第七章 糖代谢[31页]
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生物化学：第7章 糖代谢
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+
甘油酸-1,3-二磷酸
ADP
ATP
甘油酸-3-磷酸
甘油酸-2-磷酸
烯醇式丙酮酸磷酸
甘油酸-3-磷酸
葡萄糖
甘油酸-2-磷酸
烯醇式丙酮酸磷酸
ADP
ATP
丙酮酸
P O CH2
ATP
ADP
Mg2+
己糖激酶
H H OH
HO
OH H
OH
(hexokinase)
H OH
葡萄糖-6-磷酸(glucose6-phosphate, G-6-P)
Glu
ATP ADP
G-6-P
第1阶段：己糖磷酸酯的生成
第7章 糖代谢
糖代谢概况
糖原
合成 水解
ATP
有氧
核糖 磷酸戊糖途径
+
葡萄糖
酵解途径丙酮酸
NADPH+H+ 消化与吸收 糖异生途径
第七章 糖代谢
糖代谢
第一节糖的分解代谢
一．酵解（glycolysis , Embden-Meyerhof Pathway EMP）:
酵解小结：
1．调节 (1) 己糖激酶（葡萄糖激酶）：受G—6—P反馈抑制
（2）磷酸果糖激酶：ATP抑制、F—2 .6—2P激活
F—2.6—2P对磷酸果糖激酶的激活作用
（3）丙酮酸激酶：ATP、乙酰CoA抑制
2. ATP的生成：酵解总反应
Glu+2Pi+2ADP+2NAD+→2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H2O+2H+
3. 底物水平磷酸化：
二．丙酮酸的去路
三．三羧酸循环（TCA循环, 柠檬酸循环，Krebs循环）
1.丙酮酸的氧化脱羧
2．TCA途径及参加的酶
3．TCA小结
（1）TCA途径部位
（2）TCA总反应式
（3）生成的ATP
（4）TCA的调节
A.丙酮酸脱氢酶系: ATP、NADH、乙酰辅酶A↓
NAD+ 、CoA ↑
B. 柠檬酸合成酶：ATP、NADH、琥珀酰CoA↓
C.异柠檬酸脱氢酶系: ATP↓ ADP、NAD+↑
D.α—酮戊二酸脱氢酶系: NADH、琥珀酰CoA↓ AMP↑
4. TCA的意义
5. TCA的回补反应:
A. 丙酮酸→ 草酰乙酸
B. 磷酸烯醇式丙酮酸→ 草酰乙酸
B. 一些氨基酸可回补TCA ：Glu , Asp 等
四．葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O需经历几个阶段1．几个阶段？
2．1分子葡萄糖彻底氧化生成的ATP分子数？
五．乙醛酸循环
1．途径
2．意义
六．磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway） 细胞内葡萄糖的主要利用途径
1．磷酸戊糖途径及参加的酶
第七章 糖代谢—糖酵解
①
葡萄糖
② 1，6-2P-果糖 ， 果糖 ③ 磷酸丙糖
葡萄糖（ ）磷酸化形成6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖（ ①、 葡萄糖（G）磷酸化形成 磷酸葡萄糖（G-6-P） ） 1 能够催化ATP的磷酰化反应的酶都称为激酶。 能够催化ATP的磷酰化反应的酶都称为激酶。 这是 ATP 的磷酰化反应的酶都称为激酶
⑥、 3-磷酸甘油醛氧化成 1,3-二磷酸甘油酸 磷酸甘油醛氧化成 二磷酸甘油酸
磷酸甘油醛脱氢酶催化的这个反应既是氧化反应又 3-磷酸甘油醛脱氢酶催化的这个反应既是氧化反应又 是磷酸化反应，可被碘乙酸抑制。反应产物1,3-二磷 是磷酸化反应，可被碘乙酸抑制。反应产物1 酸甘油酸是一种高能磷酸酯类化合物。 酸甘油酸是一种高能磷酸酯类化合物。
⑨、 2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶
