动物生物化学+8+糖类代谢 PPT课件

XI. 乙酰辅酶A
反应列表
酶
反应类型
1. 乌头酸酶
脱水
2. 乌头酸酶 3. 异柠檬酸脱氢酶 4. 异柠檬酸脱氢酶
水合 氧化 脱羧
5. α-酮戊二酸脱氢酶复合体 6. 琥珀酰辅酶A合成酶 7. 琥珀酸脱氢酶 8. 延胡索酸酶 9. 苹果酸脱氢酶 10. 柠檬酸合酶
氧化脱羧 底物水平磷酸化 氧化 水合 氧化 加成
O R C COO-
TPP-酶A（E1）
O R C S L SH
CoA SH
OH
S 酶B（ E2 ） SH
O
CO2
R CH TPP
L S
L
R C S CoA
SH
FADH2
FAD 酶C（E3）
NAD+ NADH+H+
丙酮酸氧化脱羧反应简图
（2）三羧酸循环
丙酮酸氧化脱羧产物乙酰CoA与草酰乙酸（三羧酸
生成的NADH和FADH2 进入线粒体呼吸链氧化，生成ATP，是葡萄糖 分解代谢产生ATP的最主要途径。
葡萄糖分解代谢总反应式
C6H12O6 + 6H2O + 10NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4Pi 6CO2 + 10
NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP
按照每分子NADH产生3分子ATP，1分子FADH2产生2分子ATP计算， 1分子葡萄糖分解代谢成CO2和水共产生38分子ATP
又与发酵紧密联系，又称糖酵解或无氧分解。 （2）三羧酸循环：丙酮酸 CO2 + H2O 。 此过程的第一个物质为三元羧酸-柠檬酸，通常称为三羧酸
循环或柠檬酸循环。分子氧是此系列反应的最终受氢体，又称 为有氧分解。

CH2OH O O PO32H H OH H H OH H OH
H2C O PO32O OH H H OH H H OH H OH
CH2 O PO32CH2OH O H HO H OH H OH
CH2 O PO32H H OH H2C O PO32O HO H OH
1-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
C4H8O4
C5H10O5 C6H12O6 C7H14O7 C8H16O8
例外：甲醛（CH2O） ，乙酸（C2H4O2），乳酸（C3H6O3）； 脱氧核糖（C5H10O4），鼠李糖（C6H12O5）等。
糖的生物学功能
• 1. 能源：淀粉和糖原是重要的能源物质； • 2. 结构物质：植物细胞壁中的纤维素、细菌细胞 壁的肽聚糖； • 3. 在生物体内转变为其他物质： • 4. 识别信号分子：参与分子和细胞识别、细胞粘 附、糖复合物的定位和代谢等。
麦芽糖分子结构（葡萄糖α-1,4-葡萄糖苷）
CH2OH O H H OH H OH
CH2OH O OH H 1 H OH H H H OH
H O
4
H OH
β-半乳糖
α-葡萄糖
乳糖分子结构（葡萄糖β,α-1,4-半乳糖苷）
乳糖和麦芽糖有半缩醛羟基，因此具有还原性。 • 蔗糖没有游离的半缩醛羟基，是非还原糖。
常用单词、前缀和后缀
• 单词 – sugar， carbohydrate，saccharide… • 前缀 – Glycobiology， Glycoconjugate， Glycoprotein， Glycolipid… • 后缀 – -ose， -saccharide or -glycan • Glucose（葡萄糖），Fructose（果糖），Galactose （半乳糖）， Sucrose（蔗糖）…

糖原是动物体能量的主要来源，葡萄糖在血液 中的含量较高时，就结合成糖原储存于肝脏中， 当血液中含糖量降低时，就分解为葡萄糖而供给 机体能量。 糖原是无色粉末，溶于水呈乳色，遇碘显棕至 紫色。
糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式
纤维素 作为植物的骨架
β-1,4-糖苷键
纤维素
植物细胞壁含有高百分比的结构同多糖纤维素， 纤维素大约占生物圈中的有机物质的50％以上。 不象贮存多糖那样位于细胞内，纤维素和其它结 构多糖是由细胞内合成然后分泌出来的细胞外分 子。
脱支酶 磷酸化酶 G—1—P
（三）糖原的降解
糖原降解主要有糖原磷酸化酶和糖原脱支酶催
化进行。
糖原 +Pi
糖原 + G-1-P
（ n残基）
（n-1残基）
磷酸葡萄糖变位酶
肝脏
G+Pi
（葡萄糖-6磷酸酶）
G-1-P
G-6-P
肌肉 进入糖酵解
糖原磷酸化酶：从非还原端催化1-4糖苷键 的磷酸解。
例 肝糖元的分解
α葡萄糖1，4糖苷键
+ 7H3PO4
α葡萄糖1，6糖苷键
糖原核心
磷酸化酶(别构酶)
ATP抑制-AMP激活
7 G-1-P +
糖原核心
1 G-1-P
转移酶 糖原核心
去分枝酶 + H3PO4
糖原核心
G-1-P
磷酸化酶+ H3PO4
去单糖降解
二、双糖的水解
（一）蔗糖的水解
1.转化酶 蔗糖 + H2O
转化酶
限速酶 /率低 3、受激素或代谢物的调节 4、常是在整条途径中催化初始反应的酶 5、活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向

