生物化学第七章 糖代谢--第一二节
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生物化学 第七章 糖代谢
丙酮酸
ATP ADP E3
化学计量 Glucose + 2 ADP + 2Pi + 2NAD+ 2 pyruvate + 2ATP + 2H2O + 2NADH + 2H+
进入有氧途径：NADH能够产生1.5/2.5分子ATP 1分子葡萄糖经糖酵解彻底氧化，产生5/7分子ATP
糖酵解的意义
1．糖酵解途径是葡萄糖有氧和无氧分解代谢的共
⑷ 磷酸己糖的裂解
H2C C HO H H C C C H2C O H OH OH O HO P OH O HO O P HO O
糖酵解过程2
H 2C C CH2 O OH HO O P HO O
醛缩酶
H
磷酸二羟丙酮
+
C HC O
OH O
(F-1,6-2P）
HO P OH O
H2C
3-磷酸甘油醛
⑸ 磷酸丙糖的互换
O C H HO H H C C C C H 2C H
糖酵解过程1
H2C C HO C C C H2C O OH O H OH OH HO P O OH
OH H OH OH OH O P O OH
磷酸己糖异构酶
H H
(G-6-P）
(F-6-P）
⑶ 6-磷酸果糖再磷酸化 生成1,6-二磷酸果糖
H2C C HO H H C C C H2C O OH O H OH OH HO P O OH
第七章
糖类代谢
目
录
第一节 生物体内的主要糖类及生物功能
第二节 双糖和多糖的酶促降解
第三节 单糖的分解代谢
第四节 糖异生与糖原的合成
第五节 血糖及其调节
生物化学：第7章 糖代谢
ADP
ATP
甘油酸-3-磷酸
甘油酸-2-磷酸
烯醇式丙酮酸磷酸
ADP
ATP
丙酮酸
果糖-6-磷酸
ATP
ADP
Mg2+
果糖磷酸激酶
果糖-1,6-二磷酸
(1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P)
果糖磷酸激酶(phosphfructokinase)
Glu
ATP ADP
G-6-P
Glu
ATP ADP
G-6-P
第3阶段：甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸
（8）甘油酸-3-磷酸异构为甘油酸-2-磷酸
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
二羟丙 甘油醛-
第3阶段 甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸
Glu
ATP ADP
G-6-P
第1阶段：己糖磷酸酯的生成
（1）葡萄糖磷酸化为葡萄糖-6-磷酸
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
HO CH2
二羟丙 甘油醛酮磷酸 3-磷酸
NAD+
H H OH
HO
OH H
OH
NADH+H+
甘油酸-1,3-二磷酸
H OH
ADP
ATP
ADP
G-6-P
（7）甘油酸-1,3-二磷酸转变成 甘油酸-3-磷酸以及ATP的生成
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
O=C O P
C OH
ADP
ATP
COOH C OH
二羟丙 甘油醛-
酮磷酸 3-磷酸
NAD+
NADH+H+
生物化学 糖代谢
生物化学：糖代谢糖是生物体重要的能量来源之一，也是构成生物体大量重要物质的原始物质。
糖代谢是指生物体对糖类物质进行分解、转化、合成的过程。
糖代谢主要包括两大路径：糖酵解和糖异生。
本篇文档将从分解和合成两个角度，介绍生物体内糖的代谢。
糖的分解糖酵解（糖类物质的分解）糖酵解是指生物体内将葡萄糖和其他糖类物质分解成更小的化合物，同时释放出能量。
糖酵解途径包括糖原泛素、琥珀酸途径、戊糖途径、甲酸途径等。
其中主要以糖原泛素和琥珀酸途径为代表。
糖原泛素途径糖原泛素途径又称为糖酵解途径，是生物体内最常用的糖分解方式。
它可以将葡萄糖分解成丙酮酸或者丁酮酸，同时产生2个ATP和2个NADH。
糖原泛素途径一般分为两个阶段：糖分解阶段和草酸循环。
糖分解阶段在这个阶段，葡萄糖通过酸化和裂解反应，进入三磷酸葡萄糖分子中，并生成一个六碳分子葡萄糖酸，此过程中消耗1个ATP。
接着，葡萄糖酸分子被磷酸化，生成高能量化合物1,3-二磷酸甘油酸，同时产生2个ATP。
随后，1,3-二磷酸甘油酸分子的丙酮酸残基被脱除，生成丙酮酸或者丁酮酸。
草酸循环草酸循环是指将生成的丙酮酸和丁酮酸在线粒体内发生可逆反应，生成柠檬酸，随后通过草酸循环将柠檬酸氧化分解成二氧化碳、水和ATP。
草酸循环中的关键酶有乳酸脱氢酶、肌酸激酶等。
琥珀酸途径琥珀酸途径也被称为三羧酸循环，是生物体内另一种重要的糖分解途径，它可以将葡萄糖分解成二氧化碳和水，同时产生30多个ATP。
琥珀酸途径中，葡萄糖通过磷酸化，生成高能分子葡萄糖6-磷酸，随后被氧化酶和酶羧化酶双重氧化分解成二氧化碳和水。
琥珀酸途径的关键酶有异构酶、羧酸还原酶等。
糖异生（糖合成）糖异生是指非糖类物质（如丙酮酸、乳酸等）通过一系列合成反应，转化成糖类物质的过程。
糖异生是生物体内糖类物质的重要来源之一，对维持生命的各种生理过程具有重要意义。
糖异生途径包括丙酮酸途径、戊糖途径和甘油三磷酸途径等。