形成ATP ⑩、磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP形成 磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给 形成 和丙酮酸
丙酮酸激酶
这是第二次底物水平磷酸化反应， 丙酮酸激酶催化， 这是第二次底物水平磷酸化反应，经丙酮酸激酶催化，将磷酸烯醇 第二次底物水平磷酸化反应 催化 式丙酮酸的高能磷酸键移到ADP上，形成 式丙酮酸的高能磷酸键移到 上 形成ATP。反应基本不可逆。 。反应基本不可逆。
1 、淀粉水解 （1）α-淀粉酶（液化型淀粉酶） ） 淀粉酶 液化型淀粉酶） 随机水解α-1， 糖苷键 糖苷键。 随机水解 ，4-糖苷键。 产物：葡萄糖、麦芽糖和糊精的混合物。 产物：葡萄糖、麦芽糖和糊精的混合物。 淀粉酶（ （2）β-淀粉酶（糖化酶） ） 淀粉酶 糖化酶） 水解α-1， 糖苷键 糖苷键， 水解 ，4-糖苷键，从非还原端开始依次切下两个 葡萄糖单位。 葡萄糖单位。 产物：直链淀粉：麦芽糖，支链淀粉：麦芽糖、 产物：直链淀粉：麦芽糖，支链淀粉：麦芽糖、极 限糊精。 限糊精。
生物化学 第七章 糖类与糖类代谢
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）
脱支酶（催化1.6-糖苷键断裂）
还原端
糖 原 磷 酸 解 的 步 骤
非还原端
磷酸化酶（释放8个1-P-G）
转移酶
脱支酶（释放1个葡萄糖）
糖原磷酸化酶：从非还原端催化1-4糖苷键的磷酸解
第二节
双糖和多糖的酶促降解
小 结
磷酸丙糖异构酶 CHO CHOH CH2OPO3H2 3－磷酸甘油醛 4％
1,6-二磷酸果糖
（3）第三阶段：3-磷酸甘油醛 2-磷酸甘油酸
O COPO3H2 CHOH 磷酸甘油酸激酶 O COH CHOH
Mg CH2OPO3H2 CH2OPO3H2 ADP A TP 1,3-二 磷 酸 甘 油 酸 3-磷 酸 甘 油 酸 3-磷酸甘油醛 NADH 脱氢酶 磷酸甘油酸变位酶 + H+ O + NAD CHO COH CHOH CH2OPO3H2 3－ 磷 酸 甘 油 醛 CHOPO3H2 CH2OH 2-磷 酸 甘 油 酸
直链淀粉中葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成。 每个直链淀粉分子只有一个还原端基和一个非还 原端基。遇碘显蓝紫色
碘与直链淀粉靠范德华力结合 分子量在10000-50000之间。
支链淀粉中葡萄糖主要以α-1，4糖苷键相连， 分支处以α-1，6糖苷键相连，所以支链淀粉具 有很多分支。遇碘显紫色或紫红色。
三种酶协同作用： 转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）
脱支酶（催化1.6-糖苷键断裂）
还原端
糖 原 磷 酸 解 的 步 骤
非还原端
磷酸化酶（释放8个1-P-G）
转移酶
脱支酶（释放1个葡萄糖）
糖原磷酸化酶：从非还原端催化1-4糖苷键的磷酸解
第二节
双糖和多糖的酶促降解
小 结
磷酸丙糖异构酶 CHO CHOH CH2OPO3H2 3－磷酸甘油醛 4％
1,6-二磷酸果糖
（3）第三阶段：3-磷酸甘油醛 2-磷酸甘油酸
O COPO3H2 CHOH 磷酸甘油酸激酶 O COH CHOH
Mg CH2OPO3H2 CH2OPO3H2 ADP A TP 1,3-二 磷 酸 甘 油 酸 3-磷 酸 甘 油 酸 3-磷酸甘油醛 NADH 脱氢酶 磷酸甘油酸变位酶 + H+ O + NAD CHO COH CHOH CH2OPO3H2 3－ 磷 酸 甘 油 醛 CHOPO3H2 CH2OH 2-磷 酸 甘 油 酸
直链淀粉中葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成。 每个直链淀粉分子只有一个还原端基和一个非还 原端基。遇碘显蓝紫色
碘与直链淀粉靠范德华力结合 分子量在10000-50000之间。
支链淀粉中葡萄糖主要以α-1，4糖苷键相连， 分支处以α-1，6糖苷键相连，所以支链淀粉具 有很多分支。遇碘显紫色或紫红色。
