糖代谢
医学基础知识：生物化学之糖代谢的知识
医学基础知识：生物化学之糖代谢的知识今天今天来给大家梳理一下关于糖代谢的知识，具体内容如下：糖的分解代谢(一)糖酵解葡萄糖在无氧情况下经过三个阶段生成乳酸。
(糖酵解的产物是乳酸)1.三个阶段、三个关键酶：①第一阶段：葡萄糖生成2分子磷酸甘油醛;关键酶：己糖激酶、6磷酸果糖激酶。
②第二阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸;③第三阶段：丙酮酸生成乳酸;关键酶：丙酮酸激酶。
(第一阶段：葡萄糖在己糖激酶作用下生成6磷酸葡萄糖;6磷酸葡萄糖在6磷酸果糖激酶的帮助下生成1,6二磷酸果糖;1,6二磷酸果糖再裂解成2分子磷酸甘油醛。
)2.糖酵解的3个关键酶(限速酶)：己糖激酶、6磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶。
记忆：(六斤冰糖)：6磷酸果糖激酶、己糖激酶、丙酮酸激酶。
3.糖酵解的作用：提供能量。
(二)糖的有氧氧化1.三个阶段：①第一阶段：葡萄糖生成丙酮酸;②第二阶段：丙酮酸进入线粒体生成乙酰辅酶A;③第三阶段：乙酰辅酶A进入三羧酸循环生成二氧化碳。
2. 三羧酸循环四步脱氢、三个关键酶、二步脱羧、一次底物磷酸化。
三羧酸循环的原料：乙酰CoA;第一步：乙酰CoA生成柠檬酸;关键酶是柠檬酸合酶;第二步：柠檬酸调整姿态，变为异柠檬酸;第三步：异柠檬酸生成-酮戊二酸;关键酶是异柠檬酸脱氢酶。
(第一次脱氢;受体是NAD)第四步：-酮戊二酸在-酮戊二酸脱氢酶的帮助下生成琥珀酰CoA;关键酶是-酮戊二酸脱氢酶。
(第二次脱氢;受体是NAD)第五步：琥珀酰CoA在某些激酶的帮助下生成琥珀酸和GTP。
(这是唯一一次底物水平磷酸化)第六步：琥珀酸在琥珀酸脱氢酶的帮助下生成延胡索酸;关键酶是琥珀色酸脱氢酶(第三次脱氢;受体是FAD)第七步：延胡索酸加水生成苹果酸。
第八步：苹果酸在苹果酸脱氢酶的帮助下生成草酰乙酸(第四次脱氢;受体是NAD)总结：三羧酸循环发生在线粒体;三羧酸循环的底物：乙酰辅酶A;三羧酸循环发生了4次脱氢;生成3个NAD、1个FAD;三羧酸循环发生2次脱羧，生成2分子CO2;三羧酸循环发生1次底物磷酸化;一个NAD可以生成2.5个ATP;一个FAD可以生成1.5个ATP;一轮三羧酸循环总共生成10个ATP;(3个NAD、1个FAD + 唯一一次底物磷酸化时生成的1个ATP)三羧酸循环通过脱氢反应生成9个ATP;三羧酸循环底物磷酸化生成1个ATP;一分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环最终生成10个ATP;一分子葡萄糖糖酵解生成2个ATP;一分子葡萄糖彻底氧化后生成30或32个ATP;一分子丙酮酸彻底氧化后生成12.5个ATP。
生物化学 糖代谢
6 ATP
第三阶段：三羧酸循环
2*异柠檬酸→2*α -酮戊二酸 2*α -酮戊二酸 →2*琥珀酰CoA
辅酶
NAD+ NAD+ FAD
ATP
2*3 2*3
2*琥珀酰CoA →2*琥珀酸
2*琥珀酸→2*延胡索酸
2*1
2*2
2*苹果酸→2*草酰乙酸
NAD+
2*3
24ATP
总ATP数： 第一阶段——6或8 第二阶段——6 第三阶段——24 36 或 38ATP
活性受NADP+/NADPH比值的调节，NADPH能强烈
抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶。磷酸戊糖途径的流
量取决于机体对NADPH的需求。
