当前位置：文档之家 › 生物化学(合工大)第八章糖代谢

生物化学(合工大)第八章糖代谢

  • 格式：ppt
  • 大小：2.87 MB
  • 文档页数：117

下载文档原格式

  / 117

合集下载

《生物化学》 第8章 糖代谢

《生物化学》 第8章 糖代谢
2020/9/29
⑥ 糖酵解的生理意义
❖酵解途径是单糖分解代谢的一条最重要的
基本途径
❖细胞在缺氧条件下,通过无氧酵解可以获得
有限的能量维持生命活动
❖有氧条件下,酵解是单糖完全氧化分解成
CO2和水的必要准备阶段
2020/9/29
8.2.2 无氧条件下丙酮酸的去路
1.酵母菌的酒精发酵
C O O H C O 丙酮酸脱羧酶
2020/9/29
8.3.2 淀粉的合成
G
G-6-P G-1-P
ATP ADP
(A)UTP
(A)UDPG
焦磷酸化酶 PPi
(A)UDPG n(A)UDPG
转糖苷酶
引物
(G)m m≥2
n(A)UDP
（α-1,4-G）n+mBiblioteka Q酶2020/9/29
（α-1,6）
8.3.3 糖原的合成
非还原端 糖原结构特点
（1）丙酮酸羧化支路
C O O H
OC C O O H
CO+ C O 2+ A T P+ H O 2 丙酮酸羧化酶、生物素，Mg2+ C H 2 C O O H+ A D P+ Pi
C H 3 丙酮酸
草酰乙酸
2020/9/29
⑥ 回补途径
C O O H
C O+ C O 2+ N A D P H+ H +
三羧酸循环
→Acetyl-CoA→→→CO2 + H2O
Lac （——————）
酵解
（—————————————————————）
有氧分解
2020/9/29
① 丙酮酸脱氢酶系

第8章_糖代谢 PPT课件

第8章_糖代谢 PPT课件

一、糖酵解
㈠、糖酵解的生物化学过程
糖酵解（glycolysis）是指在无氧条件下，把葡 萄糖转变为乳酸，并伴随生成ATP的过程。
糖酵解的底物一般为葡萄糖，全过程在细胞质 中进行，参与糖酵解各反应的酶都存在于细胞质 中。
① 此步不可逆
己糖激酶
激酶(kinase)：将ATP上的磷酸基团转移到受体上的酶。
硫辛酸 FAD
C2单位的氧化并转移 给CoA
氧化型硫辛酰胺的再 生
E1: 丙酮酸脱氢酶 E2:二氢硫辛酸转乙酰酶 E3: 二氢硫辛酸脱氢酶
E1 E2
E2
E3 E3
三羧酸循环（Krebs循环）
① 此步不可逆，为限速步骤 柠檬酸合成酶
② 乌头酸酶
③ 此步不可逆，为限速步骤 异柠檬酸脱氢酶
1、葡萄糖 → 6- 磷酸葡萄糖
葡萄糖
己糖激酶（肌肉）
己糖激酶 and 葡萄糖激酶（肝脏）
6-磷酸葡萄糖
2、 6- 磷酸葡萄糖 → 1- 磷酸葡萄糖
3、 1-磷酸葡萄糖 → UDPG UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖
UDPG 是生物体内重要的活化单糖，单糖必须 经过活化后才能用于寡糖和多糖的合成。
1-磷酸葡萄糖＋UTP
简答题 1、何谓糖酵解？糖酵解与糖异生途径有那些差异？糖酵解与糖的无氧 氧化有何关系? 2、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学意义何在？ 3、何谓底物水平磷酸化，举例说明。 4、为什么说三羧酸循环是糖、脂、蛋白质代谢的共同通路？ 5、为什么说6-磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的交叉点?
熟悉下列酶催化的反应 已糖激酶、磷酸果糖激酶、3- 磷酸甘油醛脱氢酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱 氢酶系、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α- 酮戊二酸脱氢酶系、琥珀酸脱 氢酶、苹果酸脱氢酶、6- 磷酸葡萄糖脱氢酶、6- 磷酸葡萄糖酸脱氢酶