第七章 糖类代谢
共包括5步反应。
ⅱ贮能阶段：2 磷酸丙糖 → → 2 丙酮酸（＋4 ATP） 共包括5步反应。
ⅰ准备阶段
①葡萄糖的磷酸化
葡萄糖
己糖激酶
6-磷酸葡萄糖
②6-磷酸葡萄糖异构化形成6-磷酸果糖
磷酸葡萄糖异构酶
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
③6-磷酸果糖形成1,6-二磷酸果糖
6-磷酸果糖
磷酸果糖激酶
1,6-二磷酸果糖 •磷酸果糖激酶是一种变构酶，它的催化效率很低，糖酵 解的速率严格的依赖该酶的活力水平。
① 磷酸果糖激酶是关键酶
• 磷酸果糖激酶是酵解过程中最重要的调节酶，酵解 速度主要取决于该酶活性，因此它是一个限速酶。
高浓度的ATP是该酶的变构抑制剂，ATP的抑制作 用可被AMP解除。
柠檬酸也可抑制该酶活性。 果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶的激活剂，增加该
酶与其底物的亲和力。
ATP 柠檬酸
1. 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸，使两个C原子进入循环。
在以后的两步脱羧反应中，有两个C原子以CO2的形式离开循 环。
2. 由琥珀酰CoA形成琥珀酸时，偶联有底物水平磷酸化生成1个
GTP,
1GTP 1ATP。
3. 循环中消耗两分子水;
4. 3NADH 7.5 ATP， 1FADH2 5. 单向进行
AMP 果糖-2,6-二磷酸
ⅱ贮能阶段：2 磷酸丙糖 → → 2 丙酮酸（＋4 ATP） 共包括5步反应。
ⅰ准备阶段
①葡萄糖的磷酸化
葡萄糖
己糖激酶
6-磷酸葡萄糖
②6-磷酸葡萄糖异构化形成6-磷酸果糖
磷酸葡萄糖异构酶
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
③6-磷酸果糖形成1,6-二磷酸果糖
6-磷酸果糖
磷酸果糖激酶
1,6-二磷酸果糖 •磷酸果糖激酶是一种变构酶，它的催化效率很低，糖酵 解的速率严格的依赖该酶的活力水平。
① 磷酸果糖激酶是关键酶
• 磷酸果糖激酶是酵解过程中最重要的调节酶，酵解 速度主要取决于该酶活性，因此它是一个限速酶。
高浓度的ATP是该酶的变构抑制剂，ATP的抑制作 用可被AMP解除。
柠檬酸也可抑制该酶活性。 果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶的激活剂，增加该
酶与其底物的亲和力。
ATP 柠檬酸
1. 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸，使两个C原子进入循环。
在以后的两步脱羧反应中，有两个C原子以CO2的形式离开循 环。
2. 由琥珀酰CoA形成琥珀酸时，偶联有底物水平磷酸化生成1个
GTP,
1GTP 1ATP。
3. 循环中消耗两分子水;
4. 3NADH 7.5 ATP， 1FADH2 5. 单向进行
AMP 果糖-2,6-二磷酸
第七章 糖代谢
线粒体内
葡萄糖→→丙酮酸→乙酰CoA
葡萄糖在有氧条件下彻 底氧化分解生成CO2和水， 并释放出大量能量的过程 称为糖的有氧氧化。
三羧酸循环
糖的有氧氧化
源自文库
CO2+H2O+ATP
糖的有氧化的化学过程
糖转变成丙酮酸，此阶段与糖酵解完全 相同，在细胞液中进行； 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA，这个过 程是在线粒体膜上进行的； 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化成 CO2和水，这个过程是在线粒体中进行的。
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
磷酸甘油酸激酶
Mg2+
1,3-二磷酸甘油酸
P
CH2O
OH
C
CH
P
O
O
P
CH2O
OH
COOH
CH
3-磷酸甘油酸
P