• 概念：有氧，葡萄糖（糖原） → CO2 + H2O • 反应部位：细胞液、线粒体 cytoplasm mitochondria
+ ATP
有氧氧化的概况
有氧氧化的反应过程
• 第一阶段：葡萄糖→ →丙酮酸（胞液） • 第二阶段：丙酮酸→ →乙酰CoA （线粒体） • 第三阶段：乙酰CoA → →CO2 + H2O + ATP （三羧酸循环）（线粒体）
植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成
糖类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化 学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种 能量转换过程。
一、多糖和低聚糖的酶促降解
1.概述 多糖和低聚糖只有分解成小分子后才 能被吸收利用，生产中常称为糖化。 2. 淀粉
3.淀粉水解 淀粉 糊精
7.无氧发酵 （Fermentation)
⑴乙醇发酵
COOH C CH3
CO2
生物化学6.0糖代谢
(2)麦芽糖的水解
麦芽糖是还原性糖，由水解方式。 麦芽糖酶：（麦芽糖＋H2O）生成 2 （葡萄 糖）
(3)乳糖的水解
β－半乳糖苷酶：（乳糖＋ H2O）生成（葡萄 糖＋半乳糖）
专题：糖酵解途径
糖酵解（glycolysis）是通过一系列酶促反应 将葡萄糖降解成丙酮酸，并伴有能量释放的过程。 糖酵解途径涉及10个酶催化反应，途径中的酶都 位于细胞质中，一分子葡萄糖通过该途径被转换 成两分子丙酮酸。为纪念在研究糖酵解途径方面 有突出贡献的三位生物化学家Embden, Meyerhof 和Parnas, 又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhof-Parnas途径（EMP途径）。糖酵解普遍 存在于动物、植物、微生物的所有细胞中，是在 细胞质中进行的。虽然糖酵解的部分反应可以在 质体或叶绿体中进行，但不能完成全过程。
糖类是指多羟基醛或酮及其衍生物。糖 类在生物体的生理功能主要有： ① 氧化供能：糖类占人体全部供能量的 70%。 ② 作为结构成分：作为生物膜、神经组 织等的组分。 ③ 作为其他重要生物大分子的碳架来源： 如：核苷酸、氨基酸等。 ④ 与细胞识别和细胞信息传递有关 ⑤ 具有保护和润滑作用
糖是含有多羟基的醛类或酮类化合物:： 1、单糖（如葡萄糖、果糖、甘露糖）
淀粉 、糖原的分子结构
专题：多糖降解
(1)淀粉
参与淀粉水解的酶：
1、α－淀粉酶，淀粉内切酶，随机切断α－1，4糖 苷键； 2、β－淀粉酶，淀粉外切酶，随机切断α－1，4糖 苷键； 注： α－淀粉酶在种子里只有在萌发时才被诱导合 成，且耐热（70℃，15分钟）不耐酸（低于 PH3.3）； β－淀粉酶耐酸（PH3.3）不耐热。
三、糖酵解的生理意义
1.糖酵解普遍存在于生物体中，是有氧呼吸和无 氧呼吸途径的共同部分。 2.糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃，可 以通过各种代谢途径，生成不同的物质 3.通过糖酵解，生物体可获得生命活动所需的部 分能量。对于厌氧生物来说，糖酵解是糖分解 和获取能量的主要方式。 4. 糖酵解途径中，除了由己糖激酶、磷酸果糖激 酶、丙酮酸激酶等所催化的反应以外，多数反 应均可逆转，这就为糖异生作用提供了基本途 径。
糖代谢(共84张PPT)
反应列表
酶
反应类型
1. 乌头酸酶
脱水
2. 乌头酸酶 3. 异柠檬酸脱氢酶 4. 异柠檬酸脱氢酶
水合 氧化 脱羧
5. α-酮戊二酸脱氢酶复合体 6. 琥珀酰辅酶A合成酶 7. 琥珀酸脱氢酶 8. 延胡索酸酶 9. 苹果酸脱氢酶 10. 柠檬酸合酶
