五糖代谢新陈代谢概述

五糖代谢新陈代谢概述第1页/共45页前言：新陈代谢的概念

新陈代谢是所有生物维持其生命活动的最基本的特性，是生物体内有机物合成和分解作用，包括物质转变和能量转化。

合成代谢物质上---小分子---大分子（同化作用）能量上---积能过程生物体新陈代谢

分解代谢物质上---大分子---小分子（异化作用）能量上---放能过程

第1页/共44页第2页/共45页前言：新陈代谢的概念新陈代谢就是在合成和分解过程中不断就得平衡。若合成大于分解，生命体旺盛；反之，则衰老。第2页/共44页第3页/共45页前言：新陈代谢的概念

新陈代谢就是与糖类的分解有密切的联系，因为糖类的分解对生物体来讲，具重要的意义。1.糖类作为能源物质生物细胞的各种代谢活动，包括物质分解和合成都需要有足够的能量，其中ATP是糖类降解时通过氧化磷酸化作用而形成的最重要的能量载体物质。生物细胞只能利用高能化合物（主要是ATP）水解时释放的化学能来做功，以满足生长发育等所需要的能量消耗。

第3页/共44页第4页/共45页前言：新陈代谢的概念2.作为合成生物体内重要代谢物质的碳架和前体

葡萄糖、果糖等在降解过程中除了能提供大量能量外，其分解过程中还能形成许多中间产物或前体，生物细胞通过这些前体产物再去合成一系列其它重要的物质，包括：(1)乙酰辅酶A、氨基酸、核苷酸等，它们分别是合成脂肪、蛋白质和核酸等大分子物质的前体。(2)生物体内许多重要的次生代谢物、抗性物质，如生物碱、黄酮类等物质，它们对提高植物的抗逆性起着重要的作用。第4页/共44页第5页/共45页前言：新陈代谢的概念3.细胞中结构物质

细胞中的结构物质如植物细胞壁等是由纤维素、半纤维素、果胶质等物质组成；甲壳质或几丁质为N-乙酰葡萄糖胺的同聚物，是组成虾、蟹、昆虫等外骨骼的结构物质。这些物质都是由糖类转化物聚合而成。第5页/共44页第6页/共45页前言：新陈代谢的概念4.参与分子和细胞特异性识别

由寡糖或多糖组成的糖链常存在于细胞表面，形成糖脂和糖蛋白，参与分子或细胞间的特异性识别和结合，如抗体和抗原、激素和受体、病原体和宿主细胞、蛋白质和抑制剂等常通过糖链识别后再进行结合。第6页/共44页第7页/共45页第一节重要糖类结构和双糖、多糖的降解

Monosaccharides,orsimplesugars,consistofasinglepolyhydroxyaldehydeorketoneunit.Themostabundantmonosaccharideinnatureisthesix-carbonsugarD-glucose,sometimesreferredtoasdextrose.Monosaccharidesofmorethanfourcarbonstendtohavecyclicstructures.第7页/共44页第8页/共45页第一节重要糖类结构和双糖、多糖的降解

单糖（monosaccharide）是指最简单的糖，即在温和条件下不能再分解成更小的单体糖，如葡萄糖、果糖等。按碳原子的数目单糖又可分为三碳（丙）糖、四碳（丁）糖、五碳（戊）糖、六碳（已）糖、七碳（庚）糖等。第8页/共44页第9页/共45页一、一些重要单糖的结构三糖甘油醛

二羟丙酮第9页/共44页第10页/共45页四碳糖赤藓糖

一、一些重要单糖的结构第10页/共44页第11页/共45页五碳糖核糖核酮糖木糖一、一些重要单糖的结构第11页/共44页第12页/共45页六碳糖葡萄糖果糖一、一些重要单糖的结构第12页/共44页第13页/共45页一、一些重要单糖的结构D-7-磷酸-景天庚酮糖

第13页/共44页第14页/共45页麦芽糖二、一些重要双糖的结构α-葡萄糖（1→4）葡萄糖苷第14页/共44页第15页/共45页蔗糖α-葡萄糖（1→2）β-果糖苷二、一些重要双糖的结构第15页/共44页第16页/共45页乳

糖二、一些重要双糖结构乳糖（半乳糖--1,4-葡萄糖）

第16页/共44页第17页/共45页淀粉直链：

a-1,4-糖苷键分支点：

a-1,6-糖苷键三、一些重要多糖的结构第17页/共44页第18页/共45页淀粉直链：

a-1,4-糖苷键分支点：

a-1,6-糖苷键三、一些重要多糖的结构第18页/共44页第19页/共45页淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡萄糖分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在（16）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。第19页/共44页第20页/共45页纤维素b-1,4-糖苷键三、一些重要多糖的结构第20页/共44页第21页/共45页