P
P
2.氧化产能阶段
(一)糖酵解的过程
一、糖的无氧分解
反应8： 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸 变位酶
Mg2+
3-磷酸甘油酸
P
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
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
Mg2+
1,3-二磷酸甘油酸
P
CH2O
OH
C
CH
P
O
O
P
CH2O
OH
COOH
CH
3-磷酸甘油酸
P
P
P
2.氧化产能阶段
(一)糖酵解的过程
一、糖的无氧分解
反应8： 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸 变位酶
Mg2+
3-磷酸甘油酸
P
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
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
生物化学--第七章 糖类代谢-糖的有氧氧化
COA SH
O CH3-C-SCoA
NAD +
NNAADD+H+ +H+H+
10
（三）乙酰辅酶A进入TAC
三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle TCA循
环)又称柠檬酸循环(citric acid cycle) 或Krebs
循环(Krebs cycle)。
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成六碳三
辅酶A、FAD、NAD+、 镁离子、硫辛酸、TPP
2020/10/8
18
不同点：
丙酮酸脱氢酶复合体中E1受磷酸化、去磷 酸化的共价修饰调节
α-酮戊二酸脱氢酶系中E1不受磷酸化和去 磷酸化的共价修饰调节.
2020/10/8
19
⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸
H 2C COOH
CH2
O C SCoA 琥珀酰CoA (succinyl CoA)
琥珀酰CoA合成酶/硫激酶 HSCoA H2C COOH
GDP+Pi ADP
GTP ATP
H2C COOH
琥珀酸 (succinate)
2020/10/8
20
⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸
FAD H CH COOH
FADH2 HOOCCH
H CH COOH 琥珀酸脱氢酶
生物化学 --糖代谢(共32张PPT)
化反应。这些反应正是从甘油醛3-磷酸提取能 量形成ATP分子。
第二阶段 生成丙酮酸
在这个阶段发生了氧化反应（生成NADH）和第一次形成了高能键， 共产生了4个ATP分子
HPO4 2-
HPO4 2-
NAD NAD
NADH NADH
ATP
ADP/Pi ADP/Pi
ATP
1 生成甘油醛1，3-二磷酸
2 生成甘油酸3-磷酸
主要部位：肝脏，肌肉是贮存糖原的主要组织器 官，肌糖原主要供肌肉收缩时能量的需要，肝糖 原则是血糖的重要来源。
2.1 糖原合成
1 己糖激酶/Mg+
ATP
ADP/Pi 61-Pii
2
1磷-4酸糖葡苷萄键糖变位酶
UTP
3
UDPG焦磷酸化酶
1-6糖苷键
糖原合成酶
4
UDP
糖原合成过程
肌肉过中多.葡 摄但萄 入是糖 的每 葡个A T 萄葡P 糖萄 己 可 糖M 糖 以分g 激 2 + 酶 通子 过都葡 合首萄 成先糖 -糖要6 -磷 原磷酸 贮酸 存化A 在成D P 肝为和葡
总反应为: 葡萄糖
乳酸 + 能量
酵解途径的酶系存在于胞液中。
糖酵解的概述
机体的生存需要能量，机体内主要提供能量的物质是ATP。 ATP的形成主要通过两条途径：
一条是由葡萄糖彻底氧化为CO2和水，从中释放出大量的自由能形成大量的 ATP。
第二阶段 生成丙酮酸
