糖代谢中的其它途径.ppt
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1、11 糖代谢中的其它途径,11.1 戊糖磷酸途径能提供核糖-5-磷酸和NADPH 11.2 葡萄糖醛酸途径可以生成糖醛酸和抗坏血酸 11.3 饮食中的其它糖可以经酵解途径降解 1 . 果糖可以转换为甘油醛-3-磷酸 2 . 半乳糖可被转换为葡萄糖-1-磷酸 3 . 甘露糖可转换为果糖-6-磷酸 11.4 糖原的降解需要磷酸化酶、转移酶和去分支酶 11.5 糖原合成的底物是UDP-葡萄糖 11.6 葡萄糖可以通过糖异生途径由非糖物质合成,戊糖磷酸途径也称为己糖磷酸支路,提供核糖-5-磷酸和NADPH+H+。核糖-5-磷酸用于核酸的生物合成;而NADPH+H+主要用于需要还原力的生物合成中。 磷酸
2、戊糖途径可以分为氧化阶段和非氧化阶段,在氧化反应阶段中,当葡萄糖-6-磷酸转换为五碳核酮糖-5-磷酸时,生成NADPH+H+ 。 葡萄糖-6-磷酸2 NADP+H2O 核酮糖-5-磷酸2NADPH2HCO2 如果细胞需要大量的NADPH+H+和核苷酸,则所有的核酮糖-5-磷酸都可异构化形成核糖-5-磷酸,戊糖磷酸途径就会终止于氧化阶段。通常需要的NADPH+H+要比核糖-5-磷酸多,所以大多数核糖-5-磷酸都转换为糖酵解的中间产物。,11.1 戊糖磷酸途径能提供核糖-5-磷酸和NADPH+H+,戊糖磷酸途径,磷酸戊糖途径氧化阶段的第一个反应是葡萄糖-6-磷酸脱氢转化成6-磷酸葡萄糖酸内酯的反应
3、,反应由葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化,反应中NADP被还原生成NADPH+H+。这步反应是整个戊糖磷酸途径的主要调节部位,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶受NADPH的别构抑制,通过这一简单调节,戊糖磷酸途径可以自我限制NADPH+H+的生产。 氧化阶段的第二个酶是葡萄糖酸内酯酶,它催化6-磷酸葡萄糖酸内酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸,最后6-磷酸葡萄糖酸在第三个酶6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的作用下氧化脱羧生成核酮糖-5-磷酸、CO2和另一分子的NADPH+H+ 。氧化阶段的最重要的功能是提供NADPH。,磷酸戊糖途径氧化阶段反应,氧化阶段生成NADPH+H+反应,非氧化阶段是一条转换途径,通过氧化阶段产生的核酮
4、糖-5-磷酸转换为糖酵解的中间产物果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。如果所有的戊糖磷酸都转换为酵解的中间产物,3分子的戊糖分子可以转换为2分子的己糖和1分子的丙糖。 3核酮糖-5-磷酸 2果糖-6-磷酸甘油醛-3-磷酸 在差向异构酶和异构酶的催化下,核酮糖-5-磷酸转换为木酮糖-5-磷酸和核糖-5-磷酸; 木酮糖-5-磷酸和核糖-5-磷酸经转酮酶催化形成7碳产物景天庚酮糖-7- 磷酸和3碳产物甘油醛-3-磷酸; 景天庚酮糖-7-磷酸和3碳产物甘油醛-3-磷酸再经转醛酶催化转换为果糖-6-磷酸和赤藓糖-4-磷酸, 赤藓糖-4-磷酸再与另一分子的木酮糖-5-磷酸经转酮酶催化生成果糖-6-磷酸和甘油
