《生物體中的糖類》課件

生物體中的糖類1編輯ppt生物體中的糖類1編輯pptC、H、O:（CH2O）n糖類物質是一類多羥基醛或多羥基酮類化合物或聚合物；糖類物質可以根據其水解情況分為：單糖（1）、寡糖（2~19）和多糖（20個以上）；在生物體內，糖類物質主要以同多糖、雜多糖、復合糖形式存在。糖類的元素組成與化學本質：2編輯pptC、H、O:（CH2O）n糖類的元素組成與化學本質：2編輯p重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖1.單糖-D-吡喃甘露糖-D-呋喃果糖3編輯ppt重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃蔗糖2.寡糖（二糖）OOOCH2OHCH2OHHOCH212324O－－D－吡喃葡糖基-（12）－－D-呋喃果糖苷ooH4編輯ppt蔗糖2.寡糖（二糖）OOOCH2OHCH2OHHOCH21O-β-D-吡喃半乳糖基－（14）－α－D-吡喃葡糖乳糖OCH2OHOCH2OHOHO14123麥芽糖14OHoo5編輯pptO-β-D-吡喃半乳糖基－（14）－α－D-吡喃葡糖乳(1)淀粉（分為直鏈淀粉和支鏈淀粉）直鏈淀粉分子量約1萬-200萬，250-260個葡萄糖分子，以（14）糖苷鍵聚合而成。呈螺旋結構，遇碘顯深藍色。支鏈淀粉中除了（14）糖苷鍵構成糖鏈以外，在支點處存在（16）糖苷鍵，分子量較高。遇碘顯紫紅色。3.多糖6編輯ppt(1)淀粉（分為直鏈淀粉和支鏈淀粉）3.多糖6編輯ppt（2）糖原動物淀粉，貯存于肝臟和骨骼??；8~12個殘基發(fā)生一次分支，結果增加了水溶性和酶的作用位點；與碘作用呈紅紫色水解酶：糖原磷酸化酶、糖原脫支酶、磷酸葡萄糖變位酶7編輯ppt（2）糖原動物淀粉，貯存于肝臟和骨骼??；7編輯ppt糖原8編輯ppt糖原8編輯ppt(3).纖維素由葡萄糖以（14）糖苷鍵連接而成的直鏈，不溶于水。(4).幾丁質（殼多糖）N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷鍵縮合而成的線性同多糖。(5).雜多糖糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）P66透明質酸硫酸軟骨素硫酸皮膚素硫酸角質素肝素9編輯ppt(3).纖維素9編輯ppt多糖和寡聚糖的酶促降解淀粉水解淀粉糊精寡糖麥芽糖G

糊精：指淀粉在酸或淀粉酶的作用下降解成的分子大小不一的中間產物的混合物。10編輯ppt多糖和寡聚糖的酶促降解10編輯ppt淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有α與β淀粉酶，二者只能水解淀粉中的α-1，4糖苷鍵。α-淀粉酶：內切酶，可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖鍵；β淀粉酶：外切酶，只能從非還原端開始水解，產生β－麥芽糖。水解淀粉中的α-1，6糖苷鍵的酶是α-1，6糖苷酶（脫支酶）淀粉水解的產物為糊精和麥芽糖的混合物。11編輯ppt淀粉的酶促水解：11編輯ppt糖的無氧降解及厭氧發(fā)酵糖酵解途徑(glycolysis)（EmbdenMeyerhof-Parnaspathway,EMP）

指在無氧條件下，葡萄糖分解，形成2分子丙酮酸并提供能量的過程。酵解：丙酮酸轉化為乳酸。發(fā)酵：丙酮酸轉化為乙醛、乙醇。12編輯ppt糖的無氧降解及厭氧發(fā)酵糖酵解途徑(glycolysis)(1)糖酵解途徑的生化歷程己糖激酶13編輯ppt(1)糖酵解途徑的生化歷程己糖激酶13編輯ppt糖酵解過程ab123414編輯ppt糖酵解過程ab123414編輯ppt1）第一階段：葡萄糖

1,6-二磷酸果糖15編輯ppt1）第一階段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖15編輯ppt2）第二階段：1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛16編輯ppt2）第二階段：1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛163）第三階段：3-磷酸甘油醛