氧化脱羧 底物水平磷酸化 氧化 水合 氧化 加成
O R C COO-
TPP-酶A（E1）
O R C S L SH
CoA SH
OH
S 酶B（ E2 ） SH
O
CO2
R CH TPP
L S
L
R C S CoA
SH
FADH2
FAD 酶C（E3）
NAD+ NADH+H+
丙酮酸氧化脱羧反应简图
（2）三羧酸循环
丙酮酸氧化脱羧产物乙酰CoA与草酰乙酸（三羧酸
生成的NADH和FADH2 进入线粒体呼吸链氧化，生成ATP，是葡萄糖 分解代谢产生ATP的最主要途径。
葡萄糖分解代谢总反应式
C6H12O6 + 6H2O + 10NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4Pi 6CO2 + 10
NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP
按照每分子NADH产生3分子ATP，1分子FADH2产生2分子ATP计算， 1分子葡萄糖分解代谢成CO2和水共产生38分子ATP
又与发酵紧密联系，又称糖酵解或无氧分解。 （2）三羧酸循环：丙酮酸 CO2 + H2O 。 此过程的第一个物质为三元羧酸-柠檬酸，通常称为三羧酸
循环或柠檬酸循环。分子氧是此系列反应的最终受氢体，又称 为有氧分解。
糖代谢名词解释
糖代谢名词解释糖代谢是指机体对糖类物质进行摄取、利用和合成的过程。
糖是人体生理活动中的重要能源来源，它在体内主要通过糖代谢途径进行利用。
糖代谢主要包括糖的摄取和吸收、糖的氧化解磷酸化和糖原合成与分解三个过程。
糖的摄取和吸收是指从食物中吸收糖分子进入血液。
人们摄入食物中的碳水化合物，如蔗糖、淀粉等，经过消化吸收后转化为葡萄糖等单糖，通过肠道上皮细胞的吸收膜转运至血液中，进而被输送至全身各细胞。
糖的氧化解磷酸化是糖在细胞内被氧化分解生成能量的过程。
葡萄糖进入细胞后，通过一系列酶的作用，经过糖酵解和三羧酸循环，最终生成能量丰富的分子三磷酸腺苷（ATP），供细胞进行生物化学反应和各种生理功能的维持和驱动。
糖原合成与分解是机体对糖分子进行储存和利用的过程。
葡萄糖在细胞内可以被合成为糖原，以储存形式保存在肝脏和肌肉中，当身体需要能量时，糖原可以被分解为葡萄糖，以供细胞能量代谢的需要。
这种合成和分解的平衡可以调节血液中葡萄糖水平的稳定，维持机体正常的能量代谢。
糖代谢也与一系列重要的调节机制相关。
胰岛素和胰高血糖素是两种重要的调节激素，胰岛素能够促进葡萄糖的摄取和利用，并促使葡萄糖合成为糖原进行储存；胰高血糖素则能够抑制胰岛素的分泌，促进葡萄糖的释放和糖原的分解。
这些调节机制能够在合适的时机调控机体内葡萄糖的利用和储存，维持血糖平衡。
糖代谢异常与一系列疾病的发生和发展密切相关。
例如，糖尿病是一种由于胰岛素分泌缺陷或细胞对胰岛素抵抗等原因导致血糖水平升高的疾病，使得糖的代谢发生紊乱；糖酵解途径的异常也与肿瘤、心血管疾病等多种疾病的发生有关。
总之，糖代谢是机体中对糖类物质进行摄取、利用和合成的过程，其正常进行对于维持机体能量代谢的稳定和健康具有重要作用。
通过深入了解糖代谢的相关过程和机制，可以对糖相关疾病的预防和治疗提供理论基础。
第六章糖代谢
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
主要是从丙酮酸生成葡萄糖的具体 反应过程。
糖异生与糖酵解的多数反应是共有 的、可逆的；
糖酵解中有3个不可逆反应，在糖异 生中须由另外的反应和酶代替。
5
