生物化学_糖代谢

Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
⑸ 磷酸二羟丙酮转变成3-磷酸甘油醛
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
CHO CH OH
3-磷酸 甘油醛
CH2OH
CH2 O
P
磷酸二羟丙酮
ATP
3-磷酸甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
举 例 甘油醛、二羟丙酮 赤藓糖
戊糖 己糖
庚糖
核糖、脱氧核糖、木糖 葡萄糖、半乳糖、甘露糖、 果糖
景天糖
目录
HOH2C H
CH2OH C O
O H H
OH H
HO OH 核糖（戊醛糖）
CH2OH 二 羟丙 酮
目录
葡萄糖 （已醛糖）
O H HO H H OH H OH OH OH
果糖 （已酮糖）
OH O HO H H H OH OH OH
门静脉
肝脏
GLUT
各种组织细胞
体循环
目录
四、糖代谢的概况
糖原
糖原 磷酸戊糖 合成 途径
消化与吸收
糖原 分解
ATP 有氧氧化
H2O+CO2
核糖
+ NADPH+H+
葡萄糖
丙酮酸
无氧 分解
乳酸
糖异生途径
淀粉
乳酸、氨基酸、甘油
目录
第二节
糖的分解代谢
有四条途径：
1.有氧氧化； 2.无氧分解，也称为糖酵解； 3.磷酸戊糖途径； 4.糖醛酸途径
目录
第 一 节 概 述
Introduction
目录
一、糖的化学
（一）糖的概念 糖(carbohydrates)由碳、氢、氧三种 元素组成，是一类多羟醛或多羟酮及其 衍生物或多聚物。 （二）糖的分类及其结构 单糖、寡糖 (2～9)、多糖 (>10)、结合糖
目录
1. 单糖
分类 丙糖 丁糖
不能再水解的糖
H OH
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
OH
ATP
己糖激酶 (葡萄糖激酶）
OH
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
不可逆反应
乳酸
目录
丙酮酸
ATP
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
目录
糖的无氧分解
（Glycolysis） 概念
——在缺氧条件下，葡萄糖生成乳酸的过程称 为糖的无氧分解，也称为糖酵解。
反应部位
器官定位：各种组织 细胞定位：胞液
目录
一、糖无氧分解的反应过程
糖酵解分为三个阶段
第一阶段 葡萄糖 甘油醛 第二阶段 3-磷酸甘油醛 酮酸 第三阶段 丙酮酸 3-磷酸 丙
乳酸
目录
G
ATP ADP
（一）葡萄糖转变为3-磷酸甘油醛
⑴ 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
HO CH2
G-6-P F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
P O CH2
O H ATP OH
磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
H HO
H OH H H
ADP Mg2+
H HO
O H OH H H
ATP
磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
O=C O
P
3-磷酸 甘油醛
ADP
ATP
COOH CH OH
C
OH
磷酸甘油酸激酶
CH2 O
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
P
CH2 O
P
ATP
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
1,3-二磷酸 甘油酸
3-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
可逆反应
乳酸
目录
丙酮酸
ATP
Glu
乳酸的去路
释放入血，进入肝脏再进一步代谢。 分解利用 、糖异生 目录
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
丙酮酸
ATP
乳酸
G
E1
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
E2 F-1, 6-2P ATP ADP
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
糖 酵 解 的 代 谢 途 径
E1:己糖激酶
NAD+ NADH+H+
E2: 6-磷酸果糖激酶-1
1,6-二磷酸果糖 消耗了 2 分子的ATP
乳酸
2×3-磷酸甘油醛
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
丙酮酸
ATP
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
1,3-二磷酸甘油酸是高能化合物 ⑹ ΔGΘ′= –61kJ/mol 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
CHO CH OH
（二）丙酮酸的生成
E3: 丙酮酸激酶 乳酸
NAD+
NADH+H+ ATP ADP E3
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
丙酮酸
二、糖酵解的调节
关键酶/限速酶
概念
酶
指决定一个代谢途径方向和速度的
特点 1、催化不可逆反应
2、催化的反应速度最慢 3、受激素或代谢物的调节 4、常是催化初始反应的酶 5、活性的改变可影响整个反应体系 的速度和方向
半乳糖 （已醛糖）
O H HO HO H OH H H OH OH
CH2OH H HO O H OH H H OH H
O HOH 2C H H OH OH H
CH2OH
CH2OH HO H OH H OH H OH OH
目录
OH
OH
H
2. 寡糖
能水解生成几分子单糖的糖。 常见的几种二糖有 糖苷键
麦芽糖（葡萄糖－葡萄糖）
肠粘膜刷状缘
α-葡萄糖苷酶
α-临界糊精酶
葡萄糖
蔗糖酶、乳糖酶 乳糖酶缺乏
目录
（二）糖的吸收
吸收部位 小肠上段
吸收形式
吸收途径 小肠 肠腔
单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）
Na+依赖型 葡萄糖转运体
肠粘膜 上皮细胞
门静脉 肝脏
各种组织细胞
葡萄糖 转运体
体循环
目录
3. 吸收机制
刷状缘 肠 腔
ATP ADP+Pi Na+泵
蔗
乳
糖（葡萄糖－果糖）
糖（葡萄糖－半乳糖）
三糖：麦芽三糖、棉子糖等
目录
3. 多糖
能水解生成多个单糖的糖。 常见的多糖有 淀粉、糖原、纤维素等。
4. 结合糖
糖与非糖物质的结合物 常见的结合糖有糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。
目录
淀粉
α-1,4 糖苷键
α-1,6 糖苷键
目录
α-1,6糖苷键
α-1,4-糖苷键
特点是：
①对葡萄糖的亲和力很低
②受激素调控
目录
Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
ATP ADP
⑵ 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖
ATP ADP
P O CH2
H HO O H OH H
ATP
3-磷酸 甘油醛
H OH 己糖异构酶
H
1,3-二磷酸甘油酸
CH2
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
丙酮酸
ATP
乳酸
目录
Glu G-6-P F-6-P
ATP ADP
⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸
COOH C O CH2
ATP ADP
ADP
P
K+ Mg2+