α-1，6糖苷键
淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶 糖原磷酸化酶
细胞壁多糖的酶促降解
纤维素降解
果胶物质降解：原果胶，果胶，果胶酸
三、糖酵解
1.糖酵解途径(glycolysis) （Embden-Meyerhof-Parnas，EMP）
(1) EMP途径的生化历程
糖酵解过程
糖 原 a
b
1 -磷 酸 葡 萄 糖 1
二、双糖和多糖的酶促降解 重要中间代谢产物: 5-磷酸核糖和NADPH
生成乙酰辅酶A。 β-半乳糖苷酶
三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生的中间产物也是生物合成的前体。 整个代谢途径在胞液进行。 循环中底物上有4对氢原子通过4步氧化反应脱下，其中3对是在异柠檬酸、酮戊二酸及苹果酸氧化时用以还原NAD+，1对是琥珀酸氧化时用以 还原FAD 焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、 可衍生许多其他物质
按照一个NADH能够产生3个ATP，1个FADH2能够产生 2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生38
个ATP：
4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP
3. 丙酮酸羧化支路（回补途径）
三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生 的中间产物也是生物合成的前体。例如卟 啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，谷氨酸、 天冬氨酸是从α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生 而成。一旦草酰乙酸浓度下降，势必影响 三羧酸循环的进行。
个糖单位切下来，故水解直链淀粉产物为麦芽糖，水 解支链淀粉为麦芽糖和极限糊精。 麦芽糖酶专一水解麦芽糖为两分子葡萄糖；
水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是脱支酶（α-1，
6糖苷键酶）
前四步反应为三羧酸反应，后五步为二羧酸反应。 (1) EMP途径的生化历程 丙酮酸羧化支路（回补途径） 由琥珀酰CoA形成琥珀酸时偶联有底物水平磷酸化生成ATP 动物 大多数糖类化合物可用通式Cn(H2O)m表示，又称为碳水化合物； 4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP β-淀粉酶:外切酶，只能从非还原端开始水解，以两个糖单位切下来，故水解直链淀粉产物为麦芽糖，水解支链淀粉为麦芽糖和极限糊精。 （1） 乳酸发酵（同型乳酸发酵）lactic fermation EMP pyr TCA

新陈代谢
同小分化子作物用质合成大分子的需能过程
中间代谢
大异分化子分作解用成简单小分子的放能过程
Top
1
2
3
4
糖代谢概述 糖原的代谢
糖酵解
柠檬酸循环
磷酸戊糖通路 糖异生
糖代谢与其 他代谢关系
第一节 糖类的一般概况
1.单糖：不能再水解的糖，葡萄糖，果糖，核糖等。
2.双糖：由两个相同或不同的单糖组成, 乳糖、蔗糖等.
CH3
丙酮酸
COO HC OH + NAD+
CH3 乳酸
甘油醛3-磷酸氧化为 甘油酸1,3-二磷酸
丙酮酸
无有氧条条件件
NADH
丙酮酸进一步被氧化分解
乳酸
NADH经呼吸链生成水
氧化为二氧化碳和水
乳酸
合成肝糖原或葡萄糖
糖异生
乳酸
乙醇
NADH
乳酸发酵
NADH 乙醇脱氢酶
丙酮酸 脱羧酶 乙醛
乙醇发酵
糖酵解途径汇总Βιβλιοθήκη HOCH 2C O P O OH
HC OH HO
H 2C O P O OH
3-磷酸甘油醛
上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段 。酵解的准备阶段包括两个磷酸化步骤由六 碳糖裂解为两分子三碳糖，最后都转变为甘 油醛3-磷酸。
在准备阶段中，并没有从中获得任何能量 ，与此相反，却消耗了两个ATP分子。
以下的5步反应包括氧化—还原反应、磷酸
3113-PPii
3 生成甘油酸2-磷酸
4 生成烯醇式丙酮酸磷酸
ATP
ATP
5 生成烯醇式丙酮酸 6 生成丙酮酸
⑹甘油醛3-磷酸氧化为甘油酸1,3-二磷酸
O

