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生物化学糖类及其分解代谢优秀课件

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生物化学 糖代谢 PPT课件

生物化学 糖代谢 PPT课件

1. 到分枝前4个G时， 淀粉磷酸化酶停止降解 2.由转移酶切下前3个 G，转移到另一个链上 3.脱支酶水解α -1，6糖 苷键形成直链淀粉。脱 下的Z是一个游离葡萄 糖 4.最后由磷酸化酶降解 形成G-1-P
淀粉（或糖原）降 解
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。
单糖 (monosacchride):不能再水解的糖。
寡糖 (oligosacchride):能水解生成少数几个分子单糖的糖， 各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。 多糖 (polysacchride):能水解生成多个分子单糖的糖。 复合糖(glycoconjugate): 糖与非糖物质的结合物。
1.单糖的结构
O H OH OH HO
OH
ATP
Mg2+ ADP
HO H H
C C C H2C O
磷酸果糖激酶 （PFK）
糖酵解过程的第二个限速酶
(F-6-P）
P O OH
(F-1,6-2P）
磷酸果糖激酶
磷酸果糖激酶是一种变构酶是糖酵解三个限速酶中 催化效率最低的酶,因此被认为是糖酵解作用最重 要的限速酶。
变构激活剂：AMP、ADP、1,6-二磷酸果 糖、2,6-二磷酸果糖 变构抑制剂：ATP、柠檬酸、 长链脂肪酸
第一节 概述
一、糖的概念
糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多 羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。 已经不符合于传统对糖的定义 Cn(H2O)m ， 有些 糖并不符合这一通式，而符合这一通式的不是糖。
二、糖的分类及其结构
根据能否被水解以及其水解产物的情况，糖主要 可分为以下四大类：

生物化学-糖类及其分解代谢(共58张PPT)

生物化学-糖类及其分解代谢(共58张PPT)
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

生物化学 --糖代谢(共32张PPT)

生物化学 --糖代谢(共32张PPT)
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

生物化学糖类代谢 PPT资料共63页

生物化学糖类代谢 PPT资料共63页

nG-1-p+少量葡萄糖
2.2 糖原的分解 糖原的结构及其连接方式
-1，6糖苷键
-1，4-糖苷键
糖原的磷酸解
磷酸化酶（催化1.4-糖苷键断裂） 三种酶协同作用： 转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）
脱枝酶（催化1.6-糖苷键断裂）
糖 非还原端 原 磷 酸 解 的 步 骤
最终产物是G和1-P-G
脱支酶（R酶）:水解α －淀粉酶和β －淀粉酶作用后留 下的极限糊精中的1.6 －糖苷键。不能直接水解支链淀粉内 部的α -1，6糖苷键
麦芽糖酶:催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最后 一步。 •淀粉的彻底水解需要上述水解酶的共同作用，其最终产物 是葡萄糖。
α －淀粉酶
β －淀粉酶
β －淀粉酶
麦芽糖酶
影响酵解的调控位点及 相应调节物
调控位点
激活剂
抑制剂
a G激酶
ATP
G-6-P
ADP
b 磷酸果糖
ADP
ATP
激酶
AMP
柠檬酸
（限速酶） 果糖-1,6-二磷酸 NADH
c 丙酮酸激酶 果糖-1,6-二磷酸 ATP
Ala
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
a 葡萄糖
6-磷酸果糖
b
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
21，3-二磷酸甘油酸
规律：主要通过调节反应途径中几种酶的活 性来控制整个途径的速度，被调节的酶多数为 催化反应历程中不可逆反应的酶，通过酶的变 构效应实现活性的调节，调节物多为本途径的 中间物或与本途径有关的代谢产物。
23-磷酸甘油酸
22-磷酸甘油酸
2磷酸烯醇丙酮酸
小分子 大分子

