糖类代谢课件

1、第六章 糖类代谢主要内容第一节 生物体内的糖类化合物第二节 双糖和多糖的酶促降解第三节 糖的分解代谢第四节 糖异生作用第五节 蔗糖和多糖的生物合成第一节 生物体内的糖类化合物 糖类化合物：由C、H、O三种元素组成； 多羟基醛或多羟基酮。单糖:不能被水解成更小分子的糖 如:核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖寡糖:能水解成少数(210个)单糖分子的糖 以双糖存在最为广泛，蔗糖、麦芽糖和乳糖是其重要代表。 多糖:能水解为多个单糖分子的糖 以淀粉、糖原、纤维素等最为重要 分类一、单 糖 可根据所含碳原子的数目分为戊糖（5个碳原子）和己糖（6个碳原子），根据C、O双键的位置分为醛糖（碳链末端）和酮糖（

2、碳链中间） 果糖D-核糖2-脱氧核糖天然糖的半缩醛形式醛基与醇基作用环状结构环内含氧；5元是呋喃；六元是吡喃；吡喃形式更稳定二、寡糖210 个单糖分子缩合而成的糖还原型、非还原型：关键看其有无游离半缩醛羟基1、双糖麦芽糖： 麦芽糖淀粉酶水解淀粉乳糖： 可改善食物持水性蔗糖： 植物中主要糖 转化糖（蔗糖）：葡萄糖+果糖2、低聚糖很多低聚糖主要作用不在于其消化吸收而提供能量，而是在于它的一些保健价值低聚果糖 定义：是在蔗糖分子上以（12） 糖苷键结合13个果糖的寡糖。分子式为G-F-Fn，n=13 12三、多 糖 （一）、淀粉植物营养物质的一种储存形式 1、结构 直链淀粉、支链淀粉（二） 糖原动物

3、淀粉（三） 纤维素与半纤维素 纤维素是植物中最广泛的骨架多糖，植物细胞壁和木材差不多有一半是由纤维素组成的。棉花、亚麻是较纯的纤维素。 纤维素对植物性食品的质地影响较大。结构： 由-（1,4）-D-吡喃葡萄糖单位构成。为线性结构，无定型区和结晶区构成。半纤维素与纤维素一起存在于植物细胞壁中的多糖物质的总称。构成半纤维素的单体有：葡萄糖，果糖，甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李糖及糖醛酸。（四） 其他多糖1、果胶物质结构： D-吡喃半乳糖醛酸以-1,4苷键相连，通常以部分甲酯化存在，即果胶。 果胶物质的化学结构-D-半乳糖醛酸基 -1,4 糖苷键植物树胶： 阿拉伯胶、黄芹胶、刺槐豆胶 按来源分

4、类：种子胶、瓜尔豆胶、罗望子胶 海藻胶：琼胶（脂）、角叉胶和褐藻胶2、植物胶植物胶主要用于增稠剂、甜食的稳定剂和冰淇淋的粘合剂等 3、微生物多糖 葡聚糖（右旋糖酐） 黄原胶 环状糊精 4、氨基多糖 透明质酸 黏多糖： 硫酸软骨素 肝素 壳多糖： （几丁质，甲壳素）一、双糖的水解 蔗糖 + H2O 葡萄糖 + 果糖 蔗糖酶第二节 双糖和多糖的酶促降解1.蔗糖酶2.蔗糖合成酶 催化蔗糖与UDP反应生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖 蔗糖+UDP UDPG+果糖（一）蔗糖的水解（二）麦芽糖的水解麦芽糖+H2O麦芽糖酶2葡萄糖（三）乳糖的水解乳糖+H2O葡萄糖半乳糖 +乳糖酶-半乳糖苷酶二、淀粉（糖原）的降解

5、1.淀粉的水解2.淀粉的磷酸解-淀粉酶-淀粉酶R-酶(脱支酶）麦芽糖酶磷酸化酶转移酶脱支酶三、糖原的酶促降解第三节 糖的分解代谢主要途径：无氧条件下的糖酵解途径；有氧条件下的有氧氧化；生成磷酸戊糖的磷酸己糖旁路；生成葡萄糖醛酸的糖醛酸代谢。1、 葡萄糖的酵解高等动物体内：葡萄糖丙酮酸乳酸微生物体内：葡萄糖丙酮酸乙醇、乳酸无氧条件EMP途径胞浆中进行EMP途径，也称糖酵解，是将葡萄糖转变成丙酮酸并同时生成ATP的一系列反应，是一切有机体中都存在的葡萄糖降解途径。 10个酶催化的11步反应第一阶段： 磷酸已糖的生成(活化)四 个 阶 段第二阶段： 磷酸丙糖的生成(裂解)第三阶段： 3-磷酸甘油醛转