生物化学--糖代谢

生物化学--糖代谢
2-磷酸甘油酸
COO-
C
O～ P
H2 O
CH2
烯醇化酶
磷酸烯醇式丙酮酸
（10）磷酸烯醇式丙酮酸旳磷酸转移
COO-
ADP ATP
C
O～ P
CH2
丙酮酸激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
COO-
CO
CH
3
丙酮酸
2. 丙酮酸转变为乳酸
COOH NADH+H + NAD +
CO
CH
3
乳酸脱氢酶
丙酮酸
COOH
CHOH
CH
H2O
延胡索酸酶
COO-
HOCH
CH2 COO-
延胡索酸
苹果酸
反应8：苹果酸氧化生成草酰乙酸
乙酰-CoA H2O
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶 （氧化）
苹果酸
NADH
柠檬酸合成酶 （缩合）
柠檬酸
顺乌头酸酶（脱水）
H2O
顺乌头酸
H2O
顺乌头酸酶
（水化）
异柠檬酸
H2O
延胡索酸酶
（加水）
延胡索酸
FADH2
NADH
非糖物质
血糖 肝、肌肉 合成糖原
（3.89～6.11mmol/L） 转变为
[血糖]> 8.9mmol/L
非糖物质
转变成其他 糖及衍生物
尿糖
血糖水平旳调整
正常情况，来路去路，维持动态平衡 1．肝脏调整 [血糖]正常水平，肝糖元Glc，[Glc]
糖异生作用加强 [血糖]正常水平，Glc肝糖元，[Glc]
糖异生作用减弱 2．肾脏调整
肾 糖 阈 ： 肾 脏 所 能 保 持 旳 最 高 [Glc] 在 160180mg/dl，

生物化学糖代谢

生物化学糖代谢
调节代谢途径中关键酶的活性而影响代谢速度
关键酶
① 己糖激酶 ② 果糖磷酸激酶-1 (最重要) ③ 丙酮酸激酶
AMP ADP 果糖2;6二磷酸
激活 果糖磷酸抑激制酶1
H＋ ATP高浓度 柠檬酸 长链脂肪酸
果糖1;6二磷酸
激活
抑制
丙酮酸激酶
乙酰C0A ATP 丙氨酸
抑制 己糖激酶
G6P 长链脂酰CoA
异柠檬酸脱氢酶 α酮戊二酸脱氢酶系
1丙酮酸脱氢酶系的调节
变构调节
乙酰CoA; NADH; ATP 变构抑制
丙酮酸脱氢酶系 变构激活
AMP; ADP; NAD+
乙酰CoA/HSCoA NADH/NAD+
能量充足
抑制
丙酮酸脱氢酶系
有活性
共价修饰调节
丙酮酸脱氢酶
ATP
丙酮酸脱氢 酶磷酸酶
丙酮酸脱氢 酶激酶
HSCoA泛酸 硫辛酸
FADVit B2 NAD+Vit PP
丙酮酸氧化脱羧反应过程
羧
3 三羧酸循环 柠檬酸循环
三 羧 酸 循 环 Tricarboxylic acid Cycle; TAC 指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个 羧基的柠檬酸;反复进行脱氢脱羧;又生成草酰 乙酸的重复循环反应的过程
辅酶 ATP
1
果糖６磷酸→果糖1;6二磷酸
1
2*甘油醛3磷酸→2*甘油酸1;3二磷酸 NAD+ 2*3或2*2
2*甘油酸1;3二磷酸→2*甘油酸3磷酸
2*1
2*烯醇式丙酮酸磷酸→2*丙酮酸
2*1
6或8ATP
第二阶段：
2*丙酮酸 → 2*乙酰CoA
辅酶 ATP