丙酮酸途径丙酮酸途径是指通过丙酮酸合成糖的途径，它可以将丙酮酸反应生成物乙酰辅酶A进一步转移，合成3磷酸甘油醛，随后通过糖醛酸-3-磷酸酰基转移酶反应，合成葡萄糖6磷酸。
糖代谢《生物化学》复习提要
糖代谢第一节概述一、糖的生理功能：1. 氧化供能。
是糖类最主要的生理功能。
2. 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。
3. 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。
二、糖的消化吸收消化部位：主要在小肠，少量在口腔唾液和胰液中都有α-淀粉酶，可水解淀粉分子内的α-1，4糖苷键。
淀粉消化主要在小肠内进行。
在胰液内的α-淀粉酶作用下，淀粉被水解为麦芽糖和麦芽三糖，及含分支的异麦芽糖和α-临界糊精。
寡糖的进一步消化在小肠粘膜刷状缘进行。
α-葡萄糖苷酶水解没有分支的麦芽糖和麦芽三糖；α-临界糊精酶则可水解α-1，4糖苷键和α-1，6糖苷键，将α-糊精和异麦芽糖水解成葡萄糖。
肠粘膜细胞还存在有蔗糖酶和乳糖酶等，分别水解蔗糖和乳糖。
糖被消化成单糖后才能在小肠被吸收，再经门静脉进入肝。
小肠粘膜细胞对葡萄糖的摄人是一个依赖于特定载体转运的、主动耗能的过程，在吸收过程中同时伴有Na+的转运。
三、糖代谢的概况在供氧充足时，葡萄糖进行有氧氧化彻底氧化成C02和H20；在缺氧时，则进行糖酵解生成乳酸。
此外，葡萄糖也可进入磷酸戊糖途径等进行代谢，以发挥不同的生理作用。
葡萄糖也可经合成代谢聚合成糖原，储存于肝或肌组织。
有些非糖物质如乳酸、丙氨酸等还可经糖异生途径转变成葡萄糖或糖原。
以下将介绍糖的主要代谢途径、生理意义及其调控机制。
三、糖代谢的概况葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧ATP H 2O CO 2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径核糖NADPH+H+淀粉消化吸收第二节 糖的无氧分解一、糖酵解的反应过程在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖酵解。
糖酵解的全部反应在胞浆中进行。
(一) 葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解途径）1.葡萄糖磷酸化成为6-磷酸葡萄糖： 葡萄糖进入细胞后首先的反应是磷酸化。
磷酸化后葡萄糖即不能自由通过细胞膜而逸出细胞。
第七章 糖代谢第一次课
学习代谢的技巧和要求
概念 反应过程：起始物、重要中间产物、 反应过程：起始物、重要中间产物、重要反 限速酶催化的反应、产能与耗能反应） 应（限速酶催化的反应、产能与耗能反应） 反应部位：器官， 反应部位：器官，细胞定位 生理意义：如生成ATP的数量 生理意义：如生成ATP的数量 ATP 代谢调节：主要调节点，主要变构抑制剂、 代谢调节：主要调节点，主要变构抑制剂、 变构激活剂 各代谢之间的联系和调控
ATP Mg2+
ADP 己糖激酶
1,3-二磷酸甘油酸 二磷酸甘油酸
ADP ATP
H OH HO H
H
H OH OH H
3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖
丙酮酸
ATP
己糖激酶同工酶
哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶， 哺乳类动物体内已发现有 种己糖激酶同工酶， 种己糖激酶同工酶 分别称为Ⅰ 肝细胞中存在的是Ⅳ 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： 。它的特点是： 葡萄糖激酶 ①对葡萄糖的亲和力很低 ②受激素调控 糖尿病的主要特征： 糖尿病的主要特征：血糖水平高于正常值
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)。 ～ 。
门静脉
肝脏
GLUT
各种组织细胞
体循环
三、糖代谢的概况
糖原
糖原合成 核糖 + 磷酸戊糖途径 肝糖原分解 酵解途径 ATP
第七章 糖代谢
甘油醛-3-磷酸脱氢酶的作用机理： 甘油醛-3-磷酸脱氢酶由4个相同亚基组成，每个亚 基牢固地结合一个分子的NAD+，并能独立参与催化作 用。亚基中第149位的半胱氨酸残基的-SH是活性基团， NAD+的吡啶环与活性-SH基很近，共同组成酶的活性 部位。
甘油酸-1,3-二磷酸将磷酰基转给ADP形成了磷酸甘油酸和 ATP，催化这个反应的酶是磷酸甘油酸激酶 。
第七章 糖代谢
生物化学
教 学 内 容
多糖和低聚糖的酶促降解 糖的分解代谢 糖的合成代谢
糖类的重要的生物学功能
供给能量：糖的主要功能是供给能量，人体所需
能量的70%以上是由糖氧化分解供应的。1克葡萄糖在 体内完全氧化分解，可释放能量16.7千焦。 供给碳源：糖分解过程中形成的中间产物可以提 供合成脂类和蛋白质等物质所需要的碳架。 构成组织细胞的重要组成成分：如核糖和脱氧 核糖是细胞中核酸的成分；糖与脂类形成的糖脂是组 成神经组织与细胞膜的重要成分；糖与蛋白质结合的 糖蛋白，具有多种复杂的功能。
第一节 多糖和低聚糖的酶促降解
教 学 内 容
淀粉的酶促降解 糖原的降解 纤维素的酶促降解 双糖的酶水解