5、醛-3-磷酸。,磷酸戊糖途径非氧化阶段反应,非氧化阶段反应,转酮反应,转醛反应,葡萄糖醛酸途径是葡萄糖氧化的另一条次要途径,葡萄糖可以转换为两个特殊的产物:D-糖醛酸和L-抗坏血酸。 葡萄糖-1-磷酸首先与UTP反应生成UDP-葡萄糖, UDP-葡萄糖脱氢形成UDP-葡萄糖醛酸。 UDP-葡萄糖醛酸水解生成D-葡萄糖醛酸并释放出UDP。 D-葡萄糖醛酸经NADPH还原生成L-古洛糖酸,L-古洛糖酸在内酯酶的作用下形成L-古洛糖酸内酯,L-古洛糖酸内酯经古洛糖酸内酯氧化酶催化脱氢生成L-抗坏血酸。 包括人在内的某些动物,如豚鼠、猴、一些鸟和一些鱼等由于缺少古洛糖酸内酯氧化酶,不能生物合成抗坏血酸
6、,所以必须从食物中摄取。人如果不能获得足够的维生素C,将发展为坏血病。,11.2葡萄糖醛酸途径可以生成糖醛酸和抗坏血酸,1 . 果糖可以转换为甘油醛-3-磷酸 在肝脏中,果糖激酶催化果糖磷酸化生成果糖-1-磷酸,反应需要ATP。 果糖-1-磷酸醛缩酶催化果糖-1-磷酸裂解生成甘油醛和磷酸二羟丙酮,后者经丙糖磷酸异构酶催化转换为甘油醛-3-磷酸, 甘油醛则是在丙糖激酶的作用下,消耗一分子ATP后生成甘油醛-3-磷酸。 总的转化结果是一分子果糖转化为二分子甘油醛-3-磷酸,同时消耗了两分子ATP。富含果糖或蔗糖的饮食由于丙酮酸的过量生成可能会导致脂肪肝,丙酮酸是脂肪和胆固醇生物合成的前体。,11.
7、3 饮食中的其它糖可以经酵解途径降解,一分子果糖转化为二分子甘油醛-3-磷酸的过程,2 .半乳糖可被转换为葡萄糖-1-磷酸 乳糖酶催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,半乳糖是葡萄糖的C-4差向异构体,可以通过尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-葡萄糖)再循环途径转化为葡萄糖-1-磷酸。,喂食奶制品的婴幼儿依赖于半乳糖代谢途径。患有半乳糖血症(不能正常代谢半乳糖)的婴幼儿都是缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷酰基转移酶。缺少这种酶会造成细胞内半乳糖-1-磷酸的堆积,有可能损害肝的功能,这可通过使皮肤发黄的黄疸的出现来确认。 另外还可能损伤中枢神经系统。在婴儿出生时,通过检测脐带红细胞中的半乳糖-1-磷酸尿苷酰基转移酶可以
8、确定是否患有半乳糖血症。如果在饮食中去掉乳糖可以避免这种遗传病带来的严重后果。,作业:设计一条技术路线,解决亚洲人乳糖不耐症的问题,以实现国民素质的提高!,2 .甘露糖可被转换为果糖-6-磷酸,甘露糖主要来自糖蛋白和某些多糖。甘露糖中己糖激酶催化下,转化为甘露糖-6-磷酸,然后在甘露糖异构酶催化下转化为果糖-6-磷酸。,糖原磷酸化酶可以从糖原的非还原端连续地进行磷酸解,磷酸解直至距 -1,6 糖苷键的分支点还剩下4个葡萄糖单位的部位停止,剩下的底物称为极限糊精,极限糊精可以通过糖原去分支酶作用进一步降解。去分支酶具有葡聚糖转移酶和淀粉-1,6-葡糖苷酶两种催化活性。 葡聚糖转移酶催化支链上的3
9、个葡萄糖残基转移到糖原分子的一个游离的4端上,形成一个新的 -1,4 糖苷键,而淀粉-1,6-葡糖苷酶催化转移后剩下的通过 -1,6 糖苷键连接的葡萄糖残基的水解,释放出一分子的葡萄糖。因此对于原来糖原聚合物中的每个分支点都可释放出一分子葡萄糖。,11.4 糖原的降解需要磷酸化酶、转移酶和去分支酶,磷酸解,葡萄糖-1-磷酸在磷酸葡萄糖变位酶的作用下可以转换为葡萄糖-6-磷酸,糖原磷酸化酶可以从糖原的非还原端连续地进行磷酸解,变位反应,糖原中大约90的葡萄糖残基通过糖酵解却可以获得三分子ATP。 很显然糖原中葡萄糖残基生成的能量高,这是因为糖原磷酸化酶催化糖原磷酸解,而不是水解,即在葡萄糖磷酸化
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- 代谢 中的 其它 途径
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