第04 章糖代谢

O H HO HO H OH H
HO
核糖(ribose) （戊醛糖）
O H OH OH OH OH
CH2OH H OH H OH H OH OH
H H
H OH OH
H
HOH2C H H
O H
OH H
HO
OH

寡糖
能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间 借脱水缩合的糖苷键相连。
常见的几种二糖有： 麦芽糖 (maltose)：葡萄糖 — 葡萄糖
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
1分子磷酸丙糖(3C)
转变成1*丙酮酸(3C) 产生2分子ATP
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
产能阶段
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
CH2 O C O
P
磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase)
CHO CH OH
3-磷酸 甘油醛
CH2OH
CH2 O
P
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
• 纤维素——作为植物的骨架。
β-1,4-糖苷键

结合糖——糖与非糖物质的结合物。 常见的结合糖有： 糖脂 (glycolipid)：是糖与脂类的结合物。 糖蛋白 (glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。
目录
第一节 概 述
Introduction
目录
一、糖的主要生理功能是氧化供能
目录

单糖——不能再水解的糖。
葡萄糖(glucose) （已醛糖）
O
果糖(fructose) （已酮糖）
OH
H HO H H
OH H
CH2OH H O H OH H H OH
H
O
H OH
O
HO H H OH OH OH
HOH 2C H H OH H OH
CH2OH OH
OH HO OH OH
半乳糖(galactose) （已醛糖）
1. 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
HO CH2
ATP ADP
F-1,6-2P
P O CH2
O H OH
磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
H HO
H OH H H
ATP Mg2+
ADP
H HO
O H OH H H
H OH
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
己糖激酶 (hexokinase)
目录

糖的吸收 吸收部位：小肠上段 吸收形式：单糖
目录
吸收机制：
肠腔 小肠粘膜细胞 门静脉
K+ ATP Na+ Na+泵 ADP+Pi
G 刷状缘 细胞内膜
Na+依赖型葡萄糖转运体 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT)
目录
吸收途径 小肠肠腔 SGLT 肠粘膜上皮细胞
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
在以上反应中，底物分子内部能量重新分布， 生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程， 称 为 底 物 水 平 磷 酸 化 (substrate level phosphorylation) 。
目录
丙酮酸
ATP
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
ADP
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
1分子葡萄糖(6C)
产生2*3-磷酸甘油醛(3C) 消耗2分子ATP
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1)
目录
丙酮酸
ATP
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
4. 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖
CH2 O
ATP ADP
P
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
CH2O C HO H H C C C O H OH OH
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
COOH C O CH2
ADP
P
K+ Mg2+
ATP
COOH C=O CH3
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
丙酮酸激酶 (pyruvate kinase)
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源。 提供合成体内其他物质的原料。 如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、 胆固醇、核苷等物质的原料。 作为机体组织细胞的组成成分。 如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的 组成成分。
目录
二、糖的消化吸收主要是在小肠进行

糖的消化
人类食物中的糖主要有植物淀粉、动
物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖
ADP ATP
CH2 O
P
3-磷酸甘油醛
3-磷酸甘油醛脱氢酶 (glyceraldehyde-3phosphate dehydrogenase)
CH2 O
P
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
1,3-二磷酸 甘油酸
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P
7. 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
F-6-P
ATP ADP
E2 F-1, 6-2P ATP ADP
糖 酵 解 的 代 谢 途 径
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 葡萄糖，6磷酸 E1:己糖激酶 NAD+ 6果16甘油醛 NADH+H+ E2: 6-磷酸果糖激酶-1 甘油酸,有13 1,3-二磷酸甘油酸 E3: 丙酮酸激酶 生成32记心间 ADP ATP 烯醇式，丙酮酸 乳酸 无氧还原成乳酸 3-磷酸甘油酸
第
4
章
糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
目录

糖的化学
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类及其衍
生物或多聚物。
目录
糖的分类及其结构 根据其水解产物的情况，糖主要可分为 以下四大类:

