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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

CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
葡萄糖
ATP ADP
己糖激酶; 葡萄糖激酶(肝)
CH 2O
P
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
2. 6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖
CH 2O
P
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
CH 2OH
H
OH
H
磷酸葡萄糖变位酶
OH HO
H H
O H
OH HO
H OH
H OH
6-磷酸葡萄糖
2-磷酸甘油酸
P O CH 2
CH2OH
O
Mg2+
H HO
己糖异构酶 H
OH
OH H
6-磷酸果糖
(fructose-6-phosphate, F-6-P)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
Glu
ATP
ADP
G-6-P
3. 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖
葡萄糖
CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
CH 2OH
H H
OH HO
OH
H OH
H OH
酶
CH 2OH
H H
OH
CH 2OH
H H
OH
OH HO
？H
H
O
OH
α-1,4-糖苷键
OH
H
H OH
OH
糖原合成特点：
1、葡萄糖活化 2、需要糖原引物

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
糖
皮
质 激
—
素
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

医学生物化学(第六章)糖 代 谢

医学生物化学(第六章)糖 代 谢

46
F-2,6-BP的生成与作用 * 生成：
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
* 作用：促进F-1,6-BP生成
图6-5
47
PFK-2是一双功能酶：
PFK-2活性(使F-2,6-BP↑) 具有
2,6-二磷酸果糖酶2活性(使F-2,6-BP↓)
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
TCA循环
56
图6-3 糖代谢三条途径间的关系
①无氧酵解 ②磷酸戊糖途径 ③有氧氧化
57
(一) 葡萄糖
丙酮酸
* 胞浆内进行
* 过程同糖酵解, 消耗2ATP
* 生成4ATP
* 生成2 NADH + H+
(3-磷酸甘油醛 (×2)
1,3-二磷酸甘油酸)
58
己糖激酶
6-磷酸果糖 激酶-1
(直链)
丙 酮 酸 激 酶
四个阶段:
I.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
II.
(×1)
磷酸己糖
裂解
(×2)
磷酸丙糖
(×2) 氧化 (×2)
III. 磷酸丙糖 丙酮酸
IV.
(×2)
丙酮酸
还原乳(×酸2)(无氧)
18
(×2) (×2)
(×2)
19
1.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
(1) Glc/Gn磷酸化为G-6-P
第一次磷酸化反应
a. 神经系统：
下丘脑和自主神经 调节 激素分泌
b. 激素：
(表6-1)
c. 组织器官: 肝脏最主要
9
激素对血糖浓度的调节
相互协同/拮抗

生物化学第六章 糖类代谢

生物化学第六章 糖类代谢
O
H
OH
HO
H
HO
H
H
OH
OH
CH2OH
HO H OH
H
H
OH H
OH OH
核糖(ribose) ——戊醛糖
O
H
OH
H
OH
H
OH
OH
HOH 2C
O OH
H H
HH
HO
OH
2. 寡糖 能水解生成2-20个分子单糖的糖，各单
糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。
常见的几种二糖有
麦芽糖 (maltose) 葡萄糖 — 葡萄糖 还原糖
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
ⅱ放能阶段
⑨2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
催化此反应的酶是烯醇化酶，它在结合底物前必 须先结合2价阳离子如Mg2+、Mn2+，形成复合物， 才能表现出活性。该酶的相对分子量为85000，氟 化物是该酶强烈的抑制剂，原因是氟与Mg2+和无 机磷酸结合形成一个复合物，取代了酶分子上 Mg2+的位置，从而使酶失活。
Glu
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
ⅱ放能阶段
⑥3-磷酸甘油醛氧化成1,3-二磷酸甘油酸
生成1分子 NADH+H+

