G 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 2.2.反应部位反应部位: : 胞浆胞浆( (胞液胞液) ) 3.3.过程过程: : ( (一一) )已糖磷酸酯的生成已糖磷酸酯的生成 1 Gly 1 Gly

5、 1 1 生化糖代谢课件 2 Gly 2 Gly 2 2 3 Gly-33 Gly-3 生化糖代谢课件 第一阶段第一阶段: : 消耗消耗2 2个个ATPATP； 并有两个限速酶并有两个限速酶( (调节酶、关键酶）：调节酶、关键酶）： 葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶 生化糖代谢课件 （二）磷酸丙糖的生成（二）磷酸丙糖的生成 4 Gly-44 Gly-4 生化糖代谢课件 5 Gly-55 Gly-5 （三）丙酮酸的生成（三）丙酮酸的生成 6 Gly-6 6 Gly-6 （EMPEMP中第一步氧化还原反应）中第一步氧化还原反应） 生化糖代谢课件 7 Gly-77 Gly-7 （EM

6、PEMP中中 第一次底物水平磷酸化）第一次底物水平磷酸化） 8 Gly-88 Gly-8 生化糖代谢课件 9 Gly-99 Gly-9 10 Gly-10 10 Gly-10 （EMPEMP中中 第二次底物水平磷酸化）第二次底物水平磷酸化） 生化糖代谢课件 11 Gly-11 （四）乳酸的生成（四）乳酸的生成 12 Gly-1212 Gly-12 （EMPEMP中第二次氧化还原反应）中第二次氧化还原反应） 生化糖代谢课件 总反应为：总反应为：C6H12O6 + 2H3PO4 + 2ADP 2CH3COCOOH + 2ATP + 2H20 4.4.能量能量: : 生化糖代谢课件 5.5.意义意义

7、: : (1)(1)糖酵解作用的普遍性糖酵解作用的普遍性 (2)(2)特定生理状态下获能的重要手段特定生理状态下获能的重要手段 激烈运动时激烈运动时 在病理情况下在病理情况下 6.6.生醇发酵生醇发酵 ( (植物体、微生物）植物体、微生物） EMPEMP NADH+HNADH+H+ + 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶 乙醛乙醛 乙醇乙醇 乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶 生化糖代谢课件 生化糖代谢课件 二二 糖的有氧氧化（有氧分解）糖的有氧氧化（有氧分解） 整个过程可分为三个阶段：整个过程可分为三个阶段： 生化糖代谢课件 1.1.定义定义: :在有氧条件下，糖（或糖原）可以被彻底氧化

8、产生在有氧条件下，糖（或糖原）可以被彻底氧化产生COCO2 2 和和H H2 2O O，并释放出大量能量的过程，并释放出大量能量的过程 2.2.反应部位反应部位: :胞浆和线粒体胞浆和线粒体 3.3.过程过程: : ( (一一) )葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸（经历与（经历与EMPEMP相同反应阶段）相同反应阶段） 需注意：第一阶段有氢的净生成需注意：第一阶段有氢的净生成 ( (二二) ) 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoACoA 生化糖代谢课件 丙酮酸脱氢酶系由三种酶和六种辅助因子组成：丙酮酸脱氢酶系由三种酶和六种辅助因子组成： 酶酶 辅助因子辅助因子 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶

9、E1 1 TPP 4 FADE1 1 TPP 4 FAD 硫辛酸乙酰基移换酶硫辛酸乙酰基移换酶 E2 2 E2 2 硫辛酸硫辛酸 5 NAD5 NAD+ + 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶 E3 3 CoASH 6 MgE3 3 CoASH 6 Mg2+ 2+ （二）（二） Krebs CycleKrebs Cycle（TCA CycleTCA Cycle）柠檬酸循环）柠檬酸循环 这个循环反应是从合成三个羧基的柠檬酸开始，通过循环中一这个循环反应是从合成三个羧基的柠檬酸开始，通过循环中一 系列酶促反应最后将乙酰系列酶促反应最后将乙酰CoACoA分子中的乙酰基氧化成分子中的乙酰基氧化成COCO

