蔗糖合成酶、淀粉去支酶和淀粉分支酶
试述蔗糖淀粉的生物合成与降解过程
试述蔗糖淀粉的生物合成与降解过程蔗糖的生物合成有三条途径:1.磷酸蔗糖合成酶途径2.蔗糖合成酶途径3.蔗糖蔗糖合成途径磷酸蔗糖合成酶途径UDPG+6-磷酸果糖磷酸蔗糖 +UDP磷酸蔗糖 +Ho 蔗糖+Pi蔗糖合成酶途径UDPG+果糖蔗糖+UDP蔗糖磷酸化酶途径磷酸葡萄淀粉的降解淀粉的水解:淀粉酶、淀粉酶、酶(糖苷酶)淀粉的磷酸解:磷酸化酶、转移酶、脱枝酶(糖苷酶)糖+果糖蔗糖+Pi磷酸化酶途径淀粉的生物合成与降解淀粉的降解过程一、定义:一般指淀粉水解成小分子葡萄糖的过程。
包括:热降解、生物降解、化学降解、微波降解等。
二、降解前的预处理淀粉具有半结晶的颗粒结构，其颗粒中一部分分子排列成疏松的非晶区(无定形区)，另一部分分子则排列成高度有序的结品区，结晶区非常牢固，对水、酶及化学试剂有较强的抵抗能力，应当进行活性预处理，破坏淀粉的颗粒结构以提高反应活性。
1、机械活化是指固体物质在摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力作用下，使晶体结构及物化性能发生改变，使部分机械能转变成物质的内能，从而引起固体的化学活性增加。
2、超声波处理:一种弹性机械波，其频率范围为2x104~2x109Hz。
超声波可产生机械效应、热效应和空化效应。
空化效应是声化学反应主动力，其会导致高压力梯度和高温、高压及强大微射流和剪切力，导致淀粉分子化学键断裂，使液体分子解离形成自由基，水分子降解成OH自由基和H原子，攻击淀粉分子，使淀粉结构和性质发生改变。
超声波改性淀粉可明显减少、甚至不用化学试剂，从而减少或避免环境污染且在合适超声参数条件下，淀粉改性和杀菌可同步进行。
用超声波处理淀粉，具有作用时间短、降解非随机性等优点。
3、挤压蒸煮技术淀粉在挤压过程中大分子结构的变化是其它性质变化的基础，一般认为玉米淀粉或其它支链淀粉含量较高的淀粉在挤压过程中的降解发生在支链级分的几率显著地高于直链级分，挤压对支链淀粉的降解具有类似于普鲁兰酶的作用三、降解方法1、化学降解:无机酸作催化剂，使淀粉水解，先生成中间产物糊精、麦芽糖等类低聚糖一-寡糖，最终生成葡萄糖等单糖。
淀粉与蔗糖代谢
淀粉与蔗糖代谢淀粉和蔗糖是植物体内两种主要的碳水化合物，它们在植物的代谢中扮演着重要的角色。
淀粉是植物体内最主要的碳水化合物贮存形式，它储存在植物细胞质中的淀粉粒中。
蔗糖则是植物体内的运输形式，通过植物体内的管道系统运输到不同的细胞和组织中。
淀粉的合成淀粉由葡萄糖单元通过α-1,4-糖基键连接形成线性链，链上葡萄糖单元之间的α-1,6-糖基键则引起分枝。
在植物细胞质中，淀粉合成过程由两种不同的酶类调节。
即可逆酶类和非可逆酶类。
可逆酶类包括ADP葡萄糖焦磷酸转移酶（AGPase）和磷酸葡萄糖异构酶（PGI）等，这些酶类的活性受到光合作用的光照程度和ATP浓度的影响。
非可逆酶类则包括（SS、SBE和GBE）等酶类，这些酶类的合成受到许多因素的影响，如温度、光周期、水分等。
非可逆酶类合成的淀粉颗粒直径通常比可逆酶类合成的颗粒大，储藏在植物细胞质中的淀粉颗粒大小不一，通常有20~50微米。
淀粉的分解淀粉分解的途径主要有两种方式：α-酶作用和β-酶作用。
α-酶作用指淀粉的分枝点上的α-1,6-糖基键被α-糖苷酵素的α- 1,6-糖苷键水解而断裂，从而使得淀粉能够分解成小分子葡萄糖单元。
β-酶作用指淀粉链上的α-1,4-糖基键被α-糖苷酵素的α-1,4-糖苷键水解而断裂。
蔗糖在植物细胞质中通过利用蔗糖合成酶和糖原合成酶转化成可转运的葡萄糖和果糖。
从而它们能够在植物体内通过运输到不同的细胞和组织中进行能量代谢和二次代谢。
蔗糖转化成可转运的葡萄糖和果糖的途径可以归纳为两种不同的途径。
第一种是酸性转化，蔗糖被酸性酶或依赖于酸性pH的非酶性环境作用下，在细胞质体中转化为葡萄糖和果糖。
