6糖类分解代谢6 170页PPT文档

五、糖原的降解 The reactions of glycogen debranching enzyme
1. 蔗糖的水解
由蔗糖酶催化：
六、蔗糖的降解
由于底物和产物的旋光方向发生了改变，所以蔗 糖酶又称为转化酶。产物也因此就做转化糖。
2. 形成糖核苷酸 由蔗糖合酶催化：
六、蔗糖的降解
蔗糖＋NDP
NDPG ＋果糖
2. 形成糖核苷酸
六、蔗糖的降解
The structure of UDP-glucose, a sugar nucleotide
2. 形成糖核苷酸
六、蔗糖的降解
NDP主要是ADP和UDP，其产物分别为 ADPG(腺苷二磷酸葡萄糖)和UDPG(尿苷二磷酸葡 萄糖)。
(2) 生物体内许多重要的次生代谢物、抗性物质，如生 物碱、黄酮类等物质，它们对提高植物的抗逆性起着 重要的作用。
3. 细胞中结构物质
前言：新陈代谢的概念
细胞中的结构物质如植物细胞壁等是由纤维素、 半纤维素、果胶质等物质组成；甲壳质或几丁质为N乙酰葡萄糖胺的同聚物，是组成虾、蟹、昆虫等外骨 骼的结构物质。这些物质都是由糖类转化物聚合而成 。
α-
葡
萄 糖 （
CH2OH
O
H
H
CH2OH O
H
1→2 β-
） HO OH H —O— H
OH CH2OH
果
H OH
糖
苷
OH H
蔗糖
二、 一些重要双糖结构
乳糖（半乳糖--1, 4-葡萄糖）
C H 2O H
C H 2O H
HO H
O
HH
O H
H
OH H
O H
OH H OH
H OH
H OH
乳糖
三、 一些重要多糖的结构
前言：新陈代谢的概念
新陈代谢就是在合成和分解过程中不断就 得平衡。若合成大于分解，生命体旺盛；反之 ，则衰老。
• 提问：什么是新陈代谢？ • 新的来，旧的去 • 花开花落、四季轮回、“长江后浪推前浪，一
代新人换旧人” • 生化定义——泛指生物与周围环境进行物质与
能量交换的过程。 • 是生物体物质代谢与能量代谢的有机统一。
开链 H C 0
吡喃环
HC OH HO CH
HC OH HC OH
O
？
H 2C O H
C原子 结构
吡喃环
O
开链 H C 0 HC OH
HO CH HC OH HC OH H 2C O H
OH
空间 结构
H 2C CH O H0
HO HC
CH
CH HC
HO
OH
半缩醛 羟基
仍具有 醛基还 原性
环状分子的αβ构型
直链： a-1,4-糖苷键 分支点： a-1,6-糖苷键
淀粉
直链： a-1,4-糖苷键 分支点： a-1,6-糖苷键
三、 一些重要多糖的结构
淀粉
三、 一些重要多糖的结构
-1,4-糖苷键
纤维素
三、 一些重要多糖的结构
Chitin
四、淀粉的降解
淀粉分解有两条途径： 水解 → 产生葡萄糖 磷酸解 → 产生磷酸葡萄糖
所以，如果是支链淀粉，还需要另外两个 酶的参与，即转移酶和脱支酶。
2. 淀粉的磷酸解
四、淀粉的降解
2. 淀粉的磷酸解
四、淀粉的降解
淀粉的磷酸解与水解相比，其优越性有： 1. 耗能少 2. 产物不易扩散到胞外(?),而水解产物葡萄糖会 因扩散而流失(?)