生物化学第八章糖代谢

生物化学第八章糖代谢

第八章 糖代谢 (saccharometabolism) 糖是生物体内主要能源 生命过程 消耗能量
第八章：糖代谢
01
02
03
1 多糖和底聚糖的酶促降解
2 糖的分解代谢
3 糖的合成代谢
葡萄糖的主要代谢细胞定位
细胞膜
细胞质
线粒体
高尔基体
细胞核
内质网
溶酶体
细胞壁
叶绿体
有色体
白色体
液体
晶体
分泌物
01
02
03
04
糖酵解过程: 10步反应 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 能量转换发生在前10步. 可划分为两个主要阶段： 前五步为准备阶段，葡萄糖通过磷酸化、异构化裂解为三碳糖。每裂解一个已糖分子，共消耗2分子ATP。使己糖分子的1，6位磷酸化。最后形成一个共同的中间产物甘油醛-3-磷酸。 后五步为产生ATP的贮能阶段。磷酸三碳糖转变成丙酮酸，每分子三碳糖产生2分子ATP。 整个过程需要10种酶，这些酶都在细胞质中，所以 ， EMP途径的发生部位在细胞质中。
8反应图
甘油酸-3-磷酸
磷酸甘油酸变位酶
甘油酸-2-磷酸
9、2-磷酸甘油酸脱水烯醇化
9反应图 烯醇化酶 甘油酸-2-磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸
2-磷酸甘油酸的脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶（enolase） 这一步反应也可看作分子内氧化还原反应，分子内能量重新分布，又一次产生了高能磷酯键。 反应可以被氟离子抑制，取代天然情况下酶分子上镁离子的位置，使酶失活。
二次磷酸化。形成果糖-1，6-二磷酸。
该反应不可逆
酶：称为磷酸果糖激酶（PFK），
该酶需要Mg2+参加反应。
ATP可降低该酶对果糖-6-磷酸的亲和力，但ATP对该酶的这种变构抑制效应可被AMP解除。因此ATP/AMP的比例关系对此有明显的调节作用。H+对酶活性也有很大影响。

