糖類代謝課件

1、糖類代謝第六章 糖類代謝糖類代謝第一節(jié)第一節(jié) 生物體內(nèi)的糖類化合物生物體內(nèi)的糖類化合物第二節(jié)第二節(jié) 雙糖和多糖的酶促降解雙糖和多糖的酶促降解第三節(jié)第三節(jié) 糖的分解代謝糖的分解代謝第四節(jié)第四節(jié) 糖異生作用糖異生作用第五節(jié)第五節(jié) 蔗糖和多糖的生物合成蔗糖和多糖的生物合成糖類代謝 糖類化合物：由糖類化合物：由C、H、O三種元素組成；三種元素組成； 多羥基醛或多羥基酮。多羥基醛或多羥基酮。糖類代謝單糖單糖:不能被水解成更小分子的糖不能被水解成更小分子的糖 如如:核糖、脫氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖寡糖寡糖:能水解成少數(shù)能水解成少數(shù)(210個(gè)個(gè))單糖分子的糖單糖分子的糖 以雙糖存在最為廣泛，蔗糖、麥芽糖

2、和乳糖是其重要代表。 多糖多糖:能水解為多個(gè)單糖分子的糖能水解為多個(gè)單糖分子的糖 以淀粉、糖原、纖維素等最為重要 糖類代謝 可根據(jù)所含碳原子的數(shù)目分為戊糖（可根據(jù)所含碳原子的數(shù)目分為戊糖（5個(gè)碳原子）個(gè)碳原子）和己糖（和己糖（6個(gè)碳原子），根據(jù)個(gè)碳原子），根據(jù)C、O雙鍵的位置分雙鍵的位置分為醛糖（碳鏈末端）和酮糖（碳鏈中間）為醛糖（碳鏈末端）和酮糖（碳鏈中間） CH2OHOOHOHOHCH2OHCHOHOHHOHCH2OHHOHCHOHHHOHCH2OHHOH果糖果糖D-核糖核糖2-脫氧核糖脫氧核糖糖類代謝CHOOHHHHOOHHOHHCH2OH葡萄糖 葡萄糖（簡(jiǎn)化鏈?zhǔn)剑└事短前肴樘翘穷惔x

3、天然糖的半縮醛形式天然糖的半縮醛形式醛基與醇基作用醛基與醇基作用CH2OHCHOCH2OHOHOCH2OHOH3COCH3OHH+糖類代謝 環(huán)狀結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)環(huán)內(nèi)含氧；環(huán)內(nèi)含氧；5元是呋喃；六元是吡喃；吡喃形式更穩(wěn)元是呋喃；六元是吡喃；吡喃形式更穩(wěn)定定OCHO HCH2OHOHHHOOHHHOHCHO HCH2OHHOHH吡喃型吡喃型呋喃型呋喃型HOHHOH-D-葡萄糖-D-葡萄糖OOHHHHOHHOHHCH2OHHOOHHHHOHHOHOHCH2OHHO糖類代謝 210 個(gè)單糖分子縮合而成的糖個(gè)單糖分子縮合而成的糖 還原型、非還原型：關(guān)鍵看其有無還原型、非還原型：關(guān)鍵看其有無游離半縮醛羥基游離

4、半縮醛羥基糖類代謝麥芽糖：麥芽糖： 麥芽糖淀粉酶水解淀粉麥芽糖淀粉酶水解淀粉乳糖：乳糖： 可改善食物持水性可改善食物持水性蔗糖：蔗糖： 植物中主要糖植物中主要糖 轉(zhuǎn)化糖（轉(zhuǎn)化糖（蔗糖）：蔗糖）：葡萄糖葡萄糖+果糖果糖糖類代謝 很多低聚糖主要作用不在于其消化吸很多低聚糖主要作用不在于其消化吸收而提供能量，而是在于它的一些保收而提供能量，而是在于它的一些保健價(jià)值健價(jià)值糖類代謝低聚果糖低聚果糖 定義：定義：是在蔗糖分子上以是在蔗糖分子上以（12） 糖苷鍵結(jié)合糖苷鍵結(jié)合13個(gè)果糖的寡糖。個(gè)果糖的寡糖。 分子式為分子式為G-F-Fn，n=13 糖類代謝12糖類代謝（一）、淀粉（一）、淀粉植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一

