动物生物化学课件8糖代谢共70页

6-P葡萄糖脱氢酶
① 6-P葡萄糖+NADP+
6-P葡萄糖酸内酯+
NADPH+H+
6-P葡萄糖酸内酯酶
② 6-P葡萄糖酸内酯 H20 6H-P+葡萄糖酸（容易进行）
6-P葡萄糖酸脱氢酶
③ 6-P葡萄糖酸+NADP+ +CO2+NADPH+H+
5-P核酮糖
本阶段总反应：
6-P葡萄糖+2NADP++H2O
糖的分解代谢
生物体内葡萄糖（糖原）的分解主要有三条途径：
1.无O2情况下，葡萄糖（G）→丙酮酸（Pyr）→ 乳酸（Lac） 2. 有O2情况下，G → CO2 + H2O（经三羧酸循环） 3. 有O2情况下，G → CO2 + H2O（经磷酸戊糖途径）
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磷酸戊糖途径的发现
在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸（抑制3-P-甘油 醛脱氢酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖 仍可被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；发现了6P-葡萄糖脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及NADP+； 发现了五碳糖、六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有 其他代谢途径（1931-1951）。
1953年阐述了磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway)，简称PPP途径，也叫磷 酸己糖支路；亦称戊糖磷酸循环；亦称WarburgDickens戊糖磷酸途径。
PPP途径广泛存在动、植物细胞内，在细胞质中进
行。
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6. Oxidation of glyceraldehyde 3phosphate to 1,3bisphosphoglycerate

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。

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葡萄糖的主要分解代谢途径
葡萄糖
糖酵解
（有氧或无氧）
6-磷酸葡萄糖
（无氧） 丙酮酸
（有氧）
乙酰 CoA
乳酸 乙醇
磷酸戊糖途 径
三羧酸 循环
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细胞定位
动物细胞
磷酸戊糖途径
糖酵解
丙酮酸氧化三
羧酸循环
胞饮 中心体
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
右旋糖苷 2） 生化分离－－交联葡聚糖
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五、糖蛋白和蛋白聚糖 （一）糖蛋白：糖含量<蛋白含量
1.糖蛋白的结构 O连接 和含－OH的氨基酸以糖苷形式结合
N连接 与天冬酰胺的酰胺基连接
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（二）蛋白聚糖 蛋白含量<糖含量
糖胺聚糖链共价连接于核心蛋白组成
糖胺聚糖是不分枝的、呈酸性的、阴离子多糖长 链聚合物，以氨基己糖和糖醛酸组成的二糖单位 为基本单元构成， 旧称粘多糖、氨基多糖、酸性 多糖。它是动、植物，特别是高等动物结缔组织
糖原是人和动物餐间以及肌肉剧烈运动时最易动用的葡 萄糖贮库。
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糖原结构与支链淀粉很相似，糖原分支程度更
高，分支链更短，平均8-12个残基发生一次分支。 高度分支可增加分子的溶解度，还可使更多的非 还原末端同时受到降解酶（糖原磷酸化酶、 -淀 粉酶）的作用，加速聚合物转化为单体，有利于即时
动用葡萄糖贮库以供代谢的急需。
一个还原端。
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淀粉
淀粉水解
（酸或淀粉酶）
直链淀粉 支链淀粉
红色糊精
无色糊精 麦芽糖 葡萄糖
遇碘显色

磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
Glu
ATP
ADP
G-6-P
1. 己糖磷酸酯的生成
2
F-6-P
ATP
⑵ 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖
ADP
F-1,6-2P
P O CH2
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
H H OH
HO
OH H
还原末端 非还原末端 α-1，4糖苷键 α-1，6糖苷键
非还原端
极
磷酸化酶
限
+
糊 精
Pi
G-1-P
寡聚-（1,4→1,4) 葡萄糖转移酶
脱支酶 H2O
+ G
α-1,4-糖苷
+
G-1-P
磷酸化酶
9.2 糖的分解代谢
生物体内葡萄糖（糖原）的分解主要有三条途径：
1. 无O2情况下，G→丙酮酸（Pyr） → 乳酸（Lac） 2. 有O2情况下，G → CO2 + H2O（经三羧酸循环） 3. 有O2情况下，G → CO2 + H2O（经磷酸戊糖途径）
第二阶段: 由丙酮酸转变成乳酸。
➢两个阶段
-2（2H）
C6H12O6
2CH3COCOOH
+2(2H)
-2CO2
2CH3CH(OH)COOH
糖酵解 Glycolysis
2CH3CHO
2CH3CH2OH 生醇发酵
Fermentation
反应过程
ATP ADP
ATP ADP

大多是由于胰岛素抑制不正 常导致的血糖正常机制紊乱 所致。
肝糖原过多和多糖病等也与 糖代谢紊乱相关。
还包括可以通过安全、体重 管理来降低2型糖尿病、心 血管疾病和其他代谢病的风 险。
糖的药理学作用
胰岛素
口服药
其他药物
是治疗1型和2型糖尿病的关键药物。 如糖尿病药物，重要抑制血糖上升， 还包括糖皮质激素、胰酶等特定药
补充胰岛素可以恢复血糖正常。
调节血糖平衡的作用。
物。
葡萄糖转运
葡萄糖的摄入
食物中的葡萄糖通过肠道被吸收进 入体内。
葡萄糖的消耗
葡萄糖的稳态平衡
运动时，肌肉可以通过内源性储存 的糖原和血液中的葡萄糖提供能量。
通过胰岛素、肝素等激素刺激呈递 交的调节，来保持血液内葡萄糖的 稳态水平。
糖代谢与人类疾病的关系
1 糖尿病
2 糖原贮存异常症
3 热量与代谢疾病
糖类的破坏阶段
一些糖类经过缺氧就被破坏成两 个小分子，同时释放出了ATP提供 热量。
糖类氧化的三重意义
糖类氧化反应不仅仅是提供动物 生命机体所需要的能量，还与糖 病、糖原贮信息不正常等有关。
糖原代谢
糖原是以分支为主的多糖，存在于动物的肝脏和肌肉组织内。糖原的分解产生血糖和能量，帮助人体维持生命活动。
异生作用
在条件下，焦糖异生途径和脂肪酸异生途径则可互 相转化产生“新的葡萄糖”，发挥异生作用。
转化与储存
食物糖的分解，糖类合成或贮存，不存在一条线性 的“糖代谢通路”，而是一个复杂的动态平衡系统。
糖类分子的分解需要在细胞内按照化学反应途径进行，如酵解和异生作用。
糖酵解
糖类的氧化阶段
糖分子在循环系统之中，遇到氧 气后，产生二氧化碳和水，同时 复合成ATP，提供热能或为人体重 要分子供能。

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。
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(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)
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(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。
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(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。
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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
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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
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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

56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