生物化学糖的生物合成

关于生物化学糖的生物合成第1页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五概述：单糖的生物合成

高等植物葡萄糖的合成可有多个途径:光合作用蔗糖、淀粉的降解糖异生第2页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五7.1糖异生作用一、糖异生的概念二、糖酵解和糖异生的比较三、糖异生作用的主要途径和关键反应四、糖酵解与糖异生的互补调节第3页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五一、糖异生的概念1.定义：由非糖前体如丙酮酸、草酰乙酸等转变成葡萄糖的过程称为糖异生。2.证据：大鼠禁食24小时，肝中糖原含量从7%降到1%；喂乳酸、丙酮酸，糖原量增加。3.细胞定位：在线粒体和细胞质中进行。第4页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五糖异生的非糖前体提问：哪些物质可以转变成G或糖原？答案：凡能转变成糖代谢中间产物的物质。包括：乳酸、丙酮酸

TCA循环中间产物

甘油

生糖氨基酸第5页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五第6页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五4.糖异生作用的主要生理意义

保证在饥饿情况下，血糖浓度的相对恒定。协助氨基酸代谢。回收乳酸分子中的能量

：在激烈运动产生的乳酸，经血液运到肝脏可再合成葡萄糖，防止乳酸酸中毒的发生-------Cori循环第7页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五1.相同点：糖异生途径的大部分反应是糖酵解的逆反应；2.两方面不同：(1)糖异生必须克服糖酵解的三步不可逆反应。(2)细胞定位：糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。二、糖酵解和糖异生的比较第8页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五糖酵解和糖异生的比较第9页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五三、糖异生作用的主要途径和关键反应第10页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五PEP羧激酶(细胞质中)ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶(线粒体中)P磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2关键反应－迂回措施1第11页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五草酰乙酸PEP

GTPGDP+C2O

PEP羧激酶丙酮酸草酰乙酸（不能跨越线粒体膜）ADP+Pi丙酮酸羧化酶（生物素为辅基）丙酮酸苹果酸苹果酸胞液线粒体NADH+H+NADH+H+CO2+ATP+H2O草酰乙酸关键反应－迂回措施1第12页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五1，6-二磷酸果糖酶+

H2O+Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH关键反应－迂回措施2第13页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五+H2O+Pi6-磷酸葡糖酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖关键反应－迂回措施3第14页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五3-磷酸甘油激酶3-磷酸甘油脱氢酶第15页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五糖异生的能量计算：6-P葡萄糖葡萄糖6-P果糖1，6-二P果糖3-磷酸甘油醛P-二羟丙酮2X1，3-二磷酸甘油酸2X3-磷酸甘油酸2X2-磷酸甘油酸2XPEP2丙酮酸消耗2ATP+2GTP消耗2ATP2NADH+2H+2分子丙酮酸生成1分子葡萄糖共消耗：

4ATP2GTP2NADH第16页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五四、糖异生的调节

糖异生的限速酶主要有以下4个酶：丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖二磷酸酶葡萄糖磷酸酶。第17页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五

糖酵解与糖异生的互补调节磷酸果糖激酶果糖1,6-二磷酸酶1、6-二磷酸果糖PEP丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶PEP羧激酶GF-2,6BPAMPATP柠檬酸H+活化抑制F-1,6BP活化

ATP

F-2、6BPAMP

柠檬酸

活化抑制ADP抑制

乙酰CoA活化

ADP抑制6-P—果糖糖酵解作用糖异生作用

抑制互补调节的核心是原料的争夺第18页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五7.2蔗糖和多糖的生物合成一、糖核苷酸的作用及形成

1.定义：

单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物称为糖核苷酸。

2.作用：糖核苷酸是葡萄糖的活化形式与供体。

3.种类：目前发现的糖核苷酸主要有UDPG,ADPG,TDPG,GDPG,CDPG等。在糖类代谢中，以UDPG,ADPG为最重要。

4.形成：

UDPG焦磷酸化酶1-P-G+UTPUDPG+PPi第19页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五1、蔗糖磷酸化酶途径（微生物）

1-P葡萄糖+果糖蔗糖+Pi2、蔗糖合成酶(植物）

UDPG+果糖UDP+蔗糖也可利用ADPG,GDPG,TDPG,CDPG作为葡萄糖基供体。3、磷酸蔗糖合成酶途径（植物光合组织）

UDPG+6-P果糖磷酸蔗糖+UDP

磷酸蔗糖蔗糖+Pi

一般认为，此途径是植物合成蔗糖的主要途径。二、蔗糖的生物合成-----有三条途径：

蔗糖磷酸化酶蔗糖合成酶

磷酸蔗糖合成酶磷酸蔗糖酯酶第20页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五三、淀粉的生物合成1、淀粉磷酸化酶

1-P葡萄糖+引物淀粉+Pi

引物:最小为麦芽三糖，含α-1，4糖苷键。转移来的葡萄糖分子结合在引物非还原末端C4的羟基上。

该酶的作用主要是催化淀粉的分解（植物细胞中磷酸的浓度较高）。淀粉磷酸化酶（一）直链淀粉的生物合成-方式1第21页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五2.D-酶

D-酶是糖苷转移酶，作用于α-1，4糖苷键，用来合成引物。

+

+

D酶麦芽三糖给体麦芽三糖受体麦芽五糖葡萄糖+

（一）直链淀粉的生物合成-方式2第22页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五

3、淀粉合成酶

是淀粉合成的主要途径。

ADPG+引物淀粉+ADP也可用UDPG做供体。但用ADPG合成速度比UDPG快10倍。淀粉合成酶（一）直链淀粉的生物合成-方式3第23页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五直链淀粉的合成-淀粉合成酶AADPG引物（Gn）++直链淀粉(Gn+1)AADP淀粉合成酶第24页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五4、蔗糖转化为淀粉（一）直链淀粉的生物合成-方式412345671、蔗糖合成酶；2、UDPG焦磷酸化酶；3、ADPG焦磷酸化酶4、淀粉合成酶；5、果糖激酶；6、异构酶；7、变位酶；8、淀粉磷酸化酶引物8Pi第25页，共27页，2022年，5月20日，8点52分，星期五(二)支链淀粉的合成

1、淀粉合成酶:只能催化形成α-