5、種儲(chǔ)存形式植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一種儲(chǔ)存形式 1 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 直鏈淀粉、支鏈淀粉直鏈淀粉、支鏈淀粉糖類代謝糖類代謝OCH2OHOCH2HOHHHOH62345OCH2OHOCH2HOHHHOHOCH2OHOCH2HOHHHOH62345菊糖圖1-3 糖原的分子結(jié)構(gòu)糖類代謝 纖維素是植物中最廣泛的骨架多糖，植纖維素是植物中最廣泛的骨架多糖，植物細(xì)胞壁和木材差不多有一半是由纖維素物細(xì)胞壁和木材差不多有一半是由纖維素組成的。棉花、亞麻是較純的纖維素。組成的。棉花、亞麻是較純的纖維素。 纖維素對(duì)植物性食品的質(zhì)地影響較大。纖維素對(duì)植物性食品的質(zhì)地影響較大。糖類代謝OOHHCH2OHHHOHOHHOHHHHO

6、HHOHCH2OHOHHHHOHHOHCH2OHOOOHHCH2OHHHOHOHHO41414114n纖 維 素糖類代謝n與纖維素一起存在于植物細(xì)胞壁中的多糖與纖維素一起存在于植物細(xì)胞壁中的多糖物質(zhì)的總稱。物質(zhì)的總稱。n構(gòu)成半纖維素的單體有：葡萄糖，果糖，構(gòu)成半纖維素的單體有：葡萄糖，果糖，甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李糖及糖醛酸。糖及糖醛酸。糖類代謝1、果膠物質(zhì)、果膠物質(zhì) 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： D-吡喃半乳糖醛酸以吡喃半乳糖醛酸以-1,4苷鍵相苷鍵相連，通常以部分甲酯化存在，即果膠。連，通常以部分甲酯化存在，即果膠。 糖類代謝 -D-半乳糖醛酸基半乳糖醛酸基

7、 -1,4 糖苷鍵糖苷鍵糖類代謝植物樹膠：植物樹膠： 阿拉伯膠、黃芹膠、阿拉伯膠、黃芹膠、刺槐豆膠刺槐豆膠 按來源分類：種子膠、瓜爾豆膠、羅望子膠按來源分類：種子膠、瓜爾豆膠、羅望子膠 海藻膠：瓊膠（脂）、海藻膠：瓊膠（脂）、角叉膠角叉膠和褐藻膠和褐藻膠植物膠主要用于增稠劑、甜食的穩(wěn)定劑和冰淇淋的粘合劑等植物膠主要用于增稠劑、甜食的穩(wěn)定劑和冰淇淋的粘合劑等糖類代謝 葡聚糖葡聚糖（右旋糖酐）（右旋糖酐） 黃原膠黃原膠 環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精糖類代謝 透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸 黏多糖：黏多糖： 硫酸軟骨素硫酸軟骨素 肝素肝素 殼多糖：殼多糖： （幾丁質(zhì)，甲殼素）（幾丁質(zhì)，甲殼素）糖類代謝 蔗糖 + H2O 葡萄

8、糖 + 果糖 蔗糖酶第二節(jié) 雙糖和多糖的酶促降解1.蔗糖酶2.蔗糖合成酶 催化蔗糖與UDP反應(yīng)生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖 蔗糖+UDP UDPG+果糖（一）蔗糖的水解糖類代謝（二）麥芽糖的水解麥芽糖+H2O麥芽糖酶2葡萄糖（三）乳糖的水解乳糖+H2O葡萄糖半乳糖 +乳糖酶-半乳糖苷酶糖類代謝糖類代謝三、三、糖糖原原的的酶酶促促降降解解糖類代謝第三節(jié)第三節(jié) 糖的分解代謝糖的分解代謝n主要途徑：主要途徑：無氧條件下的糖酵解途徑；無氧條件下的糖酵解途徑；有氧條件下的有氧氧化；有氧條件下的有氧氧化；生成磷酸戊糖的磷酸己糖旁路；生成磷酸戊糖的磷酸己糖旁路；生成葡萄糖醛酸的糖醛酸代謝。生成葡萄糖醛酸的糖醛

9、酸代謝。糖類代謝高等動(dòng)物體內(nèi)：高等動(dòng)物體內(nèi)：葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸微生物體內(nèi)：微生物體內(nèi)：葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙醇、乳酸乙醇、乳酸無氧條件無氧條件EMP途徑途徑胞漿中進(jìn)行胞漿中進(jìn)行糖類代謝EMP途徑，也稱糖酵解，是將葡萄糖轉(zhuǎn)變成途徑，也稱糖酵解，是將葡萄糖轉(zhuǎn)變成丙酮酸并同時(shí)生成丙酮酸并同時(shí)生成ATP的一系列反應(yīng)，是的一系列反應(yīng)，是一切有機(jī)體中都存在的葡萄糖降解途徑。一切有機(jī)體中都存在的葡萄糖降解途徑。糖類代謝 10個(gè)酶催化的11步反應(yīng)第一階段第一階段： 磷酸已糖的生成磷酸已糖的生成( (活化活化) )四四 個(gè)個(gè) 階階 段段第二階段第二階段： 磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成( (裂解

10、裂解) )第三階段第三階段： 3-3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视腿┺D(zhuǎn)變?yōu)?-2-磷酸磷酸 甘油酸甘油酸 第四階段第四階段： 由由2-2-磷酸甘油酸生成丙酮酸磷酸甘油酸生成丙酮酸糖酵解過程糖酵解過程糖類代謝P3PPOOHOHCH2CH2OO12546CH2OCOH2COHP磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮123+OOHOHCH2CH2OHOPP異構(gòu)6-磷酸果糖磷酸果糖HCOHCOHH2COP564磷酸甘油醛磷酸甘油醛PPCOHCOHH2COO1，3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸PCOH2CCOO HOHH2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COCH2COO HP磷酸烯醇磷

11、酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸COCH3OOHC丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OOHCH2OPPGG葡萄糖葡萄糖活化裂解脫氫異構(gòu)PPOOHOHCH2CH2OOP1，6-二磷二磷酸果糖酸果糖活化產(chǎn)能脫水異構(gòu)產(chǎn)能HHOH糖類代謝糖酵解過程中ATP的消耗和產(chǎn)生2 1葡葡 萄萄 糖糖 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6 - 6 - 磷酸果糖磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸 -1 反反 應(yīng)應(yīng) ATP -1-12 1糖酵解中產(chǎn)生的能量糖酵解中產(chǎn)生的能量3-3-磷酸甘油醛磷

12、酸甘油醛 1,3- 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NADH糖類代謝nEMP途徑中：途徑中： 限速酶限速酶3個(gè)個(gè)： 己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶 葡萄糖葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O糖類代謝糖酵解進(jìn)行到丙酮酸這一步，代謝途徑就開始分叉。丙酮糖酵解進(jìn)行到丙酮酸這一步，代謝途徑就開始分叉。丙酮酸的去路有三條：酸的去路有三條：(1) 在肌肉中，在有在肌肉中，在有NADH+H存在下，丙酮酸在乳酸脫氫存在下，丙酮酸在乳酸脫氫酶催化下，形成乳酸。劇烈運(yùn)動(dòng)后肌肉酸脹就是乳酸積累酶催化下，形成乳酸。劇烈運(yùn)

