生物化学-第二章-糖代谢——糖酵解.
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生物化学:糖代谢糖是生物体重要的能量来源之一,也是构成生物体大量重要物质的原始物质。
糖代谢是指生物体对糖类物质进行分解、转化、合成的过程。
糖代谢主要包括两大路径:糖酵解和糖异生。
本篇文档将从分解和合成两个角度,介绍生物体内糖的代谢。
糖的分解糖酵解(糖类物质的分解)糖酵解是指生物体内将葡萄糖和其他糖类物质分解成更小的化合物,同时释放出能量。
糖酵解途径包括糖原泛素、琥珀酸途径、戊糖途径、甲酸途径等。
其中主要以糖原泛素和琥珀酸途径为代表。
糖原泛素途径糖原泛素途径又称为糖酵解途径,是生物体内最常用的糖分解方式。
它可以将葡萄糖分解成丙酮酸或者丁酮酸,同时产生2个ATP和2个NADH。
糖原泛素途径一般分为两个阶段:糖分解阶段和草酸循环。
糖分解阶段在这个阶段,葡萄糖通过酸化和裂解反应,进入三磷酸葡萄糖分子中,并生成一个六碳分子葡萄糖酸,此过程中消耗1个ATP。
接着,葡萄糖酸分子被磷酸化,生成高能量化合物1,3-二磷酸甘油酸,同时产生2个ATP。
随后,1,3-二磷酸甘油酸分子的丙酮酸残基被脱除,生成丙酮酸或者丁酮酸。
草酸循环草酸循环是指将生成的丙酮酸和丁酮酸在线粒体内发生可逆反应,生成柠檬酸,随后通过草酸循环将柠檬酸氧化分解成二氧化碳、水和ATP。
草酸循环中的关键酶有乳酸脱氢酶、肌酸激酶等。
琥珀酸途径琥珀酸途径也被称为三羧酸循环,是生物体内另一种重要的糖分解途径,它可以将葡萄糖分解成二氧化碳和水,同时产生30多个ATP。
琥珀酸途径中,葡萄糖通过磷酸化,生成高能分子葡萄糖6-磷酸,随后被氧化酶和酶羧化酶双重氧化分解成二氧化碳和水。
琥珀酸途径的关键酶有异构酶、羧酸还原酶等。
糖异生(糖合成)糖异生是指非糖类物质(如丙酮酸、乳酸等)通过一系列合成反应,转化成糖类物质的过程。
糖异生是生物体内糖类物质的重要来源之一,对维持生命的各种生理过程具有重要意义。
糖异生途径包括丙酮酸途径、戊糖途径和甘油三磷酸途径等。
丙酮酸途径丙酮酸途径是指通过丙酮酸合成糖的途径,它可以将丙酮酸反应生成物乙酰辅酶A进一步转移,合成3磷酸甘油醛,随后通过糖醛酸-3-磷酸酰基转移酶反应,合成葡萄糖6磷酸。
第十五章糖酵解一、糖酵解 糖酵解概述:• 位置:细胞质• 生物种类:动物、植物以及微生物共有 • 作用:葡萄糖分解产生能量•总反应:葡萄糖+ 2ADP+2NAD++2Pl -2 丙酮酸+ 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H9具体过程:第一阶段(投入ATP 阶段):1分子葡萄糖转换为2分子甘油醛-3-磷酸;投入2分子ATP.. ©反应式:葡萄糖+ ATPf 葡萄糖-6-磷酸+ADP 酶:己糖激酶(需Mg >参与) 是否可逆:否 说明: • 保糖机制一磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内,磷酸化的糖带有负电荷的磷酰基,可防 止糖分子再次通过质膜。
(应用:解释输液时不直接输葡萄糖-6-磷酸的原因) • 己糖激酶以六碳糖为底物,专一性不强。
• 同功的一一葡萄糖激酶,是诱导酸。
葡萄糖浓度高时才起作用。
②反应式:葡萄糖・6・磷酸->果糖6磷酸 醒:葡萄糖-6-磷酸异构酶 是否可逆:是 说明:本章主线:糖酵解丙酮酸代谢命运 (乙醇发酵乳酸发酵) 糖酵解调控 巴斯德效应 3种单糖代谢(果糖、半乳糖、甘露OH I cn 2 CH 3乙醇CH 3 丙酮酸无氧COOcn-OH CH 3乳酸CH O1I葡翱精C = O无较•是一个醛糖一酮糖转换的同分异构化反应(开链-异构一环化)•葡萄糖-6-磷酸异构酶表现出绝对的立体专一性•产物为a-D-吠喃果糖-6-磷酸③反应式:果糖6磷酸+ATP7果糖-L 6•二磷酸+ADP霹:磷酸果糖激酶-I是否可逆:否说明:•磷酸果糖激酸-I的底物是B-D-果糖-6-磷酸与其a异头物在水溶液中处于非酶催化的快速平衡中。
•是大多数细胞糖醉解中的主要调节步骤。
反应式:果糖6・二磷酸一磷酸二羟丙酮+甘油醛3磷酸醉:醛缩酷是否可逆:是说明:•平衡有利于逆反应方向,但在生理条件下,甘油醛-3-磷酸不断地转化成丙酮酸,大大地降低了甘油醛-3-磷酸的浓度,从而驱动反应向裂解方向进行。
•注意断链位置:C3-C4⑤反应式:磷酸二羟丙酮f甘油酸3磷酸酶:丙糖磷酸异构酶是否可逆:是说明:・葡萄糖分子中的C-4和C-3 T甘油醛3磷酸的C-1;葡萄糖分子中的C-5和C-2 T甘油醛-3-磷酸的C-2;葡萄糖分子中的C-6和C-1 T甘油醛-3-磷酸的C-3o•缺少丙糖磷酸异构酶,将只有一半丙糖磷酸酵解,磷酸二羟丙酮堆枳。