大学生物化学课件糖代谢

大学生物化学课件糖代谢

细胞模型的建立
通过细胞培养技术可以建立各种糖代谢异常的细胞模型，如糖尿病细胞模型、肥胖细胞
模型等，为研究糖代谢异常的发生机制和治疗方法提供基础。
细胞内糖代谢过程的观察
利用荧光标记技术可以实时观察细胞内糖代谢过程中各种物质的动态变化，从而深入了 解糖代谢的调控机制。
2024/1/25
细胞内信号传导的研究
2024/1/25
25
实验方法与技术在糖代谢研
06
究中的应用
2024/1/25
26
酶学方法在糖代谢研究中的应用
1 2
酶动力学研究
通过测定酶的催化反应速率和底物浓度之间的关 系，可以了解糖代谢过程中酶的催化机制和调控 方式。
酶抑制剂研究
利用酶抑制剂可以特异性地抑制糖代谢过程中的 某些关键酶，从而研究这些酶在糖代谢中的作用 和调控机制。
18
糖原合成的过程及调控机制
共价修饰调节
糖原合酶的活性受到共价修饰的调节，如磷酸 化和去磷酸化。
变构调节
某些代谢物可以与糖原合酶结合，改变其构象 从而影响其活性。
2024/1/25
激素调节
胰岛素可以促进糖原的合成，而胰高血糖素和肾上腺素则可以抑制糖原的合成 。
19
糖异生与糖原合成的比较
相同点
两者都受到多种因素的调 节，如激素和代谢物等。
2024/1/25
维持血糖水平稳定
在长时间饥饿或低血糖状态下，糖异 生能够维持血糖在正常水平，保证大 脑等重要器官的能量供应。
调节酸碱平衡
糖异生过程中产生的某些中间产物可 以参与酸碱平衡的调节。
16
糖原合成的过程及调控机制
葡萄糖的活化
葡萄糖在己糖激酶的作用下磷酸化为葡萄糖-6-磷酸。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
OH 1
OH
CH2OH OH
4 OH O
OH
CH2OH
O
1
4
O
CH2OH
O
1 32
OH
葡萄糖-（14）半乳糖苷
3. 多糖
(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）
• 直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡 萄糖分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈 螺旋结构，遇碘显紫蓝色。
• 支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以 外，在支点处存在（16）糖苷键，分子量 较高。遇碘显紫红色。
ADP CH2OPO3H2
3、1,6-二磷酸果糖的生成 ATP
P
ADP
磷酸果糖激酶是糖酵解途径的第二个关键酶,并且是限速酶
6
－
6
1 ，
葡 萄 己糖激酶 糖 ATP ADP
磷 酸 葡 萄 糖
磷酸己糖 异构酶
－ 磷磷酸果糖激酶 酸 果 ATP ADP 糖
6 － 二 磷 酸 果
糖
磷酸果糖
变位酶
糖 原 磷酸化酶 1－磷酸葡萄糖
丙酮酸脱氢酶系
三种酶
E1-丙酮酸脱羧酶（也叫丙酮酸脱氢酶） E2-二氢硫辛酸乙酰基转移酶 E3-二氢硫辛酸脱氢酶。
六种辅助因子
焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、 COASH、FAD、NAD+、Mg2+
其它糖进入单糖分解的途径
半乳糖
ATP
ADP
半乳糖-1-P
UTP
葡萄糖
甘油
ATP
ADP
3-磷酸甘油
PPi
（二）反应部位：线粒体基质
反应从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含有三 个羧基的柠檬酸开始，所以称为柠檬酸循环，又 称为TCA循环或Krebs循环。
糖的无氧氧化与有氧氧化的关系
葡萄糖 （或糖原、淀粉）
细胞液
线粒体内膜
丙酮酸
三羧酸循环
乙酰辅酶A
CO2+H2O
乳酸
线粒体基质
O CH3-C-SCoA
CoASH
HO H
OH
H
H
OH
H OH
OH
-D-吡喃葡萄糖
-D-吡喃半乳糖
OH
H H
OH
HO
H
HO OH
OH
OH
H
H
O OH H HO
OH OH H
-D-吡喃甘露糖
-D-呋喃果糖
2.寡糖（二糖）
• 蔗糖
CH2OH
O1
2
O HOCH2 O
2 4
3 CH2OH
葡萄糖-，（12）果糖苷
•乳 糖
• 麦芽糖
CH2OH OH
草酰琥珀酸
α-酮戊二酸
这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，
异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。
（4）α-酮戊二酸氧化脱羧反应
COOH
CH2COOH
O
CH2 +
CCOOHH
NAD+
HSCoA
NADH+H+ CO2
CH2
α-酮戊二酸脱氢酶复合体 CH2
CO～SCoA
α-酮戊二酸
琥珀酰CoA
这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应， α酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。
10、丙酮酸的生成
~ ADP
ATP
糖酵解中第二次底物水平磷酸化， 丙酮酸激酶是第三个关键酶， 1分子葡萄糖产生2分子ATP。
自发反应
,-
1
3
3
3
2
磷 酸 甘 油 醛
磷酸甘油 二 磷酸甘油
酸脱氢 酶 磷 酸 激 酶
酸 NAD++Pi
2ADP
甘 NADH+H+
2ATP
油
பைடு நூலகம்
磷 酸 甘 油 酸
磷酸甘油 酸变位酶
己糖激酶是糖酵解途径的第一个关键酶
2、磷酸己糖异构化
CH2OPO3H2
H2O3PO CH2 O CH2OH
H
OH
OH H