动物生物化学 第六章 糖代谢

动物生物化学 第六章 糖代谢
葡萄糖在有氧条件下，氧化分解生成二氧化碳和水的过程称为 糖的有氧氧化(aerobicoxidation)。有氧氧化是糖分解代谢的主要 方式。
丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydrogenase system) 1 丙酮酸脱羧酶，辅酶是TPP， 2 二氢硫辛酸乙酰转移酶，辅酶是二氢硫辛酸和辅酶A， 3 二氢硫辛酸脱氢酶，辅酶是FAD及NAD+
（三）血糖
人 80-120mg/100ml 4.4-6.7mmol/L
第一节 糖的分解代谢 (catabolism of carbohydrate)
动物组织均能对糖进行分解代谢，主要的分解途 径有三条：
(1)无氧条件下进行糖酵解途径；
(2)有氧条件下进行有氧氧化；
(3)生成磷酸戊糖-磷酸戊糖通路。
葡萄糖（glucose G）
-1ATP
6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phophate, G－6－P)
己糖激酶(hexokinase,HK)。
葡萄糖激酶(glucokinase,GK)
6－磷酸葡萄糖是HK的反馈抑制物，此酶是糖氧化 反应过程的限速酶(rate limiting enzyme)或称关键酶 (key enzyme)。它有同工酶Ⅰ-Ⅳ型，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型主 要存在于肝外组织，其对葡萄糖Km值为10-5～10-6M。
第六章 糖代谢
一 糖的生理功能
1 机体的组成成分 核糖 糖脂 2 提供能量和碳源 70%
二 糖代谢的概况
（一）糖的来源
1 由消化道吸收（单胃动物） 2 由非糖物质转化而来（反刍兽）
（二）动物体内糖的主要代谢途径
1 分解供能—— 酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途 径、糖原分解
2 贮存—— 糖异生、合成糖原或转变成脂肪

高一生物糖类代谢

高一生物糖类代谢

糖原（或淀粉） 第 一 阶 段 1-磷酸葡萄糖 葡萄糖
EMP的化学历程
葡萄糖的磷酸化
6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
磷酸己糖的裂解
第 二 阶 段
1，6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
21，3-二磷酸甘油酸 第 三 阶 段 23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸 2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
糖酵解的调控位点及相 应调节物
机理：主要通过 调节反应途径中几 种酶的活性来控制 整个途径的速度， 被调节的酶为催化 反应历程中不可逆 F-2,6-BP AMP
糖原（或淀粉） 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
G-6-P AMP ATP
+
葡萄糖
己糖激酶
+
磷酸果糖激酶
柠檬酸 NADH ATP
由于这种调节的生理意义广泛，反应灵敏，节约能量，机制多样，
在体内显得十分灵活，加之它们常受激素甚至神经的指令，导致级联放 大反应，所以日益引人注目。
A
Ea-b
B
C
Ec-d D
E
P1
关键酶（限速酶）
Ec-g G
H
P2
蛋白质的磷酸化和脱磷酸化
第一类：Ser/Thr型 第二类：Tyr型
ATP
蛋白激酶
ADP 蛋白质 n
1、三羧酸循环的化学历程
acid cycle, TCA 循环）
2、三羧循环及葡萄糖有氧氧化的化学计量和能量计量
3、 三羧循环的生物学意义
4、 三羧酸循环的调控 5、草酰乙酸的回补反应（自学）
O
CoASH
CH3-C-SCoA
柠檬酸
三羧酸循环 （TCA）

《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

第六章 糖代谢

第六章 糖代谢

2,32,3-二磷酸甘油酸支路
COO ～ P COCO-OH CH2O- P
ADP
磷酸甘油酸变位酶
ห้องสมุดไป่ตู้
COOH
磷酸甘油酸激酶
ATP COOH COCO-OH CH2O- P 2,32,3-二磷酸甘油酸磷酸酶 Pi H2O
CH-O- P CHCH2O- P
红细胞中含有较高浓度的2,3-二磷酸甘油酸， 红细胞中含有较高浓度的2,3-二磷酸甘油酸，与血红蛋 中含有较高浓度的2,3 白结合，降低血红蛋白与氧的亲和力， 白结合，降低血红蛋白与氧的亲和力，促进氧合血红蛋白 释放氧，保证组织细胞对氧的需要。 释放氧，保证组织细胞对氧的需要。
COOH CH O CH2 OH
2-磷酸甘油酸
COOH P
烯醇化酶 H2O
C O~ P CH2
磷酸烯醇式丙酮酸
（5）丙酮酸的生成
在丙酮酸激酶的催化下，磷酸烯醇式丙酮酸转 丙酮酸激酶的催化下， 的催化下 变为烯醇式丙酮酸，后者自发地转变为丙酮酸。 变为烯醇式丙酮酸，后者自发地转变为丙酮酸。 这是酵解途径中第二次底物水平磷酸化反应 第二次底物水平磷酸化反应。 这是酵解途径中第二次底物水平磷酸化反应。 丙酮酸激酶为第三个限速酶 丙酮酸激酶为第三个限速酶
二、糖的有氧氧化
（一）有氧氧化的概念
葡萄糖在有氧条件下彻底分解生成 葡萄糖在有氧条件下彻底分解生成 有氧 并释放大量能量的过程。 大量能量的过程 CO2和H20并释放大量能量的过程。
磷酸葡萄糖转化为6 （2） 6-磷酸葡萄糖转化为6-磷酸果糖
参与。 为磷酸已糖异构酶催化的可逆反应，需Mg2＋参与。 磷酸已糖异构酶催化的可逆反应， 催化的可逆反应
P
O CH2 O H H H OH H OH OH H OH