（一）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
生物素
丙酮酸羧化酶
CO2 ATP
（线粒体）
ADP+Pi
草酰乙酸
磷酸烯醇式丙酮酸
第六章 糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
内容提纲
概述 糖的分解代谢
糖的无氧氧化 糖的有氧氧化 磷酸戊糖途径
糖原的合成与分解 糖异生作用 血糖及其调节
2
第六节 糖异生
Gluconeogenesis
糖异生途径 糖异生的调节 生理意义
3
概念 糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合
果糖二磷酸酶-1 Pi
1,6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖
向反应，这种互变
ADP 6-磷酸果糖激酶-1 ATP
循环称之为底物循
ADP+Pi
GTP 磷酸烯醇式丙
丙酮酸羧化酶
环(substratecycle)。 CO2+ATP
草酰乙酸
酮酸羧激酶 GDP+Pi
丙酮酸
PEP +CO2
ATP 丙酮酸激酶 ADP
14
18
糖
皮
质 激
—
素
胰高血糖素 —
激素对糖异生和糖酵解的调节作用
19
三、糖异生的生理意义
(一)饥饿情况下维持血糖浓度恒定（最主要功 能） (二)补充或恢复肝糖原储备
生物化学 糖代谢
生物化学：糖代谢糖是生物体重要的能量来源之一，也是构成生物体大量重要物质的原始物质。
糖代谢是指生物体对糖类物质进行分解、转化、合成的过程。
糖代谢主要包括两大路径：糖酵解和糖异生。
本篇文档将从分解和合成两个角度，介绍生物体内糖的代谢。
糖的分解糖酵解（糖类物质的分解）糖酵解是指生物体内将葡萄糖和其他糖类物质分解成更小的化合物，同时释放出能量。
糖酵解途径包括糖原泛素、琥珀酸途径、戊糖途径、甲酸途径等。
其中主要以糖原泛素和琥珀酸途径为代表。
糖原泛素途径糖原泛素途径又称为糖酵解途径，是生物体内最常用的糖分解方式。
它可以将葡萄糖分解成丙酮酸或者丁酮酸，同时产生2个ATP和2个NADH。
糖原泛素途径一般分为两个阶段：糖分解阶段和草酸循环。
糖分解阶段在这个阶段，葡萄糖通过酸化和裂解反应，进入三磷酸葡萄糖分子中，并生成一个六碳分子葡萄糖酸，此过程中消耗1个ATP。
接着，葡萄糖酸分子被磷酸化，生成高能量化合物1,3-二磷酸甘油酸，同时产生2个ATP。
随后，1,3-二磷酸甘油酸分子的丙酮酸残基被脱除，生成丙酮酸或者丁酮酸。
草酸循环草酸循环是指将生成的丙酮酸和丁酮酸在线粒体内发生可逆反应，生成柠檬酸，随后通过草酸循环将柠檬酸氧化分解成二氧化碳、水和ATP。
草酸循环中的关键酶有乳酸脱氢酶、肌酸激酶等。
琥珀酸途径琥珀酸途径也被称为三羧酸循环，是生物体内另一种重要的糖分解途径，它可以将葡萄糖分解成二氧化碳和水，同时产生30多个ATP。
琥珀酸途径中，葡萄糖通过磷酸化，生成高能分子葡萄糖6-磷酸，随后被氧化酶和酶羧化酶双重氧化分解成二氧化碳和水。
琥珀酸途径的关键酶有异构酶、羧酸还原酶等。
糖异生（糖合成）糖异生是指非糖类物质（如丙酮酸、乳酸等）通过一系列合成反应，转化成糖类物质的过程。
糖异生是生物体内糖类物质的重要来源之一，对维持生命的各种生理过程具有重要意义。
糖异生途径包括丙酮酸途径、戊糖途径和甘油三磷酸途径等。
丙酮酸途径丙酮酸途径是指通过丙酮酸合成糖的途径，它可以将丙酮酸反应生成物乙酰辅酶A进一步转移，合成3磷酸甘油醛，随后通过糖醛酸-3-磷酸酰基转移酶反应，合成葡萄糖6磷酸。
生物化学--糖代谢
COO-
C
O～ P
H2 O
CH2
烯醇化酶
磷酸烯醇式丙酮酸