第二种是中性转化，是由底物特异性的蔗糖转运蛋白进行转运，然后在其它组织中通过特殊的葡萄糖和果糖代谢通路，或作为酸性转化的中间体而完成代谢。
通过以上的分析，我们可以得出淀粉和蔗糖在植物体内的代谢过程对植物发育、生长和运输等方面具有重要的作用。
蔗糖代谢中3类关键酶的研究进展
长江大学学报 （ 自科 版 ） 学 卷 ２ ０ 年 ３ 第 ４ 第 １ 农 ０７ 月 卷 期
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｔｅ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ （ ｔＳ ｉＥ ｉ ｏ ｒ ａ ｆＶａ ｇ ｚ ｉｅ ｓｔ Ｎａ ｃ ｄ ｔ ｙ ）Ａｇ ｉ ｃ Ｍ ａ ． ０ ７。 １ ４ Ｎｏ １ ｒ ｉＶ Ｓ ｒ ２ ０ Ｖｏ ． ．
蔗 糖 代 谢 中 ３类 关 键 酶 的 研 究 进 展
甘彩霞 ， 吴 楚 （ 长江大学园艺园林学院。 荆州４４２） 湖北 ３０５
［ 要 ］ 糖 是 高 等 植 物 光 合 产 物 运 输 的 主 要 形 式 ， 细 胞 生长 发 育 提供 能 源 和 碳 源 。 目前 的研 究 认 为 与 蔗 摘 蔗 为
转 化酶 （ ｅ ｔａ ｉｖ ｒａｅ ＮＩ ｎ ｕｒｌｎ ｅｔｓ ， ）和碱性 转化 酶 （ｌａ ｎ ｖ ｒａｅ ， 又 可分 为可溶性 和不 溶性 的 ２ ， ａｋ ｌ ｅｉ ｅｔｓ） ＡＩ ｉ ｎ 种 前 者分 布在 液胞 中或细 胞 自由空 间 ， 者 存在 于细 胞 壁 上口 后 。有报 道认 为 ＮＩ 和碱 性 Ｉｖ是 同一 种 酶ｕ ｎ 。 不 同形式 转化 酶的特 异性 功能还 不 是很清 楚 ， 是它 们 调节 蔗糖 进 入到 不 同 的代 谢途 径 。因 为在植 物 中 但
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通过 光合作 用植 物获得 自身 生长 发育所 必需 的碳 和 能量 ， 是植 物 维持 生命 活 动 的基 本特 征 。蔗糖 这 是 高等植物 光合作 用 的主要 产物 ， 是碳 运输 的 主要形式 ， 韧 皮部 运输 到 需要 碳 和 能 源 的组织 细 胞 ， 经 为细 胞生 长发育 提 供 碳 和 能 源【 ， 为 植 物 光 合 产 物 运 转 的 主 要 物 质 、 库 ” 谢 的 主要 基 质 早 有 许 多 报 １ 作 ］ “ 代 道∞ 。蔗糖也 是许 多果实 中糖 积 累的主要 形式 ， ］ 是果 实 品质形 成的重 要 因子 。此外 ， 还是 细胞 代 谢 的 它
蔗糖酶和淀粉酶均可催化淀粉水解
蔗糖酶和淀粉酶均可催化淀粉水解
淀粉是一种天然多糖，是由多个碳水化合物单位组成的多聚糖。
淀粉水解就是利用酶分解淀粉，使它变成多种单位，有蔗糖、醇、糖醛、糖酐等。
淀粉水解能分解淀粉，可以用来获取供酿酒、面包、饼干、糖果等食品工业所需的蔗糖、淀粉醇、乳糖和果糖。
淀粉水解的酶可分为蔗糖酶和淀粉酶两类。
蔗糖酶由α-淀粉样酶，β-淀粉样酶和葡聚糖酶组成，可以将淀粉分解成单糖醇和糖醛，如葡萄糖、葡萄糖醇、葡萄糖醛等，而淀粉酶由α-淀粉酶，β-淀粉酶和淀粉激酶组成，可以将淀粉分解成单糖蔗糖、糖醇和糖醛，如葡萄糖、果糖、乳糖等。
蔗糖酶和淀粉酶可以催化淀粉水解。
他们能通过非酯化方式将淀粉分解成葡萄糖和其它类型的碳水化合物，并加快分解步骤的进行。
淀粉水解的最终产物由蔗糖酶和淀粉酶的投入不同而不同，当蔗糖酶和淀粉酶都参与水解时，可以获得葡萄糖、果糖、醇、乳糖和葡萄糖醛等单糖组成物。
除了可以在淀粉水解过程中催化淀粉水解，蔗糖酶和淀粉酶还可以与其他酶结合，参与其他水解反应。
例如，聚糖酶可以用来水解植物籽粒中的膳食纤维，以提取籽粒植物营养物质；也可以用来水解植物油，以获取植物油中的脂肪酸；还可以用来水解含有氨基酸的生物质等。