在这个阶段发生了氧化反应（生成NADH）和第一次形成了高能键， 共产生了4个ATP分子
HPO4 2-
HPO4 2-
NAD NAD
NADH NADH
ATP
ADP/Pi ADP/Pi
ATP
1 生成甘油醛1，3-二磷酸
2 生成甘油酸3-磷酸
主要部位：肝脏，肌肉是贮存糖原的主要组织器 官，肌糖原主要供肌肉收缩时能量的需要，肝糖 原则是血糖的重要来源。
2.1 糖原合成
1 己糖激酶/Mg+
ATP
ADP/Pi 61-Pii
2
1磷-4酸糖葡苷萄键糖变位酶
UTP
3
UDPG焦磷酸化酶
1-6糖苷键
糖原合成酶
4
UDP
糖原合成过程
肌肉过中多.葡 摄但萄 入是糖 的每 葡个A T 萄葡P 糖萄 己 可 糖M 糖 以分g 激 2 + 酶 通子 过都葡 合首萄 成先糖 -糖要6 -磷 原磷酸 贮酸 存化A 在成D P 肝为和葡
总反应为: 葡萄糖
乳酸 + 能量
酵解途径的酶系存在于胞液中。
糖酵解的概述
机体的生存需要能量，机体内主要提供能量的物质是ATP。 ATP的形成主要通过两条途径：
一条是由葡萄糖彻底氧化为CO2和水，从中释放出大量的自由能形成大量的 ATP。
第七章 糖代谢
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。
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。
CH2OH C O
CH2OH C HO C O H
5.转酮醇反应:转酮醇酶催化磷酸酮糖 上的二碳单位羟乙酰基转移到磷酸醛糖 的第1碳原子上,形成3-磷酸甘油醛和7磷酸景天庚酮糖。转酮醇酶转移一个二 碳单位。二分子五碳糖的基团转移反应
6.转醛醇反应:转醛醇酶催化7-磷酸景天 庚酮糖上的二羟丙酮基团转移给3-磷酸甘 油醛生成4-磷酸赤藓糖和6-磷酸果糖。
3×5-磷酸核糖 2×6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛
7-糖代谢
醛缩酶
3-磷酸甘油醛
磷酸果糖激酶
1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 脱氢酶 1,3-二磷酸甘油酸 - 49 kJ/mol
调控酶
磷酸葡萄糖异构酶
6-磷酸果糖
已糖激酶
6-磷酸葡萄糖
磷酸甘油酸激酶
葡萄糖
3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸 变位酶 2-磷酸甘油酸 烯醇化酶 磷酸烯醇式丙酮酸 - 62 kJ/mol 丙酮酸激酶
丙酮酸
丙酮酸脱氢酶系
NAD+
NADH
乙酰CoA
丙酮酸 代谢疾病
丙酮酸脱羧酶 二氢硫辛酸乙酰转移酶 二氢硫辛酸脱氢酶
柠檬酸循环（citric acid cycle）
又称：
三羧酸循环（ tricarboxylic acid cycle ）、
TCA循环、Krebs循环 共 8 步反应 2个特征：
1）碳原子的流向
无氧条件下
Enzymes Glucose Pyruvate
动物 酵母 NADH
Lactate Ethanol + CO2
ATP + NADH
氧化磷酸化 三羧酸循环 CO2 有氧条件下
ATP + H2O
糖酵解
第二阶段 磷酸丙糖异构酶 磷酸二羟丙酮
激酶: 凡能够催化ATP 磷酰化反应的酶。 Mg2+
第一阶段
7第七章 糖代谢
ATP Ala
22-磷酸甘油酸 2磷酸烯醇丙酮酸
+
丙酮酸激酶
2丙酮酸
3.1 酶的别构（变构）效应示意图
效应剂
别 构 中 心
活性 中心
别构酶的反馈调控机理
—
A
关键酶
B
C
D
E
（产物或中间产物）
3.2 酶的共价修饰
某些酶可以通过其它酶对其多肽链上某些基团进行可逆
的共价修饰，使其处于活性与非活性的互变状态，从而调节
3、糖酵解的调控位点及 相应调节物
F-2,6-BP AMP
糖原（或淀粉） 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
G-6-P AMP ATP
+
葡萄糖
己糖激酶
+
限速酶 磷酸果糖激酶
柠檬酸 NADH ATP
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
21，3-二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸
F-1,6-BP
第七章 糖代谢
主要内容： 了解糖类的生物学作用和重要的单糖、寡
糖、多糖、复合糖的分类和结构。讨论糖的分
解与合成，重点掌握以葡萄糖为代表的单糖的 分解与合成的主要途径。
目
第一节
第二节 第三节
录
糖类化学概述
单糖的代谢 糖原的分解和生物合成
第四节
第七章糖代谢
O
H
OH
HO
H
HO
H
H
OH
OH
CH2OH
HO H OH
H
H
OH H
OH OH
核糖 ——戊醛糖
O
H
OH
H
OH
H
OH
OH
HOH 2C H
O OH
H HH
HO
OH
目录
葡萄糖 结构
1
CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH
6CH2OH
开链型
6
HO
H
4
5
H OH
3
OH
H
OH H 1 CHO
2
OH
开链型
6
HO CH2
H
4
5
H OH
3
OH
OH
H
2
1
OH
H OH
环型
2. 寡糖
由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖类
常见的几种二糖有 麦芽糖 葡萄糖 — 葡萄糖
蔗糖 葡萄糖 — 果糖
乳糖 葡萄糖 — 半乳糖
C H2O H
H
OH
H
H
OH H
OH H
O OH
麦芽糖
C H2O H
OH
H OH H
H
OH
HO
H
HO
H
H
OH
OH
CH2OH
HO H OH
H
H
OH H
OH OH
核糖 ——戊醛糖
O
H
OH
H
OH
H
OH
OH
HOH 2C H
O OH
H HH
HO
OH
目录
葡萄糖 结构
1
CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH
6CH2OH
开链型
6
HO
H
4
5
H OH
3
OH
H
OH H 1 CHO
2
OH
开链型
6
HO CH2
H
4
5
H OH
3
OH
OH
H
2
1
OH
H OH
环型
2. 寡糖
由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖类
常见的几种二糖有 麦芽糖 葡萄糖 — 葡萄糖
蔗糖 葡萄糖 — 果糖
乳糖 葡萄糖 — 半乳糖
C H2O H
H
OH
H
H
OH H
OH H
O OH
麦芽糖
C H2O H
OH
H OH H
第七章 糖代谢1
1.1 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
ห้องสมุดไป่ตู้
（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
1.2 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。
• 通过酶活性调节来进行调节。
第七章 糖代谢
• 新陈代谢 • 高能化合物 • 糖的分解 • 糖的合成
第一节 新陈代谢
• 提问：什么是新陈代谢？ • 新的来，久的去 • 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。
• 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；
第7章 糖代谢
ATP
③二次活化
关键③酶磷 酸：果可糖 以激 酶通过改A D变P 其催Δ(不化G可= 逆活-5).0性kca而l/m使ol 整个代谢反
应 酶。的④其速醛 缩主度1酶．要或6—特方二点向磷 酸发:（果生糖1）改催变化的不酶可就④逆裂称解反为应关，键活酶性或低限；速