（10）磷酸烯醇式丙酮酸旳磷酸转移
COO-
ADP ATP
C
O～ P
CH2
丙酮酸激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
COO-
CO
CH
3
丙酮酸
2. 丙酮酸转变为乳酸
COOH NADH+H + NAD +
CO
CH
3
乳酸脱氢酶
丙酮酸
COOH
CHOH
CH
H2O
延胡索酸酶
COO-
HOCH
CH2 COO-
延胡索酸
苹果酸
反应8：苹果酸氧化生成草酰乙酸
乙酰-CoA H2O
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶 （氧化）
苹果酸
NADH
柠檬酸合成酶 （缩合）
柠檬酸
顺乌头酸酶（脱水）
H2O
顺乌头酸
H2O
顺乌头酸酶
（水化）
异柠檬酸
H2O
延胡索酸酶
（加水）
延胡索酸
FADH2
NADH
非糖物质
血糖 肝、肌肉 合成糖原
（3.89～6.11mmol/L） 转变为
[血糖]> 8.9mmol/L
非糖物质
转变成其他 糖及衍生物
尿糖
血糖水平旳调整
正常情况，来路去路，维持动态平衡 1．肝脏调整 [血糖]正常水平，肝糖元Glc，[Glc]
糖异生作用加强 [血糖]正常水平，Glc肝糖元，[Glc]
糖异生作用减弱 2．肾脏调整
肾 糖 阈 ： 肾 脏 所 能 保 持 旳 最 高 [Glc] 在 160180mg/dl，
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第一节糖的分解代谢
一、糖酵解基本途径、关键酶和生理意义
概念:葡萄糖在无氧条件下,分解成乳酸的过程。
1.基本途径
关键酶：
己糖激酶；6-磷酸果糖激酶-1；丙酮酸激酶
上述3个酶催化的反应是不可逆的,是糖酵解途径流量的3个调节点，故被称为关键酶。
意义：
①.紧急供能：剧烈运动时。
②.生理供能：红细胞、白细胞、神经和骨髓。
③.病理供能：严重贫血、呼吸功能障碍和循环功能障碍。
二、糖有氧氧化基本途径及供能
葡萄糖在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程称为有氧氧化。
1.基本过程：
从乙酰辅酶A开始，三羧酸每循环一次，可产生2分子CO2，3分子NADH，1分子FADH2。
2.供能：
1分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环彻底氧化可净生成12分子ATP。
1分子葡萄糖彻底氧化CO2和H2O可净生成38分子ATP。
3.关键酶：
丙酮酸脱氢酶复合体，异柠檬酸脱氢酶，α酮戊二酸脱氢酶复合体、柠檬酸合酶。
4.意义：
（1）供能：是机体产生能量的主要方式。
（2）三大营养物质分解代谢的共同途径。
（3）三大营养物质相互转变的联系枢纽。
第二节糖原的合成与分解
糖原是体内糖的储存形式，主要存在于肝脏和肌肉，分别称为肝糖原和肌糖原。
人体肝
糖原总量70-100g，肌糖原180～300g。
1.肝糖原的合成
2.肝糖原分解
3.关键酶：
糖原合酶；磷酸化酶
第三节糖异生
体内非糖化合物转变成糖的过程称为糖异生。
肝脏是糖异生的主要器官。
能进行糖异生的非糖化合物主要为甘油、氨基酸、乳酸和丙酮酸等。
1.糖异生的基本途径
2.意义：
维持血糖恒定，补充糖原储备。
3.乳酸循环：
乳酸循环的生理意义在于避免损失仍可被氧化利用的乳酸以及防止因乳酸堆积引起的乳酸中毒。
第四节磷酸戊糖途径
1.磷酸戊糖简要途径及生成物
2.磷酸戊糖途径的生理意义：
①为体内核酸的合成提供5-磷酸核糖。
②提供细胞代谢所需的NADPH。