糖酵解的过程完整示意图
生物化学 糖代谢 PPT课件
1. 到分枝前4个G时， 淀粉磷酸化酶停止降解 2.由转移酶切下前3个 G，转移到另一个链上 3.脱支酶水解α -1，6糖 苷键形成直链淀粉。脱 下的Z是一个游离葡萄 糖 4.最后由磷酸化酶降解 形成G-1-P
淀粉（或糖原）降 解
脱支酶
磷酸化酶 G—1—P
（三）糖原的降解
糖原降解主要有糖原磷酸化酶和糖原脱支酶催 化进行。
单糖 (monosacchride):不能再水解的糖。
寡糖 (oligosacchride):能水解生成少数几个分子单糖的糖， 各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。 多糖 (polysacchride):能水解生成多个分子单糖的糖。 复合糖(glycoconjugate): 糖与非糖物质的结合物。
1.单糖的结构
O H OH OH HO
OH
ATP
Mg2+ ADP
HO H H
C C C H2C O
磷酸果糖激酶 （PFK）
糖酵解过程的第二个限速酶
(F-6-P）
P O OH
(F-1,6-2P）
磷酸果糖激酶
磷酸果糖激酶是一种变构酶是糖酵解三个限速酶中 催化效率最低的酶,因此被认为是糖酵解作用最重 要的限速酶。
变构激活剂：AMP、ADP、1,6-二磷酸果 糖、2,6-二磷酸果糖 变构抑制剂：ATP、柠檬酸、 长链脂肪酸
第一节 概述
一、糖的概念
糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多 羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。 已经不符合于传统对糖的定义 Cn(H2O)m ， 有些 糖并不符合这一通式，而符合这一通式的不是糖。
二、糖的分类及其结构
根据能否被水解以及其水解产物的情况，糖主要 可分为以下四大类：
糖酵解三羧酸循环全面总结材料
在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径，这是植物在长期进化过程中，对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵，在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径，还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程，称为糖酵解（glycolysis）。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家：G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas，又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径，简称EMP途径（EMP pathway）。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
（一）糖酵解的化学历程糖酵解途径（图5-3）可分为下列几个阶段：图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1～9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下，消耗两个ATP逐步转化成果糖-1，6二磷酸(F-1，6-BP)。
如以淀粉作为底物，首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用，其中，除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外，其余都是水解酶类，如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10～11)即F-1，6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸，后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12～16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸，产生1个ATP和1个NADH，同时释放能量。
然后，磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸，并产生1个ATP，这一过程分步完成，有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的，其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
糖酵解 三羧酸循环最全总结
在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径，这是植物在长期进化过程中，对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵，在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径，还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程，称为糖酵解（glycolysis）。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家：G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas，又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径，简称EMP途径（EMP pathway）。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
（一）糖酵解的化学历程糖酵解途径（图5-3）可分为下列几个阶段：图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1～9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下，消耗两个ATP逐步转化成果糖-1，6二磷酸(F-1，6-BP)。