一、淀粉的酶促降解
淀粉的种类：有直链淀粉和支链淀粉两类。
淀粉的水解:
α-淀粉酶：又称α-1,4-葡萄糖水解酶。其作用方式是从淀 粉分子的内部，随机水解分子内的α-1,4-糖苷键，若底物 是直链淀粉，生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖等混合物。 如果底物是支链淀粉，则水解产物中有葡萄糖、麦芽糖和 α-糊精等混合物。 β-淀粉酶：又称β-1,4-麦芽糖苷酶。此酶具有外切酶的特 性，能专一地从直链淀粉或支链淀粉外层的非还原性末端， 依次切下两个葡萄糖单位(即麦芽糖)。 α-1,6糖苷酶：支链淀粉分子中的α-1.6糖苷键需要由α-1,6 糖苷酶作用，如植物中的R酶和动物小肠中的α-糊精酶， 其作用方式是从支链淀粉的外部开始，将α-1,6糖苷键水解 掉，其产物是由α-1,4糖苷键组成的直链片段。 麦芽糖酶：麦芽糖酶可催化麦芽糖水解成葡萄糖。
《生物化学(第二版)》第7章糖代谢
二、糖的有氧氧化
3.三羧酸循环(TCA cycle)
三羧酸循环，亦称柠檬酸循环。此名称源于循环由草酰乙酸与乙酰辅酶A缩合成含有三个羧基的柠檬酸开始，经过一系列反应又以草酰乙酸的再生成结束，每次循环相当于一个乙酰基被氧化。而由于Krebs在1937年正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。反应过程如下：
丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA 。
丙酮酸
乙酰CoA
NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+
丙酮酸氧化脱氢酶系
(1)总反应式:
(一) 有氧氧化的反应过程
1.丙酮酸的生成 (同无氧氧化)
二、糖的有氧氧化
临床对接
丙酮酸脱氢酶复合体中含有5种B族维生素，分别是维生素B1、硫辛酸、泛酸、维生素B2、维生素PP。如果缺乏维生素B1体内TPP不足，丙酮酸及乳酸在末梢神经堆积则发生多发性神经炎，可引起一系列神经系统与循环系统症状，称之为脚气病。
反应1：葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
ATP ADP
Mg2+
己糖激酶
葡萄糖
CH
2
HO
H
HO
OH
H
OH
H
OH
H
H
6-磷酸葡萄糖 (G-6-P)
O
CH
2
O
H
HO
OH
第1节 概述
糖是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类和它们的脱水缩合物，也称为碳水化合物。结构式（CH2O）n ，食物中的糖主要来自植物中的淀粉。人体内的糖主要是葡萄糖和糖原。
构成组 织细胞
氧化供能
构成生物 活性物质
3.三羧酸循环(TCA cycle)
三羧酸循环，亦称柠檬酸循环。此名称源于循环由草酰乙酸与乙酰辅酶A缩合成含有三个羧基的柠檬酸开始，经过一系列反应又以草酰乙酸的再生成结束，每次循环相当于一个乙酰基被氧化。而由于Krebs在1937年正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。反应过程如下：
丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA 。
丙酮酸
乙酰CoA
NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+
丙酮酸氧化脱氢酶系
(1)总反应式:
(一) 有氧氧化的反应过程
1.丙酮酸的生成 (同无氧氧化)
二、糖的有氧氧化
临床对接
丙酮酸脱氢酶复合体中含有5种B族维生素，分别是维生素B1、硫辛酸、泛酸、维生素B2、维生素PP。如果缺乏维生素B1体内TPP不足，丙酮酸及乳酸在末梢神经堆积则发生多发性神经炎，可引起一系列神经系统与循环系统症状，称之为脚气病。
反应1：葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
ATP ADP
Mg2+
己糖激酶
葡萄糖
CH
2
HO
H
HO
OH
H
OH
H
OH
H
H
6-磷酸葡萄糖 (G-6-P)
O
CH
2
O
H
HO
OH
第1节 概述
糖是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类和它们的脱水缩合物，也称为碳水化合物。结构式（CH2O）n ，食物中的糖主要来自植物中的淀粉。人体内的糖主要是葡萄糖和糖原。
构成组 织细胞
氧化供能
构成生物 活性物质
第七章 糖代谢
K2=3250
在植物光合组织中蔗糖磷酸合酶的活性较高，而非光合组 织中蔗糖合酶的活性较高。这是目前认为可能在光合组织中合 成蔗糖的主要途径。
（二）淀粉的合成：
存在于植物体内，尤其是谷类、豆类、薯类 作物的籽粒和贮藏组织都含丰富的淀粉。
淀粉合成中的糖基供体有ADPG、UDPG， 主要是ADPG。
合成分两阶段进行，先合成直链淀粉，然后 分支形成支链淀粉。
二、反应过程 反应可分为两个阶段： 第一阶段：氧化阶段,生成NADPH+H+和 CO2；由6－磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生 成磷酸戊糖; 第二阶段：非氧化阶段,一系列基团转 移反应；磷酸戊糖分子再经重排最终又 生成6－磷酸葡萄糖。