生物化学第四章糖代谢ppt课件

生物化学第四章糖代谢ppt课件
为单糖。
吸收机制
单糖主要通过小肠黏膜上皮细胞以 主动转运方式吸收进入血液。
影响因素
糖的消化吸收受多种因素影响，如 食物中糖的
吸收后的单糖主要通过门 静脉进入肝脏，再经血液 循环运输到全身各组织器 官。
淋巴运输
少量单糖和寡糖也可通过 淋巴管运输到血液循环中 。
06 糖原的合成与分 解
糖原的合成
合成部位
肝和肌肉是合成糖原的主要器官，其中肝糖原占总量10% ，肌糖原占90%。
合成原料
主要有葡萄糖、果糖和半乳糖等单糖。
合成过程
包括活化、缩合、分支和交联等步骤，最终形成具有高度 分支结构的糖原分子。
糖原的分解
01
分解部位
主要在肝脏和肌肉中进行。
02 03
分解过程
柠檬酸循环
在线粒体中，丙酮酸经过一系列反应生成CO2、 H2O和大量ATP。
糖有氧氧化的生理意义
1 2
能量供应
糖有氧氧化是体内主要的能量供应途径，为细胞 活动提供ATP。
物质代谢枢纽
糖有氧氧化连接糖、脂肪和蛋白质三大物质代谢 ，实现能量转换和物质转化。
3
维持血糖水平
通过糖有氧氧化，可以维持血糖水平在正常范围 内。
糖有氧氧化的调节
激素调节
胰岛素促进糖有氧氧化，而胰高血糖素和肾上腺素则抑制该过程 。
底物水平调节
细胞内糖浓度升高时，可促进糖有氧氧化；反之，则抑制该过程。
酶活性调节
关键酶的活性受到磷酸化和去磷酸化的共价修饰调节，从而控制糖 有氧氧化的速率。
05 磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径的过程
磷酸戊糖的形成
在磷酸戊糖途径中，葡萄糖首先经过磷酸化反应生成葡萄糖6-磷酸，随后经过异构化反应生成果糖-6-磷酸。果糖-6-磷 酸再经过磷酸化反应生成果糖-1,6-二磷酸，最终裂解成两个 磷酸丙糖分子。

生物化学-糖代谢PPT课件

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6-磷酸果糖激酶-1
特点：不可逆反应。需ATP提供磷酸基和能量 磷酸果糖激酶-1 是糖酵解最重要的限速酶之一
(4) 1，6-二磷酸果糖裂解成2个磷酸丙糖
(5) 3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸酸甘 油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶催化，该途径唯一的氧 化步骤
(6)1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
5-磷酸核酮糖
NADP+
NADPH + H+ +CO2
2. 5-磷酸核酮糖的基团转移反应过程：
在此阶段，经由5-磷酸核酮糖的异构可生成 5-磷酸核糖 5-磷酸核酮糖经一系列基团转移及差向异构 反应生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 基团转移阶段的所有反应均为可逆反应。
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
三羧酸循环的特点
②循环反应在线粒体(mitochondrion)中进行，是 单向反应体系，为不可逆反应。 ③三羧酸循环中有两次脱羧反应，生成两分子CO2; 有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。 有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。
⑤三羧酸循环是机体主要的产能方式，每完成一次 循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成10分子 ATP。
糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
第一节 概 述
Section 1 Introduction
生物化学
➢糖的概念
糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化 学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物。如葡 萄糖、蔗糖、淀粉、糖原、糖复合物等。
食物中的糖主要是淀粉，经消化为葡萄 糖吸收入血后进行代谢，故糖代谢主要指葡 萄糖代谢。
5.红细胞中的糖酵解存在2，3-二磷酸甘
油酸支路

生物化学简明教程 第9章 糖代谢(共110张PPT)