第06章糖类代谢1

第06章糖类代谢1
是三羧酸循环中唯一的一步底物水平磷酸化。
GDP+Pi
GTP
CoASH
反应中生成的GTP核苷二磷酸激酶的催化下 可以转变成ATP。
GTP + ADP
ATP + GDP
⑥ 琥珀酸脱氢生成延胡索酸 琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸脱氢反应，脱下来 的氢交给FAD生成FADH2(饱和碳原子脱氢)
FADH2 FAD
⑦延胡索酸加水生成苹果酸 ⑧苹果酸脱氢生成草酰乙酸 反应由苹果酸脱氢酶催化，脱下来的氢由
⑶ 6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖
6-磷酸果糖
ATP
ADP
Mg2+
6-磷酸果糖激酶-1
1,6-二磷酸果糖(, F-1,6-2P)
6-磷酸果糖激酶-1是糖酵解途径中最重要的限 速酶，具有变构调节作用
6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1) * 别构调节
别构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 别构抑制剂： 柠檬酸; ATP（高浓度）
反应在线粒体中进行
2、反应过程
① 柠檬酸合成 乙酰CoA和草酰乙酸缩合成柠檬酸，是柠 檬酸循环的限速步骤，反应中释放出能量 使反应不可逆。
H2O
柠檬酸合酶
• 柠檬酸合酶是三羧酸循环的限速酶
抑制：ATP、NADH、琥珀酰CoA、 柠檬酸、氟乙酸
激活：ADP
② 异柠檬酸生成
柠檬酸为叔醇酸本身不易氧化，必须异构成 易被氧化的异柠檬酸（仲醇酸），柠檬酸在 顺乌头酸酶催化下先脱水生成不饱和的顺乌 头酸，随后再水合成异柠檬酸。
第三节、糖的有氧氧化
* 概念
糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在 机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和 CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供 能方式。

生物化学：第六章糖类代谢

生物化学：第六章糖类代谢

(enolpyruvate)
糖酵解过程的第三个调节酶， 也是第二次底物水平磷酸化反应
（11）烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸
COOH C OH CH2
自发进行
COOH CO CH3
烯醇式丙酮酸 (enolpyruvate)
丙酮酸 (pyruvate)
ADP
ATP
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
丙酮酸激酶
糖酵解的反应类型：
动物细胞
磷酸戊糖途径 糖酵解 糖异生
胞饮
中心体
丙酮酸氧化 三羧酸循环
细胞膜 细胞质 线粒体 高尔基体
细胞核
吞噬 分泌物
内质网 溶酶体 细胞膜
植物细胞
细胞壁 叶绿体
有色体 白色体 液体 晶体
一、葡萄糖的主要代谢途径
葡萄糖
糖异生
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
(1,3diphosphoglycera
te)(1,3-DPG)
这是糖酵解 中第一次 底物水平 磷酸化反应
3-磷酸甘油酸
(3-phosphoglycerate)
（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
O C OH
HC H2C
OH HO
磷酸甘油酸变位酶
O PO
OH
O
C HC H2C
OH HO
O-- P O
磷酸转移 氧化 磷酸移位 异构化 脱水 醇醛断裂
2
ＥＭＰ途径化学计量和生物学意义
总反应式:
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2C3H4O3 +2NADH +2H++2ATP+2H2O

