第六章 糖代谢汇总
第六章糖代谢
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（二）三羧酸循环
（tricarboxylic acid cycle， TCA 环）
（柠檬酸循环、Krebs环） Kerbs， 1953年诺贝尔化学奖
部位：线粒体基质
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3-P-甘油醛 磷酸二羟丙酮
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(一)糖酵解途径
贮能阶段： 后5步
（2）3- 磷酸甘油醛 （2）丙酮酸
☆生成 2 NADH(H) + 4ATP
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(一)糖酵解途径
6
3-P-甘油醛脱氢酶
3-P-甘油醛
磷酸化酶
糖原脱支酶催化支链上的3个葡萄糖残基转移到糖原 分子的一个游离的4′端上，形成一个新的-1,4糖苷 G-1-P 键，而脱支酶催化转移后剩下的通过-1,6糖苷键连 接的葡萄糖残基的水解，释放出一分子的葡萄糖。
转移酶
葡萄糖-1-磷酸在磷酸葡萄糖变位酶的作用下可以转 去分支酶 换为葡萄糖-6-磷酸。
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（二）三羧酸循环
3 异柠檬酸氧化生成-酮戊二酸
蔗糖
磷酸化酶
1-磷酸葡萄糖+果糖
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第二节 糖的分解代谢
糖分解的主要途径：
☆ ☆
在无氧条件下进行的无氧分解 在有氧条件下进行的有氧氧化
一、糖的无氧分解
• 在无氧情况下葡萄糖进行分解，生成2分子丙酮酸
第六章 糖代谢
丙酮酸激酶 ADP
COOH C=O CH3
CH2
丙酮酸激酶为第三个限速酶
4. 丙酮酸转化成乳酸
缺氧情况下，乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原成乳酸。 所需的NADH+H+提供来自3-磷酸甘油醛的脱氢反应。
COOH C=O CH3
乳酸脱氢酶 NADH+H+ NAD+
COOH C OH CH3
糖酵解反应全过程
(四)糖酵解的调节
糖无氧酵解代谢途径的调节主要是通过各种变构剂对三个关键 酶进行变构调节。
1.己糖激酶或葡萄糖激酶：
葡萄糖激酶是肝调节葡萄糖吸收的主要的关键酶。
己糖激酶及葡萄糖激酶的变构剂
G-6-P -
长链脂酰CoA
-
己糖激酶
葡萄糖激酶
2. 6-磷酸果糖激酶-1：
6-磷酸果糖激酶-1是调节糖糖酵解代谢途径流量的主要 因素。 ADP、AMP 1,6-双磷酸果糖 2,6-双磷酸果糖 + 6-磷酸果糖激酶-1
磷酸甘油酸激酶 ADP ATP
CH CH2
OH O P
（3） 3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸
反应由磷酸甘油酸变位酶催化
COOH CH OH P
磷酸甘油酸变位酶
COOH CH O CH2 OH
2-磷酸甘油酸
P
CH2 O
3-磷酸甘油酸
（4） 磷酸烯醇式丙酮酸的生成 在烯醇化酶的催化下，2-磷酸甘油酸脱水，分子内部能量重新分 布形成了一个高能磷酸键，产生了高能磷酸化合物——磷酸烯醇 式丙酮酸。
CH2 OH OH
（3） 6-磷酸果糖生成1,6二磷酸果糖
P O CH2 O H OH OH H OH H
第六章 糖代谢
内 容糖第六章 糖的化学和代谢糖的化学 糖代谢 糖的消化与吸收 糖的分解代谢 糖原的合成与分解糖的化学一、糖的概念糖是多羟基醛或多 羟基酮及其聚合物和 衍生物的总称。