总之，蔗糖酶和淀粉酶均可催化淀粉水解，不仅可以产生淀粉水解的最终产物，还可以参与其他水解反应来获取植物油和其它有用成
分。
此外，蔗糖酶和淀粉酶还可以用来促进食品加工，以提高食品营养价值。
因此，可以说蔗糖酶和淀粉酶在食品行业中扮演着重要的角色，他们极大地丰富了我们的食物资源，为人类提供了更多的营养和创新。
糖的生物合成-
注：支链淀粉降解时用的是脱支酶(R酶)
在Q酶作用下的支链淀粉的合成
“糖的生物合成”习题
一、名词解释： 糖异生、Cori循环、底物循环、丙酮酸羧化支路 二、问答题：
1、糖异生如何绕过几个‘能障’，需要什么酶的参与？ 2、丙酮酸羧化酶催化丙酮酸转变为草酰乙酸。但是，只有在乙酰辅 酶A存在时，它才表现出较高活性。乙酰辅酶A的这种活化作用， 其生理意义何在？
• 所以不管草酰乙酸的去向如何，最终效应都是使体内的乙
酰辅酶A趋于平衡。
A
淀粉合成酶
+
ADP 直链淀粉(Gn+1)
A
（一）直链淀粉的生物合成-方式3 3、蔗糖转化为淀粉 2 3 4 Pi
1
5 6 7
8
1、蔗糖合成酶；2、UDPG焦磷酸化酶；3、ADPG焦磷酸化酶
4、淀粉合成酶； 5、果糖激酶；6、异构酶；7、变位酶；8、淀粉磷酸化酶
(二)支链淀粉的合成
1、淀粉合成酶: 只能催化形成α -1.4糖苷键 ，合成直链淀粉。 2 、 Q 酶（分支酶） : 既能催化 α -1.4 糖苷键 的断裂，又能催化α -1、6糖苷键的形成
二、蔗糖的生物合成-----有三条途径：
1、蔗糖磷酸化酶途径（微生物）
1-P葡萄糖+果糖 蔗糖磷酸化酶 蔗糖+Pi
2、蔗糖合成酶(植物） UDPG+果糖 蔗糖合成酶 UDP+蔗糖
也可利用ADPG,GDPG,TDPG,CDPG作为葡萄糖基供体。 3、磷酸蔗糖合成酶途径（植物光合组织） UDPG+6-P果糖
磷酸蔗糖合成酶
磷酸蔗糖+UDP
磷酸蔗糖 蔗糖+Pi 一般认为，此途径是植物合成蔗糖的主要途径。
5__糖代谢复习题
第五章糖代谢复习题一、解释下列名词糖酵解：糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP生成的过程。
是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解途径。
三羧酸循环：在有氧的情况下，葡萄糖酵解产生的丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧形成乙酰CoA（三羧酸循环在线粒体基质中进行）。
磷酸戊糖途径：在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸（抑制3-P-甘油醛脱氢酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；发现了6-P-葡萄糖脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及NADP+；发现了五碳糖、六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有其他代谢途径乙醇发酵：由葡萄糖转变为乙醇的过程称为酒精发酵。
乳酸发酵：动物在激烈运动时或由于呼吸、循环系统障碍而发生供氧不足时。
生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌。
葡萄糖+2Pi+2ADP 无氧条件 2乳酸+2ATP+2H2O葡萄糖异生作用：由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物质转变成葡萄糖的过程称为糖异生。
1、克服糖酵解的三步不可逆反应。
2、糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。
糊精：淀粉在唾液α-淀粉酶的催化下生成糊精，葡萄糖和麦芽糖。