单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate)
ADP
丙酮酸
ATP
目录
（二）丙酮酸转变成乳酸
COOH C=O CH3
NADH + H+
NAD+
COOH CHOH
乳酸脱氢酶 (Lactate dehydrogenase, LDH)
CH3
丙酮酸
乳酸
反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反 应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。
目录
Glu
E1
G-6-P
淀粉
乳酸、氨基酸、甘油
目录
第二节
糖的无氧分解
Glycolysis
目录
在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应 生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵 解 (glycolysis) ， 亦 称 糖 的 无 氧 氧 化 (anaerobic
oxidation)。
糖酵解的反应部位：胞浆。
目录
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
ATP
ADP
Mg2+
6-磷酸果糖激酶-1
ATP
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
6-磷酸果糖
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP

1,6-双磷酸果糖(1, 6fructose-biphosphate, F-1,6-2P)
ADP
耗能阶段
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
第一个ATP的产生
6. 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
ATP ADP
F-1,6-2P
CHO
磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
Pi、NAD+
OH
NADH+H+
O=C O C
P
CH
OH
1,3-二磷酸甘油酸
②受激素调控。
这些特性使葡萄糖激酶在维持血糖水平和
糖代谢中起着重要的生理作用。
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
2. 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
P O CH2
H HO O H OH H H H OH
3-磷酸 甘油醛
P
C
O
磷酸二羟丙酮
3-磷酸 甘油醛
CH2OH
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
醛缩酶 (aldolase) CHO
+
CH2O
P
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
CH
OH
3-磷酸甘油醛
P
1,6-双磷酸果糖
CH2 O
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
5. 磷酸丙糖的同分异构化
OH
OH
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)
丙酮酸
ATP
目录
哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工 酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。肝细胞中存在的 是Ⅳ型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。 它的特点是：①对葡萄糖的亲和力很低；
8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
COOH C OH
COOH
3-磷酸 甘油醛
磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase)
C O CH2
P
OH
CH2 O
ATP
P
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
丙酮酸
ATPBaidu Nhomakorabea
目录
Glu
ATP ADP
第二个ATP的产生
9. 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
G-6-P F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
COOH C O CH2
COOH
3-磷酸 甘油醛
P
OH
C O
P
+
H 2O
烯醇化酶 (enolase)
CH2
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
2-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
ATP ADP
10.磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP
等，其中以淀粉为主。 消化部位： 主要在小肠，少量在口腔。
目录
消化过程： 淀粉
口腔 肠腔 唾液中的α-淀粉酶
胰液中的α-淀粉酶
麦芽糖+麦芽三糖 α-临界糊精+异麦芽糖 （40%） （25%） （30%） （5%）
肠粘膜 上皮细胞 刷状缘
α-葡萄糖苷酶
α-临界糊精酶
葡萄糖
目录
食物中含有的大量纤维素，因人体 内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却 具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康 所必需。
蔗 糖 (sucrose)：葡萄糖 — 果糖
乳 糖 (lactose)：葡萄糖 — 半乳糖
目录

多糖——能水解生成多个分子单糖的糖。 常见的多糖有： 淀粉 (starch)
糖原 (glycogen)
纤维素 (cellulose)
目录
• 淀粉——是植物中养分的储存形式。
淀粉 颗粒
• 糖原——是动物体内葡萄糖的储存形式。
葡 萄 糖 转 运 体 (glucose transporter)，已发现有5 种葡萄糖转运体。
门静脉
肝脏 体循环
目录
各种组织细胞
GLUT
三、糖代谢的概况
糖原
糖原合成 磷酸戊糖 磷酸核糖 途径 肝糖原分解
有氧
+
NADPH+H+ 消化与吸收
葡萄糖
酵解途径
H2O＋CO2 ATP
丙酮酸
无氧
糖异生途径
乳酸
F-6-P
ATP ADP
O=C O C
P
F-1,6-2P
OH
ADP
ATP
COOH C OH
磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
CH2 O
P
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
1,3-二磷酸 甘油酸
磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase)
CH2 O
P
3-磷酸甘油酸
己糖异构酶
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
OH
6-磷酸葡萄糖
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P)
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
3. 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖
ATP ADP
一、糖无氧氧化反应过程分为酵解 途径和乳酸生成两个阶段

糖酵解分为两个阶段： 第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)， 称之为糖酵解途径(glycolytic pathway)。 第二阶段：由丙酮酸转变成乳酸。
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
（一）葡萄糖经酵解途径分解为 两分子丙酮酸