第六章糖类代谢

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第六章糖代谢

第六章糖代谢
硫辛酸, CoASH, Mg 2+
42
College of Life Sciences
(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
43
College of Life Sciences
3-P-甘油醛 磷酸二羟丙酮
23
College of Life Sciences
(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
24
College of Life Sciences
(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。
45
College of Life Sciences
(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
11
College of Life Sciences
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

第六章  糖代谢
ATP
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

第六章 糖代谢
ATP ADP+Pi ①
GTP
GDP
丙酮酸
CO2
草酰乙酸
② CO2
PEP
① 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase),辅酶为
生物素(反应在线粒体)
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(反应在线粒体、胞液)
目录

草酰乙酸转运出线粒体
草酰乙酸
苹果酸 天冬氨酸
出线粒体
苹果酸 天冬氨酸
草酰乙酸
草酰乙酸
1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式 2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供 能途径。
① 无线粒体的细胞,如:红细胞 ② 代谢活跃的细胞,如:白细胞、骨髓细胞 3. 中间产物为其它代谢途径提供原料。 4. 产生丙酮酸为三羧酸循环提供原料。
六 丙酮酸的去路
(一)生成乳酸
COOH C=O CH3
NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+
丙酮酸 丙酮酸脱氢酶系
乙酰CoA
HSCoA
丙酮酸脱氢酶系的组成
NAD+
酶 E1:丙酮酸脱氢酶 E2:二氢硫辛酸乙酰转移酶 E3:二氢硫辛酸脱氢酶
辅酶 TPP 硫辛酸( L FAD
S
)
S
另外还需要CoA,Mg2+,NAD+三种辅助因子
丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程
TCA循环:指从乙酰CoA与 OAA缩合成柠檬酸,再经一 系列氧化、脱羧,重新产生 OAA的循环过程。 Krebs循环1937年由德国科 学家Hans Krebs提出,1953 年获诺贝尔奖。
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 (acetyl CoA)。 总反应式:

第六章 糖代谢

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。

第六章糖代谢

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


质 激


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

《生化》第六章糖代谢

《生化》第六章糖代谢
O=C O
P
ATP ADP
ADP
ATP
COOH C OH
C
OH
磷酸甘油酸激酶
F-1,6-2P
CH2 O
磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
P
CH2 O
P
3-磷酸 甘油醛
1,3-二磷酸 甘油酸
3-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)
ATP
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
G-1-P
二、单糖的氧化分解 主要指G,经多糖降解后生成的G,吸收进 入细胞进行氧化分解,从而为机体提供能量。机 体几乎所有的组织的细胞中,都能进行糖的分解 以获能。
G进行氧化分解供能的途径主要有三条
糖的无氧分解(酵解)
糖的有氧分解 糖的磷酸戊糖支路分解
1.糖酵解的反应过程
(1)糖酵解(glycolysis)的定义
第二阶段
由丙酮酸转变成乳酸。
Glu
ATP ADP
(一)葡萄糖分解成丙酮酸
⑴ 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
G-6-P F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
HO CH2 H HO O H OH H H H OH
P O CH2
ATP ADP
H HO O H OH H H H OH
门静脉
肝脏
GLUT
各种组织细胞
体循环
三、糖代谢的概况
糖原
糖原合成 肝糖原分解
酵解途径
ATP
有氧
核糖 磷酸戊糖途径 +
NADPH+H+

6第六章3 糖类代谢

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
27
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

