04糖类分解代谢.ppt
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1、,糖代谢,Chapter 5 Metabolism of Carbohydrates,1 糖类化学,一、糖,糖多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物或衍生物,也称为碳水化合物。如: 葡萄糖:C6(H2O)6 蔗糖:C12(H2O)11 有的糖不符合碳水化合物的比例,如: 鼠李糖:C5H12O5(甲基糖) 脱氧核糖:C5H10O4,二、糖的分类,根据其单元结构分为: 单糖 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮 低聚糖含210个单糖结构的缩合物。以二糖最为多见,如:蔗糖、麦芽糖、乳糖等 多糖含10个以上单糖结构的缩合物。如淀粉、纤维素等,单糖,单糖的结构(开链与环状结构),吡喃糖与呋喃糖,单糖的构型(D系列和L系
2、列),D-葡萄糖 ,己醛糖,因为最下面那个羟基是在费歇尔投影式的右方所以这是D-葡萄糖 红色部分醛基;蓝色部分距离醛基最远的非对称中心,构型和构型,-D-(+)-吡喃葡萄糖,-D-(+)-吡喃葡萄糖,葡萄糖的与异头物 结合在碳5上的CH2OH基团与异头碳上的羟基(红色或绿色)之间的空间关系:两者异面为()型,同面则为()型,还原糖和非还原糖,蔗糖,还原糖包括如葡萄糖、果糖、甘油醛等的所有单糖,几种生化上重要的单糖,重要的二糖,还原性二糖,非还原性二糖蔗糖,蔗糖 一种常用的双糖,由两个单糖组成:D-葡萄糖(左侧)和D-果糖(右侧),重要的多糖,植物和动物的骨架:不溶性的多糖,如纤维素、几丁质(壳
3、多糖) 贮存:如淀粉和糖原,在需要时,经生物体内酶系统的作用,分解、释出单糖 其他功能:粘多糖、血型物质等,淀粉 直链淀粉 由-D-(+)-葡萄糖以 -1,4苷键结合而成的 链状高聚物。不溶于冷水,不能发生还原糖的一些反应,遇碘显深蓝色,可用于鉴定,支链淀粉(不溶性淀粉) 除了由葡萄糖分子以-1,4苷键连接成主链外,还有以-1,6苷键相连而形成的支链,糖原,纤维素植物的骨架,三、糖缀合物,糖与非糖物质以共价键相连的复合物 根据非糖物质的本质,糖缀合物可以分为: 糖脂 糖蛋白,2 糖代谢概况,一、糖的生理功能,提供能源 提供碳源 构成细胞的成分 构成某些生物活性物质,二、糖代谢的概况,葡萄糖,丙
4、酮酸,乳酸,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,磷酸核糖 + NADPH+H+,淀粉,3 糖的无氧分解,Glycolysis,Louis Pasteur,解释发酵现象的人 葡萄糖在无氧条件下被酵母菌分解生成乙醇 酵母细胞中存在一种活力物质,发现酵解本质的人 Hans Buchner和Eduard Buchner 发酵并不需要整个完整细胞参与 1897, Eduard Buchner, accidental observation : sucrose (as a preservative) was rapidly fermented into alcohol by cell-free yeast extr
5、act. The accepted view that fermentation is inextricably tied to living cells (i.e., the vitalistic dogma) was shaken and Biochemistry was born: Metabolism became chemistry!,1900s, Arthur Harden and William Young : Pi is needed for yeast juice to ferment glucose, a hexose diphosphate (fructose 1,6-b
6、isphosphate) was isolated the yeast juice was separated into two fractions: one heat-labile, nondialyzable zymase (enzymes) and the other heat-stable, dialyzable cozymase (metal ions, ATP, ADP, NAD+),葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸,1910s-1930s, Gustav Embden and Otto Meyerhof(Germany), studied muscle a
7、nd its extracts: Reconstructed all the transformation steps from glycogen to lactic acid in vitro; revealed that many reactions of lactic acid (muscle) and alcohol (yeast) fermentations were the same! Discovered that lactic acid is reconverted to carbohydrate in the presence of O2 (gluconeogenesis);
8、 observed that some phosphorylated compounds are energy-rich.,* 糖酵解(glycolysis)的定义,在无氧情况下,将葡萄糖降解成丙酮酸,并伴随ATP生成的过程称为糖酵解,Glucose + 2 ADP + 2Pi + 2NAD+ 2 pyruvate + 2ATP + 2H2O + 2NADH + 2H+,一、糖酵解过程,与酵解有关的物质: 磷酸酯 辅酶(NAD+) ADP、ATP 金属离子 抑制剂:碘乙酸、氟化物 反应部位:胞浆,1. 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate, G-6-P),磷酸化
9、使葡萄糖不能自由逸出细胞 己糖激酶分四型,肝中为葡萄糖激酶 反应不可逆,第一个调控步骤,葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,6-磷酸葡萄糖异构为6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P),葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,第二个磷酸化反应,不可逆 磷酸果糖激酶
10、-1 (phosphofructo-kinase-1, PFK-1)是糖酵解的限速酶。,6-磷酸果糖转变成1,6-二磷酸果糖 (1,6-fructose-biphosphate, F-1,6-BP),葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,Regulatory ATP,ATP,磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,反应可逆, 由醛缩酶(aldolase)催化,葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮
11、, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,磷酸丙糖同分异构化,磷酸丙糖异构酶(triose phosphate isomerase) G2分子3-磷酸甘油醛,消耗2分子ATP,葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,醛基氧化成羧基,并加入一分子磷酸,形成混合酸酐。脱下的氢由NAD+接受 碘乙酸会抑制该酶的活性 砷酸阻止ATP的生成,葡萄糖 葡萄糖-6-磷
12、酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸,此步为底物水平磷酸化 反应可逆,葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷
13、酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,2-磷酸甘油酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),反应引起分子内能量重新分布,形成高能磷酸键 氟化物可使酶失活,葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,PEP转变成丙酮酸(pyruvate),第二个底物水平磷酸化,反应不可逆,葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖- 1, 6-二磷酸 甘油醛3-磷酸 磷酸二羟丙酮, 甘油酸-1,3-二磷酸 3 -磷酸-甘油酸 2 -磷酸-甘油酸 磷酸
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- 04 糖类 分解代谢
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