ATP
COOH C=O CH3
① 活性中心底物结合部位（低浓度时）
② 活性中心外别构调节部位（高浓度时）
目录
胰高血糖素
AMP
柠檬酸
+
–
PFK-2
（有活性） （无活性）
FBP-2
ATP
cAMP
6-磷酸果糖激酶-2
ATP
活化
F-6-P
ATP
PKA
磷蛋白磷酸酶
果糖双磷酸酶-2
F-2,6-2P
Pi
ADP
–/+
P
P
PFK-2
（无活性）
FBP-2
ATP ADP
G-6-P F-6-P
⑻ 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 H OH
COOH
3-磷酸 甘油醛
CH2 O
P
磷酸甘油酸 变位酶
CH O CH2
P
OH
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
ATPຫໍສະໝຸດ Baidu
目录
细胞对糖酵解的调控是为了满足细胞对能量及
碳骨架的需求。
关键酶所催化的部位是控制代谢反应的有力部 位。 关键酶 ① 己糖激酶 ② 6-磷酸果糖激酶-1 ③ 丙酮酸激酶 ① 别构调节 调节方式 ② 共价修饰调节
目录
（一） 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1) * 别构调节
别构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P 别构抑制剂： 柠檬酸; ATP（高浓度） • F-1,6-2P 正反馈调节该酶 • 此酶有二个结合ATP的部位：
目录
三、糖的消化与吸收 （一）糖的消化 糖的来源 人类食物中的糖主要有植物淀粉、 纤维素、麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、乳 糖、动物糖原等，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
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%）
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
(三) 丙酮酸还原为乳酸
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
COOH C=O
NADH + H+
NAD+
COOH CHOH
3-磷酸 甘油醛
CH3
乳酸脱氢酶(LDH)
CH3
丙酮酸
ATP
乳酸
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
ATP
乳酸
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
⑼ 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
COOH
COOH
3-磷酸 甘油醛
HC O
CH2
P
OH
C O
P
+
H 2O
烯醇化酶
糖酵解过程唯一的脱氢反应
乳酸
目录
丙酮酸
ATP
Glu
利用代谢底物分子内的高能键， ADP ⑺ 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸 G-6-P 直接使ADP磷酸化生成ATP， 这种产生ATP的方式称为底物 F-6-P ATP 水平磷酸化。
ADP (substrate level phosphorylation) F-1,6-2P
糖 原
目录
纤维素
β-1,4-糖苷键
目录
二、糖的生理功能 1. 氧化供能
人所需能量的50～70％来自糖；葡萄糖和糖原是 体内重要的能源物质。
2. 参与组成人体组织结构
糖蛋白、糖脂是细胞膜的成分；糖蛋白、蛋白聚 糖参与结缔组织及骨基质的组成；
3. 其他生理功能
生理活性物质（NAD、FAD、ATP等）；信息传 递、免疫等；提供合成脂肪、胆固醇、核苷等物 质的原料。
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
丙酮酸激酶
3-磷酸 甘油醛
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
不可逆反应
ATP
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
底物水平磷酸化
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
丙酮酸
ATP
乳酸
目录
丙酮酸的去路
缺 氧
乳酸
G→→2×丙酮酸
有 氧
进入线粒体 继续氧化
目录
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
Pi、NAD+
NADH+H+
O=C O
P
3-磷酸 甘油醛
C H OH
3-磷酸甘油醛脱氢酶
CH2 O
P
CH2 O
P
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
3-磷酸甘油醛
ATP
1,3-二磷酸 甘油酸
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
小肠粘膜细胞
细胞内膜 门静脉
K+
Na+
G
Na+依赖型葡萄糖转运体
(Na+-dependent glucose transporter, SGLT)
目录
4. 吸收途径 小肠肠腔
SGLT
肠粘膜上皮细胞
GLUT ： 葡 萄 糖 转 运 体 (glucose transporter) ， 已发现有5种葡萄糖转运 体(GLUT 1～5)。
物质代谢与调节
目录
新陈代谢——生命的最基本特征
物质代谢 能量代谢 ATP——最主要的能量载体 合成代谢 分解代谢
新陈代谢
目录
学习时应注意的几个方面
概念及生理意义 器官和亚细胞定位 代谢途径的基本反应过程 关键酶及其主要调节
伴随着的能量代谢
代谢之间的联系及与疾病的关系
目录
第 四 章
糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
ADP
OH
6-磷酸葡萄糖
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
丙酮酸
ATP
乳酸
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
⑶ 6-磷酸果糖再磷酸化为1,6-双磷酸果糖
ATP ADP
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
3-磷酸 甘油醛
ATP
Mg2+
ADP
6-磷酸果糖激酶-1
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
6-磷酸果糖
1,6-双磷酸果糖
ATP
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
不可逆反应
乳酸
目录
丙酮酸
ATP
Glu
ATP ADP
G-6-P F-6-P
⑷ 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖
CH2 O
P
ATP ADP
C
O
F-1,6-2P 磷酸二 羟丙酮
（有活性）
+
ADP
PFK-1 + +
NAD+ NADH+H+
CH2O C HO H H C C C O H OH OH
P
CH2OH
3-磷酸 甘油醛
磷酸二羟丙酮
醛缩酶
CHO
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
CH2O
P
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
CH
OH
1,6-双磷酸果糖
CH2 O
P
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
3-磷酸甘油醛
乳酸
目录
丙酮酸
ATP