动物生物化学课件8糖代谢.ppt
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1、第八章 糖代谢 Carbohydrate Metabolism 本章主要内容: 糖在动物体内的一般概况 糖原的分解与合成代谢 葡萄糖的分解代谢 糖异生 磷酸戊糖途径 糖代谢各途径之间的关系 动物机体主要的能源和碳源 提供70%的能量;神经系统、胎儿和乳的合成消耗 更多的葡萄糖;为氨基酸和脂肪合成提供C的来源 构成组织细胞的成分 核酸中的核糖,结缔组织中的蛋白多糖, 细胞膜 上的糖脂和糖蛋白等 其他方面 如信号传导,免疫机能 1.糖在动物体内的一般概况 1.1 糖的生理功能 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 消化吸收 异生
2、作用 糖原分解 氧化供能 贮 存 转变成其他物质 葡萄糖 血糖的来源和去路 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。 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 糖原( g lyco g e n ),又称动物淀粉,支链,分子量数百万以 上。主要由葡萄糖以 (1,4)糖苷键相连(93% ),以少量 (1,6)糖苷键(7% )形成分支。有肝糖原和肌糖原。 2. 糖原的分解与合
3、成 2.1 糖原结构 1 H OH H CH 2 OH O H OH H H OH 4 1 H H CH 2 OH O H OH H H OH O 4 1 H H CH 2 OH O H OH H H OH O O 4 1 H H O CH 2OH O H OH H H OH O O P O O 1 H OH H CH 2 OH O H OH H H OH 4 1 H H CH2 OH O H OH H H OH O 4 H CH 2 OH O H OH H H OH O H O 4 1 H OH H CH 2OH O H OH H H OH O HO P O O 2. 糖原的分解与合成 2.
4、2 糖原分解 断键部位 + 1 + 糖 原的非 还原末 端 磷酸 化酶 细胞内糖原在磷酸化酶催化下形成大量葡萄糖 -1 -磷酸 糖原磷酸化酶 转移酶 -1,6糖苷酶 Pi 脱支酶 OH OH OH H OH CH2OH O H H H OH H OPO32- H OH CH2 OPO 32- O H H H OH H OH H OH H OH CH2 OH O H H H OH + Pi 磷酸葡萄糖 变位酶 葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖 -1-磷酸葡萄 糖-6-磷酸葡萄 糖 葡萄糖-1 -磷酸在磷酸葡萄糖变位酶的作用下 转变成葡萄糖-6 -磷酸,最终又在葡萄糖-6 -磷 酸酶的催化下水解成葡萄糖
5、。 葡萄糖 ATP 2+ 葡萄糖 -6-磷酸 ADP 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。 己糖激酶 Mg A: UDPG+糖原(Gn) UDP 糖原(Gn+1) C: D: UDP-葡萄糖 焦磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸 UTP UDP-葡萄糖 PPi 无机焦磷酸酶 PPi 2Pi 糖原合酶 H OH O H OHH CH 2OH H OH H OPO 3 2- H OH H
6、OH O H OHH CH 2O PO 3 2- H OH 磷 酸葡萄糖 变位酶 葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸 B: E: 1897年,Buchner兄弟由蔗糖发酵成乙醇的实验中发现。 酵解是在无氧或缺氧的条件下,葡萄糖或糖原分解成乳酸并 且有能量(ATP)释放的过程。 G. Embden和O. Meyerhof揭示了其途径。酵解途径的酶系存 在于胞液中。 3. 糖的分解代谢 3.1 糖酵解糖的无氧氧化 注意,这个过程消耗了 ATP,反应不可逆。 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。 第一个高能 磷酸键形成 当底物发生脱氢或脱水时,使其分