磷酸己糖异构酶
OH
H
OH
A
OH
OH
H OH 6－磷酸葡萄糖
ADP
OH H 6-磷酸果糖
ATP
己糖激酶 HO C
Mg 己糖磷酸激酶
Mg 磷酸果糖激酶 H
ATP
CH2OH
H
OH
H2O3PO CH2 O
• β淀粉酶只能从非还原端开始水解。 • 水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是α-1，6糖苷
键酶。 • 淀粉水解的产物为糊精和麦芽糖的混合物。
还原末端 非还原末端 α-1，4糖苷键 α-1，6糖苷键
三、糖的无氧降解及厌氧发酵
1.糖酵解途径(glycolysis) 2.（Embden Meyerhof Parnas EMP）
第二阶段：
4、1,6-二磷酸果糖的裂解
CH2O P HC O HO CH H COH HO C
CH2O P
1,6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
5、磷酸丙糖的同分异构化
相当于1,6-二磷酸果糖裂解 为两分子的3-磷酸甘油醛。
第三阶段：
6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
CHO
CHOH +NAD++Pi
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
顺乌头 酸酶 H2O
H2O
（1）缩 合 反 应
+ O
O
CH3—C～SCoA
C—COOH
柠檬酸 合合成酶酶
HO
CH2COOHH2O
—
HSCoA
CH2COOH C—COOH CH2COOH
乙酰CoA
草酰乙酸
柠檬酸
柠檬酸合酶是三羧酸循环的第一个限速酶
磷 酸 甘 油 酸
酸
磷
酸
烯醇化酶
烯 醇
式
丙
酮
酸
酸酮丙
烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶
2ADP 2ATP
糖酵解分为三个阶段
第一阶段：葡萄糖的磷酸化 葡萄糖 3步 1，6－二磷酸果糖
第二阶段：糖的裂解阶段 1，6－二磷酸果糖 2步 两分子的磷酸丙糖
第三阶段：产能阶段 两分子的3－磷酸甘油醛 5步 两分子丙酮酸
苹果酸 脱氢酶
NAD+
NADH+H+
（6）延胡索酸的生成
H CHCOOH
琥珀酸脱氢酶 CHCOOH
+ FAD
H CHCOOH
+
CHCOOH
FADHH22
琥珀酸
延胡索酸
（7）苹果酸的生成
CHCOOH
+ H2O
CHCOOH
延胡索酸
HO CHCOOH 延胡索酸酶 H CHCOOH
苹果酸
（8）草酰乙酸的再生
UDP-半乳糖
葡萄糖
UDP-葡萄糖
ATP
PPi
ADP
UTP
葡萄糖-1-磷酸 葡萄糖-6-磷酸
果糖
ATP
ADP
果糖-6-磷酸
NAD+ NADH+H+ 磷酸二羟丙酮
果糖-1、6-磷酸
Pi 糖原或淀粉
ATP ADP
甘露糖-6-磷酸
ADP ATP
甘露糖
3-磷酸甘油醛 进入糖酵解
四、葡萄糖的有氧分解代谢
（一）定义：葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化 生成CO2、H2O和大量ATP的代谢过程，称 为糖的有氧氧化。
1.概述
2.
多糖和寡聚糖只有分解成小分子
后才能被吸收利用，生产中常称为糖化。
3.2. 淀粉
4.3.淀粉水解 5. 淀粉 糊精
G 6.
寡糖 麦芽糖
淀粉的酶促水解：
• 水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶， 二者只能 水解淀粉中的α-1，4糖苷键，水解产物为麦芽 糖。
• α-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的 α-1，4糖键。
(2)纤维素
• 由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链， 不溶于水。
(3)几丁质（壳多糖）
• N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷键缩合
而成的线性均一多糖。 (4)杂多糖 • 糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等） • 透明质酸 • 硫酸软骨素 • 硫酸皮肤素 • 硫酸角质素 • 肝素
糖原
二、多糖和寡聚糖的酶促降解
CH2OP
3-磷酸甘油醛
COO～ P
CHOH +NADH+H+
CH2OP
1，3-二磷酸甘油酸
这是糖酵解过程中唯一一步脱氢反应
7、高能磷酸基团的转移
+ ADP
+ ATP
糖酵解中第一次底物水平磷酸化， 1分子葡萄糖产生2分子ATP。
8、3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸
9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成
~
（一）定义：在无氧的条件下，葡萄糖或糖原分解 成丙酮酸，并释放少量能量的过程称为糖的无氧 分解。这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似， 又称为糖酵解，简称EMP途径。
（二）反应部位：细胞液（胞浆）
（三）EMP途径的生化历程—三个阶段
第一阶段：
1、葡萄糖的磷酸化
ATAPTP
P
ADP
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
H
HOO CCOOH
NAD+ O NADH+H+ C—COOH
H CHCOOH 苹果酸
苹果酸脱氢酶
CH2COOH 草酰乙酸
乙酰CoA H2O
CoA
柠檬 酸