生物化学简明教程 第9章 糖代谢(共110张PPT)
（4）细胞间的信息传递
（5）特殊生理功能的物质 （6）保护与润滑：蛋白聚糖（粘膜与分泌物）
9.1 多糖和低聚糖的酶促降解
• 糖类中多糖和低聚糖，由于分子大，不能透
过细胞膜，所以在被生物体利用乏前必须水 解成单糖，其水解均依靠酶的催化
淀粉的酶促水解
纤维素的酶促水解
9.1.1 淀粉的酶促水解
• α-淀粉酶：水解淀粉分子内部任意部位的α1,4糖苷键（内切酶）
经过一轮循环，乙酰CoA的2个碳原子被氧化成CO2；在循 环中有1次底物水平磷酸化，可生成1分子ATP；更为重要的是 有 4 次 脱 氢 反 应 ， 氢 的 接 受 体 分 别 为 NAD+ 或 FAD ， 生 成 3 分 子
乙醛 乳酸
乙醇
糖酵解产能效率
步骤
能量产物
葡萄糖→ G-6-P
-ATP
F-6-P → F-1,6-2P
-ATP
1,3-二磷酸甘油酸 → 3-磷酸甘油酸 +2 ATP
PEP → 烯醇式丙酮酸
+2 ATP
合计
ATP
ATP数 -1 -1 +2 +2
+2（葡糖糖） +3（糖原、淀粉）
葡萄糖酵解产能196kJ/mol，糖原、淀粉酵解产能183kJ/mol， 1molATP捕获。
从葡萄糖或糖原开始至生成丙酮酸, 分别包括10或 11步连续的酶促步骤
己糖磷酸酯的生成
丙糖磷酸的生成 4个阶段 丙酮酸和ATP的生成
丙酮酸继续氧化
（1）己糖磷酸酯的生成
从葡萄糖开始经过三步--消耗2个ATP，有2个不可逆反应
ATP ADP
葡萄糖 激酶
ATP ADP
果糖磷 酸激酶

生物化学糖代谢(共110张PPT)

生物化学糖代谢(共110张PPT)