6糖代谢

6糖代谢

R－酶 降解 （1 →6 ）苷键，去除分支，也称为脱支酶 麦芽糖酶（ －葡萄糖苷酶 ） 水解产物中的麦芽糖
淀粉在-淀粉酶、--淀粉酶、 R－酶、麦芽糖酶共同作用下， 水解为葡萄糖
第六章 糖代谢
2. 磷酸解：催化酶：淀粉磷酸化酶
酶催化特点：a.从非还原端开始，催化 （1→4） 苷键磷酸解 ，其产物为G－1－P。 淀粉+Pi → G-1-P
H2O
H2C COOH H C COOH
H2O
H2C COOH HC COOH HO C COOH H 异柠檬酸
H2C COOH 顺乌头酸酶
HC COOH 顺乌头酸酶
柠檬酸
顺乌头酸
第六章 糖代谢
+ NAD H2C COOH HC COOH HO C COOH H
NADH+ H
+
H2C COOH HC COOH
产物：葡萄糖和果糖
CH 2OH H O H H OH H OH H OH CH 2OH O CH 2OH H H H OH
+
H2O
+
OH
OH
蔗糖酶
OH
蔗糖 +66.5°
葡萄糖 +52.2° -20.4 °
果糖 -93°
旋光度发生了变化，产物总称为转化糖，蔗糖酶也叫 转化酶
第六章 糖代谢
二、淀粉、糖原的酶促降解
第六章 糖代谢
O C ~ S CoA CH2 CH2 COOH
GDP+Pi
GTP
COOH CH2 CH2 COOH
+
HS CoA
琥珀酰CoA合成酶
琥珀酰CoA
琥珀酸
COOH CH2 CH2 COOH

生物化学 食品 第六章 糖代谢(共112张PPT)

生物化学 食品 第六章 糖代谢(共112张PPT)
• 糖链DP<6时，不显色。
（一）淀粉
（4）淀粉的水解
常用方法有酸法和双酶法。 淀粉在水解过程中常用DE值来表示淀粉的水解程度。
葡萄糖值(DE值)
试样中还原糖总量占干物质总量的质量分数。 DE值越 高，说明水解程度越大，还原糖含量越高，剩余的糊精越少 。
淀粉的水解反应
淀粉 糊精 寡糖 麦芽糖 葡萄糖 水解进程用碘呈色反应表现 蓝糊精→紫糊精→红糊精→浅红糊精→无色糊精→葡糖
在发酵工业领域中，发酵泛指通过微生物及其他生物材料的工 业培养，达到积累发酵产品的种种生产过程。
反应部位：细胞胞液
它是动物、植物和微生物细胞中 葡萄糖分解的共同代谢途径。共10 步，前5步是准备阶段，葡萄糖分解 为三碳糖，消耗2分子ATP；后5步 是放能阶段，酵解过程中所有的中 间物都是磷酸化的，可防止从细胞 膜漏出、保存能量，并有利于与酶 结合。根据底物分子的变化情况可分三
直链淀粉与碘呈蓝色；支链淀粉与碘呈紫红色。
（二）纤维素
由β-D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键结合而成的线性大 分子。它无螺旋构象，也无分支结构。但在植物组织中 ，纤维素分子平行排列，糖链之间有氢键联结，构成微 纤维；每一个微纤维由60个纤维素分子组成，有的区域 分子排布非常整齐称为结晶区；有的区域分子排列不整 齐称为非结晶区。
多糖又分为： 均质多糖： 如淀粉、纤维素。
非均质多糖：如果胶、透明质酸等。
糖复合物： 糖和非糖物质共价形成的复合物，如脂多糖、 蛋白聚糖和糖蛋白等。
三、单糖
H
三、单糖
根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖
单糖具有旋光异构现象（＋）右、（—）左,以及对映体D、L型。
三、单糖 对映体（L型、D型的规定）