P5二、 糖的分布生物界中含糖的比例90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 80%30% 10% 2%0%植物人和动物微生物微生物三、 糖的生物学作用1. 糖是人和动物的主要能源物质 2. 糖类还具有结构功能 3. 糖具有复杂的多方面生物活性与功能四 、糖的分类1. 2. 3.单糖 寡糖 多糖1（一） 单糖概念: 不能被水解成更小分子的糖称为单糖。
特点: 单糖是糖类物质的基本结构单位。
种类: 丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖丙糖：甘油醛和二羟丙酮甘油醛二羟丙酮丁糖戊糖赤藓糖赤藓酮糖D-核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖己糖：葡萄糖和果糖葡萄糖的两种形式D-葡萄糖（G)β -D-葡萄糖 α-D-葡萄糖2D - 果糖（F）（二）寡 糖概念: 由单糖缩合而成的短链结构 （一般含2~6个单糖分子） 特点: 二糖最为广泛葡萄糖 半乳糖 果糖环α-D-果糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖（三） 多 糖许多单糖分子缩合而成的长链结构 1. 多糖的分类（1）按照来源分类 （2）按生理功能分类 植物多糖 动物多糖 微生物多糖 海洋生物多糖 储存多糖 结构多糖（ 3 ）多糖按照其组成成分的分类多糖同聚多糖 杂聚多糖（均一多糖） （不均一多糖）粘多糖结合糖糖蛋白蛋白聚糖糖脂脂多糖O连N连鞘糖脂甘油糖脂 萜醇衍生磷酸多类固醇 衍生同聚多糖与杂聚多糖同聚多糖 杂聚多糖2. 重要多糖的化学结构与生理功能（1）淀粉• 是高等植物的贮存多糖 • 直链淀粉 支链淀粉 α-1,4糖苷键 α-1,6糖苷键α-1,4糖苷键 直链结构 支链结构 直链结构 支链结构直链淀粉3（2）糖 原 支链淀粉• 糖原是动物 体内的贮存 多糖，主要α-1,6糖苷键存在肝及肌 肉中。
生物化学第六章糖类代谢
图6-4 乳糖的结构
三、多糖
（一）多糖的特征
多糖是由多个单糖通过糖苷键聚合成的高分 子聚合物。单糖数目随机而不固定，所以多 糖没有固定的分子质量和确定的物理常数。 多糖是自然界存在量最大的一类有机物质。 也是人类重要的食物来源和工业原料。
多糖一般难溶于水或根本不溶于水，也不 能形成晶体，没有甜味，旋光性不明显， 化学性质比较稳定，除了在一定条件下发 生降解反应外，很难发生氧化、还原、成 苷、成酯等反应，尤其是构成动植物骨架 的多糖如纤维素、几丁质等，化学性质更 为稳定。
第一节 生物体内的糖类
糖类是指含有多羟基的醛类或酮类化合物，
及其产生的缩聚物或衍生物（水解后产生 多羟基醛或酮）。因大多数单糖的C：H： O元素比为1：2：1，常写成Cn(H2O)n通式， 所以也称为碳水化合物。按照糖的功能基 团可把糖分为醛糖和酮糖。根据糖类的结 构性质及聚合程度可分为单糖、寡糖和多 糖。按照有无其他非糖成分又可分为单成 分糖和复合糖。
天然淀粉中为直链和支链淀粉的混合物，直 链淀粉约占10%~30%。直链淀粉微溶于水， 溶于热水，支链淀粉不溶于水，但遇水能够 吸收水分膨胀成糊状。淀粉遇碘显紫色（直 链）或紫红色（支链）。
糖原是人和动物的贮藏营养性多糖。糖原的 分子质量约在120 000以上，结构与淀粉相 似，与淀粉的不同在于糖原几乎全部为分支 链，支链上还有分支，每个分枝上有一个非 还原性末端。糖原可溶于沸水，遇碘显棕红 色。
糖类的生物学作用主要有以下几方面：
1. 糖是生物能量的主要来源
动物、植物和微生物都能利用分解糖类产生 能量以供给生命活动以及生长发育所用。
