生物化学第六章糖代谢

1、单糖——不能再水解的糖
葡萄糖（glucose） ——己醛糖
果糖（fructose） ——己酮糖
半乳糖（galactose） ——己醛糖
核糖（ribose） ——戊醛糖
醛糖酮糖互变异构
CHO H C OH HO C H H C OH H C OH
CH2OH 醛糖
H C OH C OH
异构酶
CH2OH CO
（二）丙酮酸激酶
1、别构调节 别构激活剂：1,6－二磷酸果糖 别构抑制剂：ATP、丙氨酸
2、共价修饰调节
Pi 磷蛋白磷酸酶
丙酮酸激酶
（有活性）
丙酮酸激酶 P
（无活性）
ATP
ADP
胰高血糖素
PKA, CaM激酶
PKA：蛋白激酶A (protein kinase A) CaM：钙调蛋白
（三）己糖激酶或葡萄糖激酶
CO2
丙酮酸 丙酮酸
羧化酶
苹果酸
草
脱氢酶
苹果酸
酰 NADH+H+ NAD+
乙 谷氨酸 α酮戊二酸
酸 谷草转氨酶
天冬氨酸
2、三羧酸循环的生理意义
是三大营养物质氧化分解的共同途径； 是三大营养物质代谢联系的枢纽； 为其他物质代谢提供小分子前体； 为呼吸链提供H++e。
二、有氧氧化生成的ATP
第三节
糖的有氧氧化
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
概念： 糖的有氧氧化指在机体氧供应充足时，葡
萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的 过程，是机体主要供能方式。 部位：胞液及线粒体
一、有氧氧化的反应过程
G（Gn）
第一阶段：酵解途径
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧
反应部位：胞浆
糖无氧分解是一个不需氧的产能过程。
反应全过程中有三步不可逆反应
ATP
ADP
G
己糖激酶
ATP
ADP
F-6-P
磷酸果糖激酶
ADP
ATP
PEP
丙酮酸激酶
G-6-P F-1,6-2P 丙酮酸
产能方式和数量 方式：底物水平磷酸化 净生成ATP数量：2×2-2＝2ATP
终产物乳酸的去路： 释放入血，进肝脏再进一步代谢。 分解利用 乳酸循环（糖异生）
HO C H H C OH
H C OH CH2OH 酮糖
2、寡糖
能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱 水缩合的糖苷键相连。
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
3、多糖
能水解生成多个分子单糖的糖。 常见的多糖有： 淀粉（starch） 糖原（glycogen） 纤维素（cellulose）
1分子GTP。 关键酶有：柠檬酸合酶
α－酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶 ④整个循环反应为不可逆反应。
⑤三羧酸循环的中间产物
三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身 无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰 CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同 样中间产物不能直接在三羧酸循环中被氧化成为 CO2和H2O。
表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰 乙酸在三羧酸循环中是不会被消耗的，它可以反 复利用，但是，
Ⅰ机体内各种物质代谢之间是彼此联系，相互配 合的，TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其 他物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系 。
例如：草酰乙酸
天冬氨酸
α－酮戊二酸
谷氨酸
柠檬酸
脂肪酸
琥珀酰CoA
丙酮酸 胞液
第三阶段：三羧酸循环
乙酰CoA线粒体
第四阶段：氧化磷酸化
H2O
[O]
TAC循环
NADH+H+
CO2
ATP ADP FADH2
（一）丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰 CoA（acetylCoA）。
总反应式
COO-
NAD+ NADH+H + O
C O + HSCoA
~ H3C C SCoA + CO2
6－磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝 葡萄糖激酶不受其抑制。
长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶 。
三、糖无氧分解的生理意义
糖无氧分解是某些细胞在氧供应正常情况下的重 要供能途径。 ①无线粒体细胞，如：红细胞 ②代谢活跃的细胞：如：白细胞、骨髓细胞
糖无氧分解是机体在缺氧情况下获取能量的有效 方式