糖代谢知识要点(一)糖酵解途径:糖酵解途径中,葡萄糖在一系列酶的催化下,经10 步反应降解为2 分子丙酮酸,同时产生2 分子NADH+H和2 分子ATP。
主要步骤为:(1)葡萄糖磷酸化形成二磷酸果糖;(2)二磷酸果糖分解成为磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮,二者可以互变;(3)磷酸甘油醛脱去2H 及磷酸变成丙酮酸,脱去的2H 被NAD所接受,形成NADH+H。
(二)丙酮酸的去路:(1)有氧条件下,丙酮酸进入线粒体氧化脱羧转变为乙酰辅酶A,同时产生1 分子NADH+H。
乙酰辅酶A 进入三羧酸循环,最后氧化为CO和HO。
(2)在厌氧条件下,可生成乳酸和乙醇。
同时NAD得到再生,使酵解过程持续进行。
(三)三羧酸循环:在线粒体基质中,丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A,再与草酰乙酸缩合成柠檬酸,进入三羧酸循环。
柠檬酸经脱水加水转变成异柠檬酸,异柠檬酸经连续两次脱羧和脱羧生成琥珀酰CoA;琥珀酰CoA 发生底物水平磷酸化产生1 分子GTP 和琥珀酸;琥珀酸再脱氢,加水及再脱氢作用依次变成延胡索酸,苹果酸及循环开始的草酰乙酸。
三羧酸循环每循环一次放出2 分子CO,产生3 分子NADH+H和一分子FADH。
(四)磷酸戊糖途径:在胞质中,在磷酸戊糖途径中磷酸葡萄糖经氧化阶段和非氧化阶段被氧化分解为CO,同时产生NADPH + H。
其主要过程是G-6-P 脱氧生成6-磷酸葡萄糖酸,再脱氢,脱羧生成核酮糖-5-磷酸。
6 分子核酮糖-5-磷酸经转酮反应和转醛反应生成5 分子6-磷酸葡萄糖。
中间产物甘油醛-3-磷酸,果糖-6-磷酸与糖酵解相衔接;核糖-5-磷酸是合成核酸的原料,4-磷酸赤藓糖参与芳香族氨基酸的合成;NADPH+H提供各种合成代谢所需要的还原力。
(五)糖异生作用:非糖物质如丙酮酸,草酰乙酸和乳酸等在一系列酶的作用下合成糖的过程,称为糖异生作用。
糖异生作用不是糖酵解的逆反应,因为要克服糖酵解的三个不可逆反应,且反应过程是在线粒体和细胞液中进行的。
各种组织细胞门静脉肠粘膜上皮细胞体循环 小肠肠腔 第六章糖代谢糖(carbohydrates)即碳水化合物,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: 单糖:葡萄糖(G )、果糖(F ),半乳糖(Gal ),核糖 双糖:麦芽糖(G-G ),蔗糖(G-F ),乳糖(G-Gal ) 多糖:淀粉,糖原(Gn ),纤维素 结合糖: 糖脂 ,糖蛋白其中一些多糖的生理功能如下: 淀粉:植物中养分的储存形式糖原:动物体内葡萄糖的储存形式 纤维素:作为植物的骨架一、糖的生理功能1. 氧化供能2. 机体重要的碳源3. 参与组成机体组织结构,调节细胞信息传递,形成生物活性物质,构成具有生理功能的糖蛋白。
二、糖代谢概况——分解、储存、合成 三、糖的消化吸收食物中糖的存在形式以淀粉为主。
1.消化 消化部位:主要在小肠,少量在口腔。
消化过程:口腔 胃 肠腔 肠黏膜上皮细胞刷状缘吸收部位:小肠上段 吸收形式:单糖吸收机制:依赖Na+依赖型葡萄糖转运体(SGLT )转运。
2.吸收 吸收途径: SGLT 肝脏过程 第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段:三羧酸循环第四阶段:氧化磷酸化 CO 2NADH+H +FADH 2H 2O[O]TAC 循环ATPADP四、糖的无氧分解第一阶段:糖酵解第二阶段:乳酸生成 反应部位:胞液产能方式:底物水平磷酸化 净生成ATP 数量:2×2-2= 2ATPE1 E2E3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。
生理意义: 五、糖的有氧氧化1、反应过程 ○1糖酵解途径(同糖酵解,略)②丙酮酸进入线粒体,氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。
总反应式:③乙酰CoA 进入柠檬酸循环及氧化磷酸化生成ATP 概述:三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle,TAC )也称为柠檬酸循环或Krebs 循环,这是因为循环反应中第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸。