生化-13下生物化学1糖代谢

糖代谢摄取食物排出废物糖脂类氨基酸核苷酸中间代谢粪便尿液汗水废气代谢物排泄消化吸收酶催化的化学反应新陈代谢物质代谢：生物体和周围环境间的物质交换过程。能量代谢：伴随着生物体的物质代谢所发生的一系列的能量转变。物质代谢能量代谢细胞内发生糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。糖的概念一、糖的概念及分类糖的分类单糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)结合糖(glycoconjugate)葡萄糖(glucose)（已醛糖）果糖(fructose)（已酮糖）单糖——不能再水解的糖。半乳糖(galactose)（已醛糖）核糖(ribose)（戊醛糖）寡糖——少于10个单糖常见的几种二糖有：麦芽糖(maltose)：葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)：葡萄糖—果糖乳糖(lactose)：葡萄糖—半乳糖多糖——多于10个单糖常见的多糖有：淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)淀粉——是植物中养分的储存形式。淀粉颗粒糖原——是动物体内葡萄糖的储存形式。纤维素——作为植物的骨架。β-1,4-糖苷键结合糖——糖与非糖物质的结合物。糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。

常见的结合糖有：二、糖的生理功能1、糖在生命活动中的主要作用是提供能源。

糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。DNA，ATP3、作为碳源2、作为机体组织细胞的组成成分。糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。4、特殊生物功能：酶，免疫球蛋白，血型物质三、糖的消化吸收人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉为主。

水解的键作用方式产物α-淀粉酶

α-1,4糖苷键任何位置麦芽糖β-淀粉酶

α-1,4糖苷键非还原性端麦芽糖α-1,6糖苷酶

α-1,6糖苷键食物中含有的大量纤维素，因人体内无相应的糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。三、糖的消化吸收淀粉麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）α-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液中的α-淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-临界糊精酶消化过程：

肠粘膜上皮细胞刷状缘口腔肠腔胰液中的α-淀粉酶三、糖的消化吸收糖原四、糖原的酶促降解糖原的水解从血糖的来源与去路综观糖的分解与合成食物淀粉等血糖(3.9-6.1mmol/L血液）丙酮酸乙酰CoA三羧酸循环(乙醛酸循环-微生物)CO2+H2O+ATP糖原合成肝糖原（肌糖原）糖原分解糖转化非糖物质

氨基酸、乳酸、甘油等糖异生CO2+H2ONADPH+H+戊糖磷酸途径乳酸糖酵解乳酸发酵动物、乳酸菌乙醇酵母、植物乙醇发酵葡糖醛酸抗坏血酸葡糖醛酸途径动物（除灵长类）【反应部位】【酶促反应历程】反应物、产物、重要酶、ATP生成与消耗【特点】【生理意义】【生物体类型】学习要点五、糖的分解代谢（一）糖酵解(葡萄糖—丙酮酸）糖酵解亦称EMPpathway，以纪念Embden，Mayerholf和Parnas三个科学家。总反应1分子葡萄糖OHO-CH2HOOHOHOH10步酶促反应2分子丙酮酸COOHC=OCH3COOHC=OCH3己糖磷酸酯的生成2.丙糖磷酸的生成丙酮酸的生成丙酮酸继续氧化P酶促反应历程1.己糖磷酸酯的生成+ATP葡萄糖激酶P葡萄糖酶促反应历程OHO-CH2HOOHOHOH+ADP葡萄糖-6-磷酸OO-CH2HOOHOHOHPP

糖原磷酸化酶葡萄糖-1-磷酸变位酶葡萄糖-6-磷酸OHO-CH2HOOHOHOHPOCH2OHOCH2OHOHP果糖-6-磷酸OH己糖磷酸异构酶1.己糖磷酸酯的生成+ADPOCH2OHOCH2OHOHP果糖-1,6-二磷酸OHP+

