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1、糖 代 谢,糖代谢的定义,糖类物质在生物体内的化学变化过程,糖代谢,分解代谢,合成代谢,糖的分解代谢: 动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。,糖的合成代谢: 植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物-淀粉，即光合作用。是自然界规模最大的一种能量转换过程。 人体内可以合成糖原-糖类的储存形式,糖的消化与吸收,一、糖的消化 人及哺乳动物：食物（淀粉,二糖如蔗糖,麦芽糖和乳糖） 口腔 唾液 -淀粉酶水解-1，4糖苷链 (产物: 麦芽糖,麦芽三糖,-糊精)
2、 消化道 胰液 肠（主要） -糊精酶（水解-1,4和-1,6糖苷键）， 麦芽糖酶，蔗糖酶， 乳糖酶 单糖 小肠粘膜细胞吸收,二、糖的吸收,单糖吸收与Na+同向协同运输，需ATP 吸收后其它糖在各种酶的催化下，转化为Glucose or(Glucose-6-P) 糖原 吸收转化 代谢产能 单糖 -Glucose各组织器官 非糖物质,糖的分解代谢,葡萄糖 有氧分解 葡萄糖 CO2 + H2O （氧供应充足） 乳酸 (糖酵解，动物肌肉) 无氧分解 葡萄糖 乙醇 （发酵，酵母菌） 无氧或暂缺氧条件下,第十章、糖酵解-糖的无氧分解,Glucose 乳酸 丙酮酸 Glucose 乙醇 产能, 但分解不完全
3、,释放的能量较少,乳酸发酵,乙醇发酵,糖酵解,糖 原,第一节、糖酵解 EMP途径 (Embden-Meyerhof Pathway),定义：Glucose或糖原在无氧情况下经一系列酶促反应生成丙酮酸的过程 部位：全部反应在细胞浆中进行 10步 糖酵解 Glucose 丙酮酸 乳酸 可分为三个阶段,糖酵解 第一阶段 糖的裂解,Glucose 2 x 3磷酸-甘油醛 该阶段Glucose或糖原通过磷酸化作用为分解代谢作好准备，即裂解为两分子丙糖（3磷酸-甘油醛）共5步,5步,第一阶段有两个调节酶,消耗两分子ATP,6C 3C 是耗能反应,第一阶段,葡萄糖,6-磷酸果糖,ATP,ATP,两个调节酶，
4、 消耗两分子ATP,脱枝酶,磷酸化酶,脱枝酶,己糖磷酸激酶,1.葡萄糖的磷酸化,己糖磷酸激酶：专一性不强； 限速酶 葡萄糖激酶（肝脏）：专一性强,磷酸化的意义： 1.带有负电荷的磷酸基团具有极性,不易透过脂膜 而失散 2.磷酸基团对酶有信号作用,有利与酶结合被催化 3.经酵解后最终形成ATP的末端磷酸,有保存能量 的作用,磷酸葡萄糖 异构酶,2.G-6-P F-6-P,p277,磷酸果糖激酶,3.F-6-P F-1,6-P2,磷酸果糖激酶： 限速酶，受调控,醛缩酶,+,4.F-1,6-P2 2x3C,甘油醛-3-P,磷酸二羟丙酮,90%,磷酸丙糖异构酶,5. 磷酸丙糖的相互转换,糖酵解 第一阶
5、段,葡萄糖,6-磷酸果糖,ATP,ATP,两个调节酶， 消耗两分子ATP,*,*,甘油醛 3 磷酸 丙酮酸,丙酮酸,糖酵解 第二阶段 醛氧化成酸,产生4 ATP包括步,1.3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,甘油醛-3-磷酸脱氢酶,6. 甘油醛-3-P 1,3-BPG,磷酸甘油酸 激酶,7. 1,3-BPG 3-P-甘油酸 + ATP,磷酸甘油酸变位酶,8. 3-P-甘油酸 2-P-甘油酸,p282,脱水过程中分子内部能量重新分布， 形成高能磷酸化合物,烯醇化酶,9.2-P-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸,氟化物,（-）,调节酶,丙酮酸激酶,10. 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸+ATP,互