糖原的磷酸解
五、糖原的降解
糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylase）是降解糖 原的磷酸化的限速酶，有活性和非活性两种形式，分别 称为糖原磷酸化酶a（活化态）和糖原磷酸化酶b（非 活化态），两者在一定条件下可以相互转变。糖原磷酸 解时，在磷酸化酶a作用下，从糖原非还原端开始逐个 加磷酸切下葡萄糖生成1-磷酸葡萄糖，切至糖原分支点 4个葡萄糖残基处为止。
1. 淀粉的水解
四、淀粉的降解
参与淀粉水解的酶主要有三种：淀粉酶、脱支酶、 麦芽糖酶
(1)淀粉酶：
淀粉酶是指参与淀粉a-1,4-糖苷键水解的酶。 有a-淀粉酶和-淀粉酶两种。
1. 淀粉的水解
四、淀粉的降解
(1)淀粉酶：
a-淀粉酶：（a-1,4-葡聚糖水解酶） 可水解任何部位的a-1,4-糖苷键，所以又称为内切淀粉酶。 该酶对非还原末端的5个葡萄糖基不发生作用。Ca2+需要。
•例
γ
β
α
高能化合物 ATPO O P ~ O 3 2O P ~ O O P O C H 2 O A
OO O
• B.整体方法
纯 化 合 物
典型案例 脂肪酸的β氧化
排泄物的化 学分析
• C.组织提取法
典型案例 糖代谢、生物氧化等等
各类组织细胞
各种破碎方法
碎片置于试管中
向该试管中加入纯化合物（如葡萄糖）分析各类代 谢中间产物及酶，逻辑推断。
2. 淀粉的磷酸解
四、淀粉的降解
其中，淀粉磷酸化酶又叫P-酶。
此反应为可逆反应，但在植物体内，由于 （1）[Pi]很高（如施肥） （2）[G-1-P]低（因不断被利用）
所以，反应向正方向进行。
2. 淀粉的磷酸解
四、淀粉的降解
淀粉磷酸化酶从淀粉的非还原端开始，一 个一个地磷酸解a-1,4-糖苷键，直到距分支 点4个葡萄糖基为止。
前言：新陈代谢的概念
4. 参与分子和细胞特异性识别 由寡糖或多糖组成的糖链常存在于细胞表面，形成
糖脂和糖蛋白，参与分子或细胞间的特异性识别和结 合，如抗体和抗原、激素和受体、病原体和宿主细胞 、蛋白质和抑制剂等常通过糖链识别后再进行结合。
第一节 重要糖类结构和双糖、多糖的降解
Monosaccharides, or simple sugars, consist of a single polyhydroxy aldehyde or ketone unit. The most abundant monosaccharide in nature is the six-carbon sugar D-glucose, sometimes referred to as dextrose. Monosaccharides of more than four carbons tend to have cyclic structures.
磷
|
|
HOCH |
酸
HCOH
HCOH
| HCOH
|
景
| HCOH
| HCOH
HCOH
|
H
2C
O
P
O
23
天 庚 酮 糖
|
H
2C
O
PO
23
二、 一些重要双糖的结构
α -葡萄糖（1→4）葡萄糖苷
C H 2O H
C H 2O H
HO H
O
HH
O H
H
OH H
O H
OH H OH
H OH
H OH
麦芽糖
二、 一些重要双糖的结构
物质代谢与能量代谢的统一
生物 体的 新陈 代谢
合成代谢 生物小分子合成生物大分子
（同化作用）
需要能量
分解代谢 释放能量
能量代谢
物质 代谢
（异化作用）生物大分子分解为生物小分子
二者相辅相成，研究物质代谢就是研究能量代谢
新陈代谢的共性
• 生物虽然形貌各异，习性万千，但体内的新陈代谢却有着许多相同之 处。
吡喃环
O H ＝？
OH 新异构型
α
O OH H
β
椅式构象与糖命名
空间 构象
命名时为 α （β ）—D（L）—糖名
平面结构
名？
α —D— 葡萄糖
名？
β —D— 葡萄糖
• 戊糖，多为五元环呋喃糖，如
o
o
核糖
脱氧核糖
一、 一些重要单糖的结构
H 2C O H |
D-7- -
C =O
|
HOCH
H 2C O H | C =O
一、 一些重要单糖的结构
四 碳 赤藓糖 糖
核糖
五
碳 核酮糖 糖
木糖
一、 一些重要单糖的结构
葡萄糖
六
碳
糖
果糖
一、 一些重要单糖的结构
• 结构通式 醛糖
酮糖
•
•仲碳原子是不对称的，单糖具有光旋异构现象，
（＋）、（—）,以及对映体D、L型
醛糖的判断依据是D型、L型甘油醛
• L-甘油醛
D-甘油醛
以分子中倒数第二个碳原子上羟基在空间
HO CH
HC OH
HC OH
HC OH HO CH
HC OH
HC OH HO CH
H 2C O H
D—葡萄糖
H 2C O H
D—甘露糖
H 2C O H
L－甘？露糖
C原子数目相同单糖异构体，除对映体外“命”不同名称加 以区分。
戊糖、己糖的环状结构与构象