生物化学第六章糖类代谢

生物化学第六章糖类代谢

一、单糖
单糖只含有一个羰基，不能再水解为更简单 的糖。最简单的单糖是甘油醛和二羟丙酮。
D-甘油醛
二羟丙酮
含有醛基的单糖叫醛糖，如甘油醛、葡萄糖、 核糖等；
含有酮基的单糖叫酮糖，如二羟丙酮、果糖、 核酮糖等。
单糖又根据C原子数分为三、四、五、六、 七碳糖，习惯也称为丙、丁、戊、己、庚糖。 例如三碳糖也称为丙糖，六碳糖称为己糖。
图6-4 乳糖的结构
三、多糖
（一）多糖的特征
多糖是由多个单糖通过糖苷键聚合成的高分 子聚合物。单糖数目随机而不固定，所以多 糖没有固定的分子质量和确定的物理常数。 多糖是自然界存在量最大的一类有机物质。 也是人类重要的食物来源和工业原料。
多糖一般难溶于水或根本不溶于水，也不 能形成晶体，没有甜味，旋光性不明显， 化学性质比较稳定，除了在一定条件下发 生降解反应外，很难发生氧化、还原、成 苷、成酯等反应，尤其是构成动植物骨架 的多糖如纤维素、几丁质等，化学性质更 为稳定。
麦芽糖是由两分子α–D葡萄糖缩合组成，为α （14）糖苷键连接。麦芽糖保留了半缩 醛羟基，属于还原糖（图6-3）。
生物体内麦芽糖含量极少，几乎测不到（包 括动物和植物），但并非不存在。植物种 子在萌发时贮藏的淀粉水解，麦芽糖含量 略有增多，然后迅速由麦芽糖酶水解为葡 萄糖。
图6-3 麦芽糖的结构
另一种是五肽，一般是五聚甘氨酸，将两条 多糖链上的四肽侧链之间以五肽桥连接 （图6-10）。革兰氏阳性菌与革兰氏阴性 菌的肽聚糖交联方式略有不同。
溶菌酶可作用于肽聚糖的多糖链，使多糖链 断裂导致菌体吸水膨胀破裂而杀死细菌。 青霉素类抗生素可抑制肽聚糖短肽之间的 交联，无法合成完整的细胞壁而发挥抑菌 作用。
（二）麦芽糖的降解
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ö 蔗糖： 植物中主要糖 转化糖（←蔗糖）：葡萄糖+果糖
第六章糖类代谢
2、低聚糖
• 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 健价值
第六章糖类代谢
低聚果糖 定义：是在蔗糖分子上以β（1→2） 糖苷键结合1～3个果糖的寡糖。
• 分子式为G-F-Fn，n=1～3
第六章糖类代谢
1 2
第六章糖类代谢
三、多 糖
（一）、淀粉——植物营养物质的一种储存形式 1、结构
直链淀粉、支链淀粉
第六章糖类代谢
第六章糖类代谢
（二） 糖原——动物淀粉
图1-3 糖原的分子结构 第六章糖类代谢
6
CH2OH O
O
5H
HO 2
4
H
OH
3
CH2 H
CH2OH O
O
H
HO
H OH
6
CH2OH O
CH2 H
植物胶主要用于增稠剂、甜食的稳定剂和冰淇淋的粘合剂等
第六章糖类代谢
3、微生物多糖
葡聚糖（右旋糖酐） 黄原胶 环状糊精
第六章糖类代谢
4、氨基多糖
透明质酸
黏多糖：
硫酸软骨素
肝素
壳多糖： （几丁质，甲壳素）
第六章糖类代谢
第二节 双糖和多糖的酶促降解
一、双糖的水解
（一）蔗糖的水解
1.蔗糖酶 蔗糖 + H2O
如:核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖
分类
寡糖:能水解成少数(2~10个)单糖分子的糖
以双糖存在最为广泛，蔗糖、麦芽糖和乳糖是其重要代表。
多糖:能水解为多个单糖分子的糖
以淀粉、糖原、纤维素等最为重要
第六章糖类代谢
一、单 糖
可根据所含碳原子的数目分为戊糖（5个
碳原子）和己糖（6个碳原子），根据C、O
H H OH
H
OHH
OHHO
OH H
H H
OH
OH H
H
H H
OH
吡喃型
呋喃型
吡喃型
呋喃型
α-D-葡萄糖
β-D-葡萄糖
第六章糖类代谢
二、寡糖
• 2~10 个单糖分子缩合而成的糖 • 还原型、非还原型：关键看其有无
游离半缩醛羟基
第六章糖类代谢
1、双糖
ö 麦芽糖： 麦芽糖淀粉酶水解淀粉
ö 乳糖： 可改善食物持水性
双键的位置分为醛糖（碳链末端）和酮糖
（碳链C中H 2间OH ）
O OH OH OH CH 2 OH
CHO H OH H OH H OH
CH 2OH
CHO HH H OH H OH
CH 2OH
果糖
D-核糖
第六章糖类代谢
2-脱氧核糖
CHO