13、動(dòng)后肌肉酸脹就是乳酸積累過多產(chǎn)生的。過多產(chǎn)生的。(2) 丙酮酸在酵母菌或其它生物中，經(jīng)丙酮酸脫羧酶催化，丙酮酸在酵母菌或其它生物中，經(jīng)丙酮酸脫羧酶催化，脫羧形成乙醛，繼而經(jīng)乙醇脫氫酶催化，由脫羧形成乙醛，繼而經(jīng)乙醇脫氫酶催化，由3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛脫下的脫下的H還原形成乙醇。還原形成乙醇。(3) 在有氧條件下，丙酮酸經(jīng)脫羧形成乙酰輔酶在有氧條件下，丙酮酸經(jīng)脫羧形成乙酰輔酶A，在線粒體，在線粒體中經(jīng)三羧酸循環(huán)中經(jīng)三羧酸循環(huán)(TCAC)氧化成氧化成CO2和和H2O，這是糖類徹底，這是糖類徹底氧化的主要途徑。氧化的主要途徑。 有氧氧化有氧氧化葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰輔酶乙酰輔酶A CO2和和

14、H2OTCAC(4) 轉(zhuǎn)化為脂肪酸或酮體。當(dāng)細(xì)胞ATP水平較高時(shí)，檸檬酸循環(huán)的速率下降，乙酰CoA開始積累，可用作脂肪的合成或酮體的合成。糖類代謝糖酵解的意義糖酵解的意義： 在生物體內(nèi)，可在無氧情況下供能；在生物體內(nèi)，可在無氧情況下供能； 糖酵解的許多中間產(chǎn)物可作為合成其糖酵解的許多中間產(chǎn)物可作為合成其他物質(zhì)的原料，與其他物質(zhì)代謝相聯(lián)系。他物質(zhì)的原料，與其他物質(zhì)代謝相聯(lián)系。 食品加工中，乳酸菌、酵母菌的利用。食品加工中，乳酸菌、酵母菌的利用。糖類代謝2、糖的有氧氧化、糖的有氧氧化TCAC葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 乙酰輔酶乙酰輔酶A 進(jìn)入進(jìn)入TCAC CO2和和H2O線粒體中進(jìn)行線粒體中進(jìn)行細(xì)胞

15、質(zhì)中進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行糖類代謝糖的有氧氧化概況細(xì)胞細(xì)胞胞漿胞漿線粒體線粒體葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸( (糖酵解糖酵解) )葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸CO2+H2O+ATP( (糖的有氧氧化）糖的有氧氧化）丙酮酸丙酮酸糖類代謝COOHCOCOOHCH2C(OH)COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHCH2COOHCH2COOHCH2COSCoACOOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCHCOOHCH(OH)COOHCH2COOHCH3COCO2CO2NADHP+H+NADP+蘋果酸H2

16、O延胡索酸FADH2FAD琥珀酸CoASHGTPGDP+PiNADH+H+NAD+NADH+H+NAD+ATPATPO2CO2CoASH琥珀酰CoA-酮戊二酸CO2草酰琥珀酸NAD(P)H+H+NAD(P)+檸檬酸H2OCoASHNAD+NADH+H+CoASHCO2CH3COSCoA乙酰CoA丙酮酸12 11異檸檬酸草酰乙酸 ATP三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)一次底物水一次底物水平磷酸化平磷酸化二次脫羧二次脫羧三個(gè)關(guān)鍵酶三個(gè)關(guān)鍵酶四次氧化磷四次氧化磷酸化酸化3 NADH+H+和和1 FADH2糖類代謝TCAC的生物學(xué)意義的生物學(xué)意義（1）TCAC是機(jī)體獲得能量的主要途徑。是機(jī)體獲得能量的主要途徑。1