2-磷酸甘油酸磷酸甘油醛脫氫酶17編輯ppt3）第三階段：3-磷酸甘油醛2-磷酸甘油酸磷酸甘油醛4）第四階段：2-二磷酸甘油酸

丙酮酸18編輯ppt4）第四階段：2-二磷酸甘油酸丙酮酸18編輯ppt糖酵解途徑19編輯ppt糖酵解途徑19編輯ppt高能化合物與底物水平磷酸化P34（substratephosphorglate）結果：脫氫活化，產能三個不可逆反應的催化酶：已糖激酶、磷酸果糖激酶（限速步驟）、丙酮酸激酶調節(jié)控制：磷酸果糖激酶P71andP83（phosphofructokinasePFK）（2）總結20編輯ppt高能化合物與底物水平磷酸化P34（substrateph2.丙酮酸的無氧降解（酵解與厭氧發(fā)酵）（1）乳酸酵解（lacticfermation）

動物乳酸菌（乳桿菌、乳鏈球菌）G+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2水

21編輯ppt2.丙酮酸的無氧降解（酵解與厭氧發(fā)酵）（1）乳酸酵解（l（2）酒精發(fā)酵（酵母的第Ⅰ型發(fā)酵）

alcoholicfermation22編輯ppt（2）酒精發(fā)酵（酵母的第Ⅰ型發(fā)酵）

alco（3）甘油發(fā)酵（酵母的第Ⅱ型發(fā)酵）23編輯ppt（3）甘油發(fā)酵（酵母的第Ⅱ型發(fā)酵）23編輯ppt24編輯ppt24編輯ppt四、葡萄糖的有氧分解代謝有氧氧化：大多數生物的主要代謝途徑EMPpyrTCA

可衍生許多其他物質pyr脫羧TCA25編輯ppt四、葡萄糖的有氧分解代謝有氧氧化：大多數生物的主要代謝途徑p丙酮酸氧化脫羧—

乙酰-CoA的生成基本反應：糖酵解生成的丙酮酸可穿過線粒體膜進入線粒體內室。在丙酮酸脫氫酶系的催化下，生成乙酰輔酶A。26編輯ppt丙酮酸氧化脫羧—

乙酰-CoA的催化酶：

這一多酶復合體位于線粒體內膜上，原核細胞則在胞液中。丙酮酸脫氫酶系三種酶六種輔助因子E1-丙酮酸脫氫酶（也叫丙酮酸脫羧酶）E2-二氫硫辛酰轉乙酰基酶E3-二氫硫鋅酸脫氫酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸（硫辛酰胺）、COA－SH、FAD、NAD+、Mg2+27編輯ppt催化酶：丙酮酸脫氫酶系三種酶六種輔助因子E1-丙酮酸脫氫酶A、過程圖解B、丙酮酸脫氫酶復合體的調控：P9728編輯pptA、過程圖解B、丙酮酸脫氫酶復合體的調控：P9728編輯pp2.乙酰CoA的徹底氧化分解——TricarboxylicacidcycleTCA糖酵解有二重作用：一是降解產生ATP，二是產生含碳的中間物為進一步的分解或合成反應提供原料?；瘜W反應歷程（9步反應、8種酶）29編輯ppt2.乙酰CoA的徹底氧化分解——Tricarboxylic三羧酸循環(huán)

P99－106草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸α-酮戊二酸琥珀酰輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸乙酰輔酶A30編輯ppt三羧酸循環(huán)

P99－106草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸α-酮戊二

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP三羧酸循環(huán)

（TCA）

草酰乙酸再生階段

檸檬酸的生成階段

氧化脫羧階段檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸蘋果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+31編輯pptOCoASHNADH+CO2FADH2H2ONA三羧酸循環(huán)過程總結(一次循環(huán))9步反應8種酶催化反應類型縮合1、脫水1、氧化4、底物水平磷酸化1、水化3生成3分子還原型CoⅠ生成1分子FADH2生成1分子ATP（或GTP）三羧酸循環(huán)總反應式32編輯ppt三羧酸循環(huán)過程總結(一次循環(huán))32編輯ppt葡萄糖分解代謝過程中能量的產生葡萄糖在分解代謝過程中產生的能量有兩種形式：直接產生ATP；生成高能分子NADH或FADH2，后者在線粒體呼吸鏈氧化并產生ATP。(1)糖酵解：1分子葡萄糖