极限糊精：极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基激酶与酯酶：R酶：脱支酶D酶:糖苷转移酶Q酶:分支酶α-淀粉酶: α-淀粉酶是淀粉内切酶，作用于淀粉分子内部的任意的α-1，4 糖苷键。
β-淀粉酶:是淀粉外切酶，水解α-1，4糖苷键，从淀粉分子非还原端开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。
回补反应:可导致草酰乙酸浓度下降，从而影响三羧酸循环的运转，因此必须不断补充才能维持其正常进行，这种补充称为回补反应.巴斯德效应:底物水平磷酸化:高能磷酸化合物在酶的作用下将高能磷酸基团转移给ADP合成ATP的过程。
二、问答题1．何谓糖酵解？发生部位？什么是三羧酸循环?它对于生物体有何重要意义?为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP生成的过程。
淀粉合成途径关键酶在植物发育中的作用探究
淀粉合成途径关键酶在植物发育中的作用探究植物是具有自主光合作用能力的生物，其在地球生态环境中扮演着重要角色。
而淀粉则是植物的能量储备物质，是植物生长、发育、繁殖所必需的有机物质。
淀粉的生物合成涉及到多个酶的协同作用，其中，淀粉合成途径关键酶在植物发育中发挥着重要作用。
本文将探究淀粉合成途径关键酶在植物发育中的作用。
一、淀粉合成途径的基本过程淀粉合成途径是通过光合作用的光能将二氧化碳转化为有机物，再在储存器官中形成淀粉的过程。
淀粉合成主要分为两个反应，即糖原合成和分支合成。
其中，糖原合成是将葡萄糖转化为淀粉颗粒，而分支合成是在淀粉颗粒内部进行的。
几个关键酶在淀粉合成途径中起着决定性作用。
其中，AGLUCAN SYNTHASE（AGS）是银杏醇合成酶合成的一环，由于它能够充分利用葡萄糖、果糖和葡萄糖铁塔为底物，所以其结构决定性地控制着谷类植物中淀粉合成的定量和品质。
二、淀粉合成途径关键酶在植物发育中的作用植物发育过程中，淀粉合成途径关键酶的表达和调节尤为重要。
研究发现，AGS基因的表达量与水稻籽粒的淀粉含量密切相关，而水稻籽粒的淀粉含量则是影响水稻生长和发育的重要指标之一。
因此，AGS的发挥至关重要。
此外，淀粉合成途径的关键酶还参与植物体内多种代谢路径的调控。
例如，磷脂酸途径、纤维素生物合成途径、黄酮类化合物合成途径等。
这些途径的调控是植物生长和发育的基础。
三、淀粉合成途径关键酶的转录调控机制淀粉合成途径关键酶的基因转录调控是产生最终效应的重要机制。
近年来，越来越多的研究表明，转录因子在植物淀粉合成过程中发挥着重要作用。
例如，水稻的OPAQUE7（OP7）基因编码的转录因子是水稻淀粉合成中的关键调节因子之一，其通过直接调控AGS基因的表达，实现了对水稻淀粉含量的调控。
除此之外，研究还表明，淀粉合成途径关键酶的表达调控受到多种内外环境因素的影响。
例如，光周期、温度、干旱等，这些环境因素会影响植物生长和发育，从而调节淀粉合成途径。
高中生物课本中的几种酶
高中生物课本中的几种酶酶是生物体内的高效有机催化剂，高中教材在不同章节涉及了很多不同种类的酶，为使同学们对其有一个完整的认识，现总结如下。
1. 淀粉酶：作用是催化淀粉水解为麦芽糖。
按其产生部位分为唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶和植物淀粉酶。
2. 麦芽糖酶：作用是催化麦芽糖水解成葡萄糖，主要分布在发芽的大麦中。
3. 蔗糖酶：作用是催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖，主要分布在甘蔗等生物体内。
4. 脂肪酶：作用是催化脂肪水解为脂肪酸和甘油。
在动物体内分为胰脂肪酶和肠脂肪酶等。
在动物的胰液、血浆和植物的种子中均有分布。
5. 蛋白酶：作用是催化蛋白质水解为短肽。