ATP果糖磷酸激酶2.丙糖磷酸的生成OCH2OHOCH2OHOHP果糖-1,6-二磷酸OHPCH2OC=OHOCHHCOHHCOHCH2OPP醛缩酶CH2OC=OCH2OHP二羟丙酮磷酸CHOHCOHCH2OP甘油醛-3-磷酸丙糖磷酸异构酶CH2OC=OCH2OHP二羟丙酮磷酸CHOHCOHCH2OP甘油醛-3-磷酸此反应有利于二羟丙酮磷酸的生成，但甘油醛-3-磷酸在后续的反应中被消耗，所以反应平衡点向右移动！2.丙糖磷酸的生成+NAD++Pi3.丙酮酸的生成CHOHCOHCH2OP甘油醛-3-磷酸甘油醛-3-磷酸脱氢酶C-O-CHOHCH2OO+NADH+H+PP甘油酸-1,3-二磷酸机制！！C-O-CHOHCH2OOPP甘油酸-1,3-二磷酸磷酸甘油酸激酶+ADP+ATPC-O-CHOHCH2OOP甘油酸-3-磷酸底物水平磷酸化3.丙酮酸的生成甘油酸磷酸变位酶C-O-CHOCH2OHOP甘油酸-2-磷酸C-O-CHOHCH2OOP甘油酸-3-磷酸烯醇化酶烯醇丙酮酸-2-磷酸COO-C—O-CH2+H2OP丙酮酸COO-C=OCH3+ATP丙酮酸激酶ADP底物水平磷酸化乳酸发酵COO-C=OCH3+NADH+H+乳酸脱氢酶丙酮酸COO-CHOHCH3+NAD+乳酸乙醇发酵COO-C=OCH3丙酮酸脱羧酶丙酮酸乙醛+CO2CHOCH3CHOCH3CH2OHCH3+NADH+H++NAD+乙醛乙醇脱氢酶乙醇生理意义【1】在无氧条件下为生命活动提供能量。（如，在剧烈运动时。另外，红细胞中无线粒体，能量供给几乎全部来自EMP。还有，神经组织、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，耗能多，不缺氧时也常由EMP供能。）【2】是一种遗留下来的古老代谢方式，有进化研究意义。（二）糖的有氧分解总反应1分子葡萄糖6分子CO2+6分子H2O+32分子ATPOHO-CH2HOOHOHOH17步酶促反应葡萄糖→→→丙酮酸→→乙酰CoA→→→CO2+H2O乳酸糖酵解胞液线粒体有氧分解三个反应阶段线粒体膜①②③糖的有氧分解——糖酵解阶段的特点■NADH+H+的代谢去路不同■产生的ATP数量不同1.丙酮酸→乙酰CoA酶促反应历程■三种酶、五种辅因子协同作用（多酶复合物）■丙酮酸脱羧酶■硫辛酰转乙酰基酶■二氢硫辛酰脱氢酶三羧酸循环（TCA循环；柠檬酸循环；Krebs循环）■三羧酸循环不仅是糖的有氧分解代谢途径，也是机体内一切有机物的碳链骨架彻底氧化分解的必经途径。总反应1分子葡萄糖6分子CO2+6分子H2O+32分子ATPOHO-CH2HOOHOHOH17步酶促反应反应辅酶最终获得ATP第一阶段（胞浆）葡糖糖→6-磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×苹果酸→2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一个葡糖糖总共获得30或32三羧酸循环（TCA循环；柠檬酸循环；Krebs循环）TCA循环的特点【1】以草酰乙酸开始又到它终止，相当于消耗了1分子乙酰基，而草酰乙酸相当于酰基的载体；【2】乙酰基以2个CO2释放，但实际上TCA第一个循环释放的并不是乙酰基的2个碳，乙酰基的2个碳是在第二轮循环放出；【3】所有反应均在线粒体内进行；【4】酶促反应共包括2次脱羧反应和4次脱氢反应；【5】TCA循环速度受4种酶活性的调控，此4种酶均催化不可逆反应，是TCA循环的限速酶（柠檬酸合酶）。

生理意义【1】是机体内一切有机物的碳链骨架彻底氧化分解的必经途径。换言之，是生物体获得能量的主要途径。【2】TCA循环是糖类、脂质、蛋白质三大物质转化的枢纽。【3】TCA循环产生的各种重要的中间产物，为生物体内某些物质的合成提供碳骨架。（三）乙醛酸循环——三羧酸循环支路总反应2分子乙酸/乙酰CoA1分子四碳二羧酸（琥珀酸）2种关键酶异柠檬酸裂解酶苹果酸合酶某些微生物（醋酸杆菌、大肠杆菌、固氮菌等）能利用乙酸作为唯一碳源。发现反应部位乙醛酸循环体线粒体生物类型微生物植物（油料种子萌发）个别无脊椎动物生理意义【1】补充TCA循环所消耗的四碳化合物。【2】提供了脂肪转变为糖的途径。（四）戊糖磷酸途径——己糖磷酸支路总反应6分子葡糖-6-磷酸+12分子NADP+5分子葡糖-6-磷酸+6分子CO2+12分子NADPH+H+Page249特点【1】葡萄糖直接脱羧和脱氢；【2】氢受体为辅酶II；【3】葡糖-6-磷酸脱氢酶是限速酶；生理意义【1】生成大量的还原型辅酶II，为许多物质（如脂肪酸、胆固醇）的合成提供还原力；【2】还原型辅酶II是谷胱甘肽还原酶的辅酶，其使红细胞中的还原型谷胱甘肽再生，维持红细胞的正常生理功能；

【3】为机体内唯一产生核糖-5-磷酸的途径，为核苷酸合成提供重要原料；【4】代谢途径的中间代谢产物（3C、4C、7C）与光合作用密切相关；同时其中间代谢产物也是合成氨基酸的重要前体；【5】完成三、四、五、六、七碳糖间的相互转化。主要意义不是供能！（五）葡糖醛酸代谢途径重要产物生理意义D-葡糖醛酸L-抗坏血酸【1】葡糖醛酸具有解毒作用；【2】UDP-葡糖醛酸为糖胺聚糖合成提供葡糖醛酸基团；

【3】葡糖醛酸可生成木酮糖-5-磷酸，与戊糖磷酸途径相联系；【4】葡糖醛酸可生成抗坏血酸（灵长类动物除外）。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）糖异生作用

自然界中糖的基本来源是绿色植物及光能细菌进行的光合作用（Photosynthesis）UDPG（一）蔗糖的合成在高等植物中合成。反应途径GG-6-PF-6-PFUDPG蔗糖合酶蔗糖+UDP（1）PiUDPGUDP蔗糖-6-磷酸蔗糖磷酸合酶Pi蔗糖（2）G-1-P变位酶UDPG焦磷酸化酶（二）淀粉的合成在高等植物中合成。反应途径GATPADPG-6-PG-1-PA(U)TPPPiA(U)DPG焦磷酸化酶nA(U)DPG引物(G)mm≥2A(U)DPG转糖苷酶nA(U)DP（α-1,4-G）n+mQ酶（α-1,6）反应特点1.ADPG（或UDPG）作为葡萄糖的活化供体；2.引物（麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖）作为葡萄糖受体；3.合成方向：还原端非还原端；4.相关酶类：ADPG/UDPG转葡糖苷酶——-1,4-糖苷键形成

Q酶——-1,6-糖苷键形成。