如以淀粉作为底物，首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用，其中，除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外，其余都是水解酶类，如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10～11)即F-1，6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸，后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12～16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸，产生1个ATP和1个NADH，同时释放能量。
然后，磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸，并产生1个ATP，这一过程分步完成，有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的，其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
生物化学第五章糖代谢
糖酵解小结
⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ 糖酵解是一个不需氧的产能过程 ⑶ 反应全过程中有三步不可逆的反应
G
G-6-P
ATP
ADP
己糖激酶
ATP
ADP
F-6-P
F-1,6-2P
磷酸果糖激酶-1
ADP
ATP
PEP
丙酮酸
丙酮酸激酶
(psicose,allulose)
D(-)-果糖
(fructose)
D(+)-山梨糖
(sorbose)
二羟丙酮
(dihytroasetone)
吡喃
呋喃
-D-吡喃果糖
-D-吡喃葡萄糖 吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖（Haworth式）
-D-呋喃果糖
-D-呋喃葡萄糖
成环
转折
葡萄糖由Fischer式改写为Haworth式的步骤
核糖 + NADPH+H+
淀粉
消化与吸收
ATP
作为生物体的结构成分
糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，主要的生物学作用如下：
作为细胞识别的信息分子
作为生物体内的主要能源物质
合成的前体
作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等
(四)糖类的生物学作用
一、双糖的酶促降解
糖复合物
糖—肽链
糖—核酸
糖—脂质
肽聚糖
(peptidoglycans)
脂多糖
(lipopolysauhards)
糖基酰基甘油
(glycosylacylglycerols)
糖鞘脂
(pglycosphingolipids)
糖蛋白
动物生物化学 第六章 糖的代谢
2. 糖原的 合成
（UDP-葡萄 糖焦磷酸化 酶、糖原合 成酶、糖原 分支酶）
糖原合成酶催化的反应
糖原的合成与分解总反应示意图
3. 糖原代谢的调节
• 葡萄糖分解代谢总反应式 • C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP +
4Pi 6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP • 按照一个NADH能够产生3个ATP，1个FADH2能够产 生2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产 生38个ATP： • 4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP
Байду номын сангаас
CH2OH CO
HO C H
CHO
H C OH + H C OH
H C OH H C OH
CH2O P
转醛酶
CH2O P
7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛
CHO
H C OH +
H C OH CH2O P
4-磷酸赤藓糖
CH2OH CO HO C H HO C H H C OH CH2O P
6-磷酸果糖
H
O
H
OH H HO
H OH
H2O
H C OH
HO C H
O 内酯酶
H C OH
H C OH
G-6-P
6-磷酸葡萄 糖酸内酯
CH2O P 6-磷酸葡萄糖酸
COOH H C OH
NADP+
+ NADPH + H
糖酵解的过程
糖酵解的过程：糖酵解过程可分为两个阶段第一阶段：一分子葡萄糖磷酸化转变为两分子3-磷酸甘油醛（消耗2分子ATP）（一）葡萄糖的磷酸化葡萄糖己糖激酶葡萄糖-6-磷酸-1 ATP（二）葡萄糖-6-磷酸异构化形成果糖-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖异构酶果糖-6-磷酸（三）果糖-6-磷酸形成果糖1,6-二磷酸果糖-6-磷酸磷酸果糖激酶果糖1,6-二磷酸-1 ATP（四）果糖1,6-二磷酸裂解为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸果糖1,6-二磷酸醛缩酶甘油醛-3-磷酸+二羟丙酮磷酸（五）二羟丙酮磷酸转变为甘油醛-3-磷酸二羟丙酮磷酸丙糖磷酸异构酶甘油醛-3-磷酸（第四步产生的甘油醛-3-磷酸不变，而二羟丙酮磷酸转变为甘油醛-3-磷酸，故而第一阶段生成了两分子3-磷酸甘油醛）第二阶段：放能阶段（六）甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸甘油醛-3-磷酸脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸+ NADH×2小知识点：甘油醛-3-磷酸脱氢酶的活性部位含有一个游离的巯基（—SH），重金属离子和烷化剂如碘乙酸能抑制酶的活性，这成为推测酶的活性中心是否有巯基的有力证据。
（七）1,3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATP这一步反应是糖酵解过程中的第7步反应，也是糖酵解过程开始收获的阶段。