第一阶段：氧化阶段
1、脱氢反应：6-磷酸葡萄糖脱氢酶以NADP+ 为辅酶,催化6-磷酸葡萄糖脱氢生成6-磷酸 葡萄糖酸δ内酯，不可逆。
生物合成的供氢体
脂肪酸、胆固醇和类固醇化合物 的生物合成，均需要大量的NADPH。
0 R-CH2-C-R’
=
OH R-CH2-CH-R’ NADP+
R-CH2-CH2-R’
NADPH + H+
H R-C=C-R’
3、磷酸戊糖途径与疾病
神经精神病
(neuropsychiatric disorder)
第六节 糖的合成代谢
一、光合作用 二、糖异生途径 三、蔗糖和多糖的生物合成
一、光合作用
• 光合作用是糖合成代谢的主要途径。 • 绿色植物、光合细菌或藻类等将光能转变成化学 能的过程，即利用光能，由CO2和H2O合成糖类化 合物并释放出氧气的过程，称为光合作用。 • 光合作用的总反应式可表示如下： 光能 • n CO2 + n H2O (CH2O)n + n O2 叶绿体 糖类化合物
生物化学 --糖代谢(共32张PPT)
新陈代谢
同小分化子作物用质合成大分子的需能过程
中间代谢
大异分化子分作解用成简单小分子的放能过程
Top
1
2
3
4
糖代谢概述 糖原的代谢
糖酵解
柠檬酸循环
磷酸戊糖通路 糖异生
糖代谢与其 他代谢关系
第一节 糖类的一般概况
1.单糖：不能再水解的糖，葡萄糖，果糖，核糖等。
2.双糖：由两个相同或不同的单糖组成, 乳糖、蔗糖等.
CH3
丙酮酸
COO HC OH + NAD+
CH3 乳酸
甘油醛3-磷酸氧化为 甘油酸1,3-二磷酸
丙酮酸
无有氧条条件件
NADH
丙酮酸进一步被氧化分解
乳酸
NADH经呼吸链生成水
氧化为二氧化碳和水
乳酸
合成肝糖原或葡萄糖
糖异生
乳酸
乙醇
NADH
乳酸发酵
NADH 乙醇脱氢酶
丙酮酸 脱羧酶 乙醛
乙醇发酵
糖酵解途径汇总Βιβλιοθήκη HOCH 2C O P O OH
HC OH HO
H 2C O P O OH
3-磷酸甘油醛
上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段 。酵解的准备阶段包括两个磷酸化步骤由六 碳糖裂解为两分子三碳糖，最后都转变为甘 油醛3-磷酸。
在准备阶段中，并没有从中获得任何能量 ，与此相反，却消耗了两个ATP分子。
以下的5步反应包括氧化—还原反应、磷酸
3113-PPii
3 生成甘油酸2-磷酸
4 生成烯醇式丙酮酸磷酸
ATP
ATP
5 生成烯醇式丙酮酸 6 生成丙酮酸
⑹甘油醛3-磷酸氧化为甘油酸1,3-二磷酸
O
同小分化子作物用质合成大分子的需能过程
中间代谢
大异分化子分作解用成简单小分子的放能过程
Top
1
2
3
4
糖代谢概述 糖原的代谢
糖酵解
柠檬酸循环
磷酸戊糖通路 糖异生
糖代谢与其 他代谢关系
第一节 糖类的一般概况
1.单糖：不能再水解的糖，葡萄糖，果糖，核糖等。
2.双糖：由两个相同或不同的单糖组成, 乳糖、蔗糖等.
CH3
丙酮酸
COO HC OH + NAD+
CH3 乳酸
甘油醛3-磷酸氧化为 甘油酸1,3-二磷酸
丙酮酸
无有氧条条件件
NADH
丙酮酸进一步被氧化分解
乳酸
NADH经呼吸链生成水
氧化为二氧化碳和水
乳酸
合成肝糖原或葡萄糖
糖异生
乳酸
乙醇
NADH
乳酸发酵
NADH 乙醇脱氢酶
丙酮酸 脱羧酶 乙醛
乙醇发酵
糖酵解途径汇总Βιβλιοθήκη HOCH 2C O P O OH
HC OH HO
H 2C O P O OH
3-磷酸甘油醛
上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段 。酵解的准备阶段包括两个磷酸化步骤由六 碳糖裂解为两分子三碳糖，最后都转变为甘 油醛3-磷酸。
在准备阶段中，并没有从中获得任何能量 ，与此相反，却消耗了两个ATP分子。
以下的5步反应包括氧化—还原反应、磷酸
3113-PPii
3 生成甘油酸2-磷酸
4 生成烯醇式丙酮酸磷酸
ATP
ATP
5 生成烯醇式丙酮酸 6 生成丙酮酸
⑹甘油醛3-磷酸氧化为甘油酸1,3-二磷酸
O
糖代谢—糖原代谢(生物化学课件)
糖原合成的限速酶
一、糖原的合成 （二）糖原合成的特点
糖原合酶
消耗2ATP
关键酶
能量 代谢
小分子糖原 引物
直接 供体
UDPG
一、糖原的合成 （三）糖原合成的生理意义：
1 机体储存葡萄糖的方式，也是储存能量的一种方式。
2 对维持血糖浓度的恒定有重要意义。
维持血糖浓度 的相对稳定
糖原代谢（糖原的合成）
生物化学 B i o c h e m i s t r y
第三节 糖原代谢
糖原是以葡萄糖为基本单位聚合而成的带分支的大分子多糖。
主要分布在肝脏（肝糖原）和肌肉（肌糖原）
……O
非还原端
CH2OOH
OH
O
OH
CH2OH O
OH O
OH
CH2OH O
OH
OH O
磷酸化酶
Pi
脱
G-1-P
支
脱支酶
酶
的
作
用
脱支酶
G
一、糖原的分解
（二）糖原分解的特点
6-磷酸酶只存在 肝及肾，因此肌 糖原不能分解
关键酶
磷酸化酶
葡萄糖
一、糖原的分解
肝糖原分解为 葡萄糖，维持 不进食血糖浓 度的恒定。
（三）糖原分解的生理意义：
肌糖原分解则 为肌肉本身收 缩提供能量
糖原的合成和分解
生物化学 B i o c h e m i s t r y
一、糖原的分解 定义：肝糖原分解为葡萄糖的过程。
（一）糖原分解的过程
Gn 磷酸化酶 G-1-P
G-6-P G-6-P酶 G
பைடு நூலகம்
葡萄糖-6-磷酸酶主要存在于肝细胞，肌肉组织中不含此酶， 1 因此肌糖原不能分解为葡萄糖。
糖代谢
第四章糖类分解代谢新陈代谢（metabolism）是生物的基本特征之一。
新陈代谢又称 物质代谢，是指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过 程。
合成代谢（也叫同化作用 assimilation） 新陈代谢 分解代谢（也叫异化作用 dissimilation） 生物新陈代谢的特点是： ① 代谢反应是在温和条件下，由酶催化来实现。
② 各种代谢反应互相协调、有条不紊。
③ 能随着内外环境的变化进行自我调节。
④ 无论是分解代谢还是合成代谢，其生物化学反应都是分步进行 的，伴随着的能量吸收和释放也是逐步进行的。
⑤ 由于反应是分步进行的，上一反应的产物就成为下一反应的底 物，因此代谢反应中的任一反应物、中间物或产物，都通称为 代谢物（metabolite）。
z z z糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮化合物或聚合物。
糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖。
糖类是自然界分布最广的物质之一，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。
动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提 供的，一克葡萄糖彻底氧化分解可释放16.74kJ的能量。
另一 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，提供碳源或碳链骨 架。
糖的分解代谢是指大分子的多糖和寡糖酶促降解生成单糖， 单糖进一步氧化分解成CO2和H2O，并释放能量的生物化学变 化过程。
糖的分解代谢是生物体广泛存在的最基本代谢。
zzz1第一节 双糖和多糖的酶促降解一、双糖的酶促降解 生物体内广泛存在的双糖主要有蔗糖、麦芽糖和乳 糖。
1、蔗糖的水解 蔗糖是由葡萄糖和果糖通过α，β－1，2－糖苷键脱水缩合而 成。
其化学学名是α－D－葡萄糖－（1→2）－ β－D－果糖苷。
CH2OHOOH OH OH OCH2OH OOH CH2OHOH1）蔗糖合成酶（sucrose synthetase） 催化蔗糖与UDP反应生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）， 反应可逆。
生物化学-糖代谢PPT课件
6-磷酸果糖激酶-1
特点：不可逆反应。需ATP提供磷酸基和能量 磷酸果糖激酶-1 是糖酵解最重要的限速酶之一
(4) 1，6-二磷酸果糖裂解成2个磷酸丙糖
(5) 3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸酸甘 油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶催化，该途径唯一的氧 化步骤
(6)1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
5-磷酸核酮糖
NADP+
NADPH + H+ +CO2
2. 5-磷酸核酮糖的基团转移反应过程：
在此阶段，经由5-磷酸核酮糖的异构可生成 5-磷酸核糖 5-磷酸核酮糖经一系列基团转移及差向异构 反应生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 基团转移阶段的所有反应均为可逆反应。
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
三羧酸循环的特点
②循环反应在线粒体(mitochondrion)中进行，是 单向反应体系，为不可逆反应。 ③三羧酸循环中有两次脱羧反应，生成两分子CO2; 有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。 有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。
⑤三羧酸循环是机体主要的产能方式，每完成一次 循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成10分子 ATP。
糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
第一节 概 述
Section 1 Introduction
生物化学
➢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及其衍生物。如葡 萄糖、蔗糖、淀粉、糖原、糖复合物等。
食物中的糖主要是淀粉，经消化为葡萄 糖吸收入血后进行代谢，故糖代谢主要指葡 萄糖代谢。
5.红细胞中的糖酵解存在2，3-二磷酸甘
油酸支路
特点：不可逆反应。需ATP提供磷酸基和能量 磷酸果糖激酶-1 是糖酵解最重要的限速酶之一
(4) 1，6-二磷酸果糖裂解成2个磷酸丙糖
(5) 3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸酸甘 油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶催化，该途径唯一的氧 化步骤
(6)1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
5-磷酸核酮糖
NADP+
NADPH + H+ +CO2
2. 5-磷酸核酮糖的基团转移反应过程：
在此阶段，经由5-磷酸核酮糖的异构可生成 5-磷酸核糖 5-磷酸核酮糖经一系列基团转移及差向异构 反应生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 基团转移阶段的所有反应均为可逆反应。
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
三羧酸循环的特点
②循环反应在线粒体(mitochondrion)中进行，是 单向反应体系，为不可逆反应。 ③三羧酸循环中有两次脱羧反应，生成两分子CO2; 有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。 有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。
⑤三羧酸循环是机体主要的产能方式，每完成一次 循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成10分子 ATP。
糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
第一节 概 述
Section 1 Introduction
生物化学
➢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及其衍生物。如葡 萄糖、蔗糖、淀粉、糖原、糖复合物等。
食物中的糖主要是淀粉，经消化为葡萄 糖吸收入血后进行代谢，故糖代谢主要指葡 萄糖代谢。
5.红细胞中的糖酵解存在2，3-二磷酸甘
油酸支路
第七章糖类代谢案例
麦芽糖分子结构（葡萄糖α-1,4-葡萄糖苷）
CH2OH O H H OH H OH
CH2OH O OH H 1 H OH H H H OH
H O
4
H OH
β-半乳糖
α-葡萄糖
乳糖分子结构（葡萄糖β,α-1,4-半乳糖苷）
乳糖和麦芽糖有半缩醛羟基，因此具有还原性。 • 蔗糖没有游离的半缩醛羟基，是非还原糖。
•
三、多糖
多糖属于非还原性糖。 按生物来源：植物多糖、动物多糖和微生物多糖； 按生物功能：贮存多糖和结构多糖； 按组成的不同：同多糖和杂多糖。
（一） 同多糖
• 1. 淀粉（分为直链 淀粉和支链淀粉）
• 直链淀粉以（14） 糖苷键聚合而成。呈螺 旋结构，遇碘显紫蓝色。
• 支链淀粉中除了 （1→4）糖苷键构成糖链以外，在支点 处存在 （1→6）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。
糖的分类
根据其水解产物的情况，糖主要可分为： • 单糖 (monosacchride)：仅包含一个多羟基醛或多羟基 酮单位；是构成寡糖和多糖的基本单位。 • 寡糖 (oligosacchride)：由2-20多个单糖通过糖苷键连接 而成的糖类物质； • 多糖 (polysacchride)：由多个单糖（20个以上）单位通 过糖苷键连接而构成的糖类物质； • 结合糖 (glycoconjugate)：糖和非糖物质共价结合而成 的复合物。
二、糖酵解的生物化学过程
糖酵解的全过程在细胞质（cytoplasm）中进 行，共10步，可分为两大阶段： • 酵解准备阶段（第1-5步）； • 产能阶段（第6-10步）。
糖酵解途径（1）
将ATP上的磷酸基团转移到受体上的酶称为激酶（kinase）。 己糖激酶（肝外组织）与葡萄糖激酶（肝脏）为同工酶，对葡萄糖的 Km值分别为0.1mmol/L、5～10mmol/L；葡萄糖激酶是一种诱导酶， 葡萄糖浓度较高时才起作用。 己糖激酶是糖酵解过程中第一个调节酶，受产物的别构抑制。 该反应为糖酵解途径的第一个限速步骤。
第7章 糖代谢
定义：1葡萄糖分解产生2丙酮酸，并伴随ATP生
成的过程。是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的
途径。该途径也称作Embden-Meyethof-Parnas 途径，简称EMP途径。
细胞质
位置：细胞的胞浆（胞液）
丙酮酸
G → 2丙酮酸 + 2NADH + 2ATP
37
糖酵解过程：
• 分为两个阶段： • 1、糖裂解阶段 • 2、醛氧化成酸
磷酸基团转移势能
△ G o` （ 千 卡 /摩 尔 ）
△ G o` （ 千 焦 /摩 尔 ）
14． 8
61． 9
11． 8
49． 3
10． 3
43． 1
10． 1 7． 7 7． 3 7． 3 5． 0
42． 3 32． 3 30． 5 30． 5 14． 2
3． 4 3． 8 3． 3 2． 2
20． 9 15． 9 13． 8 9． 2
⑩丙酮酸激酶 ⑩产能 2
Δ G= -4.0kcal/mol (不可逆)40
①活化
G
C H2O O
P
P OCH2O CH2OH
②异构
HO
③活化
葡萄糖 H O
6-磷酸葡萄糖
OH 6-磷酸果糖
6
1
P OCH2O CH2O P ④裂解
5 HO 2