Chitin纤维素三、一些重要多糖的结构第21页/共44页第22页/共45页淀粉分解有两条途径：四、淀粉的降解

水解→产生葡萄糖磷酸解→产生磷酸葡萄糖第22页/共44页第23页/共45页1.淀粉的水解参与淀粉水解的酶主要有三种：淀粉酶、脱支酶、麦芽糖酶

淀粉酶是指参与淀粉a-1,4-糖苷键水解的酶。有a-淀粉酶和b-淀粉酶两种。(1)淀粉酶：四、淀粉的降解第23页/共44页第24页/共45页其产物为：若直链淀粉→葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚糖若支链淀粉→葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+极限糊精

a-淀粉酶：（a-1,4-葡聚糖水解酶）可水解任何部位的a-1,4-糖苷键，所以又称为内切淀粉酶。该酶对非还原末端的5个葡萄糖基不发生作用。Ca2+需要。(1)淀粉酶：1.淀粉的水解四、淀粉的降解第24页/共44页第25页/共45页

也水解a-1,4-糖苷键，但须从非还原末端开始切，每次切下两个葡萄糖基。又称为外切淀粉酶。

β-淀粉酶：其产物为：若直链淀粉→麦芽糖若支链淀粉→麦芽糖+极限糊精(1)淀粉酶：1.淀粉的水解四、淀粉的降解第25页/共44页第26页/共45页还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键β淀粉酶α-1，6糖苷键G第26页/共44页第27页/共45页(2)脱支酶(R-酶)：（a-1,6-葡萄糖苷酶）水解a-1,6-糖苷键，但只能作用于外围的这种键，而不能水解内部的分支。植物体内的麦芽糖酶通常与淀粉酶同时存在，并配合使用，从而使淀粉彻底水解成葡萄糖。(3)麦芽糖酶：1.淀粉的水解四、淀粉的降解第27页/共44页第28页/共45页1.淀粉的水解Hydrolysisofglycogenandstarchby-amylaseand-amylase四、淀粉的降解第28页/共44页第29页/共45页2.淀粉的磷酸解其中，淀粉磷酸化酶又叫P-酶。

此反应为可逆反应，但在植物体内，由于（1）[Pi]很高（如施肥）（2）[G-1-P]低（因不断被利用）所以，反应向正方向进行。四、淀粉的降解第29页/共44页第30页/共45页2.淀粉的磷酸解

淀粉磷酸化酶从淀粉的非还原端开始，一个一个地磷酸解a-1,4-糖苷键，直到距分支点4个葡萄糖基为止。

所以，如果是支链淀粉，还需要另外两个酶的参与，即转移酶和脱支酶。四、淀粉的降解第30页/共44页第31页/共45页还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键磷酸化酶脱枝酶第31页/共44页第32页/共45页2.淀粉的磷酸解四、淀粉的降解第32页/共44页第33页/共45页2.淀粉的磷酸解淀粉的磷酸解与水解相比，其优越性有：1.耗能少。2.产物不易扩散到胞外,水解产物葡萄糖会因扩散而流失。四、淀粉的降解第33页/共44页第34页/共45页五、糖原的降解糖原的磷酸解

糖原磷酸化酶（glycogenphosphorylase）是降解糖原的磷酸化的限速酶，有活性和非活性两种形式，分别称为糖原磷酸化酶a（活化态）和糖原磷酸化酶b（非活化态），两者在一定条件下可以相互转变。糖原磷酸解时，在磷酸化酶a作用下，从糖原非还原端开始逐个加磷酸切下葡萄糖生成1-磷酸葡萄糖，切至糖原分支点4个葡萄糖残基处为止。第34页/共44页第35页/共45页五、糖原的降解糖原的磷酸解

转移酶（transferase）又称1,41,4葡聚糖转移酶，它主要作用是将连接与分支点上4个葡萄糖基的葡聚三糖，转移至同一个分支点的另一个葡聚四糖链的末端，使分支点仅留下一个α（16）糖苷键连接的葡萄糖残基。第35页/共44页第36页/共45页五、糖原的降解糖原的磷酸解

脱支酶，即水解α（16）糖苷键的酶，再将这个葡萄糖水解下来，使支链淀粉的分支结构变成直链结构，磷酸化酶再进一步将其降解为1-磷酸葡萄糖。由于磷酸化酶、转移酶和脱支酶的协同作用，将糖原（或支链淀粉）彻底降解。糖原磷酸化酶主要存在于动物肝脏中，通过糖原分解直接补充血糖。

第36页/共44页第37页/共45页五、糖原的降解Thereactionsofglycogendebranchingenzyme第37页/共44页第38页/共45页1.蔗糖的水解六、蔗糖的降解由蔗糖酶催化：

由于底物和产物的旋光方向发生了改变，所以蔗糖酶又称为转化酶。产物也因此就做转化糖。第38页/共44页第39页/共45页麦芽糖+H2O2葡萄糖2.麦芽糖的水解第39页/共44页第40页/共45页乳糖+H2Oβ-半乳糖苷酶葡萄糖+半乳糖3.乳糖的水解第40页/共44页第41页/共45页2.形成糖核苷酸由蔗糖合酶催化：蔗糖＋NDP

NDPG＋果糖六、蔗糖的降解第41页/共44页第42页/共45页2.形成糖核苷酸ThestructureofUDP-glucose,asugarnucleotide六、蔗糖的降解第42页/共44页第43页/共