糖是人类及大多数动物的主要食物。糖类进 入体内一般在酶的作用下转化为葡萄糖，经 血液运输到各个细胞及组织氧化后产生能量。 葡萄糖体外完全氧化为水和CO2可释放能量 2840 kJ.mol1。
6第六章糖代谢137030032
2、淀粉磷酸解：在淀粉磷酸化酶作用下生成G-1-P 淀粉 + nH3PO4
淀粉磷酸化酶
n G-1-P
淀粉磷酸化酶：从还原端开始逐个水解α - 1.4糖苷 键 G-1-P 生成 G 还需另外两种酶。
三羧酸循环（TCA）线粒体基质中
TCA生化过程：分两段 (1)准备阶段：丙酮酸
→ 乙酰CoA
(2)TCA环的运转：乙酰CoA逐步脱氢氧化，生成CO2和还原态氢
一、准备阶段：丙酮酸 乙酰-CoA 细胞质中，EMP形成的丙酮酸有氧进入线粒体,在 丙酮酸脱氢酶系催化下：（见P214总反应式）
丙酮酸+NAD++HSCoA→乙酰CoA+NADH+H++CO2
糖生物学功能:
结构、能源、原料，活性物质
糖：
多羟基醛/酮及衍生物
可水解为多羟基醛/酮或它们的衍生物的物质
糖的种类：单糖、寡糖、多糖和复合糖
单糖：
1、3C糖（丙糖）： 甘油醛(GAP)和二羟丙酮 2、4C糖（丁糖）： 赤藓糖。如：E-4-P 3、5C糖（戊糖）： 核糖、核酮糖(R)、木酮糖(X)。 4、6C糖（已糖）：葡萄糖(G)、果糖(F)、半乳糖。 5、7C糖（ 庚糖）：景天庚酮糖(S)
线粒体基质中
2、三羧酸循环定义:氧化乙酰CoA是一个循环过程，反 应从乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始,经过一系列 反应，再生草酰乙酸。由于循环中的物质大多数是三羧 酸和二羧酸，所以称为三羧酸循环
二、三羧酸循环（柠檬酸循环）
3、三羧酸循环反应历程：
循环共有8步反应,五大步骤。 ①、柠檬酸合成： 2C + 4C 6C 由柠檬酸合成酶催化，反应见P216 乙酰辅酶A中的高能硫酯键分解提供能量。该反应不可逆，是TCA 的一个调节位点
第六章 糖代谢
ATP
CH2
O
P
磷酸甘油酸 变位酶
COOH C CH3 O
丙酮酸激酶
2+、 Mg2+、K+
COOH C O P
烯醇化酶
COOH H C CH2 O OH P
ATP
ADP
CH2
H2O
将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP，这种ADP 将底物的高能磷酸基直接转移给ADP生成ATP，这种ADP ADP生成ATP 或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱氢作用直 接相偶联的反应过程称为底物水平磷酸化。 接相偶联的反应过程称为底物水平磷酸化。 底物水平磷酸化
HO
HO
P
O
CH2 O H H OH HO H
CH2 OH
O
P
P
O
CH2 O H H OH HO H
CH2OH OH
6-磷酸果糖激酶1 磷酸果糖激酶1 Mg2 + ADP ATP
哺乳动物体内已发现4种己糖激酶同工酶，分布于不同的组 哺乳动物体内已发现4种己糖激酶同工酶， 织中。其中Ⅳ型只存在于肝细胞中， 织中。其中Ⅳ型只存在于肝细胞中，对葡萄糖有高度的专 一性，又称为葡萄糖激酶。 一性，又称为葡萄糖激酶。 葡萄糖激酶 葡萄糖激酶的Km值比其他己糖激酶高，且受激素调控。 葡萄糖激酶的Km值比其他己糖激酶高，且受激素调控。 Km值比其他己糖激酶高
丙酮酸脱氢酶复合体
乙酰CoA 乙酰CoA + NADH + H+ + CO2
O COOH C CH3 O TPP CH3C S HS (CH2)4COOH HS CoA O
③ ①
丙酮酸脱氢酶 OH
CH3 HS HS
