糖的代谢PPT课件.ppt
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1、第四章第四章 糖代谢糖代谢一、代谢总论一、代谢总论 MetabolismMetabolism二、多糖和寡聚糖的酶促降解二、多糖和寡聚糖的酶促降解三、糖的无氧降解及厌氧发酵三、糖的无氧降解及厌氧发酵四、葡萄糖的有氧分解代谢四、葡萄糖的有氧分解代谢五、戊糖磷酸途径五、戊糖磷酸途径phosphopentose pathway PPPphosphopentose pathway PPP六、糖的合成、糖异生六、糖的合成、糖异生一、糖代谢总论一、糖代谢总论l糖代谢包括糖代谢包括分解代谢分解代谢和和合成代谢合成代谢。l动物和大多数微生物所需的能量,主要是由糖的分解代动物和大多数微生物所需的能量,主要是由糖的
2、分解代谢提供的。另方面,糖分解的中间产物,又为生物体合谢提供的。另方面,糖分解的中间产物,又为生物体合成其它类型的生物分子,如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等,成其它类型的生物分子,如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等,提供碳源或碳链骨架。提供碳源或碳链骨架。l植物和某些藻类能够利用太阳能,将二氧化碳和水合成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,即糖类化合物,即光合作用光合作用。光合作用将太阳能转变成化。光合作用将太阳能转变成化学能(主要是糖类化合物),是自然界规模最大的一种学能(主要是糖类化合物),是自然界规模最大的一种能量转换过程。能量转换过程。糖与多糖糖与多糖糖类物质糖类物质是一类多
3、羟基醛或多羟基酮类化合物是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物;或聚合物;糖类物质可以根据其水解情况分为:糖类物质可以根据其水解情况分为:单糖、寡单糖、寡糖和多糖;糖和多糖;在生物体内,糖类物质主要以均一多糖、杂多在生物体内,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。糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。重要的己糖包括:葡萄糖、果糖、半乳糖、甘重要的己糖包括:葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。露糖等。-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖1.1.单糖的结构单糖的结构-D-吡喃甘露糖吡喃甘露糖-D-呋喃果糖呋喃果糖蔗糖蔗糖2.2.寡糖(二糖)寡糖(二糖)OOOCH2OHCH
4、2OHHOCH212324 葡萄糖葡萄糖-,(1 12 2)果糖苷)果糖苷葡萄糖葡萄糖-(1 14 4)半乳糖苷半乳糖苷乳乳 糖糖14OCH2OHOCH2OHOHO14123 麦芽糖麦芽糖(1).(1).淀粉(分为直链淀粉和支链淀粉)淀粉(分为直链淀粉和支链淀粉)直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。3.3.多糖多糖(2).(2).纤维素纤维素由葡萄糖以(14)糖苷键连接而成 的直链,不溶于水。(3).(3).
5、几丁质(壳多糖)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).(4).杂多糖杂多糖糖胺聚糖(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糖原二、多糖和寡聚糖的酶促降解二、多糖和寡聚糖的酶促降解1.1.概述概述 多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用,生产中常称为糖化糖化。2.2.淀粉淀粉3.3.淀粉水解淀粉水解 淀粉 糊精 寡糖 麦芽糖 G 淀粉的酶促水解:淀粉的酶促水解:水解淀粉的淀粉酶有与与淀粉酶淀粉酶,二者只能水解淀粉中的-1,4糖苷键,水解产物为麦芽糖。-淀粉酶淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的-1,4糖键,淀
6、粉酶淀粉酶只能从非还原端开始水解。水解淀粉中的-1,6糖苷键的酶是-1-1,6 6糖苷键酶糖苷键酶淀粉水解的产物为糊精糊精和麦芽糖麦芽糖的混合物。还原末端非还原末端-1,4糖苷键-1,6糖苷键三、糖的无氧降解及厌氧发酵三、糖的无氧降解及厌氧发酵1.1.糖酵解途径糖酵解途径(glycolysis)(Embden Meyerhof Parnas EMP)(1)EMP(1)EMP途径的生化历程途径的生化历程糖酵解过程糖酵解过程ab12341 1)第一阶段:葡萄糖)第一阶段:葡萄糖 1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖2)第二阶段:)第二阶段:1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛3