生理意义
动物机体迅速提供生理活动所需的能量 表皮、视网膜、神经、睾丸、肾髓质、血细胞等从无氧分
解获得能量 贫血、失血、休克等病理情况下，糖的无氧分解得到加强。
葡萄糖无氧分解途径中产生过多的乳酸会引起动物酸中毒。
指葡萄糖在有氧条件下彻底氧化 生成水和二氧化碳的过程。也称 为糖的有氧分解。
（一）来源
动物体内糖的来源主要由消化道吸收，其次通过糖的异生作用 非反刍动物，糖的主要来源是淀粉在消化道中被酶水解转变成
葡萄糖，然后通过小肠吸收 反刍动物, 丙酸是异生成葡萄糖的主要前体
（二）去路
分解供能 以肝糖原和肌糖原的形式暂时贮存于肝脏和肌肉中。 当有过多的糖摄入，可以转变为脂肪。 糖分解过程中的中间物可以通过提供“碳骨架”参与非必需氨
乳酸循环 （肌肉-肝脏-肌肉）
动物使役和剧烈运动时，肌肉中产生出大量乳酸。乳酸在肌肉组织中 不能利用，可以随血液运至肝脏再脱氢生成丙酮酸，后者既可以继续 经有氧分解供能，又可经异生作用再转变成葡萄糖，再释放进入血液 以补充血糖。这一过程称为乳酸循环。
它有助于清除体内多余的乳酸，防止发生由乳酸引起酸中毒。
丙酮酸脱氢酶系
2mol丙酮酸（3C）在丙酮酸脱氢酶复合体的催化下，氧化脱羧生 成2mol乙酰CoA（2C），2mol NADH+H+和2mol CO2
丙酮酸脱氢酶复合体： 3个酶 5个辅酶：TPP（焦磷酸硫胺素）、硫辛酸、CoA、FAD和NAD+
乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化， 反应如下：
一次底物水平磷酸化（生成ATP） 二次脱羧（生成2molCO2) 三个不可逆，三个关键酶（柠檬酸合
酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱 氢酶复合体） 四次脱氢（生成3mol NADH,1molFADH2=7.5+1.5 ATP=9ATP)

可逆反应，葡萄糖激酶是酵解过程中第一个调节酶。
精选课件ppt
10
(1)糖原分解生成6-磷酸葡萄糖
糖 原 (Gn)
磷酸化酶
H3PO4 糖 原 (Gn-1)
HO CH2
OH
O OH
O P O CH2
OH OH
OP O
OH
OH HO
OH OH
磷酸葡萄糖变位酶
1-磷酸葡萄糖
O
OH OH
(glucose-1-phosphate)
6-磷酸葡萄糖
(glucose-6-phosphate)
精选课件ppt
11
(2)6-磷酸葡萄糖转化成6-磷酸果糖(6-P-F)。
这是一个同分异构化反应，由磷酸葡萄糖异构酶所催化。 这一步酶促反应将羰基键C1移至C2，为C1磷酸化作了准 备。反应中间物是酶结合的烯醇化合物。
精选课件ppt
12
(3)F-6-P磷酸化生成1,6-二磷酸果糖(F-1,6-2P)，催化此反应
甘油醛-3-磷酸氧化产生的高能中间物最后转化成甘油 酸-3-磷酸并产生ATP，这是酵解过程中第一次产生ATP的 反应，也是底物水平的磷酸化反应。 因为一分子葡萄糖产 生2分子三碳糖，因此共产生2分子ATP。
精选课件ppt
18
甘油酸-3-磷酸转变成甘油酸-2-磷酸，催化此反应的酶为 磷酸甘油酸变位酶。
第四章 糖代谢
精选课件ppt
生物化学 1
教 容学
内
糖在动物体的一般概况 糖的分解供能 磷酸戊糖途径 葡萄糖的异生作用 糖原 糖代谢各途径之间的联系
精选课件ppt
2
第一节 糖在动物体内的 一般概况
教
学
糖的生理功能 糖代谢概况

酵解的反应过程： 第一阶段 葡萄糖生成丙酮酸
注意，这个过程消耗了 ATP，反应不可逆。
注意，这个过程消耗了 ATP，反应不可逆。
当底物发生脱氢或脱水时，使其分子内 部能量重新分布而形成高能磷酸键（或 高能硫酯键），然后将高能键转移给 ADP（或GDP）生成ATP（或GTP）的 过程，称为底物水平磷酸化。
O
CH 2 OH O H H 4 OH H H OH
H 1 + 4
H OH
CH 2OH O H H 1 OH H H OH
O
O O P O O
细胞内糖原在磷酸化酶催化下形成大量葡萄糖 -1 -磷酸
Pi
糖原磷酸化酶
转移酶 脱支酶 α-1，6糖苷酶
H OH
CH2OH O H H OH H OH
H
磷酸葡萄糖 变位酶
1.糖在动物体内的一般概况
1.2 糖的代谢概况 动物体内糖的来源
非反刍动物 反刍动物
动物体内糖的代谢
1.糖在动物体内的一般概况
1.3 血糖 概念：血液中所含的葡萄糖。
消化吸收 异生作用 糖原分解
血糖的来源和去路
氧化供能
葡萄糖
贮存 转变成其他物质
1.糖在动物体内的一般概况
1.3 血糖 意义 反映机体的能量水平，糖的分解和利用的动 态平衡，对大脑、胎儿尤为重要 糖尿 血糖水平相对恒定，超过肾糖阈值，葡萄糖 随尿排出 激素的调节作用 胰岛素下调； 胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素上调
2. 糖原的分解与合成
2.3 糖原合成
每个葡萄糖分子都须磷酸化成为6-P-葡萄糖，再 异构成为1-P-葡萄糖，然后进一步活化为UDPG。在 糖原引物的非还原端逐个加上葡萄糖基，同时释放 出UDP，糖原合成酶是这个反应的关键酶。由分支 酶催化糖链的分支。