1
H2C O
P
+ 2
C
O ⑤异构
4
OH
3
3
磷酸二羟丙酮 H 2 C O H
28
第三节 糖分解代谢
糖的分解、合成
3.1多糖和低聚糖的酶促降解
A.胞外降解
细胞外
胞外水解酶（淀粉单酶糖、寡糖酶）
成的过程。是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的
途径。该途径也称作Embden-Meyethof-Parnas 途径，简称EMP途径。
细胞质
位置：细胞的胞浆（胞液）
丙酮酸
G → 2丙酮酸 + 2NADH + 2ATP
37
糖酵解过程：
• 分为两个阶段： • 1、糖裂解阶段 • 2、醛氧化成酸
磷酸基团转移势能
△ G o` （ 千 卡 /摩 尔 ）
△ G o` （ 千 焦 /摩 尔 ）
14． 8
61． 9
11． 8
49． 3
10． 3
43． 1
10． 1 7． 7 7． 3 7． 3 5． 0
42． 3 32． 3 30． 5 30． 5 14． 2
3． 4 3． 8 3． 3 2． 2
20． 9 15． 9 13． 8 9． 2
⑩丙酮酸激酶 ⑩产能 2
Δ G= -4.0kcal/mol (不可逆)40
①活化
G
C H2O O
P
P OCH2O CH2OH
②异构
HO
③活化
葡萄糖 H O
6-磷酸葡萄糖
OH 6-磷酸果糖
6
1
P OCH2O CH2O P ④裂解
5 HO 2
1
H2C O
P
+ 2
C
O ⑤异构
4
OH
3
3
磷酸二羟丙酮 H 2 C O H
28
第三节 糖分解代谢
糖的分解、合成
3.1多糖和低聚糖的酶促降解
A.胞外降解
细胞外
胞外水解酶（淀粉单酶糖、寡糖酶）
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麦芽糖酶
麦芽糖+H2O
2 葡萄糖
乳糖 +H--2O β-半乳糖苷酶 葡萄糖+半乳糖
目录
二、淀粉的分解
• 淀粉的酶促水解
α－淀粉酶：在淀粉 分子内部任意水解α-1.4 糖苷键。（内切酶）
β－淀粉酶:从非还原 端开始，水解α－１.4糖 苷键，依次水解下一个β －麦芽糖单位（外切酶）
脱支酶（R酶）:水解 α－淀粉酶和β－淀粉酶 作用后留下的极限糊精中 的1.6 －糖苷键。
α－淀粉酶 β－淀粉酶
• 淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶
淀粉+nH3PO4 脱支酶
nG-1-p+少量葡萄糖
目录
３、糖原的分解 • 糖原的结构及其连接方式
-1，6糖苷键
-1，4-糖苷键
• 糖原的磷酸解
磷酸化酶（催化1.4-糖苷键断裂） 三种酶协同作用： 转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）
脱枝酶（催化1.6-糖苷键断裂） 目录
目录
2、非还原性双糖
非还原性双糖相当于由两个单糖的半缩醛羟基失水而 成的，两个单糖都成为苷，这样的双糖没有变旋现象和还 原性。
蔗糖
CH2OH O HOH2C O H
HO OH
O
HO CH2OH
OH
OH
α,β-1，2-苷键
由D-葡萄糖和D果糖组成
海藻糖
由两个α-D-葡萄糖的C1通过氧原子连接成的
双糖，分子中没有半缩醛羟基。
同多糖： 淀粉、纤维素、糖原、几丁质
杂多糖： 糖胺聚糖、果胶、半纤维素 细菌多糖（肽聚糖、脂多糖、磷壁酸）
糖复合物
糖蛋白：糖肽键（N、O型）；糖链（寡糖链， 具重要功能）
糖脂
目录
按功能分
贮藏性糖：低聚糖，淀粉，糖原 结构多糖：纤维素
单糖的概述 单糖的链状结构 单糖的环状结构 单糖的性质
目录
一、引言 （一）、糖类的生物学作用
糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，主要的生物学 作用如下：
•作为生物体的结构成分 •作为生物体内的主要能源物质 •作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等
合成的前体 •作为细胞识别的信息分子
目录
目录
肌糖原－能源 动物干重2％
结缔组织－结构糖 韧带－结构糖
OH HC
O
CH2OH
O
4
1
3
2
1. 碳原子按顺时针方向编 号，氧位于环的后方；
2. 环平面与纸面垂直，粗 线部分在前，细线在后；
3. 将费歇尔式中左右取向 的原子或集团改为上下
取向，原来在左边的写 在上方，右边的在下方；
4. D-型糖的末端羟甲基在 环上方，L－型糖在下方；
5. 半缩醛羟基与末端羟甲 基同侧的为β-异构体， 异侧的为α-异构体.
目录
2、单糖的立体化学：D系单糖和L系单糖 离醛基或酮基最远的不对称碳原子的构型冠 以D和L的符号。 由D-甘油醛衍生而来的称D-系醛糖，由L-甘 油醛衍生而来的称L-系醛糖。同样各种酮糖 也可被认为是由二羟丙酮衍生而来。
目录
目录
• （二）单糖的环状结构 • 葡萄糖的某些性质不能用链式结构来解释：
目录
三、葡萄糖的分解代谢
糖代谢的概况
糖原 ATP
糖原合成 肝糖原分解
有氧 H2O及CO2
核糖 +
磷酸戊糖途径
葡萄糖 酵解途径
NADPH+H+
消化与吸收
糖异生途径
丙酮酸
无氧
乳酸或乙 醇
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
目录
“三羧酸循环” 有氧情况
“乙醛酸循环”