所有反应均在线粒体中进行。
TCA第一阶段：柠檬酸生成
草酰乙酸
O CH3-C-SCoA
CoASH
柠檬酸合成酶
顺乌头 酸酶 H2O
顺乌头酸酶 H2O
TCA第二阶段：氧化脱羧
NAD+ NADH+H+ CO2
异柠檬酸脱氢酶
NAD+ NADH+H+
CO2
－酮戊二酸 脱氢酶复合体
琥珀酰CoA 合成酶
GDP＋Pi
NADH+H+ FADH2
[O] 呼吸链
① 淀粉 植物中养分的储存形式
淀粉颗粒
② 糖原 动物体内糖储存形式
③ 纤维素 作为植物的骨架
β-1,4-糖苷键
4、结合糖
糖与非糖物质的结合物。 常见的结合糖有： 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。
细胞膜表面糖链
甘露糖
己糖激酶
6－磷酸甘露糖
果糖
葡萄糖
ATP
半乳糖
半乳糖激酶
1－磷酸半乳糖
ADP
G-6-P
变位酶
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
1－磷酸葡萄 糖
丙酮酸 除葡萄糖外，其他己糖也可转变成磷酸己糖而 进入糖酵解途径。
二、糖酵解途径的调节
关键酶
① 己糖激酶 ② 6-磷酸果糖激酶-1 ③ 丙酮酸激酶
调节方式
① 别构调节 ② 共价修饰调节
（一）6－磷酸果糖激酶－1
别构调节 别构激活剂：AMP、ADP、F-1,6-2P、F-2,6-
2P 别构抑制剂：柠檬酸、ATP（高浓度）
F-1,6-2P正反馈调节该酶 此酶有两个结合ATP的部位： ①活性中心底物结合部位（低浓度时） ②活性中心外别构调节部位（高浓度时）
三、糖代谢的概况
糖原
糖原合成 肝糖原分解
核糖 +
磷酸戊糖途径
葡萄糖
酵解途径
NADPH+H+
消化与吸收
糖异生途径
ATP
有氧
丙酮酸
无氧
H2O及CO2 乳酸
淀粉
乳酸、氨基酸、甘油
第二节 糖的无氧分解
Glycolysis
一、糖的无氧分解的反应过程
定义：在缺氧的情况下，葡萄糖生成乳酸的过程 称之为糖的无氧分解。
ATP ADP
糖
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
的 E1:己糖激酶 无 氧 E2: 6-磷酸果糖激酶-1
NAD+ NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
分 E3: 丙酮酸激酶
解
的
乳酸
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
代
NAD+
谢
NADH+H+
2-磷酸甘油酸
途
ATP ADP
径
丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸
E3
糖的无氧分解小结
3-磷酸甘油醛 脱氢酶
CHOH CH2 O P
3-磷酸甘油醛
1，3-二磷酸甘油酸
（7）1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
O C O ~ P ADP
ATP COO -
CHOH
CH2 O P
磷酸甘油酸 激酶
1，3-二磷酸甘油酸
CHOH CH2 O P 3-磷酸甘油酸
（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
第六章 糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
糖化学
（一）糖的概念
糖（carbohydrates）即碳水化合物，其化学 本质为多羟基醛类或多羟基酮类及其衍生物或多 聚物。
（二）糖的分类及其结构
根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下 四大类。
单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate)
CoAS H
O CH3-C-SCoA
NAD +
NANDA+D+ +H++ H+
（二）三羧酸循环
概述 由乙酰CoA与草酰乙酸缩合成含三个羧基的柠
檬酸开始，经过一连串的代谢反应，使一分子乙 酰基彻底氧化，再生成草酰乙酸而形成一个循环 ，称为三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycle,TCA），又称柠檬酸循环. 反应部位
第一节
概述
Introduction
一、糖的生理功能
氧化供能 提供合成体内其他物质的原料 作为机体组织细胞的组成成分
二、糖的消化与吸收
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。
消化部位主要在小肠，少量在口腔。
淀粉的酶促水解
•α－淀粉酶：在淀粉分子内部任意水解α-1,4糖苷键。 •β－淀粉酶：从非还原端开始，水解α－1,4糖苷键，依次 水解下一个麦芽糖单位。 • 脱支酶（R酶）：水解α－淀粉酶和β－淀粉酶作用后留下 的极限糊精中的1,6 －糖苷键。