7、3)第三阶段:)第三阶段:3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2-2-磷酸甘磷酸甘油酸油酸4 4)第四阶段:)第四阶段:2-2-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 丙酮丙酮酸酸葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式:葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式:直接产生直接产生ATPATP;生成高能分子生成高能分子NADHNADH或或FADHFADH2 2,后者后者在线粒体呼吸链氧化并产生在线粒体呼吸链氧化并产生ATPATP。糖酵解:糖酵解:1 1分子葡萄糖分子葡萄糖 2 2分子丙酮酸,共消分子丙酮酸,共消耗了耗了2 2个个ATPATP,产生了产生
8、了4 4 个个ATPATP,实际上净生成了实际上净生成了2 2个个ATPATP,同时产生同时产生2 2个个NADHNADH。(。(2 2)有氧分解(丙有氧分解(丙酮酸生成乙酰酮酸生成乙酰CoACoA及三羧酸循环)产生的及三羧酸循环)产生的ATPATP、NADHNADH和和FADHFADH2 2丙酮酸氧化脱羧:丙酮酸丙酮酸氧化脱羧:丙酮酸 乙酰乙酰CoACoA,生成生成1 1个个NADHNADH。三羧酸循环:乙酰三羧酸循环:乙酰CoACoA CO CO2 2和和H H2 2O O,产生一个产生一个GTPGTP(即(即ATPATP)、)、3 3个个NADHNADH和和1 1个个FADHFADH2
9、2。葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的NADHNADH和和FADHFADH2 2,进入线粒体呼吸链氧化并生成进入线粒体呼吸链氧化并生成ATPATP。线粒线粒体呼吸链是葡萄糖分解代谢产生体呼吸链是葡萄糖分解代谢产生ATPATP的最主要途径。的最主要途径。葡萄糖分解代谢总反应式葡萄糖分解代谢总反应式C C6 6H H6 6O O6 6+6 H+6 H2 2O+10 NADO+10 NAD+2 FAD+4 ADP+4Pi +2 FAD+4 ADP+4Pi 6 CO 6 CO2 2+10 NA
10、DH+10 H+10 NADH+10 H+2 FADH+2 FADH2 2+4 ATP +4 ATP 按照一个按照一个NADHNADH能够产生能够产生3 3个个ATPATP,1 1个个FADHFADH2 2能够产生能够产生2 2个个ATPATP计算,计算,1 1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生3838个个ATPATP:4 ATP+4 ATP+(10 10 3 3)ATP+ATP+(2 2 2 2)ATP=38 ATPATP=38 ATP高能化合物与底物水平磷酸化高能化合物与底物水平磷酸化(substrate substrate phosphorglatephos
11、phorglate)结果:脱氢结果:脱氢 活化,产能活化,产能调节控制:磷酸果糖激酶调节控制:磷酸果糖激酶(phosphofructokinasephosphofructokinase PFK PFK)(2)总总 结结2.2.丙酮酸的无氧降解丙酮酸的无氧降解(酵解与厌氧发酵)(酵解与厌氧发酵)(1 1)乳酸发酵乳酸发酵(同型乳酸发酵)(同型乳酸发酵)lactic lactic fermationfermation 动物 乳酸菌(乳杆菌、乳链球菌)G+2ADP+2Pi 2乳酸 2ATP+2水(2 2)酒精发酵(酵母的第)酒精发酵(酵母的第型发酵)型发酵)alcoholic alcoholic f
12、ermationfermation(3 3)甘油发酵(酵母的第)甘油发酵(酵母的第型发酵)型发酵)四、葡萄糖的有氧分解代谢四、葡萄糖的有氧分解代谢有氧氧化:大多数生物的主要代谢途径EMP pyr TCA 可衍生许多其他物质pyr脱羧 TCA1.1.丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧乙酰乙酰CoACoA的生成的生成n基本反应:基本反应:糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体内室。在丙酮酸脱氢酶系的催化下,生成乙酰辅酶A。n n催化酶:催化酶:这一多酶复合体位于线粒体内膜这一多酶复合体位于线粒体内膜上,原核细胞则在胞液中。上,原核细胞则在胞液中。丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系三种酶三种酶六种辅助因子六
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