生物化学-糖类及其分解代谢

第十一章糖类代谢王镜岩《生物化学》第三版笔记第一节 概述 一、特点糖代谢可分为分解与合成两方面，前者包含酵解与三羧酸循环，后者包含糖的异生、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、激素与酶的调节。

同一生物体内的不一致组织，其代谢情况有很大差异。

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

葡萄糖的合成要紧在肝脏进行。

不一致组织的糖代谢情况反映了它们的不一致功能。

二、糖的消化与汲取（一）消化淀粉是动物的要紧糖类来源，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汲取。

要紧的酶有下列几种：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。

产物要紧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。

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%。

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、汲取D-葡萄糖、半乳糖与果糖可被小肠粘膜上皮细胞汲取，不能消化的二糖、寡糖及多糖不能汲取，由肠细菌分解，以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或者参加代谢。

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（或者半乳糖）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。

果糖通过一种不需要钠的易化扩散转运。

需要钠的转运可被根皮苷抑制，不需要钠的易化扩散被细胞松驰素抑制。

生物化学第五章糖代谢第五章糖代谢一、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。

己糖激酶的变构抑制剂是G-6-P；肝中的葡萄糖激酶是调节肝细胞对葡萄糖吸收的主要因素，受长链脂酰CoA的反馈抑制；6-磷酸果糖激酶-1是调节糖酵解代谢途径流量的主要因素，受ATP和柠檬酸的变构抑制，AMP、ADP、1,6-双磷酸果糖和2,6-双磷酸果糖的变构激活；丙酮酸激酶受1,6-双磷酸果糖的变构激活，受ATP的变构抑制，肝中还受到丙氨酸的变构抑制。

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。

酵解（glycolysis）：由10步酶促反应组成的糖分解代谢途径。

通过该途径，一分子葡萄糖转化为两分子丙酮酸，同时净生成两分子ATP和两分子NADH。

发酵（fermentation）：营养分子（Eg葡萄糖）产能的厌氧降解。

在乙醇发酵中，丙酮酸转化为乙醇和CO2。

巴斯德效应（Pasteur effect）：氧存在下，酵解速度放慢的现象。

底物水平磷酸化：ADP或某些其它的核苷-5′—二磷酸的磷酸化是通过来自一个非核苷酸底物的磷酰基的转移实现的。

这种磷酸化与电子的转递链无关。

柠檬酸循环（citric acid cycle）：也称为三羧酸循环（TAC），Krebs循环。

是用于乙酰CoA中的乙酰基氧化成CO2的酶促反应的循环系统，该循环的第一步是由乙酰CoA经草酰乙酸缩合形成柠檬酸。

回补反应：酶催化的，补充柠檬酸循环中间代谢物供给的反应，例如由丙酮酸羧化酶生成草酰乙酸的反应。

乙醛酸循环：是某些植物，细菌和酵母中柠檬酸循环的修改形式，通过该循环可以收乙酰CoA经草酰乙酸净生成葡萄糖。

乙醛酸循环绕过了柠檬酸循环中生成两个CO2的步骤戊糖磷酸途径：那称为磷酸已糖支路。

是一个葡萄糖-6-磷酸经代谢产生NADPH和核糖-5-磷酸的途径。

该途径包括氧化和非氧化两个阶段，在氧化阶段，葡萄糖-6-磷酸转化为核酮糖-5-磷酸和CO2，并生成两分子NADPH；在非氧化阶段，核酮糖-5-磷酸异构化生成核糖-5-磷酸或转化为酵解的两用人才中间代谢物果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。