第六章 糖代谢 生物化学
丙酮酸
2×CO2 2×CH3CHO(乙醛) 2×(NADH+H+)
2×NAD+
植物与酵母
2×CH3CH2OH(乙醇)
糖酵解的反应特点
1、整个过程无氧参加； 2、三个限速酶； 3、从葡萄糖开始净生成2分子ATP， 从糖原开始净生成3分子ATP； 4、一次脱氢辅酶为NAD＋，生成的 NADH＋H＋中的2H最后又交给丙酮酸 生成了乳酸。
三羧酸循环
反应过程 反应特点
意 义
三羧酸循环的反应过程
（一）缩合反应 （二）柠檬酸异构化生成异柠檬酸 （三）异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸 （四）α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA （五）琥珀酰CoA水解生成琥珀酸 （六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸 （七）延胡索酸加水生成苹果酸 （八）草酰乙酸的再生
作用方式
任何位置
产物
麦芽糖、葡萄糖、 麦芽三糖、 α-糊精 麦芽糖、 β-极限糊精 葡萄糖
非还原性端 非还原性端
γ-淀粉酶
R-酶 纤维素酶
纤维二糖、葡萄糖
双糖的酶促降解
蔗糖+H2O
蔗糖酶
葡萄糖+果糖
麦芽糖+H2O
麦芽糖酶
2 葡萄糖
-乳糖 +H 2O
β-半乳糖苷酶
葡萄糖+半乳糖
（二）糖的分解代谢
生物体内葡萄糖（糖原）的分解主要有三条途径：
动物体内的分解代谢: 1. 无O2情况下，葡萄糖（G）→丙酮酸（Pyr） → 乳 酸（Lac） 2. 有O2情况下，G → CO2 + H2O（经三羧酸循环）
3. 有O2情况下，G → CO2 + H2O（经磷酸戊糖途径） 植物体:生醇发酵及乙醛酸循环
第六章糖代谢
糖代谢学习目标：糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物。
在人体内糖的主要形式是葡萄糖(glucose，Glc)及糖原(glycogen，Gn)。
葡萄糖是糖在血液中的运输形式，在机体糖代谢中占据主要地位；糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式。
葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量。
食物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。
机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖代谢等。
糖代谢的概况：磷酸核糖+NADPH+H+病例女性，67岁，多饮、多食、多尿、消瘦半年。
患者于半年前开始自觉口渴，多饮，每日饮水量达4000ml，多尿，每日10余次伴尿量增多，主食由6两/日增至1斤/日，体重在三个月前开始下降，近3个月下降8kg，既往体健，无高血压、药物过敏史。
查体：T36.5℃，P78次/分，R20次/分，BP120/80mmHg，一般状态尚可，神志清楚，消瘦体质，皮肤弹性佳，浅表淋巴结未触及，颈软，甲状腺未触及，心肺无异常，腹平软，肝脾未触及，双下肢无水肿。
化验：空腹血糖13mmoL/L,血常规正常，尿糖（+++）。
请问：1、糖尿病典型症状的机制是什么？2、目前糖尿病的诊断标准是什么？第一节血糖血液中的葡萄糖，称为血糖(blood sugar)。
体内血糖浓度是反映机体内糖代谢状况的一项重要指标。
正常情况下，血糖浓度是相对恒定的。
正常人空腹血浆葡萄糖糖浓度为 3.9～6.1mmol／L(葡萄糖氧化酶法)。
空腹血浆葡萄糖浓度高于7．0 mmol／L称为高血糖，低于3．9mmol／L称为低血糖。