7、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。 第二次底物水平 磷酸化生成ATP 第二阶段 丙酮酸还原成乳酸 磷酸果糖激酶 NADH+H+ 丙酮酸激酶 葡萄糖 磷酸二羟丙酮 乙醇 3-磷酸甘油醛 脱氢酶 1,3- 二磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸 变位酶 2-磷酸甘油酸 烯醇化酶 己糖激酶 -ATP 6-磷酸葡萄糖 磷酸己糖异构酶 6-磷酸果糖 -ATP 1,6-二磷酸果糖 醛缩酶 磷酸烯醇式丙酮酸 +ATP 乳酸脱氢酶 乙醛 丙酮酸 乳酸 +ATP 糖原 1-P-G 糖 酵 解 途
8、 径 糖酵解的特点 A、细胞内定位:胞液 B、限速酶:3个 C、能量生成:净生成2个ATP分子。若从糖原 开始,可净生成3分子ATP。 D、不需氧。 E、糖酵解可从葡萄糖开始,也可从糖原的葡萄 糖单位开始。 糖酵解的生理意义 是动物机体在无氧或供氧不充分的情况下通过分 解葡萄糖或糖原获得部分能量的重要方式。 运动和使役的动物肌肉,一些供氧不足的组织, 如视网膜、皮肤、睾丸以及肿瘤等组织通过这个途径获 得部分能量。 酵解途径与糖的有氧氧化途径、磷酸戊糖途径以 及异生途径都有密切联系。 3. 糖的分解代谢 3.2 有氧氧化(aerobic oxidation) 概念:有氧条件下,葡萄糖彻底氧化生成
9、CO2和H2O,并伴 有能量释放的过程。 四个阶段 葡萄糖降解为丙酮酸 丙酮酸氧化 三羧酸循环 呼吸链氧化 葡萄糖有氧氧化概况 葡 萄 糖 6-磷酸葡萄糖 丙酮酸丙酮酸乙酰CoA 三羧酸 循环 H+ + e O2O2O2 H2O CO2 胞液线粒体 同EMP途径 第一阶段 由葡萄糖 第二阶段 丙酮酸 丙酮酸氧化 丙酮酸(3C)转变为乙酰CoA(2C),在线粒体中进 行,由丙酮酸脱氢酶系催化,为不可逆反应,它包含有三 个酶 。总反应如下: 乙酰CoA O H 3C C SCoA + CO2 丙酮酸脱氢酶复合体 NAD+NADH+ H+ O H3C C COOH + HSCoA 丙酮酸 丙酮酸脱氢
10、酶复合体 B、辅酶 a)TPP(E1、维生素B1) b)FAD (E3、维生素B2 ) c)NAD+(E3、维生素PP) d)CoA(泛酸) e)硫辛酸(E2) A、酶 a)丙脱酸脱氢酶(E1) b)二氢硫辛酸转乙酰酶(E2) c)二氢硫辛酸脱氢酶(E3) 丙酮酸氧化脱羧的特点: A、脱2H(NAD+) B、脱羧(C3C2) C、限速酶,不可逆 D、产生高能硫酯键 第三阶段三羧酸循 环(tricarboxylic acid cycle,TCA) 概念:以乙酰CoA与草酰乙酸缩 合成柠檬酸的反应为起始,对乙酰 基团进行氧化脱羧再生成草酰乙酸 的单向循环反应序列。 1937年Crebs提 出,又称
11、柠檬酸循环或Krebs循环。 oxaloacetate acetyl CoA citrate HSCoA 三羧酸循环的反应过程 A、柠檬酸的形成 柠檬酸合成酶 要点: A、柠檬酸合成酶(citrate synthase),关键酶 B、反应不可逆。 C、C2+C4 C6(实际进入TAC的是乙酰基)。 顺乌头酸酶 顺乌头酸酶 (Aconitase),可逆。 顺乌头酸酶 citrate isocitrate B、异柠檬酸的形成 isocitrate a- ketoglutarate C、第一次氧化脱羧 异柠檬酸脱氢酶 要点: A、异柠檬酸脱氢酶是关键酶 B、第一次脱氢(NAD+ NADH+H+) C
12、、第一次脱羧(C6 C5+CO2)。 D、不可逆,需Mn+、Mg+。 a- ketoglutarate succinyl - CoA D、第二次氧化脱羧 -酮戊二酸脱氢酶复合体 要点: A、-酮戊二酸脱氢酶复合体 关键酶,不可逆,类似丙酮酸脱氢酶复合体。 B、第二次脱氢(NAD+ NADH+H+) C、第二次脱羧(C5 C4 +CO2)。 D、产生高能硫酯键,为下一步底物水平磷酸化 做准备。 succinyl - CoA succinate E、底物水平磷酸化 琥珀酰辅酶A合成酶 要点: A、琥珀酰辅酶A合成酶,反应可逆。 B、底物水平磷酸化,生成1分子ATP。是整个 三羧酸循环过程中唯一一次
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- 动物 生物 化学课件 代谢
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