《生化糖代谢》PPT课件.ppt

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1、第六章第六章 糖代谢糖代谢第一节第一节 多糖和低聚糖的酶促降解多糖和低聚糖的酶促降解一一 淀粉或糖原的降解淀粉或糖原的降解降解主要有两种方式降解主要有两种方式 A A 水解水解 B B 磷酸解磷酸解1 1 水解：水解：-淀粉酶：淀粉酶：可水解淀粉（或糖原）中任何部位的可水解淀粉（或糖原）中任何部位的-1-1，4-4-糖苷键糖苷键-淀粉淀粉酶酶：只能从非只能从非还还原端开始，依次切下麦芽糖分子，只作用原端开始，依次切下麦芽糖分子，只作用于于 -1 -1，4-4-糖苷糖苷键键，遇，遇-1-1，6-6-糖苷糖苷键键就停滞不前就停滞不前 -淀粉酶淀粉酶 麦芽糖麦芽糖+葡萄糖葡萄糖 直链淀粉直链淀粉 -

2、淀粉酶淀粉酶 麦芽糖麦芽糖 -淀粉酶淀粉酶 麦芽糖麦芽糖+葡萄糖葡萄糖+异麦芽糖异麦芽糖 支链淀粉支链淀粉 -淀粉酶淀粉酶 麦芽糖麦芽糖+核心糊精核心糊精2 2 磷酸解：磷酸解：二二 纤维纤维素的素的酶酶促降解促降解 纤维素纤维素 纤维纤维素素酶酶及及纤维纤维二糖二糖酶酶 葡萄糖葡萄糖三三 二糖的二糖的酶酶促水解促水解 二糖二糖 双糖酶双糖酶 单糖单糖(葡萄糖、果糖、半乳糖）葡萄糖、果糖、半乳糖）双糖酶：双糖酶：麦芽糖麦芽糖酶酶、纤维纤维二糖二糖酶酶、蔗糖、蔗糖酶酶、乳糖、乳糖酶酶 第二节第二节 糖的分解代谢糖的分解代谢生物体内葡萄糖（或糖原）的分解主要有下列途径：生物体内葡萄糖（或糖原）的分

3、解主要有下列途径：1 1 在无氧情况下，葡萄糖经酵解生成乳酸在无氧情况下，葡萄糖经酵解生成乳酸 C C6 6H H1212O O6 6 2 CH 2 CH3 3CHOHCOOHCHOHCOOH2 2 在在有有氧氧情情况况下下，葡葡萄萄糖糖（或或糖糖原原）最最后后经经TCATCA循循环环被被彻彻底底氧氧化成化成COCO2 2和和H H2 2O O C C6 6H H1212O O6 6 +6O+6O2 2 6 CO 6 CO2 2 +6H +6H2 2O O3 3 葡萄糖葡萄糖(糖原糖原)经磷酸戊糖途径被彻底氧化成经磷酸戊糖途径被彻底氧化成COCO2 2和和H H2 2O O此外还有：此外还有：

4、生醇生醇发发酵及乙酵及乙醛醛酸循酸循环环 一一 糖的无氧酵解（糖酵解）糖的无氧酵解（糖酵解）（EMPEMP）1.1.定义定义:葡萄糖在无氧条件下分解葡萄糖在无氧条件下分解为为乳酸的生化乳酸的生化过过程程 概括为概括为:G :G 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸2.2.反应部位反应部位:胞浆胞浆(胞液胞液)3.3.过程过程:(一一)已糖磷酸酯的生成已糖磷酸酯的生成1 Gly 1 Gly 1 1 2 Gly 2 Gly 2 2 3 Gly-33 Gly-3第一阶段第一阶段:消耗消耗2 2个个ATPATP；并有两个限速酶并有两个限速酶(调节酶、关键酶）：调节酶、关键酶）：葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶葡萄糖激酶、磷

5、酸果糖激酶（二）磷酸丙糖的生成（二）磷酸丙糖的生成4 Gly-44 Gly-4 5 Gly-55 Gly-5（三）丙酮酸的生成（三）丙酮酸的生成6 Gly-6 6 Gly-6 （EMPEMP中第一步氧化还原反应）中第一步氧化还原反应）7 Gly-77 Gly-7（EMPEMP中中 第一次底物水平磷酸化）第一次底物水平磷酸化）8 Gly-88 Gly-89 Gly-99 Gly-910 Gly-10 10 Gly-10（EMPEMP中中 第二次底物水平磷酸化）第二次底物水平磷酸化）11 Gly-11 （四）乳酸的生成（四）乳酸的生成12 Gly-1212 Gly-12 （EMPEMP中第二次氧化