• 自然界中糖以戊糖、己糖数量最大，结构分多羟基醛 、酮的开链、半缩醛环状两种形式，天然情况以环状 占绝大多数。以葡萄糖为例
的左右来判别构型。
1
• L-
2
D-
• 葡萄糖
3
4
葡萄糖
5
6
•D反、L应L-分型子醛中糖增可加以（定义）为形D成、的L糖型。甘油醛通过D-增碳
• 甘油醛
甘油醛
讨论一种单糖的构型次序为：
确定总D、L型 确定归属(醛、酮） 定对映体
HC 0
HC 0
确定名称 确
HC 0
HC OH HO CH
HC OH
HO CH
• 提问：为什么具有许多相同之处呢？ • 共同的祖先！
• A. 代谢途径相似
• 大同各类生物的物质的代谢途径十分相似
• 小异也有偏向
• 低等的厌氧生物尚没有发展出好氧代谢途径，而高等生物包括好氧细
菌都发展出了更为高效的好氧代谢，但同时保存了厌氧代谢途径。
• B. 反应步骤繁多，具有严格的顺序性；
• C. 与环境相适应，自动调节；
糖原的磷酸解
五、糖原的降解
转移酶（transferase）又称1, 41, 4葡聚糖转 移酶，它主要作用是将连接与分支点上4个葡萄糖基 的葡聚三糖转移至同一个分支点的另一个葡聚四糖 链的末端，使分支点仅留下一个α（16）糖苷键连 接的葡萄糖残基。
糖原的磷酸解
五、糖原的降解
脱支酶，即水解α（16）糖苷键的酶，再将 这个葡萄糖水解下来，使支链淀粉的分支结构变成 直链结构，磷酸化酶再进一步将其降解为1-磷酸葡 萄糖。由于磷酸化酶、转移酶和脱支酶的协同作用 ，将糖原（或支链淀粉）彻底降解。 糖原磷酸化 酶主要存在于动物肝脏中，通过糖原分解直接补充 血糖。
前言：新陈代谢的概念
2.作为合成生物体内重要代谢物质的碳架和前体
葡萄糖、果糖等在降解过程中除了能提供大量能量 外，其分解过程中还能形成许多中间产物或前体，生 物细胞通过这些前体产物再去合成一系列其它重要的 物质，包括：
(1) 乙酰辅酶A、氨基酸、核苷酸等，它们分别是合成 脂肪、蛋白质和核酸等大分子物质的前体。
第一节 重要糖类结构和双糖、多糖的降解
单糖（monosaccharide）是指最简单的糖， 即在温和条件下不能再分解成更小的单体糖，如 葡萄糖、果糖等。按碳原子的数目单糖又可分为 三碳（丙）糖、四碳（丁）糖、五碳（戊）糖、 六碳（已）糖、七碳（庚）糖等。
一、 一些重要单糖的结构
甘油醛
三 糖
二羟丙酮
第五章 糖类分解代谢
前言：新陈代谢的概念
新陈代谢是所有生物维持其生命活动的最基本的 特性，是生物体内有机物合成和分解作用，包括物质 转变和能量转化。
合成代谢 物质上---小分子---大分子 （同化作用）能量上---积能过程 生物体新陈代谢 分解代谢 物质上---大分子---小分子 （异化作用）能量上---放能过程
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前言：新陈代谢的概念
新陈代谢就是与糖类的分解有密切的联系，因 为糖类的分解对生物体来讲，具重要的意义。
1. 糖类作为能源物质 生物细胞的各种代谢活动，包括物质分解和合成都
需要有足够的能量，其中ATP是糖类降解时通过氧化 磷酸化作用而形成的最重要的能量载体物质。生物细 胞只能利用高能化合物（主要是ATP）水解时释放的 化学能来做功，以满足生长发育等所需要的能量消耗 。
其产物为： 若直链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 低聚糖 若支链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 极限糊精
1. 淀粉的水解
四、淀粉的降解
(1)淀粉酶： β-淀粉酶： 也水解a-1,4-糖苷键，但须从非还原末端开始切， 每次切下两个葡萄糖基。又称为外切淀粉酶。
其产物为： 若直链淀粉 → 麦芽糖 若支链淀粉 → 麦芽糖 + 极限糊精（P140）
• 通过酶活性调节来进行调节。
按进程新陈代谢
• 营养物质的摄取与吸收 • 细胞内的物质代谢 • 代谢产物的去向与废物排泄
• 这门课主要涉及目前已经清楚的 细胞内四大物质的合成与分解。
代谢的研究方法
通过巧妙的实验设计、严密的逻辑推断与重复性的验证。
• A.同位素示踪法
• 将含有放射性同位素的物质参与代谢反应，测试该基团 在不同物质间的转移情况，来认识代谢过程。
1. 淀粉的水解
四、淀粉的降解
(2)脱支酶(R-酶)：（a-1,6-葡萄糖苷酶） 水解a-1,6-糖苷键，但只能作用于外围的这种
键，而不能水解内部的分支。
(3)麦芽糖酶： 植物体内的麦芽糖酶通常与淀粉酶同时存在，并
配合使用，从而使淀粉彻底水解成葡萄糖。
1. 淀粉的水解
四、淀粉的降解
Hydrolysis of glycogen and starch by aamylase and amylase