CO2 + H2O
好氧
生物
“糖酵解” 丙酮酸
缺氧情况 “乳酸发酵”
第七章
糖类代谢
目录
本章主要内容
第一节 生物体内的糖类 第二节 双糖和多糖的酶促降解 第三节 糖酵解（重点） 第四节 糖的有氧代谢——三羧酸循环（重点） 第五节 糖的另一氧化代谢途径——戊糖磷酸循环（重点） 第六节 糖异生作用 第七节 蔗糖和淀粉的合成代谢
目录
第一节 生物体内的糖类
一、引言 二、单糖的结构和性质 三、重要的单糖 四、寡糖（蔗糖、乳糖、麦芽糖） 五、多糖（淀粉和糖原）
消化部位： 主要在小肠，少量在口腔
目录
二、糖的消化与吸收
（胰腺）
唾液淀粉酶 胃酸 a-淀粉酶 糊精酶 麦芽糖酶 庶糖酶 乳糖酶
食物中的糖
肝 肝静脉 脏
全 身 组 葡萄糖等 织
目录
消化过程
口腔 胃 肠腔
淀粉
唾液中的α-淀粉酶 胰液中的α-淀粉酶
肠粘膜 上皮细胞 刷状缘
麦芽糖+麦芽三糖 α-临界糊精+异麦芽糖 （40%） （25%） （30%） （5%）
糖 非还原端 原 磷 酸 解 的 步 骤
还原端
磷酸化酶（释放8个1-P-G） 转移酶
脱枝酶（释放1个葡萄糖）
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，一些细菌、真菌和草吃动物体 内可合成纤维素酶和纤维二糖酶，可把 纤维完全降解成葡萄糖。
α-葡萄糖苷酶
α-临界糊精酶
葡萄糖
目录
糖代谢概况
多糖和低聚糖的酶促降解
1.胞外降解(水解过程)
细胞外
胞外水解酶 单糖
多糖和低聚糖（淀粉酶、寡糖酶）主要是葡萄糖
2.胞内降解（磷酸分解）
细胞内储备 磷酸化酶 的
糖原或淀粉 活化、水解
转移酶 去分枝酶 磷酸酶
断支链 活化、水解
目录
一、双糖的酶促降解
蔗糖+H2O 蔗糖酶 葡萄糖+果糖
CH2OH
CH2OH
C=O HO H H OH H OH
CH2OH
核糖 2-脱氧核糖 戊醛糖
葡萄糖 果糖
己醛糖
己酮糖
目录
1、Fischer 投影式 投影式中水平方向的键伸向纸面前方，垂 直方向的键伸向纸面后方。书写投影式时， 通常规定碳链处于垂直方向，羰基写在链 的上端，羟甲基写在链的下端，氢原子和 羟基位于链的两侧。
（三）糖类的命 名和分类
低聚糖
单糖
糖类
复合糖
多糖
杂多糖
同多糖
目录
糖的分类：
单糖
：不能被水解的最简单糖类，是多羟基的醛或
酮的衍生物（醛糖或酮糖）( CH2O)n，最主要 的是戊糖和己糖如葡萄糖、果糖、核糖
低聚糖：有2~10个分子单糖缩合而成，水解后产生
单糖（蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖）
多糖 ：水解后产生20个以上单糖分子的糖类。 糖类化合物
OH
CH2OH O
CH2OH O
支链淀粉
O OH
O OH
O
OH CH2OH O
OH CH2 O
CH2OH O
O OH
O OH
O OH
O
OH
OH
OH
目录
2、糖原
糖原是动物体内储藏的糖类化合物，主要存在于肝脏和 肌肉中。也叫动物淀粉。
糖原也是由葡萄糖组成的，结构与支链淀粉相似，但分 支程度比支链淀粉要高。
– 葡萄糖不能发生醛的NaHSO3加成反应; – 葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩
醛，只能与一分子醇反应； – 葡萄糖溶液有变旋现象；
目录
葡萄糖溶液 蒸干，30℃乙醇中
结晶，98℃吡啶中
α-D(+)- 葡萄糖 葡萄糖
葡萄糖 β-D(+)-葡 萄糖
葡萄糖溶液 比旋112°
葡萄糖溶液 比旋19°
葡萄糖溶液 比旋52.7
目录
二、单糖的结构与性质
(一) 单糖的概述
按含碳原子的数目，单糖可分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖 等；根据分子中是含醛基还是酮基，单糖又可分为醛糖和酮糖。 最简单的单糖是甘油醛（醛糖）和二羟丙酮（酮糖）。
CHO H OH H OH H OH
CH2OH
CHO
H H
CH2 OH OH
CH2OH
CHO H OH HO H H OH H OH
目录
目录
糖蛋白、糖脂、信息分子糖
细胞表面识 别标记－糖
目录
（二）糖的概念和化学本质
最初，糖类化合物用Cn(H2O)m表示，统称碳水化合物。
鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4)
糖(carbohydrates)糖类是多羟基的醛或多羟基酮及 其缩聚物和某些衍生物的总称
CHO H OH H OH H OH
目录
多糖代表物
１、淀粉 天然淀粉由直链淀粉（Ｄ葡萄糖基以α-(1,4)糖苷键 连接的多糖链）与支链淀粉（分支点为α-(1,6)糖苷 键）组成。
目录
淀粉 是植物中养分的储存形式
淀粉颗粒
目录
CH2OH O
CH2OH O
CH2OH O
CH2OH 直链淀粉
O
O OH
O OH
O OH
O OH
O
OH
OH
OH
目录
HO C
OH CH2OH
OH HC
O
CH2OH
目录
α和β异头物
一般规定半缩醛碳原子上的 羟基(称为半缩醛羟基)与决定单 糖构型的碳原子(C5)上的羟基在 同一侧的称为α-葡萄糖，不在同 一侧的称为β-葡萄糖。
目录
H
OH
C
O
HO
H
C
O
CH2OH
α-葡萄糖
CH2OH
β-葡萄糖 目录
• 半缩醛羟基比其它羟基活泼，糖的还原性 一般指半缩醛羟基。