生物化学：多糖的酶水解

多糖的酶促降解A.胞外降解细胞外多糖胞外水解酶（淀粉酶、寡糖酶）B.胞内降解细胞内储备的糖原磷酸化酶活化、水解转移酶去分枝酶断支链磷酸化酶活化、水解单糖主要是葡萄糖第三节多糖的酶水解

（HydrolysisofPolysaccharides）主要介绍食物中的主要多糖------淀粉的水解与淀粉水解酶。淀粉酶∶凡是能够催化淀粉(或糖原)分子及其片段中的α-葡萄糖苷键水解的酶，称为淀粉酶。 淀粉水解酶的种类∶ α-淀粉酶

β-淀粉酶

γ-淀粉酶(糖化酶)

异淀粉酶1、α-淀粉酶（α－amylase）∶

又称液化酶、淀粉-1,4-糊精酶。 系统名称∶α-1,4-葡聚糖葡聚糖水解酶

(编号∶EC3.2.1.1)作用机制∶它是一个内切酶，从淀粉分子内部随机切断α-1,4-糖苷键，不能水解α-1,6-糖苷键和与非还原性末端相连的α-1,4-糖苷键。产物∶主要是含有α-1,6-糖苷键的各种分支糊精和少量的α-型的麦芽糖和葡萄糖。酶的性质∶是一个钙金属酶，每分子中含有一个钙离子。α-淀粉酶需要Cl-激活。Ca+2、Na+、Cl-和淀粉底物都能提高该酶的稳定性。2、β-淀粉酶（β－amylase）∶

又叫淀粉-1，4-麦芽糖苷酶。 系统名称∶α-1，4-葡聚糖麦芽糖苷酶 (编号∶EC3.2.1.2)作用机制∶它是一个外切酶。从淀粉分子的非还原性末端，依次切割α-1，4-麦芽糖苷键，生成β-型的麦芽糖；该酶不能水解和越过α-1，6-糖苷键。当其作用于支链淀粉时，遇到分支点即停止作用，剩下的大分子糊精称为β-极限糊精。3、γ-淀粉酶（γ－amylase）∶

又称糖化酶、葡萄糖淀粉酶。 系统名称∶α-1,4-葡聚糖葡萄糖水解酶

(编号∶EC3.2.1.3)作用方式∶它是一种外切酶。从淀粉分子的非还原性末端，依次切割α-1,4-葡萄糖苷键，产生β-葡萄糖。 该酶的专一性不严格，也可缓慢水解α-1,6和α-1,3糖苷键。4、异淀粉酶（isoamylase）∶

又叫脱支酶、淀粉-1，6-葡萄糖苷酶。 系统名称∶葡聚糖-6-葡聚糖水解酶。

(EC3.2.1.33)作用方式∶专一性水解支链淀粉或糖原的α-1，6糖苷键，生成长短不一的直链淀粉(糊精)。 动、植物和微生物都产生异淀粉酶，但来源不同名称也不同，如脱支酶、Q酶、R酶、普鲁蓝酶和茁霉多糖酶等。

糖在动物体内的一般概况一、糖的生理功能1、构成细胞的成分。2、作为能源。2840kJ/mol(679kcal/mol),生物体的能量70％来自糖类。3、作为碳源。为体内合成脂肪、蛋白质等物质提供碳架。二、体内糖的来源1、由食物经消化道吸收2、在体内由非糖物质转化而来－－糖的异生作用三、体内糖的主要代谢途径小肠吸收－－经门静脉入肝－－经血循环运送到各组织细胞，供全身利用。四、血糖主要指血液中所含的葡萄糖。人体对糖的吸收∶

人体只能吸收利用葡萄糖么？

食物中的淀粉经水解消化后，以葡萄糖、果糖和半乳糖等单糖的形式被小肠粘膜细胞吸收进入血液。吸收速率∶D-半乳糖>D-葡萄糖>D-果糖>D-甘露糖>D木糖>L-阿拉伯糖

除葡萄糖外，其它六碳糖经过转变为糖酵解途径的中间产物在体内进行代谢。第四节糖的中间代谢

活细胞中糖的代谢包括两方面∶

糖的分解∶糖通过一系列酶促反应产生CO2、H2O及ATP(生物储能物质)，也可以转变成为合成其他物质(如脂肪、蛋白质等)的中间产物。

糖的合成∶利用各种能够转变成糖的物质合成糖类。植物还可以利用CO2和H2O通过光合作用合成淀粉。糖原的合成糖异生糖原的水解糖酵解糖原葡萄糖丙酮酸乳酸

A.总论丙酮酸葡萄糖“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重点葡萄糖降解的主要途径∶(1)、酵解途径(EMP途径Embden－meyerhofpathway)(2)、磷酸戊糖支路(HMP途径hexose

monophosphatepathway）一、葡萄糖的酵解途径（一）、酵解与发酵的含义∶酵解(glycolysis)∶葡萄糖在无氧的情况下经酶催化降 解，生成丙酮酸（pyruvate）并产 生ATP的代谢过程。

生物学意义：在不需要供氧的条件下产生ATP的功能方式。发酵∶发酵主要是指微生物的无氧代谢过程。具体来说∶在无氧条件下，微生物将葡萄糖或其他有机物分子分解成丙酮酸、ATP及NADH，又以不完全分解产物(丙酮酸)作为电子受体，还原生成发酵产物的无氧氧化过程。 如：乳酸发酵。

在发酵工业领域，发酵的含义又与生化中的概念不同。 在发酵工业领域中，发酵泛指通过微生物及其他生物材料的工业培养，达到积累发酵产品的种种生产过程。（二）、糖酵解途径（EMP）的反应历程∶

葡萄糖降解生成丙酮酸你知道么：葡萄糖降解生成丙酮酸一共需要几步？

(A)己糖磷酸的生成（葡萄糖分子活化，1-3步）

(B)磷酸丙糖的生成（己糖降解，4-5步）

(C)丙酮酸的生成（氧化产能，6-10步）(1).

葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖（glucose-6-phosphate,G-6-P)这是一个磷酸基团转移的反应，即ATP的磷酸基团转移到了葡萄糖分子子上；磷酸化的意义：使产物具有极性，不易透过脂膜逸出细胞；具有保存能量的作用；己糖激酶(hexokinase,HK)是不专一的酶，而肝脏中的葡萄糖激酶(glucokinase,GK)专一性强，起维持血糖恒定的作用。

己糖激酶葡萄糖激酶存在部位肝外组织肝Km值0.1mmol/L

10mmol/L底物G,果糖,甘露糖G调节G-6-P反馈抑制胰岛素诱导己糖激酶和葡萄糖激酶的比较当与葡萄糖结合后，已糖激酶发生变构，使ATP分子和葡萄糖的第6位碳原子的羟基靠拢，利于磷酸基团的转移。(2).6-磷酸葡萄糖异构为6-磷酸果糖

(fructose-6-phosphate,F-6-P)由于葡萄糖1位的羰基不易磷酸化，因此先使葡萄糖分子发生异构化，将羰基从碳1位转移到碳2位，由醛式转变为酮式的果糖，再形成环状结构。(3).6-磷酸果糖转变成1,6-二磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-BP)是第二个磷酸化反应，反应不可逆。磷酸果糖激酶-I(phosphofructo-kinase-I,PFK-I)的催化效率很低，是糖酵解的限速酶。(4).

磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖反应可逆,由醛缩酶(aldolase)催化；生成的2分子磷酸丙糖，只有3-磷酸甘油醛继续进入糖酵解途径。(5).

磷酸丙糖同分异构化磷酸丙糖异构酶（triosephosphateisomerase)G→2分子3-磷酸甘油醛，消耗2分子ATP。(6).3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸醛基氧化成羧基，并加入一分子磷酸，形成混合酸酐。脱下的氢由NAD+接受；生成的酰基磷酸是具有高能磷酸基团转移势能的化合物。(7).1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸此步开始了糖酵解收获能量的阶段，产生了第一个ATP；反应可逆。(8).3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸此步为变位反应，为下一步酵解步骤做准备；反应可逆。(9).2-磷酸甘油酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)反应引起分子内能量重新分布，形成高能磷酸键。(10).PEP转变成丙酮酸（pyruvate)第二个底物水平磷酸化，反应不可逆。烯醇式立即自发转变为酮式。

葡萄糖

ATP

①己糖激酶

6-磷酸葡萄糖

②磷酸葡萄糖异构酶

6-磷酸果糖

ATP

③磷酸果糖激酶

1,6—二磷酸果糖

④醛缩酶

3-磷酸甘油醛

磷酸二羟丙酮

①活化

ΔG=-7.5kcal/mol

(不可逆)

②异构

ΔG=-0.6kcal/mol

(可逆)

③二次活化

ΔG=-5.0kcal/mol

(不可逆)

④裂解

ΔG=-0.3kcal/mol

(可逆)

ADP

ADP

糖酵解的全过程共三步不可逆反应！反应总体不能全部逆转。Pi磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸⑩丙酮酸激酶ADP

ATP产能步骤：糖酵解过程由葡萄糖到所有的中间产物都是以磷酸化合物的形式来实现。中间产物磷酸化至少有三种意义:①带有负电荷的磷酸基团使中间产物具有极性，从而使这些产物不易透过脂膜而失散;②磷酸基团在各反应步骤中，对酶来说，起到信号基团的作用，有利于与酶结合而被催化;③磷酸基团经酵解作用后，最终形成ATP的末端磷酸基团，因此具有保存能量的作用。注意（三）、糖酵解的生理意义

(1)是单糖分解代谢的一条最重要的途径。

(2)细胞在缺氧条件下可通过糖酵解得到有限的能量来维持生命活动。1葡萄糖分子可产生2ATP(占总能量的6-8%)。

(3)在有氧条件下，糖酵解是单糖完全分解成CO2和H2O的必要准备阶段。（四）、丙酮酸的去路

1)无氧条件下，不同的生物由于酶系不同，去路也不同。

2)有氧条件下，进入三羧酸循环。无氧发酵（Fermentation)（1）乙醇发酵葡萄酒与米酒的区别（2）乳酸发酵其它单糖的酵解除葡萄糖外，其它六碳糖经过转变为糖酵解途径的中间产物在体内进行代谢。1、己糖激酶∶是糖酵解途径的第一个调节酶。这是一个别构酶，该酶需要Mg+2或Mn+2作为辅助因子；6-P-G是该酶的变构抑制剂。胰岛素可诱导葡萄糖激酶的合成。二、糖酵解的调节2、磷酸果糖激酶(PFK)∶

是糖酵解途径中的