糖醛酸途径：从葡萄糖-6-磷酸或葡萄糖-1-磷酸开始，经UDP-葡萄糖醛酸生成葡萄糖醛酸和抗坏血酸的途径。

但只有在植物和那些可以合成抗坏血酸的动物体内，才可以通过该途径合成维生素C。

无效循环（futile cycle）:也称为底物循环。

一对酶催化的循环反应，该循环通过ATP的水解导致热能的释放。

Eg葡萄糖+ATP=葡萄糖6-磷酸+ADP与葡萄糖6-磷酸+H2O=葡萄糖+P i反应组成的循环反应，其净反应实际上是ＡＴＰ＋Ｈ２Ｏ＝ＡＤＰ＋Ｐi。

第五章糖代谢【目的和要求】1、掌握糖分解代谢，糖酵解和有氧氧化的途径及催化所需的酶，特别是关键酶和主要的调节因素以及各通路的生理意义。

2、掌握肝糖原合成、分解及糖异生的途径及关键酶。

掌握磷酸戊糖途径的关键酶和生理意义。

掌握乳酸循环的过程及生理意义。

3．熟悉糖的主要生理功能，糖是生物体主要的供能物质, 血糖的概念，正常值以及血糖的来源、去路。

4．了解糖的吸收方式是通过主动转运过程，糖代谢异常。

【本章重难点】⒈糖酵解及有氧氧化的基本途径及关键酶⒉TAC、糖异生的生理意义⒊糖原合成分解的调节⒋血糖的调节⒌TAC循环、生理意义、调控⒍糖异生学习内容第一节概述第二节糖的无氧分解第三节糖的有氧氧化第四节磷酸戊糖途径第五节糖原的合成与分解第六节糖异生第七节血糖及其调节第一节概述糖的主要生理功能⑴是提供生命活动所需要的能量，据估计人体所需能量50%～70%左右是由糖氧化分解提供的。

⑵糖也是组成人体的重要成分，如核糖构成核苷酸及核酸成分；蛋白多糖构成软骨、结缔组织等的基质；糖脂是生物膜的构成成分等。

⑶体内还具有一些特殊生理功能的糖蛋白。

糖的消化和吸收食物中糖类主要为淀粉，口腔唾液腺及胰腺分泌有淀粉酶，仅能水解淀粉中的α-1,4糖苷键，产生分子大小不等的线形糖。

淀粉主要在小肠内受淀粉酶作用而消化。

在小肠黏膜细胞刷状缘上，含有α-葡萄糖苷酶，继续水解线形寡糖的α-1，4糖苷键，生成葡萄糖。

消化道吸收入体内的单糖主要是葡萄糖，葡萄糖经门静脉进入肝，部分再经肝静脉入体循环，运输到各组织，血液中的葡萄糖称为血糖，是糖在体内的运输形式。

糖的储存形式是糖原。

第二节糖的无氧分解糖的分解代谢是糖在体内氧化供能的重要过程。

糖氧化分解的途径主要有三条：①无氧酵解；②有氧氧化；③磷酸戊糖途径。

在供氧不足的情况下，葡萄糖或糖原的葡萄糖单位通过糖酵解途径分解为丙酮酸，进而还原为乳酸的过程称为糖的无氧分解，由于此过程与酵母菌使糖生醇发酵的过程基本相似，故又称为糖酵解（glycolysis）。