2分子丙酮酸，共消耗了2個ATP，產生了4個ATP，實際上凈生成了2個ATP，同時產生2個NADH。（2）有氧分解（丙酮酸生成乙酰CoA及三羧酸循環(huán)）產生的ATP、NADH和FADH2:丙酮酸氧化脫羧：丙酮酸

乙酰CoA，生成1個NADH。三羧酸循環(huán)：乙酰CoA

CO2和H2O，產生一個GTP（即ATP）、3個NADH和1個FADH2。33編輯ppt葡萄糖分解代謝過程中能量的產生葡萄糖在分解代謝過程中產生的能葡萄糖分解代謝過程中產生的總能量糖酵解、丙酮酸氧化脫羧及三羧酸循環(huán)生成的NADH和FADH2，進入線粒體呼吸鏈氧化并生成ATP。線粒體呼吸鏈是葡萄糖分解代謝產生ATP的最主要途徑。葡萄糖分解代謝總反應式C6H6O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi

6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP按照一個NADH能夠產生2.5個ATP，1個FADH2能夠產生1.5個ATP計算，1分子葡萄糖在分解代謝過程中共產生32個ATP：4ATP+（10

2.5）ATP+（2

1.5）ATP=32ATP34編輯ppt葡萄糖分解代謝過程中產生的總能量糖酵解、丙酮酸氧化脫羧及三羧三羧酸循環(huán)的生物學意義1.普遍存在2.生物體獲得能量的最有效方式3.是糖類、蛋白質、脂肪三大物質轉化的樞紐P1104.獲得微生物發(fā)酵產品的途徑檸檬酸、谷氨酸總之：分解與合成代謝的雙重作用35編輯ppt三羧酸循環(huán)的生物學意義35編輯ppt3.丙酮酸羧化支路（TCA回補途徑）三羧酸循環(huán)不僅是產生ATP的途徑，它產生的中間產物也是生物合成的前體。例如卟啉的主要碳原子來自琥珀酰－CoA，谷氨酸、天冬氨酸是從α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦草酰乙酸濃度下降，勢必影響三羧酸循環(huán)的進行。36編輯ppt3.丙酮酸羧化支路（TCA回補途徑）三羧酸循環(huán)不僅是產生A1.丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸，需要生物素為輔酶。37編輯ppt1.丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸，需要生物素為輔2、磷酸烯醇式丙酮酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的催化下形成草酰乙酸。在大腦和心臟中存在這個反應。38編輯ppt2、磷酸烯醇式丙酮酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的催化下形成草3.天冬氨酸及谷氨酸的轉氨作用可以形成草酰乙酸和α-酮戊二酸。異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸和甲硫氨酸也會形成琥珀酰CoA。其反應將在氨基酸代謝中講述。39編輯ppt3.天冬氨酸及谷氨酸的轉氨作用可以形成草酰乙酸和α-酮戊二酸五、戊糖磷酸途徑phosphopentosepathwayPPP

糖酵解和三羧酸循環(huán)是機體內糖分解代謝的主要途徑，但不是唯一途徑。實驗研究也表明：在組織中添加酵解抑制劑如碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，這說明葡萄糖還有其它的代謝途徑。許多組織細胞中都存在有另一種葡萄糖降解途徑，即磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway,PPP），也稱為磷酸己糖旁路（hexosemonophosphatepathway/shunt,HMP）。參與磷酸戊糖途徑的酶類都分布在動物細胞溶膠中，動物體中約有30%的葡萄糖通過此途徑分解。40編輯ppt五、戊糖磷酸途徑phosphopentosepathway41編輯ppt41編輯ppt1.磷酸戊糖途徑的反應過程G42編輯ppt1.磷酸戊糖途徑的反應過程G42編輯ppt（1）G-6-P脫氫脫羧轉化成5-磷酸核酮糖。6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶43編輯ppt（1）G-6-P脫氫脫羧轉化成5-磷酸核酮糖。6-磷酸葡萄糖（2）磷酸戊糖的異構化44編輯ppt（2）磷酸戊糖的異構化44編輯ppt（3）磷酸戊糖通過轉酮及轉醛反應生成酵解途徑的中間產物6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。45編輯ppt（3）磷酸戊糖通過轉酮及轉醛反應生成酵解途徑的中間產物6-景天庚酮糖－7－磷酸＋甘油醛－3－磷酸赤蘚糖－4－磷酸＋果糖－6－磷酸木酮糖－5－磷酸