6、还原反应）中第二次氧化还原反应）总反应为：总反应为：C6H12O6+2H3PO4+2ADP 2CH3COCOOH+2ATP+2H204.4.能量能量:5.5.意义意义:(1)(1)糖酵解作用的普遍性糖酵解作用的普遍性(2)(2)特定生理状特定生理状态态下下获获能的重要手段能的重要手段 激烈运激烈运动时动时 在病理情况下在病理情况下6.6.生醇发酵生醇发酵 (植物体、微生物）植物体、微生物）EMPEMP NADH+HNADH+H+葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶 乙醛乙醛 乙醇乙醇 乙醇脱乙醇脱氢氢酶酶 二二 糖的有氧氧化（有氧分解）糖的有氧氧化（有氧分解）整个整个过过程可分

7、程可分为为三个三个阶阶段：段：1.1.定义定义:在有氧条件下，糖（或糖原）可以被在有氧条件下，糖（或糖原）可以被彻彻底氧化底氧化产产生生COCO2 2 和和H H2 2O O，并，并释释放出大量能量的放出大量能量的过过程程 2.2.反应部位反应部位:胞浆和线粒体胞浆和线粒体3.3.过程过程:(一一)葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸（经历与（经历与EMPEMP相同反应阶段）相同反应阶段）需注意：第一阶段有氢的净生成需注意：第一阶段有氢的净生成(二二)丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoACoA丙酮酸脱氢酶系由三种酶和六种辅助因子组成：丙酮酸脱氢酶系由三种酶和六种辅助因子组成：酶酶 辅助因子辅

8、助因子 丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶 E1 1 TPP 4 FAD E1 1 TPP 4 FAD 硫辛酸乙酰基移换酶硫辛酸乙酰基移换酶 E2 2 E2 2 硫辛酸硫辛酸 5 NAD 5 NAD+二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶 E3 3 CoASH 6 Mg E3 3 CoASH 6 Mg2+2+（二）（二）Krebs Cycle Krebs Cycle（TCA CycleTCA Cycle）柠檬酸循环）柠檬酸循环这这个个循循环环反反应应是是从从合合成成三三个个羧羧基基的的柠柠檬檬酸酸开开始始，通通过过循循环环中中一一系系列列酶酶促促反反应应最最后后将将乙乙酰酰CoACoA分分子子中中的的乙乙酰酰

9、基基氧氧化化成成COCO2 2和和H H2 20 0，释释放出能量，故称此循放出能量，故称此循环为环为三三羧羧酸循酸循环环 Krebs CycleKrebs Cycle各步反各步反应应如下：如下：1 1 乙乙酰酰CoACoA与草与草酰酰乙酸乙酸缩缩合成合成柠柠檬酸檬酸2 2 柠柠檬酸脱水成檬酸脱水成为顺乌头为顺乌头酸，再加水形成异酸，再加水形成异柠柠檬酸檬酸 3 3 异柠檬酸氧化与脱羧生成异柠檬酸氧化与脱羧生成-酮戊二酸酮戊二酸4-4-酮酮戊二酸的氧化脱戊二酸的氧化脱羧羧5 5 琥珀酰琥珀酰CoACoA转化成琥珀酸转化成琥珀酸 (TCA(TCA中唯一的一次底物水平磷酸化中唯一的一次底物水平磷酸

10、化)6 6 琥珀酸脱琥珀酸脱氢氢形成延胡索酸形成延胡索酸 7 7 延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸加水生成苹果酸8 8 草草酰酰乙酸的生成乙酸的生成 总的反应过程总的反应过程:归纳总结：归纳总结：TCATCA是是从从乙乙酰酰CoACoA与与草草酰酰乙乙酸酸合合成成柠柠檬檬酸酸开开始始，每每循循环环一一次次循环形成循环形成2 2分子分子COCO2 2，是来自草酰乙酸的两个羧基。，是来自草酰乙酸的两个羧基。TCATCA中有一步反应是产生中有一步反应是产生GTPGTP，有四次脱氢，有四次脱氢3 NADH+H3 NADH+H+33=9 33=91 11FADHFADH2 2 21=2 =12 ATP 2

11、1=2 =12 ATP1 GTP 11=11 GTP 11=11 1分子乙酰分子乙酰CoACoA经经TCATCA循环再经氧化磷酸共能产生循环再经氧化磷酸共能产生1212分子分子ATPATP TCA TCA循环在线粒体中进行，有三步反应是不可逆的，循环只循环在线粒体中进行，有三步反应是不可逆的，循环只能单方向进行能单方向进行 柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶 要使循环得以进行，必需要有要使循环得以进行，必需要有O O2 23 3 糖有氧分解中能量的变化糖有氧分解中能量的变化 4 TCA4 TCA循环的生理意义循环的生理意义 生命活动的主要能量