生物化学第六章-糖质及糖代谢

生物化学第六章-糖质及糖代谢
糖糖原原的的分分子子结结构构
-1,6-糖苷键 -1,4-糖苷键
淀淀粉粉的的分分子子结结构构
淀粉颗粒 -1,6-糖苷键 -1,4-糖苷键
纤纤维维素素的的分分子子结结构构
β-1,4-糖苷键
④ 结合糖 糖与非糖物质的结合物。
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。
第第六六章章 糖糖质质及及糖糖代代谢谢
Chapter 6 Carbohydrates and Glycometabolism
第第一一节节 糖糖的的概概念念及及分分类类
Section 1 Concept and Classification of Carbohydrates
一一、、糖糖的的化化学学
糖(carbohydrates)也称为碳水化合物,是指多 羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。 根据其水解产物的情况,糖主要可分为以下四 大类。 ① 单糖 (monosacchride) ② 寡糖 (oligosacchride) ③ 多糖 (polysacchride) ④ 结合糖 (glycoconjugate)
HO H OH
H
H
OH H
OH OH
核糖(ribose) ——戊醛糖
O
H
OH
H
OH
H
OH
OH
HOH2C
O OH
H H
HH
HO
OH
② 寡糖
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 淀 粉 (starch) 糖 原 (glycogen) 纤维素 (cellulose)
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第六章 糖类代谢
学号 姓名 成绩
一、 填空题
1、水解淀粉的淀粉酶有 与 ,二者只能水解淀粉中的 ,
水解产物为 。 可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1,4糖苷键,
只 只能从非还原端开始水解。
2、葡萄糖在无氧条件下氧化、并产生能量的过程称为 ,也称为 途径,其过
程共有 步,分为 、 和 三个阶段,全部
反应在 中进行。
3、 酶催化的反应是EMP途径的第一个氧化反应。 分
子中的磷酸基团转移给ADP生成ATP,是EMP途径中第一个产生ATP的反应。
4、EMP途径共经历两次底物水平磷酸化过程,它们分别由 酶和 酶
所催化。
5、丙酮酸脱氢酶系位于 上,由 种酶和 种辅助因子组成,它所催化的丙酮酸
氧化脱羧是葡萄糖代谢中第一个产生 的反应。
6、三羧酸循环,亦称 。此名称源于其第一个中间产物是一含三个羧基
的 。据提出了三羧酸循环的学说的人名,此循环又称为 循环。
7、TAC循环中大多数酶位于 ,只有 酶位于线粒体内膜。
8、三羧酸循环的反应过程是从2个碳原子的 与4个碳原子的 缩合
成6个碳原子的 开始,反复地脱氢氧化。羟基氧化成羧基后,通过脱羧方式生成
CO2。二碳单位进入三羧酸循环后,生成2分子 ,这是体内 的主要来源。
脱氢反应共有4次。其中3次脱氢(3对氢或6个电子)由 接受,1次(1对氢或
2个电子)由 接受。这些电子传递体将电子传给氧时才能生成 。
9、三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通路。糖、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都
将产生 ,然后进入三羧酸循环进行降解。三羧酸循环中只有一个底物水平磷酸
化反应生成 ,循环本身并不是释放能量、生成ATP的主要环节。其作用在于通过
4次脱氢,为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量。
10、葡萄糖的无氧分解只能产生 分子ATP,而有氧分解能产生 分子ATP。
11、即磷酸戊糖途径,简称 途径是G代谢的另一重要途径,广泛存在于动物、
植物和物体内,在细胞的 中进行,葡萄糖可经此途径代谢生成 、
和 ,而主要意义不是生成ATP。
12、糖酵解产生的NADH2+必需依靠 系统或 系统才
能进入线粒体,分别转变为线粒体中的 和 。
13、光合作用是 及 从无机物 及 合成 等有机物
并释放出 的过程。它可分为光反应和暗反应两个阶段,前者是由 将 能
转变为 能并形成ATP和NADPH的过程,后者是利用 和 的化学能使
还原成糖或其它有机物的一系列酶促反应。
14、在烯醇丙酮酸磷酸沿逆酵解途径合成糖原的过程中,由于果糖-6-磷酸转变成果糖-l,
6-二磷酸的果糖磷酸激酶的作用是不可逆的,需借 酶的催化水解,脱去一
磷酸生成果糖-6-磷酸。
15、糖异生的部位主要在肝脏,饥饿或酸中毒等病理条件下 也可进行糖异生。糖异
生前体可以是 、 、 、 等。