10、2 2和和 H H2 20 0，释放出能量，故称此循环为，释放出能量，故称此循环为三羧酸循环三羧酸循环 生化糖代谢课件 Krebs CycleKrebs Cycle各步反应如下：各步反应如下： 1 1 乙酰乙酰CoACoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸 2 2 柠檬酸脱水成为顺乌头酸，再加水形成异柠檬酸柠檬酸脱水成为顺乌头酸，再加水形成异柠檬酸 生化糖代谢课件 3 3 异柠檬酸氧化与脱羧生成异柠檬酸氧化与脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸 生化糖代谢课件 4 -4 -酮戊二酸的氧化脱羧酮戊二酸的氧化脱羧 5 5 琥珀酰琥珀酰CoACoA转化成琥珀酸转化成琥珀酸 (TCA(TCA中唯一的一

11、次底物水平磷酸化中唯一的一次底物水平磷酸化) ) 生化糖代谢课件 6 6 琥珀酸脱氢形成延胡索酸琥珀酸脱氢形成延胡索酸 7 7 延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸 8 8 草酰乙酸的生成草酰乙酸的生成 生化糖代谢课件 总的反应过程总的反应过程: : 生化糖代谢课件 归纳总结：归纳总结： TCA TCA是从乙酰是从乙酰CoACoA与草酰乙酸合成柠檬酸开始，每循环一次与草酰乙酸合成柠檬酸开始，每循环一次 循环形成循环形成2 2分子分子COCO2 2，是来自草酰乙酸的两个羧基。，是来自草酰乙酸的两个羧基。 TCATCA中有一步反应是产生中有一步反应是产生GTPGTP，有四次脱氢，有四次脱氢

12、 3 NADH + H3 NADH + H+ + 3 33=93=9 1 1 1 FADHFADH2 2 2 21=2 = 12 ATP1=2 = 12 ATP 1 GTP 11 GTP 11=11=1 1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA经经TCATCA循环再经氧化磷酸共能产生循环再经氧化磷酸共能产生1212分子分子ATPATP TCA TCA循环在线粒体中进行，有三步反应是不可逆的，循环只循环在线粒体中进行，有三步反应是不可逆的，循环只 能单方向进行能单方向进行 柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶 生化糖代谢课件 要使循环得以进行，必需要有

13、要使循环得以进行，必需要有O O2 2 3 3 糖有氧分解中能量的变化糖有氧分解中能量的变化 生化糖代谢课件 4 TCA4 TCA循环的生理意义循环的生理意义 生命活动的主要能量来源生命活动的主要能量来源 是三大营养物质的枢纽是三大营养物质的枢纽 产生的产生的COCO2 2供生物体合成需要，还提供多种化合物的碳骨架供生物体合成需要，还提供多种化合物的碳骨架。 三三 乙醛酸循环乙醛酸循环 1.1.定义定义: : 2.2.反应部位反应部位: :乙醛酸循环体乙醛酸循环体 3.3.特点特点: : 异柠檬酸裂解酶异柠檬酸裂解酶 苹果酸合成酶苹果酸合成酶 4.4.反应过程反应过程: : 异柠檬酸异柠檬酸

14、异柠檬酸裂解酶异柠檬酸裂解酶 琥珀酸琥珀酸 + + 乙醛酸乙醛酸 乙醛酸乙醛酸 + + 乙酰乙酰CoA + CoA + 水水 苹果酸合成酶苹果酸合成酶 苹果酸苹果酸 生化糖代谢课件 生化糖代谢课件 生化糖代谢课件 5 5 生理意义：生理意义： （四）磷酸戊糖途径（四）磷酸戊糖途径（HMPHMP） 反应发生部位：反应发生部位：胞浆胞浆 反应过程：反应过程： 第一阶段：第一阶段：G G氧化脱氢、脱羧生成磷酸戊糖氧化脱氢、脱羧生成磷酸戊糖 第二阶段：第二阶段：磷酸戊糖经酶促转换与缩合作用（分子重排）又形磷酸戊糖经酶促转换与缩合作用（分子重排）又形 成磷酸已糖成磷酸已糖 1 1 氧化阶段氧化阶段 生化