12、来源生命活动的主要能量来源 是三大营养物质的枢纽是三大营养物质的枢纽产生的产生的COCO2 2供生物体合成需要，还提供多种化合物的碳骨架供生物体合成需要，还提供多种化合物的碳骨架。三三 乙乙醛醛酸循酸循环环 1.1.定义定义:2.2.反应部位反应部位:乙醛酸循环体乙醛酸循环体3.3.特点特点:异柠檬酸裂解酶异柠檬酸裂解酶 苹果酸合成酶苹果酸合成酶4.4.反应过程反应过程:异柠檬酸异柠檬酸 异柠檬酸裂解酶异柠檬酸裂解酶 琥珀酸琥珀酸 +乙醛酸乙醛酸乙醛酸乙醛酸+乙酰乙酰CoA+CoA+水水 苹果酸合成酶苹果酸合成酶 苹果酸苹果酸5 5 生理意义：生理意义：（四）磷酸戊糖途径（四）磷酸戊糖途径（H

13、MPHMP）反应发生部位：反应发生部位：胞浆胞浆反应过程：反应过程：第一阶段：第一阶段：G G氧化脱氢、脱羧生成磷酸戊糖氧化脱氢、脱羧生成磷酸戊糖第二阶段：第二阶段：磷酸戊糖经酶促转换与缩合作用（分子重排）又形磷酸戊糖经酶促转换与缩合作用（分子重排）又形 成磷酸已糖成磷酸已糖1 1 氧化阶段氧化阶段 G-6-PG-6-P G-6-PG-6-P脱氢酶脱氢酶 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 NADPNADP+NADPH+H NADPH+H+6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖NADPNADP+NADPH+H NADPH+H+CO CO2 22 2 非氧化阶段

14、非氧化阶段 5-5-磷酸核糖磷酸核糖5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖以以上上3 3种种戊戊糖糖经经过过一一系系列列基基团团转转移移反反应应，产产生生3 3碳碳、4 4碳碳、5 5碳碳、6 6碳碳及及7 7碳碳糖糖的的中中间间产产物物，最最终终生生成成F-6-PF-6-P和和3-3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛，再度与酵解途径衔接。再度与酵解途径衔接。磷酸戊糖的特点：磷酸戊糖的特点：1.G-6-PG-6-P直接脱氢、脱羧，不经直接脱氢、脱羧，不经EMPEMP、TCATCA。2.整个反应过程中，脱氢酶的辅酶是整个反应过程中，脱氢酶的辅酶是NADPNADP+而不是而不是NADNAD

15、+3.3.反应过程中无氧参加反应过程中无氧参加 磷酸戊糖的生物学意义：磷酸戊糖的生物学意义：1.1.普遍存在，分布广泛，但所占比重不一样普遍存在，分布广泛，但所占比重不一样2.磷酸戊糖产生大量的磷酸戊糖产生大量的NADPHNADPH，可供组织中合成代谢的需要，可供组织中合成代谢的需要 3.3.形成的中间产物可以合成其它一些物质。形成的中间产物可以合成其它一些物质。三三 糖的合成代谢糖的合成代谢（一）蔗糖的合成（一）蔗糖的合成合成途径有两条：合成途径有两条：蔗糖合成酶蔗糖合成酶 磷酸蔗糖合成酶磷酸蔗糖合成酶(葡萄糖的供体均为葡萄糖的供体均为UDPGUDPG)（二）淀粉的合成（二）淀粉的合成先合成

16、直链淀粉，再转变为支链淀粉先合成直链淀粉，再转变为支链淀粉(供体为供体为ADPGADPG)（三）糖原的合成（三）糖原的合成由由G G合成糖原的过程称糖原生成作用合成糖原的过程称糖原生成作用肌肉与肝脏是糖原生成的重要场所肌肉与肝脏是糖原生成的重要场所合成原料：葡萄糖（磷酸葡萄糖）合成原料：葡萄糖（磷酸葡萄糖）(供体为供体为UDPG)UDPG)（四）糖（原）的异生作用（四）糖（原）的异生作用非糖物质在肝脏中转变为糖原的过程非糖物质在肝脏中转变为糖原的过程反应部位：反应部位：肝脏细胞内肝脏细胞内反应过程：反应过程：EMPEMP的逆行过程进行的逆行过程进行EMPEMP中有三步反应不可逆：中有三步反应不

17、可逆：G G-6-P G G-6-P （葡萄糖激酶）（葡萄糖激酶）F-6-P FDP F-6-P FDP （果糖磷酸激酶）（果糖磷酸激酶）PEP PEP 丙酮酸丙酮酸 （丙酮酸激酶）（丙酮酸激酶）糖异生作用的解决途径：糖异生作用的解决途径：1 1 丙酮酸丙酮酸 PEP PEP丙酮酸丙酮酸+CO+CO2 2+ATP OAA+ADP+Pi+ATP OAA+ADP+PiOAA+GTP OAA+GTP 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2 FDP F-6-P2 FDP F-6-P FDP+HFDP+H2 2O F-6-P+PiO F-6-P+Pi3 G-6-P 3 G-6-P 葡萄糖葡萄糖 G-6-P+HG-6-P+H2 20 0 葡萄糖葡萄糖+Pi+Pi