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
CH2OH 葡萄糖
葡萄糖 （简化链式）
甘露糖
段 第四阶段： 由2-磷酸甘油酸生成丙酮酸
第六章糖类代谢
①活化
G
C H2O O
P
P OCH2O CH2OH
②异构
HO
③活化
葡萄糖 H O6-磷酸葡萄糖ຫໍສະໝຸດ OH 6-磷酸果糖6
1
P OCH2O CH2O P ④裂解
5 HO 2
1
H2C
2
C
OP
+ O ⑤异构
4
OH
3
3
磷酸二羟丙酮 H 2 C O H
P
⑥脱氢
P OCH2O CH2O P
HO
OH
4 HH C O 5
HCOH
1，6-二磷 酸果糖
6
H2C O
P
磷酸甘油醛
OP
OH
C O ⑦产能 C O ⑧异构
OH C O ⑨脱水
HCOH
HCOH
HH C O P
磷酸化酶
2.淀粉的磷酸解 转移酶
脱支酶
第六章糖类代谢
三、 糖 原 的 酶 促 降 解
第六章糖类代谢
第三节 糖的分解代谢
主要途径：
无氧条件下的糖酵解途径； 有氧条件下的有氧氧化； 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谢。
第六章糖类代谢
1、 葡萄糖的酵解
无氧条件
高等动物体内：葡萄糖→丙酮酸→乳酸 微生物体内：葡萄糖→丙酮酸→乙醇、乳酸
第六章糖类代谢
（四） 其他多糖
1、果胶物质 • 结构：
D-吡喃半乳糖醛酸以α-1,4苷键相 连，通常以部分甲酯化存在，即果胶。
第六章糖类代谢
果胶物质的化学结构
-D-半乳糖醛酸基 -1,4 糖苷键
第六章糖类代谢
2、植物胶
植物树胶： 阿拉伯胶、黄芹胶、刺槐豆胶 按来源分类：种子胶、瓜尔豆胶、罗望子胶 海藻胶：琼胶（脂）、角叉胶和褐藻胶
第六章 糖类代谢
第六章糖类代谢
主要内容
➢第一节 生物体内的糖类化合物 ➢第二节 双糖和多糖的酶促降解 ➢第三节 糖的分解代谢 ➢第四节 糖异生作用 ➢第五节 蔗糖和多糖的生物合成
第六章糖类代谢
第一节 生物体内的糖类化合物
糖类化合物：由C、H、O三种元素组成； 多羟基醛或多羟基酮。
第六章糖类代谢
单糖:不能被水解成更小分子的糖
O
5H
4
H
OH
HO 2
3
CH2 H
菊糖
（三） 纤维素与半纤维素
纤维素是植物中最广泛的骨架多糖，植 物细胞壁和木材差不多有一半是由纤维素 组成的。棉花、亚麻是较纯的纤维素。
纤维素对植物性食品的质地影响较大。
第六章糖类代谢
结构：
由β-（1,4）-D-吡喃葡萄糖单位构 成。为线性结构，无定型区和结晶区构成。
CH2OH
H OH
CH2OH
H OH
H
OO
H
4 OH H H 1 4 HOH H 1
H 4 OH H
O H1
O
4
HOH
H H1
HH
O
O
HH
OO
H OH
CH2OH
H OH
n CH2OH
纤维素
第六章糖类代谢
半纤维素
与纤维素一起存在于植物细胞壁中的多糖 物质的总称。
构成半纤维素的单体有：葡萄糖，果糖， 甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李 糖及糖醛酸。
第六章糖类代谢
半乳糖
• 天然糖的半缩醛形式
醛基与醇基作用
CHO
HO
H3C
CH 3OH
O
H+
CH 2OH
CH 2OH
第六章糖类代谢
• 环状结构
环内含氧；5元是呋喃；六元是吡喃；吡喃形式更稳定
CH2OH
CH2OH
H
OH CHOH O
CH2OH
CH2OH
HH
OOHCHOH O
OH
OHH H
OH
HO
H OH
蔗糖酶
葡萄糖 + 果糖
2.蔗糖合成酶
催化蔗糖与UDP反应生成果糖和尿苷二磷酸 葡萄糖
蔗糖+UDP
UDPG+果糖
第六章糖类代谢
（二）麦芽糖的水解
麦芽糖酶
麦芽糖+H2O
2葡萄糖
（三）乳糖的水解
β-半乳糖苷酶
乳糖酶
乳糖+H2O
半乳糖 + 葡萄糖
第六章糖类代谢
二、淀粉（糖原）的降解
1.淀粉的水解
α-淀粉酶 β-淀粉酶 R-酶(脱支酶） 麦芽糖酶
胞浆中进行
EMP途径
第六章糖类代谢
EMP途径，也称糖酵解，是将葡萄糖转变成 丙酮酸并同时生成ATP的一系列反应，是一 切有机体中都存在的葡萄糖降解途径。
第六章糖类代谢
糖酵解过程
10个酶催化的11步反应
四 第一阶段： 磷酸已糖的生成(活化)
个 第二阶段： 磷酸丙糖的生成(裂解)
阶
第三阶段： 3-磷酸甘油醛转变为2-磷酸 甘油酸