生物化学糖的各种代谢途径糖是生物体内重要的能量来源，它们可以通过各种代谢途径进行分解和合成。

下面将介绍一些常见的生物化学糖的代谢途径。

1. 糖的分解代谢糖的分解代谢主要包括糖酵解和糖异生两个过程。

糖酵解是指将葡萄糖分解成丙酮酸或乳酸的过程。

在细胞质中，葡萄糖经过一系列酶的作用，逐步分解为丙酮酸或乳酸，并释放出能量。

糖异生是指通过逆反应合成葡萄糖的过程，主要发生在肝脏和肌肉中。

通过糖异生，人体能够在长时间不进食的情况下维持血糖平衡。

2. 糖的合成代谢糖的合成代谢主要包括糖原合成和糖异生两个过程。

糖原是一种多聚体的葡萄糖分子，主要储存在肝脏和肌肉中，是动物体内的主要能量储备物质。

糖原合成是指通过一系列酶的作用，将葡萄糖合成为糖原的过程。

糖异生是指通过逆反应将非糖物质合成为葡萄糖的过程，主要发生在肝脏中。

糖异生是维持血糖平衡的重要途径，尤其在长时间不进食或低血糖状态下起到重要作用。

3. 糖的磷酸化代谢糖的磷酸化是指将葡萄糖或其他糖类分子与磷酸结合的过程。

磷酸化可以增加糖的活性，使其更容易参与代谢反应。

糖的磷酸化可以通过糖激酶酶家族的酶催化完成，其中最重要的是磷酸果糖激酶和磷酸葡萄糖激酶。

磷酸化后的糖分子可以进一步参与糖酵解、糖异生和糖原合成等代谢途径。

4. 糖的脱氧代谢糖的脱氧代谢主要指嘌呤和嘧啶核苷酸的合成途径。

嘌呤和嘧啶是DNA和RNA的组成部分，它们的合成过程涉及到多个糖类分子的代谢。

糖类分子通过一系列酶的作用，逐步合成嘌呤和嘧啶核苷酸。

这些核苷酸在细胞中起到重要的信号传递和能量转移的作用。

5. 糖的甘露胺代谢甘露胺是一种重要的糖醇，它在生物体内的代谢过程中起着重要的作用。

甘露胺可以通过一系列酶的作用，逐步代谢为甘露醛和甘露酸。

甘露胺代谢与糖酵解和糖异生等代谢途径有一定的联系，它们共同参与维持细胞内的能量平衡和代谢调节。

总结起来，生物化学糖的代谢途径包括糖的分解代谢、糖的合成代谢、糖的磷酸化代谢、糖的脱氧代谢和糖的甘露胺代谢等。

生物化学第9章糖代谢生物化学第9章糖代谢第九章糖代谢课外练习题一、名词解释1、糖酵解：在缺氧情况下，葡萄糖分解为乳酸的过程成为糖酵解。

2、糖酵解途径：葡萄糖分解为丙酮酸的过程3、糖有氧氧化：葡萄糖在有氧条件下氧化生成CO2和H2O的反应过程。

4、三羧酸循环：由乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始，经过反复脱氢、脱羧，再生成草酰乙酸的循环反应过程称为三羧酸循环（TAC，或Krebs循环）。

5、糖异生：由非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程6、糖异生途径：从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程7、乳酸循环：在肌肉中葡萄糖经糖酵解生成乳酸，乳酸经血液运到肝脏，肝脏将乳酸异生成葡萄糖。

葡萄糖释放进入血液后又被肌肉摄取，这种代谢循环途径成为乳酸循环。

8、糖原：是机体内糖的贮存形式，是可以迅速动用的葡萄糖贮备。

9、糖原合成：由葡萄糖合成糖原的过程10、活性葡萄糖：在葡萄糖合成糖原的过程中，UDPG中的葡萄糖基称为活性葡萄糖。

二、符号辨识1、EMP酵解途径；2、TCA/Krebs环三羧酸循环；3、PPP/HMP磷酸戊糖途径；4、CoA辅酶A；5、G-1-p1-磷酸葡萄糖；6、PEP磷酸烯醇式丙酮酸；三、填空1、将简单的小分子物质转变成复杂的大分子物质的代谢过程被称为（合成）代谢，而将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程则是（分解）代谢。

2、唾液中含有（α淀粉）酶，可水解淀粉中的α-1,4糖苷键。

淀粉消化主要在（小肠）内进行，降解形成寡糖。

3、二糖在酶作用下，能水解成单糖。

主要的二糖酶有（蔗糖）酶、（半乳糖）酶和（麦芽糖）酶。

4、糖在血液中的运输形式是（葡萄糖）。

糖的贮存形式是（糖原）。

5、糖的分解代谢途径包括（糖酵解）、（三羧酸）循环和（磷酸戊糖）途径。

糖的合成代谢途径包括（糖原）的合成以及非糖物质的（糖异生）作用。

6、人体内主要通过（磷酸戊糖）途径生成核糖，它是（核苷酸）的组成成分。

7、由于红细胞没有（线粒体），其能量几乎全部由（糖酵解）途径提供。

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。