在动物体内分为胰蛋白酶和胃蛋白酶等。
在动物的胰液、胃液，植物组织和微生物中都有分布。
6. 纤维素酶：作用是催化纤维素水解成葡萄糖。
在真菌、细菌和高等植物中含有。
7. 谷丙转氨酶：简称GPT，其主要作用是催化谷氨酸和内酮酸之间的氨基转换作用。
它在肝脏中活力最大，常作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。
8. 过氧化氢酶：广泛存在于动植物细胞及一些微生物中，主要作用是分解过氧化氢，防止过氧化氢积累而危害细胞。
9. 酪氨酸酶：存在于人体的皮肤、毛皮等处的细胞中，能将酪氨酸转变为黑色素。
10. 谷氨酸脱氢酶：催化谷氨酸氧化脱氢，生成酮戊二酸。
存在于大多数细胞的线粒体中，主要参与氨基酸的脱氨基作用和氨基转换作用。
11. 解旋酶：在DNA复制时，首先要将两条链解开形成单链，此过程依赖于DNA解旋酶。
12. 限制性内切酶：能识别双链DNA中特定的碱基序列的核酸剪切酶，常在DNA两条链上交错切割产生黏性末端，是基因工程中的“剪刀”。
13. DNA连接酶：使相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，以封闭DNA分子中的切口，是基因工程中的“针线”。
14. 逆转录酶：能以RNA为模板，合成DNA，存在于某些RNA 病毒和癌细胞中。
15. 溶菌酶：广泛存在于动植物、微生物及其分泌物中，能溶解细菌细胞壁中的多糖，可使细菌失活。
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一、蔗糖合成酶、淀粉去支酶和淀粉分支酶
（1）蔗糖合成酶主要负责降解卸载到籽粒中的蔗糖，从而为淀粉合成提供原料。
相关研究表明蔗糖合成酶既可催化蔗糖分解又可催化蔗糖合成，是一种可逆酶，一般认为其主要起分解蔗糖的作用。
（2）淀粉去支酶能特异性地水解淀粉中的α(1，6)-糖苷键，属于淀粉水解酶家族。
（3）淀粉分支酶酶是淀粉体内合成支链淀粉的关键酶，它能切开α-1,4-葡聚糖直链供体(直链淀粉或支链淀粉的直链区)的α-1,4-糖苷键并同时催化
所切下的短链与受体链(原链或其他链)间α-1,6-糖苷键的形成，从而产生分支。
可见，蔗糖合成酶是蔗糖进入各种代谢途径所必需的关键酶之一，淀粉去支酶和淀粉分支酶是决定淀粉链长的分布的两种酶类。
二、基因视角下的圆粒豌豆和皱粒豌豆
皱粒豌豆DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，淀粉分支酶不能合成，蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高，淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩。
而圆粒豌豆编码淀粉分支酶的基因正常，淀粉分支酶正常合成，蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高，淀粉含量高，有效保持水分，豌豆显得圆鼓鼓。
三、豌豆中的直链淀粉的形成
首先焦磷酸化酶催化1-磷酸葡萄糖和ATP反应生成ADP-葡萄糖，焦磷酸化酶表达受抑制或过量表达会引起淀粉含量的下降或增加。
然后淀粉粒结合型淀粉合成酶催化从ADP-葡萄糖合成直链淀粉的反应，它利用支链淀粉的外部长支链作为合成直链淀粉的引物，当链延伸到足够长时从支链淀粉上断开，形成直链淀粉分子。
淀粉粒结合型淀粉合成酶是决定籽粒中直链淀粉含量的关键酶。
结论：支链淀粉是豌豆淀粉的主要成分，而淀粉分支酶是其合成的关键酶。
淀粉需通过焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶催化的连续反应生成，也就是说淀粉的合成过程是在多种酶的协调作用下进行的。
故淀粉分酶支酶合成异常，会导致淀粉的合成受阻，而作为原料的蔗糖的含量则升高。