糖的化学：分解与合成代谢

《医学生物化学》第4章糖代谢重点难点《医学生物化学》第4章糖代谢-重点难点一、糖类的生理功用：①氧化供能：糖类是人体最主要的供能物质，占全部供能物质供能量的70%；与供能有关的糖类主要是葡萄糖和糖原，前者为运输和供能形式，后者为贮存形式。

②作为结构成分：糖类可与脂类形成糖脂，或与蛋白质形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可参与构成生物膜、神经组织等。

③作为核酸类化合物的成分：核糖和脱氧核糖参与构成核苷酸，DNA，RNA等。

④转变为其他物质：糖类可经代谢而转变为脂肪或氨基酸等化合物。

二、糖的无氧酵解：糖的无氧酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。

其全部反应过程在胞液中进行，代谢的终产物为乳酸，一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。

糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段：1.活化(己糖磷酸酯的生成)：葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-双磷酸果糖(FBP)，即葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖(F-1,6-BP)。

这一阶段需消耗两分子ATP，己糖激酶(肝中为葡萄糖激酶)和6-磷酸果糖激酶-1是关键酶。

2.裂解(磷酸丙糖的生成)：一分子F-1,6-BP裂解为两分子3-磷酸甘油醛，包括两步反应：F-1,6-BP→磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛。

3.放能(丙酮酸的生成)：3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括五步反应：3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。

此阶段有两次底物水平磷酸化的放能反应，共可生成2×2=4分子ATP。

丙酮酸激酶为关键酶。

4.还原(乳酸的生成)：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+。

即丙酮酸→乳酸。

三、糖无氧酵解的调节：主要是对三个关键酶，即己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶进行调节。

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。

糖原代谢与合成糖原有支链也有直链, 有许多非还原性末端和一个还原性末端. 一般分解糖原需要从链的非还原性末端入手, 如果支链较多, 那么就可以同时分解多个支链, 加快糖原分解速度. 糖原一般储存在肝, 肌肉中1.糖原的第一步降解称为磷酸解发生在糖原的非还原性末端, 由糖原磷酸化酶催化, 消耗一个磷酸根. 生成G1P和缩短的糖原.磷酸解的好处在于直接生成带磷酸根的葡萄糖, 不需要消耗ATP了. 只有水解下来的才是普通的葡萄糖.需要磷酸吡哆醛做辅酶(转氨基作用也需要这个)2.糖原脱支糖原磷酸化酶只能作用在1,4糖苷键上, 故分支点上的用不了, 这时候需要脱支酶, 它既可以把剩的的很短的一段支链拿走3个到别的支链上, 又可以把剩下的最后一个支点水解掉. 产生脱支的糖原和一分子葡萄糖. 也就是说脱支酶既有转移酶的活性, 又有糖苷酶的活性.3.G1P变位使用磷酸葡萄糖变位酶可以把G1P变为G6P, 从而进入糖酵解, 或者通过葡萄糖6磷酸酶变为葡萄糖运输到其它地方.糖原的合成之前说糖原代谢可以直接磷酸解, 从而看起来省了能量, 但是有代价的, 那就是合成糖原时需要额外消耗ATP.1.合成糖原需要首先活化葡萄糖, 并不是用ATP, 而是用UTP, 并且不是上磷酸根, 而是去掉磷酸根上UDP. 首先葡萄糖用HK变G6P, 然后用磷酸葡萄糖变位酶, 变成G1P, 与UTP反应生成UDPGlc与焦磷酸PPi, 焦磷酸极易水解, 所以推动该反应发生. 酶是UDPGlc焦磷酸化酶. 这种PPi推动反应的例子还有很多2.糖原合酶催化合成. UDP-G直接加在已有糖原的非还原性末端. 这是糖原合成需要引物的体现. UDP被脱掉.3.形成引物. 糖原素引起引物合成, 糖原素不断催化UDP-G到自己身上来,直到形成7个分子长的链, 就形成了引物, 但糖原素并未解离.4.形成分支. 分支酶能够将一个7糖单位转移到临近的糖链上糖原代谢的调节糖原磷酸化酶和糖原合酶应该交互调节.1.别构调节肌糖原磷酸化酶的别构调节它有a, b, 两种形式, a有活性而b没有活性. 只是前者被磷酸化修饰了. 两种形式的酶都有T和R两种构象, a形的R多, b形的T多, T态的活性较低.肌糖原磷酸化酶的别构效应物有ATP, G6P, AMP, 只作用于b形, 该酶可以结合核苷酸, 从而改变构象. 高浓度的ATP可以与b形结合, 转化为无活性的T态, 而高浓度的AMP则促使转变为R态. 同样的, G6P多了也可以抑制该酶.大多数情况下, ATP与G6P共同抑制该酶的b形, 但a形总是有活性. 如果受到肾上腺素的刺激, b形会变成a形.肝糖原磷酸化酶的别构调节.与肌细胞中类似, 但是a形对别构效应物反应强烈, 并且a形的别构效应物是葡萄糖.糖原合酶的别构调节其也有a, b形, 但a为去磷酸化状态, b为磷酸化状态, G6P是其正别构效应物1.可逆磷酸化调节糖原磷酸化酶b激酶可以使b变为a形, 也可以磷酸化糖原合酶a其有4个亚基, 被肾上腺素或胰高血糖素激活后, β亚基被磷酸化修饰, 此时有部分活性, 若想有完全活性, 则要有钙离子结合. 这两个是与门. 有活性的糖原磷酸化酶b激酶可以把b形转化为有活性的a形, 做到升血糖.磷蛋白磷酸酶PP-1,PP1可以与糖原结合, 可以催化有磷酸的蛋白质去磷酸化. 这正是上述的两种反应的a,b形磷酸化恰好相反的原因. 在PP1活性高的情况下, 所及之处, 没有磷酸化的蛋白, 即糖原磷酸化酶处于b形, 磷酸化酶b激酶与门条件不达成, 糖原合酶处于a形, 即糖原合成处于活性, 而糖原降解被抑制。