要维持血糖浓度的相对恒定，必须保持血糖的来源和去路的动态平衡。
一、血糖的主要来源及去路血糖的来源：①食物中的糖是血糖的主要来源；②肝糖原分解是空腹时血糖的直接来源；③非糖物质如甘油、乳酸及生糖氨基酸通过糖异生作用生成葡萄糖，在长期饥饿时作为血糖的来源。
6第六章3 糖类代谢
1
戊糖磷酸途径的发现
向供研究糖酵解使用的组织匀浆中添加碘乙酸（甘油醛-3磷酸脱氢酶的抑制剂）和氟化钠（烯醇化酶的抑制剂）等糖 酵解途径的抑制剂，发现葡萄糖的利用仍在继续。这个结果 说明葡萄糖的利用除了经过糖酵解途径外，还有其他途径。 1931年，Otto Warburg及其同事，还有Fritz Lipman，发现 了葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡糖酸脱氢酶，这两种酶催 化的反应都可以利用葡萄糖，他们还发现NADP+是这两种酶 的辅酶。通过对这条途径的详细研究，发现葡萄糖转变成了 多种五碳糖、七碳糖、四碳糖、三碳糖、六碳糖的磷酸酯。 在这条途径中，有CO2的释放和NADPH的合成，但没有 ATP的合成。
ADP 己糖激酶
葡萄糖-6-磷酸
磷酸葡萄 糖变位酶
葡萄糖-1-磷酸
UTP
PPi Gn UDP
UDPG-焦磷酸化酶
UDPG
糖原合成酶
直链葡萄糖
分支酶
糖原
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四、糖异生作用 ( gluconeogenesis)
某些非糖物质（如乳酸、丙酮酸、甘油、或某些 氨基酸）在肝脏中可转变为糖（G或糖原），这 个过程称糖异生作用。此作用主要在肝脏进行， 也可在肾脏发生。各物质转变成糖的具体途径虽 然有所不同，但都是通过先转变为糖酵解中的某 一中间产物，然后再转变为糖。
2
发生于胞液中，是一条需氧的代谢途径，在 肝脏、骨髓、脂肪组织中较活跃。 此途径分为氧化阶段和非氧化阶段两个阶段。
3
葡萄糖-6-磷酸 脱氢酶
内酯酶
葡萄糖-6-磷酸
6-磷酸葡萄糖酸-δ-内酯
6-磷酸葡萄糖酸 脱氢酶
戊 的糖 氧磷 化酸 阶途 段径
生物化学 --糖代谢(共32张PPT)
同小分化子作物用质合成大分子的需能过程
中间代谢
大异分化子分作解用成简单小分子的放能过程
Top
1
2
3
4
糖代谢概述 糖原的代谢
糖酵解
柠檬酸循环
磷酸戊糖通路 糖异生
糖代谢与其 他代谢关系
第一节 糖类的一般概况
1.单糖：不能再水解的糖，葡萄糖，果糖，核糖等。
2.双糖：由两个相同或不同的单糖组成, 乳糖、蔗糖等.
CH3
丙酮酸
COO HC OH + NAD+
CH3 乳酸
甘油醛3-磷酸氧化为 甘油酸1,3-二磷酸
丙酮酸
无有氧条条件件
NADH
丙酮酸进一步被氧化分解
乳酸
NADH经呼吸链生成水
氧化为二氧化碳和水
乳酸
合成肝糖原或葡萄糖
糖异生
乳酸
乙醇
NADH
乳酸发酵
NADH 乙醇脱氢酶
丙酮酸 脱羧酶 乙醛
乙醇发酵
糖酵解途径汇总Βιβλιοθήκη HOCH 2C O P O OH
HC OH HO
H 2C O P O OH
3-磷酸甘油醛
上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段 。酵解的准备阶段包括两个磷酸化步骤由六 碳糖裂解为两分子三碳糖，最后都转变为甘 油醛3-磷酸。
在准备阶段中，并没有从中获得任何能量 ，与此相反，却消耗了两个ATP分子。
以下的5步反应包括氧化—还原反应、磷酸
3113-PPii
3 生成甘油酸2-磷酸
4 生成烯醇式丙酮酸磷酸
ATP
ATP
5 生成烯醇式丙酮酸 6 生成丙酮酸
⑹甘油醛3-磷酸氧化为甘油酸1,3-二磷酸
O