甘油醛－3－磷酸＋果糖－6－磷酸

轉醛酶轉酮酶46編輯ppt景天庚酮糖－7－磷酸＋甘油醛－3－磷酸轉醛酶轉酮酶46核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖核糖木酮糖木酮糖木酮糖核糖C3PC7PC2C4PC3C6PC2C3PC6PC3PC6PC6PC6P47編輯ppt核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖木酮糖核糖木酮糖木酮2.磷酸戊糖途徑的調節(jié)肝臟中的各種戊糖途徑的酶中以6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性最低，所以它是戊糖途徑的限速酶，催化不可逆反應步驟。其活性受NADP+/NADPH比值的調節(jié)，NADPH競爭性（與NADP+競爭活性部位）抑制6-磷酸葡萄糖脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的活性。機體內NAD+/NADH比NADP+/NADPH的比值要高幾個數量級，前者為700，后者為0.014，這使NADHP可以進行有效的反饋抑制調控。只有NADPH在脂肪的生物合成中被消耗時才能解除抑制，再通過6-磷酸葡萄糖脫氫酶產生出NADPH。48編輯ppt2.磷酸戊糖途徑的調節(jié)肝臟中的各種戊糖途徑的酶中以6-非氧化階段戊糖的轉變主要受控于底物濃度。5-磷酸核糖過多時，可轉化成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醇進行酵解。3.生物學意義：P153（1）產生細胞內的還原力（NADPH）；（2）為細胞內不同結構糖分子的重要來源，并為各種單糖的相互轉變提供條件。49編輯ppt非氧化階段戊糖的轉變主要受控于底物濃度。5-磷酸核糖過多時六、糖的其它代謝途徑（以糖異生為例）糖異生是指從非糖物質合成葡萄糖的過程。非糖物質包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳動物的肝臟中轉變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?。這一過程基本上是糖酵解途徑的逆過程，但具體過程并不是完全相同，因為在酵解過程中有三步是不可逆的反應，而在糖異生中要通過其它的旁路途徑來繞過這三步不可逆反應，完成糖的異生過程。一、糖異生的證據及其生理意義50編輯ppt六、糖的其它代謝途徑（以糖異生為例）糖異生是指從非糖物質合成用整體動物做實驗，禁食24小時，大鼠肝臟中的糖原由7%降低到1%，飼喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循環(huán)代謝的中間物后可以使大鼠肝糖原增加。根皮苷是一種從梨樹莖皮中提取的有毒的糖苷，它能抑制腎小管將葡萄糖重吸收進入血液中，這樣血液中的葡萄糖就不斷的由尿中排出。當給經根皮苷處理過的動物飼喂三羧酸循環(huán)中間代謝物或生糖氨基酸后，這些動物尿中的糖含量增加。糖尿病人或切除胰島的動物，他們從氨基酸轉化成糖的過程十分活躍。當攝入生糖氨基酸時，尿中糖含量增加。1.糖異生的證據如下：51編輯ppt用整體動物做實驗，禁食24小時，大鼠肝臟中的糖原由7%降低到糖異生作用是一個十分重要的生物合成葡萄糖的途徑。紅細胞和腦是以葡萄糖為主要燃料的，成人每天約需要160克葡萄糖，其中120克用于腦代謝，而糖原的貯存量是很有限的，所以需要糖異生來補充糖的不足。在饑餓或劇烈運動造成糖原下降后，糖異生能使酵解產生的乳酸、脂肪分解產生的甘油以及生糖氨基酸等中間產物重新生成糖。這對維持血糖濃度，滿足組織對糖的需要是十分重要的。糖異生可以