15、糖代谢课件 G-6-PG-6-P G-6-PG-6-P脱氢酶脱氢酶 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 NADPNADP+ + NADPH + H NADPH + H+ + 6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPNADP+ + NADPH+H NADPH+H+ + CO CO2 2 2 2 非氧化阶段非氧化阶段 5-5-磷酸核糖磷酸核糖 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 以上以上3 3种戊糖经过一系列基团转移反应，产生种戊糖经过一系列基团转移反应，产生3 3碳、碳、4 4碳、碳、5 5碳、碳、 6 6碳及碳及7 7碳糖的中间

16、产物，最终生成碳糖的中间产物，最终生成F-6-PF-6-P和和3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛， 再度与酵解途径衔接。再度与酵解途径衔接。 生化糖代谢课件 生化糖代谢课件 磷酸戊糖的特点：磷酸戊糖的特点： 1. G-6-PG-6-P直接脱氢、脱羧，不经直接脱氢、脱羧，不经EMPEMP、TCATCA。 2. 整个反应过程中，脱氢酶的辅酶是整个反应过程中，脱氢酶的辅酶是NADPNADP+ +而不是而不是NADNAD+ + 3. 3.反应过程中无氧参加反应过程中无氧参加 磷酸戊糖的生物学意义：磷酸戊糖的生物学意义： 1.1. 普遍存在，分布广泛，但所占比重不一样普遍存在，分布广泛，但所占比重不一样 2.

17、 磷酸戊糖产生大量的磷酸戊糖产生大量的NADPHNADPH，可供组织中合成代谢的需要，可供组织中合成代谢的需要 3.3.形成的中间产物可以合成其它一些物质。形成的中间产物可以合成其它一些物质。 4.4.可以提供能量可以提供能量 生化糖代谢课件 三三 糖的合成代谢糖的合成代谢 （一）蔗糖的合成（一）蔗糖的合成 合成途径有两条：合成途径有两条： 蔗糖合成酶蔗糖合成酶 磷酸蔗糖合成酶磷酸蔗糖合成酶( (葡萄糖的供体均为葡萄糖的供体均为UDPGUDPG) ) 生化糖代谢课件 （二）淀粉的合成（二）淀粉的合成 先合成直链淀粉，再转变为支链淀粉先合成直链淀粉，再转变为支链淀粉( (供体为供体为ADPGAD

18、PG) ) 生化糖代谢课件 （三）糖原的合成（三）糖原的合成 由由G G合成糖原的过程称糖原生成作用合成糖原的过程称糖原生成作用 肌肉与肝脏是糖原生成的重要场所肌肉与肝脏是糖原生成的重要场所 合成原料：葡萄糖（磷酸葡萄糖）合成原料：葡萄糖（磷酸葡萄糖）( (供体为供体为UDPG)UDPG) （四）糖（原）的异生作用（四）糖（原）的异生作用 非糖物质在肝脏中转变为糖原的过程非糖物质在肝脏中转变为糖原的过程 反应部位：反应部位：肝脏细胞内肝脏细胞内 反应过程：反应过程：EMPEMP的逆行过程进行的逆行过程进行 生化糖代谢课件 EMPEMP中有三步反应不可逆：中有三步反应不可逆： G G-6-P G G-6-P （葡萄糖激酶）（葡萄糖激酶） F-6-P FDP F-6-P FDP （果糖磷酸激酶）（果糖磷酸激酶） PEP PEP 丙酮酸丙酮酸 （丙酮酸激酶）（丙酮酸激酶） 糖异生作用的解决途径：糖异生作用的解决途径： 1 1 丙酮酸丙酮酸 PEPPEP 丙酮酸丙酮酸 + CO+ CO2 2 + ATP OAA +ADP + Pi + ATP OAA +ADP + Pi OAA