（三）经三羧酸循环彻底氧化分解：
三羧酸循环（柠檬酸循环或Krebs循环）是指在线 粒体中，乙酰CoA首先与草酰乙酸缩合生成柠檬酸 ，然后经过一系列的代谢反应，乙酰基被氧化分解 ，而草酰乙酸再生的循环反应过程。三羧酸循环是 德国科学家Krebs于1937年提出的，于1953年获诺 贝尔奖。该循环在生物体中普遍存在，不仅是糖分 解代谢的主要途径，也是脂肪、蛋白质分解代谢的 主要途径，具有重要的生理意义。
该酶活性中心对ATP的Km低，别构中 心对ATP的Km高。因此低浓度时ATP与 活性中心结合发生酶促反应，而高浓度 时ATP可以与别构中心结合，从而抑制 酶活。
（2）受到柠檬酸、脂肪酸别构抑制
这两种物质合成的原料间接来自糖酵解。
（3）果糖－2，6－二磷酸对EMP的调节
当血液中糖水平降低时，激活胰高血糖素释放于血液中 ，启动cAMP级联系统使PFK2/FBPase2多肽上特定的一个 Ser残基磷酸化、PFK2抑制，使F-2,6-BP水平降低，从而 降低EMP水平。反之，当葡萄糖水平高时，蛋白磷酸酶水 解PFK2/FBPase2上磷酸导致F-2,6-BP升高，提高糖酵解的 速率。
此阶段在细胞胞液(cytoplasm)中进行 ，一分子葡萄糖(glucose)分解后净生 成2分子丙酮酸(pyruvate)，2分子ATP ，和2分子（NADH +H+）。
两分子（NADH +H+）在有氧条件下可进
入线粒体(mitochondrion)产能，共可得 到2×2或者2×3分子ATP。故第一阶段可 净生成6或8分子ATP。
淀粉磷酸解
(2)糖原
动物淀粉，主要储存在肝脏和骨骼肌中。
(3)纤维素
(4)果胶物质
双糖降解
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蔗糖合成酶 蔗糖酶
3.麦芽糖水解
麦芽糖酶 植物体中麦芽糖酶与淀粉酶同时存在；
4. 乳糖水解
β-半乳糖苷酶 涉及乳糖不耐症的主要酶；
5.淀粉
淀粉是高等植物的贮存多糖，也是人类粮 食及动物饲料的重要来源。
糖原－动物淀粉 酶降解途径：水解，磷酸解
淀粉的酶促水解：
淀粉 糊精
寡糖
麦芽糖 G
• 水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶，脱支酶， 麦芽糖酶。
植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳 和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用 是地球上糖类物质的根本来源。
糖类：
糖的元素组成：C、H、O 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；这只是一种狭义的理解！
糖类物质：鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖 （C5H10O4)等； 非糖类物质：甲醛（CH2O），乙酸（C2H4O2）等；
(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
6-磷酸果糖
6 -磷 酸 葡 萄 糖
葡萄糖 果 糖
1， 6-二 磷 酸 果 糖
3 - 磷 酸 甘 油 醛 2 磷 酸 二 羟 丙 酮
丙酮酸
3
3-磷酸甘油酸磷酸
3-磷 酸 甘 油 酸
4
磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 2-磷 酸 甘 油 酸
多糖 ：由多分子单糖或其衍生物所组成，水 解后产生原来的单糖或其衍生物。
在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、 糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。
1.单糖的结构
• 根据所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己 糖、庚糖。单糖构型由甘油醛和二羟丙酮派生。
• 如所有的醛糖都可看成是由甘油醛的醛基碳下端逐个插入 C延伸而成。
• 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。
(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。比较坚硬，为甲壳动物等的 机构材料。
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）
还原末端 非还原末端 α-1，4糖苷键 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）
OH OH
OH
CH2OH OH
O OH
CH2OH
•乳 糖
• 麦芽糖
CH2OH OH
OH 1
OH
CH2OH OH
4 OH O
OH
CH2OH
CH2OH
O
1
4
O
3
O
12OHFra bibliotek3. 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。
C6H2OH
HC
O
H
C OH
H
OH C
C2
H
OH
α -D-Glucose
H C1 OH
1CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH
6CH2OH
C6H2OH
HC
O
H
C OH
H
OH C
C2
OH C1 H
H
OH
β -D-Glucose
• 重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、 甘露糖等。
OH
OH
OH
H H
OH
HO
OH
H OH
HO H
OH
H
OH
H OH
H OH
H OH
H H
OH
HO
H
HO OH
OH OH H
H
O OH H HO
OH OH H
-D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃半乳糖
-D-吡喃甘露糖
-D-呋喃果糖
2.寡糖（二糖）
• 蔗糖
CH2OH
O
1
2
O HOCH2 O
2 4
3 CH2OH
CH2OH
α-淀粉酶：内切酶，可以水解淀粉(或糖原)中 任何部位的α-1，4糖键，产物为葡萄糖和麦芽 糖，若底物为支链淀粉，还有含α-1，6糖苷键 的糊精。
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。
麦芽糖酶专一水解麦芽糖为两分子葡萄糖；
(4)杂多糖 • 果胶物质； • 糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）；
含有氨基己糖或乙酰氨基糖； 典型代表有：
透明质酸 硫酸软骨素
糖原
二、双糖和多糖的酶促降解
1.概述
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。
2. 蔗糖水解
植物界中分布最广的双糖，在甘蔗、甜菜 和菠萝汁液中含量丰富。蔗糖水解主要有两种 酶（P147）：
生物化学糖类及其分解代谢优 秀课件
内 容：
• 一、糖代谢总论 • 二、生物体内的糖类 • 三、双糖和多糖的酶促降解 • 四、糖酵解 • 五、三羧酸循环 • 六、磷酸戊糖途径
一、糖代谢总论
新陈代谢包括分解代谢（异化作用）和合成代 谢（同化作用）。
动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖 的分解代谢提供。同时糖分解的中间产物，又 为合成其它的生物分子提供碳源或碳链骨架。
O
H
C
O
H
C
H C OH
HO C H
C H 2O H
C H 2O H
D- glyceraldehyde L- glyceraldehyde
m irror plan
物理和化学的方法证明，单糖不仅以直链结构存在，而 且以环状结构存在。由于单糖分子中同时存在羰基和羟基， 因而在分子内便能由于生成半缩醛（或半缩酮）而构成环。
• 定义：糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类 化合物或其衍生物，或水解时能产生这些化合 物的物质；
• 糖的生物学意义？
糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、 寡糖和多糖；
糖类化合物
单糖 ：不能水解的最简单糖类，是多羟基的 醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）
寡糖 ：有2~10个分子单糖缩合而成，水解 后产生单糖
1）第一阶段：葡萄糖 1, 6-二磷酸果糖
CH2OPO3H2
H
OH
OH H
H2O3PO 磷酸己糖异构酶
OH
OH
H OH 6－ 磷 酸 葡 萄 糖
ADP
Mg 己糖磷酸激酶
CH2 O CH2OH
OH
ADP
H
OH
OH H
6-磷 酸 果 糖 ATP
Mg 己 糖 激 酶 ATP
HO CH2 O
CH2OH
Mg 磷酸果糖激酶 H
OH OH
ATP CH2OH
H
OH
OH H
OH H
OH OH