二、选择题
1、在厌氧条件下,下列哪一种化合物会在哺乳动物肌肉组织中积累?( )
A、丙酮酸 B、乙醇 C、乳酸 D、CO2
2、磷酸戊糖途径的真正意义在于产生( )的同时产生许多中间物如核糖等。
A、NADPH+H+ B、NAD+ C、ADP D、CoASH
3、磷酸戊糖途径中需要的酶有( )
A、异柠檬酸脱氢酶 B、6-磷酸果糖激酶
C、6-磷酸葡萄糖脱氢酶 D、转氨酶
4、下面哪种酶既在糖酵解又在葡萄糖异生作用中起作用?( )
A、丙酮酸激酶 B、3-磷酸甘油醛脱氢酶
C、1,6-二磷酸果糖激酶 D、已糖激酶
5、生物体内ATP最主要的来源是( )
A、糖酵解 B、TCA循环 C、磷酸戊糖途径 D、氧化磷酸化作用
6、在TCA循环中,下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化?( )
A、柠檬酸→α-酮戊二酸 B、α-酮戊二酸→琥珀酸
C、琥珀酸→延胡索酸 D、延胡索酸→苹果酸
7、丙酮酸脱氢酶系需要下列哪些因子作为辅酶?( )
A、NAD+ B、NADP+ C、FMN D、CoA
8、下列化合物中哪一种是琥珀酸脱氢酶的辅酶?( )
A、生物素 B、FAD C、NADP+ D、NAD+
9、在三羧酸循环中,由α-酮戊二酸脱氢酶系所催化的反应需要( )
A、NAD+ B、NADP+ C、CoASH D、ATP
11、糖酵解是在细胞的什么部位进行的。( )
A、线粒体基质 B、胞液中 C、内质网膜上 D、细胞核内
12、糖异生途径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶?( )
A、丙酮酸羧化酶 B、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
C、葡萄糖-6-磷酸酯酶 D、磷酸化酶
13、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是( )
A、-1,6-糖苷键 B、-1,6-糖苷键
C、-1,4-糖苷键 D、-1,4-糖苷键
14、丙酮酸脱氢酶复合体中最终接受底物脱下的2H的辅助因子是( )
A、FAD B、CoA C、NAD+ D、TPP
15、下列激酶(葡萄糖激酶、己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶)中哪些参与了EMP
途径,分别催化途径中三个不可逆反应?( )
A.葡萄糖激酶、己糖激酶、果糖磷酸激酶
B.葡萄糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶
C.葡萄糖激酶、己糖激酶、丙酮酸激酶
D.己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶
E.都不对

二、是非题(在题后括号内打√或×)
1、每分子葡萄糖经三羧酸循环产生的ATP分子数比糖酵解时产生的ATP多一倍。( )
2、哺乳动物无氧下不能存活,因为葡萄糖酵解不能合成ATP。( )
3、沿糖酵解途径简单逆得,可以从丙酮酸等小分子前体物质合成葡萄糖。( )
4、6—磷酸葡萄糖转变为1,6-二磷酸果糖,需要磷酸己糖异构酶及磷酸果糖激酶催化。( )
5、葡萄糖是生命活动的主要能源之一,酵解途径和三羧酸循环都是在线粒体内进行的。( )
6、糖酵解反应有氧无氧均能进行。( )
7、在缺氧的情况下,丙酮酸还原成乳酸的意义是使NAD+再生。( )
8、三羧酸循环被认为是需氧途径,因为还原型的辅助因子通过电子传递链而被氧化,以
使循环所需的载氢体再生。( )
9、三羧酸循环的所有中间产物是只有草酰乙酸可以被该循环中的酶完全降解。( )
10、就光合作用总反应而言,生成的葡萄糖分子中的氧原子最终来自于水分子。( )
11、暗反应只能在没有光照的条件下进行。( )

三、问答题

1、何谓三羧酸循环?它有何特点和生物学意义?
2、磷酸戊糖途径有何特点?其生物学意义何在?
3、糖酵解和发酵有何异同?糖酵解过程需要那些维生素或维生素衍生物参与?
4、试比较底物水平磷酸化,氧化磷酸化二者的异同。

四、名词解释
糖酵解

糖的有氧分解和无氧分解
糖异生作用

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