6、变为2-磷酸 甘油酸 第四阶段： 由2-磷酸甘油酸生成丙酮酸糖酵解过程P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮123+P异构6-磷酸果糖P564磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖活化裂解脱氢异构PP1，6-二磷酸果糖活化产能脱水异构产能HHOH糖酵解过程中ATP的消耗和产生2 1葡 萄 糖 6-磷酸葡萄糖 6 - 磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙 酮 酸 -1 反 应 ATP -12 1糖酵解中产生的能量3-磷酸甘油醛 1

7、,3-二磷酸甘油酸2NADHEMP途径中： 限速酶3个： 己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶 葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O糖酵解进行到丙酮酸这一步，代谢途径就开始分叉。丙酮酸的去路有三条：(1) 在肌肉中，在有NADH+H存在下，丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下，形成乳酸。剧烈运动后肌肉酸胀就是乳酸积累过多产生的。(2) 丙酮酸在酵母菌或其它生物中，经丙酮酸脱羧酶催化，脱羧形成乙醛，继而经乙醇脱氢酶催化，由3-磷酸甘油醛脱下的H还原形成乙醇。(3) 在有氧条件下，丙酮酸经脱羧形成乙酰辅酶A，在线粒体中经三羧酸循环(TCAC)氧化成CO2和H2

8、O，这是糖类彻底氧化的主要途径。 有氧氧化葡萄糖丙酮酸乙酰辅酶A CO2和H2OTCAC(4) 转化为脂肪酸或酮体。当细胞ATP水平较高时，柠檬酸循环的速率下降，乙酰CoA开始积累，可用作脂肪的合成或酮体的合成。糖酵解的意义： 在生物体内，可在无氧情况下供能； 糖酵解的许多中间产物可作为合成其他物质的原料，与其他物质代谢相联系。 食品加工中，乳酸菌、酵母菌的利用。2、糖的有氧氧化TCAC葡萄糖丙酮酸 乙酰辅酶A 进入TCAC CO2和H2O线粒体中进行细胞质中进行糖的有氧氧化概况细胞胞浆线粒体葡萄糖丙酮酸乳酸(糖酵解)葡萄糖丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸三羧酸循环一次底物水

9、平磷酸化二次脱羧三个关键酶四次氧化磷酸化3 NADH+H+和1 FADH2TCAC的生物学意义（1）TCAC是机体获得能量的主要途径。1分子葡萄糖经有氧氧化可净生成32或30分子ATP。（怎样生成的？）（2） TCAC是物质代谢的枢纽： TCAC是糖、脂、蛋白质在体内彻底氧化分解的共同途径； TCAC的很多中间产物是合成糖、脂、蛋白质等的原料。3、磷酸己糖旁路 磷酸己糖旁路也是一条需氧的代谢途径。在肝脏、骨髓、脂肪组织、泌乳期的乳腺、肾上腺皮质、性腺及红细胞等组织中，这一代谢途径进行得比较旺盛。细胞液中进行磷酸己糖旁路的主要生理意义：(1)提供核酸生物合成所需的原料核糖。在这一代谢过程中所生成

10、的核糖-5-P是合成核苷酸的必要原料。 (2)提供细胞生物合成所需的还原力。磷酸己糖旁路所生成的NADPH+H，提供各种生物合成代谢所需要的氢。(3)使活细胞处于还原态，防止生物膜氧化。如在红细胞中，磷酸己糖旁路所生成的NADPH+H可能使红细胞中的谷胱甘肽保持还原状态，这对稳定细胞膜及使血红蛋白处于还原状态是必要的。 (4)对5碳糖和6碳糖的代谢和转变起纽带作用。丙酮酸葡萄糖“糖酵解”不需氧“磷酸戊糖途径”需氧有氧情况缺氧情况好氧生物厌氧生物“三羧酸循环”“乙醛酸循环” CO2 + H2O“乳酸发酵”乳酸“乳酸发酵”、“乙醇发酵”乳酸或乙醇 CO2 + H2O糖分解代谢第四节 糖异生作用糖异

11、生作用是指从非糖物质生成葡萄糖或糖原。糖异生作用由肾上腺皮质激素促进，是在肝脏中进行的。从丙酮酸到葡萄糖有三步不可逆反应：丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸1，6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸第五节 蔗糖和多糖的生物合成G活化核苷二磷酸葡萄糖（UDPG）与果糖或磷酸果糖反应蔗糖或磷酸蔗糖水解磷酸基团蔗糖蔗糖的生物合成1、蔗糖磷酸化酶（微生物）2、蔗糖合酶G-1-P + F 蔗糖+Pi蔗糖磷酸化酶UDPG + 果糖 UDP + 蔗糖蔗糖合酶3、蔗糖磷酸合酶磷酸蔗糖 蔗糖 + 磷酸蔗糖磷酸酯酶UDPG + F-6-P 磷酸蔗糖+UDP蔗糖磷酸合酶糖原的合成 葡萄糖 G-6-P G-1-P UDPG 糖原 葡萄糖激酶 ATP ADP UDPG焦磷酸化酶 糖原“引子”UTP 多种酶细胞质中进行糖原n + UDPG 糖原n+1 + UDP 糖原合成酶( glycogen synthase