吸收速率
不同糖类的吸收速率不同， 如葡萄糖的吸收速率较快， 果糖较慢。
吸收部位
小肠是主要的吸收部位， 但结肠也有一定的吸收功 能。
血糖的调节
胰岛素与胰高血糖素
饱腹感与饥饿感
胰岛素降低血糖，胰高血糖素升高血 糖。
饱腹感激素如GLP-1和饥饿感激素如 ghrelin对食欲的调节。
肝糖原与肌糖原
肝糖原分解为葡萄糖进入血液以维持 血糖稳定，肌糖原则储存葡萄糖。
感谢观看
THANKS
三羧酸循环过程中释放的能量为34分子ATP，其中1分子ATP来自乙酰 CoA与草酸乙酸结合的反应，其余33分子ATP来自其他三个步骤催化的 反应。
氧化磷酸化
氧化磷酸化定义
氧化磷酸化是线粒体内进行的一系列的氧化反应和磷酸化反应，是细胞产生能量的主要方 式。
氧化磷酸化步骤
氧化磷酸化包括两个步骤，分别是电子传递链和ATP合成酶催化的反应。电子传递链将 NADH和FADH2的电子传递给氧，生成H+，同时生成ATP。
02
糖原的合成需要限速 酶
糖原的合成酶是糖原合成的关键酶， 其活性受到多种因素的调节，如激素 、血糖水平等。因此，糖原的合成速 度受到限制。
03
糖原的合成与分解相 互制约
糖原的合成与分解是相互制约的过程 。在血糖水平升高时，糖原的合成增 加，而在血糖水平降低时，糖原的分 解加速。
蔗糖和淀粉的合成
蔗糖是植物体内主要的贮存光合产物 的形式，也是植物体内运输的主要形 式。蔗糖合成酶是蔗糖合成的关键酶。
化的反应。
三羧酸循环
01
三羧酸循环定义
三羧酸循环是线粒体内进行的一系列的氧化反应，是细胞产生能量的主
要方式。

细胞呼吸最早释放的CO2
完整版课件
30
丙酮酸脱氢酶复合体:位于线粒体内膜 上，原核细胞则在胞液中
丙酮酸脱氢酶复合体包括3种酶和6 种辅因子
E.coli丙酮酸脱氢酶系/复合体：
分子量：4.5×106，直径45nm，比核糖体稍大。
酶
辅酶
每个复合物亚基数
丙酮酸脱氢酶（E1）
TPP
24
二氢硫辛酸乙酰转移酶（E2） 硫辛酸、CoA
同时进行脱氢和磷酸化作用，并引起分子内部能量重新
分配，生成高能磷酸化合物1,3-BPG ，脱下的氢为 NAD+ 接受。甘油醛-3-磷酸完整版脱课件氢酶的作用是负协同效1应6
3.2 高能磷酸基团的转移
+ ADP
+ ATP
1,3-BPG
3-PG
高能磷酸化合物1，3-BPG在磷酸甘油酸激酶作用
下，通过底物水平磷酸化转变为ATP；因为每1mol
•柠檬酸/ 三羧酸循 环TCA
顺乌头酸
苹果酸
H2O
•草酰乙酸
再生阶段
•氧化脱 羧阶段
异柠檬酸
NAD+
NADH +CO2
延胡索酸
FADH2
FAD
完整版课件
琥珀酸 GTP 琥珀酰CoA
－酮戊二酸
NAD+
NADH +CO325
TCA第一阶段：柠檬酸生成
草酰乙酸
O CH3-C-SCoA
CoASH
柠檬酸合成酶
一、糖代谢总论 二、糖的分解代谢 （1）糖酵解作用 （2）丙酮酸去路 （3）柠檬酸循环 （4）戊糖磷酸途径 （5）葡糖异生作用 （6）乙醛酸途径
三、葡聚糖（糖原、 淀粉）的代谢