6、变异构化 非酶促反应,糖酵解,Glucose +2H3PO4+2ADP 2丙酮酸+2ATP+2H2O,糖酵解途径的产能,氧化一分子Glucose,净得2个ATP, 2 NADH 若从糖原开始氧化，净得3个ATP,生醇发酵：酵母及部分微生物 终产物：乙醇 总反应： Glucose+2H3PO4+2ADP2C2H5OH+2CO2+2ATP+2H20 糖酵解与生醇发酵从Glucose丙酮酸的各步反应两者完全相同,糖酵解的生理意义: 保证组织在氧供应不足时提供生命活动所需能量,是一种有效的补充手段,特别是激烈运动时肌肉组织的产能.,第三阶段: 丙酮酸的代谢去向 有氧和无氧条件下产物不同,糖酵解,发 酵
7、,无氧条件下,丙酮酸脱羧酶,丙酮酸脱羧酶,辅酶：焦磷酸硫胺素 (TPP),硫胺素(VB1),TPP,ATP,AMP,TCA循环,淀粉,糖原(淀粉),葡萄糖-1-磷酸,2,3-二磷酸甘油酸,2,3-二磷酸甘油酸代谢,Pi,二磷酸甘油酸 变位酶,2,3-二磷酸 甘油酸磷酸酶,BPG,第二节、糖酵解的调节,a己糖激酶的调节 肌肉己糖激酶受产物的反馈抑制调节 肝的葡萄糖激酶不受产物浓度调节， 保证Glucose在肝内转化(如糖原合成),己糖激酶 (别构酶),己糖 (葡萄糖),葡萄糖-6-P,糖原,磷酸戊糖途径,己糖激酶,b. 丙酮酸激酶的调节 ATP是别构酶的抑制剂 1,6-二磷酸果糖是别构酶的激活剂
8、， 有利于酵解的进行,别构酶,磷酸果糖激酶(6-磷酸果糖激酶-1)是糖酵解途径最重要的限速酶（四聚体） ATP和柠檬酸(TCA循环)是其别构抑制剂 磷酸果糖激酶 2，6-二磷酸果糖、AMP是其变构激活剂,c. 磷酸果糖激酶的调节,ATP ,磷酸果糖激酶与F-6-P的亲和力 ,反应速度,果糖-2,6-二磷酸对磷酸果糖激酶的调节作用: 使磷酸果糖激酶与F-6-P的亲和力 ,ATP抑制效应,6-磷酸果糖（+） 磷酸果糖激酶-2,果糖二磷酸酶 6-磷酸果糖（-）,F-6-P有促进2,6-二磷酸果糖的合成并抑制其水解的作用。当F-6-P浓度升高时,即可引起2，6-二磷酸果糖浓度加大,进而激活F-6-P激
9、酶-1,这种过程为正反馈激活作用。,磷酸果糖激酶-1,第三节、其他六碳糖进入糖酵解的途径,肝脏,一、果糖进入糖酵解途径,醛缩酶,二、半乳糖进入糖酵解途径,表 构 酶,有氧分解,无氧酵解,己糖激酶,第四节、磷酸戊糖途径,也称磷酸己糖旁路：HMS途径,在细胞液中进行 EMP途径和TCA循环是糖分解代谢的主要途径,HMS旁路是糖有氧分解的重要旁路之一（动物体中约有30%G经此途径分解） 一磷酸戊糖途径的反应过程 第一阶段：葡萄糖-6-磷酸 磷酸戊糖 第二阶段：磷酸戊糖异构化 第三阶段：糖分子间的基团转移反应,1. 磷酸戊糖的形成 第一阶段,特点： 有NADPH的生成,氧化过程,5-磷酸核酮糖,6-磷
10、酸葡萄糖酸内酯,2、磷酸戊糖的异构化 第二阶段,磷酸戊糖异构酶,磷酸戊糖 差向异构酶,5-磷酸核酮糖,5-磷酸核糖,5-磷酸木酮糖,3、基团转移反应第三阶段,转酮醇酶是联系HMS途径 和EMP途径的纽带, 戊糖和己糖途径的纽带,转酮醇酶,转酮醇酶,转醛醇酶,庚酮糖,赤藓糖,5-P-木酮糖,5-P-核糖,5-P-木酮糖,基团转移反应,每三分子6-磷酸葡萄糖进入HMS途径循环 3CO2，6NADPH和1个3-P-甘油醛,2F-6-P 1分子G-6-P经HMS途径完全氧化，可产生12分子NADPH细胞还原力,HMS 途径,调节酶: G-6-P脱氢酶是HMS途径的第一个酶。 受NADP+ NADPH
11、浓度比例的调节,二、磷酸戊糖途径的调节,5-磷酸核酮糖,NADPH和NADP+可竞争性与酶结合,两者浓度比例的变化可影响酶的活性及整个途径的活性,磷酸戊糖途径的总反应,6葡萄糖-6-磷酸+6H2O+12NADP + 6CO2 +5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H + +Pi,三、磷酸戊糖途径的生理意义,生成NADPH:是体内多种物质生物合成的供氢体。NADPH对维持红细胞的正常功能及血红蛋白处于还原状态,保护巯基酶及蛋白质起到极其重要的作用。 生成5-磷酸核糖:它是核糖核酸衍生物如ATP,RNA及DNA等合成必不可少的,并联系戊糖与己糖代谢。 提供能量:该途径虽非体内获取能量的主要途径,必要时可经呼吸链生成ATP,谷胱甘肽过氧化酶,还原力！,