17、分分子葡萄糖經(jīng)有氧氧化可凈生成子葡萄糖經(jīng)有氧氧化可凈生成32或或30分子分子ATP。（。（怎樣生成的？怎樣生成的？）（2） TCAC是物質(zhì)代謝的樞紐：是物質(zhì)代謝的樞紐： TCAC是糖、脂、是糖、脂、蛋白質(zhì)在體內(nèi)徹底氧化分解的共同途徑；蛋白質(zhì)在體內(nèi)徹底氧化分解的共同途徑； TCAC的很多中間的很多中間產(chǎn)物是合成糖、脂、蛋白質(zhì)等的原料。產(chǎn)物是合成糖、脂、蛋白質(zhì)等的原料。糖類代謝3、磷酸己糖旁路、磷酸己糖旁路 磷酸己糖旁路也是一條需氧的磷酸己糖旁路也是一條需氧的代謝途徑。在肝臟、骨髓、脂肪代謝途徑。在肝臟、骨髓、脂肪組織、泌乳期的乳腺、腎上腺皮組織、泌乳期的乳腺、腎上腺皮質(zhì)、性腺及紅細(xì)胞等組織中，這

18、質(zhì)、性腺及紅細(xì)胞等組織中，這一代謝途徑進(jìn)行得比較旺盛。一代謝途徑進(jìn)行得比較旺盛。細(xì)胞液中進(jìn)行細(xì)胞液中進(jìn)行糖類代謝磷酸己糖旁路的主要生理意義：磷酸己糖旁路的主要生理意義：(1)提供核酸生物合成所需的原料核糖。在這一代謝過程中所生成提供核酸生物合成所需的原料核糖。在這一代謝過程中所生成的核糖的核糖-5-P是合成核苷酸的必要原料。是合成核苷酸的必要原料。 (2)提供細(xì)胞生物合成所需的還原力。磷酸己糖旁路所生成的提供細(xì)胞生物合成所需的還原力。磷酸己糖旁路所生成的NADPH+H，提供各種生物合成代謝所需要的氫。，提供各種生物合成代謝所需要的氫。(3)使活細(xì)胞處于還原態(tài)，防止生物膜氧化。如在紅細(xì)胞中，磷酸

19、使活細(xì)胞處于還原態(tài)，防止生物膜氧化。如在紅細(xì)胞中，磷酸己糖旁路所生成的己糖旁路所生成的NADPH+H可能使紅細(xì)胞中的谷胱甘肽保可能使紅細(xì)胞中的谷胱甘肽保持還原狀態(tài)，這對(duì)穩(wěn)定細(xì)胞膜及使血紅蛋白處于還原狀態(tài)是必持還原狀態(tài)，這對(duì)穩(wěn)定細(xì)胞膜及使血紅蛋白處于還原狀態(tài)是必要的。要的。 (4)對(duì)對(duì)5碳糖和碳糖和6碳糖的代謝和轉(zhuǎn)變起紐帶作用。碳糖的代謝和轉(zhuǎn)變起紐帶作用。糖類代謝丙酮酸葡萄糖“糖酵解”不需氧“磷酸戊糖途徑”需氧有氧情況缺氧情況好氧生物厭氧生物“三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)” CO2 + H2O“乳酸發(fā)酵”乳酸“乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇 CO2 + H2O糖分解代謝糖分解代謝糖類代謝糖異生作

20、用是指從非糖物質(zhì)生成葡糖異生作用是指從非糖物質(zhì)生成葡萄糖或糖原。糖異生作用由腎上腺萄糖或糖原。糖異生作用由腎上腺皮質(zhì)激素促進(jìn)，是在肝臟中進(jìn)行的。皮質(zhì)激素促進(jìn)，是在肝臟中進(jìn)行的。 從丙酮酸到葡萄糖有三步不可逆反從丙酮酸到葡萄糖有三步不可逆反應(yīng)：應(yīng)： 丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