1,3-二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸+ ATP×2（八）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶2-磷酸甘油酸（九）2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸烯醇化酶磷酸烯醇式丙酮酸（十）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸+ ATP×2能量总结：净生成2分子ATP和两分子NADH（共生成4分子ATP和2分子NADH，消耗了2分子ATP）在不同组织里，NADH氧化产生的能量是不同的。
情况一：在骨骼肌和脑组织中，NADH进入线粒体要经过甘油磷酸穿梭系统，最终产生1.5个ATP。
生物化学：10-糖酵解
第第三三节节 糖第酵寡三解糖节作用寡的调糖节
第第第四四五节节节第其第五他多 结四节六糖 合节碳糖糖结多进合入糖糖糖酵解途径
3
糖代谢
• 糖代谢包括分解代谢和合成代谢。 • 分解代谢：动物和大多数微生物所需的能量，
主要是由糖的分解代谢提供的。另方面，糖分 解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生 物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供 碳源或碳链骨架。 • 合成代谢：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。
14
糖 酵 解 全 过 程 图 解
15
糖酵解的亚细胞定位
16
第二节 糖的分解代谢（p66）
一、糖酵解（Embden-Meyerhof-Parnas Pathway, EMP途径）
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。
分为两个阶段：1-5是准备阶段；6-10是放能阶段。
Louis Paster在他的实验室工作
发酵就是“不要空气的生命”
10
1897年Buchner 兄弟发现蔗糖 转化为乙醇不需要活细胞。
11
Buchner兄弟发现酵母无细胞发酵
酵母
水力压榨
动物实验
防腐酵母榨出液来自剂蔗糖重大 发现
酵母榨出液
蔗糖
﹢ 乙醇
二氧化碳
12
糖酵解过程中磷酸酯和NAD的发现
1905年 Harden A和 Yang W J发现糖 分解过程中生成磷酸酯，随后发现这 一过程有辅酶参与。
34
第二节 糖的分解代谢
糖酵解过程详解
葡萄糖糖酵解详解作者为了大家的方便，在网上搜集了资料，请交流，请提意见!1，名称解析：在供氧不足时，体内组织细胞中的葡萄糖或糖元，分解为乳酸的过程称为无氧分解，由于此过程与与酵母菌使糖生醇发酵的过程基本相似，故称为糖酵解。
2，代谢位置：糖酵解是在细胞液中进行的。
3，过程可以分为两个阶段来理解：第一阶段叫活化裂解阶段：由葡萄糖或糖元变成两分子磷酸丙糖密磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮），下面分别叙述：Q如下图所示,为第一阶段的第Q小段。
这一小段分两种情况:一个是从葡萄糖开始，一个是从糖元开始。
上图就表示从葡萄糖开始，葡萄糖首先在磷酸化酶催化下进行磷酸解,由ATP提供磷酸基生成6-磷酸葡萄糖，ATP 本身变成ADP。
大家注意代谢反应方程式的写法就是上面这个简化的表示式，相当于我们通常使用的下面的意思：葡萄糖+ATP已糖激酶-1-磷酸葡萄糖+ADP+H2O,在这一阶段请注意：▲从能量的角度来看，就消耗了一个ATP。
但如果是从糖元开始，则因糖元在磷酸化酶催化下进行磷酸解是已变成了1-磷酸葡萄糖，下一步在变化酶作用下变成6-磷酸葡萄糖时就不消耗能量了，所以从糖元开始的糖酵解就少消耗这个ATP 了。
或者说因为糖原缩合时已经挂上了一分子磷酸，糖原一水解就是6磷酸葡萄糖, 所以葡萄糖就不用再磷酸化了,就少消耗了一个atp。
▲这阶段的已糖激酶是限速酶，决定反应的速度。
下面这图表示催化剂已糖酶的催化过程是把已糖酶把葡萄糖结合在一起形成1-磷酸葡萄糖（和6-磷酸葡萄糖是异构体）。
Q第二小阶段是6-磷酸葡萄糖在已糖异构化酶催化下生成6-磷酸果糖,下面是这个反应的开链式和哈沃斯式的反应式：这个图表明葡萄糖异构为果糖的实质，是醛基打开碳氧双键后，碳原子接受活泼的a -氢原子，氧原子接受活泼的 a-羟基上的更为活泼的氢原子这种异构是可逆的，什么时候变成什么结构，只是按条件而发生平衡移动而已。
但注意的是，这种异构是发生在酶的催化作用下，通常的反应条件如加热加压光照等都不能发生，因此果糖是不发生费林反应的。
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糖酵解的过程完整示意图
糖酵解是一种将糖分子分解成糖原或其他特定的有机分子的重
要反应过程。
糖酵解反应是生物体中大多数生化反应的基础和终止，这些生物体中，无论是植物还是动物都能完成糖的酵解过程。
糖酵解反应的最重要的特点是酵素的存在，酵素一般被认为是细胞中的一种蛋白质，是引发糖酵解的重要因素。
糖酵解的过程包括分解阶段、转化阶段和反应阶段。
首先，糖酵解过程是以糖分子作为原料，由酶将其分解为简单的糖原，这一过程被称为分解阶段。
在这一阶段，酶将糖分子中的氧原子分离出来，形成糖原，它被分解为一种简单的有机物，可以为生物体储存能量的过程。
在糖的分解阶段，一种名为α-糖酶的酶被激活，它在糖分子上产生了一种催化反应，使糖分子被分解成更小的糖原，也就是果糖、葡萄糖和乳糖，这是这一过程的完整图解。
接下来是转化阶段，这一阶段也叫糖原水解阶段，这是植物和动物体内合成氨基酸、酯类或其它特定的有机分子的最重要的一阶段。
在这一阶段，酶通过水解糖原过程将糖原转化为更小的细胞水解物，例如糖原的水解物可以是糖醛、乳酸等有机物，这些有机物的活性和特性决定了它们的出现在生物体的各个部位，其中以糖醛和乳酸为主，图中显示了细胞水解物的合成过程。
最后是反应阶段，在糖醛或乳酸发生反应后，生物体就可以开始利用它们产生能量。
在这一阶段，糖醛和乳酸会被运动到能量代谢发生的细胞器中，如线粒体，糖醛和乳酸在线粒体中会被进一步水解，
形成较小的分子，如果较小的分子是氢氧根，它们可以形成氢离子，这些氢离子可以由一种叫膜脂多磷酸酯的细胞膜拍出去，图中表示了这一阶段的反应过程。
总之，糖酵解是一种重要的生化反应，在正常情况下，它能有效地将糖分子分解成更小的物质，这些物质可以被生物体有效地利用，为生物体提供有益的能量。
在此过程中，酶在糖分子的分解，转化和反应中扮演着最主要的作用，以上是糖酵解的过程完整示意图。