第⼗⼀章糖类代谢--王镜岩《⽣物化学》第三版笔记（完美打印版）第⼗⼀章糖类代谢第⼀节概述⼀、特点糖代谢可分为分解与合成两⽅⾯，前者包括酵解与三羧酸循环，后者包括糖的异⽣、糖原与结构多糖的合成等，中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。

糖代谢受神经、激素和酶的调节。

同⼀⽣物体内的不同组织，其代谢情况有很⼤差异。

脑组织始终以同⼀速度分解糖，⼼肌和⾻骼肌在正常情况下降解速度较低，但当⼼肌缺氧和⾻骼肌痉挛时可达到很⾼的速度。

葡萄糖的合成主要在肝脏进⾏。

不同组织的糖代谢情况反映了它们的不同功能。

⼆、糖的消化和吸收（⼀）消化淀粉是动物的主要糖类来源，直链淀粉由300-400个葡萄糖构成，⽀链淀粉由上千个葡萄糖构成，每24-30个残基中有⼀个分⽀。

糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。

主要的酶有以下⼏种：1.α-淀粉酶哺乳动物的消化道中较多，是内切酶，随机⽔解链内α1，4糖苷键，产⽣α-构型的还原末端。

产物主要是糊精及少量麦芽糖、葡萄糖。

最适底物是含5个葡萄糖的寡糖。

2.β-淀粉酶在⾖、麦种⼦中含量较多。

是外切酶，作⽤于⾮还原端，⽔解α-1，4糖苷键，放出β-麦芽糖。

⽔解到分⽀点则停⽌，⽀链淀粉只能⽔解50%。

3.葡萄糖淀粉酶存在于微⽣物及哺乳动物消化道内，作⽤于⾮还原端，⽔解α-1，4糖苷键，放出β-葡萄糖。

可⽔解α-1，6键，但速度慢。

链长⼤于5时速度快。

4.其他α-葡萄糖苷酶⽔解蔗糖，β-半乳糖苷酶⽔解乳糖。

⼆、吸收D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被⼩肠粘膜上⽪细胞吸收，不能消化的⼆糖、寡糖及多糖不能吸收，由肠细菌分解，以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢。

三、转运1.主动转运⼩肠上⽪细胞有协助扩散系统，通过⼀种载体将葡萄糖（或半乳糖）与钠离⼦转运进⼊细胞。

此过程由离⼦梯度提供能量，离⼦梯度则由Na-K-ATP酶维持。

细菌中有些糖与氢离⼦协同转运，如乳糖。

另⼀种是基团运送，如⼤肠杆菌先将葡萄糖磷酸化再转运，由磷酸烯醇式丙酮酸供能。