（2）活性可调节（受激素和代谢物Δ的G调=控-0）.3；kca（l/m 3ol）活性 改3变-磷 可酸 甘以油影醛 响整个反磷应酸 二速羟度丙 酮。 (可 逆 )
13
如何判断△G？
A 反应物
B 产物
任何状态下
△G= △GO + RTlnK
△GO—标准自由能变化（pH=0，25℃， 1atm，反应物浓度1mol/L）的自由能变化（可 查表或计算，参见《物理化学》）
K=[B]/[A] 或[B1][B2]…[Bn]/ [A1][A2]…[An]
14
生物代谢略有不同， △GO改为△GO` （pH=7）
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）
多糖和低聚糖
主要是葡萄糖
B.胞内降解 细胞内储备
的
糖原或淀粉
转移酶 磷酸化酶 去分枝酶
活化、水解 断支链
磷酸化酶
活化、水解
第七章-- 糖类及糖代谢
第七章糖代谢
糖是有机体重要的能源和碳源。糖代谢包括糖的合成与糖的分解两方面。糖的最终来源都是植物或光合细菌通过光合作用将CO2和水同化成葡萄糖。除此之外糖的合成途径还包括糖的异生—非糖物质转化成糖的途径。在植物和动物体内葡萄糖可以进一步合成寡糖和多糖作为储能物质(如蔗糖、淀粉和糖元),或者构成植物或细菌的细胞壁(如纤维素和肽聚糖)。
在生物体内，糖(主要是葡萄糖)的降解是生命活动所需能量(如ATP)的来源。生物体从碳水化合物中获得能量大致分成三个阶段：在第一阶段，大分子糖变成小分子糖，如淀粉、糖元等变成葡萄糖即淀粉等→G；在第二阶段，葡萄糖通过糖酵解(糖的共同分解途径)降解为丙酮酸，丙酮酸再转变为活化的酰基载体—乙酰CoA即G→乙酰CoA；在第三阶段，乙酰CoA通过三羧酸循环(糖的最后氧化途径)彻底氧化成CO2，当电子传递给最终的电子受体O2时生成A TP即乙酰CoA→CO2。这是动物、植物和微生物获得能量以维持生存的共同途径。糖的中间代谢还包括磷酸戊糖途径、乙醛酸途径等。
第一节新陈代谢概论
一、新陈代谢的意义
新陈代谢是生物最基本的特征之一。新陈代谢是指生物活体与外界环境不断交换物质的过程。机体从外界摄取营养物质，转化为机体自身需要的物质称为同化作用，是由小分子合成生物大分子，需要能量；而机体自身原有的物质的分解、排泄称为异化作用，是由生物大分子降解为生物小分子，最后分解成CO2和H2O，释放能量。异化作用释放的能量可供机体生理活动的需要。同化作用为异化作用提供物质基础，异化作用为同化作用提供能量基础。同化作用和异化作用是既对立又统一的矛盾的两个方面，两者相互联系、相互制约，互为基础。
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第7章 糖代谢
• 糖的分解代谢 • 糖原的合成与分解 • 糖的异生作用 • 血糖及血糖的调节
第一节 概述
• 动植物体中普遍存在； • 在人体内糖的主要形式是葡萄糖及糖原； • 多羟醛或多羟酮及其聚合物和衍生物； • 糖在体内常与蛋白质、脂类结合成复合糖存在。
葡萄糖结构不同写法
一、糖的分类
• 单糖：核糖、葡萄糖、果糖 • 寡糖：2--6个单糖分子缩合成的，蔗糖、麦芽糖。寡
二、糖的有氧分解
（一）概念---在有氧情况下， 葡萄糖彻底氧 化成二氧化碳 和水，并释放 大量能量的过 程。
第一阶段
胞
第二阶段
液
（二）反应部位：
线粒体
第三阶段
CO2 +H2O
（三）反应过程
1．第一阶段: • 葡萄糖分解为丙酮酸 第一阶段 • 与糖酵解反应过程基本
相同。 • 只是3-磷酸甘油醛脱氢
2．丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA
COOH C=O + CoA-SH
丙酮酸脱氢酶系
CH3 CO SCoA + CO2
CH3
NAD+ NADH+H+
丙酮➢酸丙酮酸脱辅氢酶酶A 系包括3种酶和6种辅助因子乙酰（辅TP酶PA、FAD、 NAD、CoA、镁离子和硫辛酸），VB1缺乏时，丙酮酸氧 化脱羧受阻，影响糖的氧化分解，引发多发性神经炎, 即“脚气病。
1分子葡萄糖有氧氧化共产生：
葡萄糖-----丙酮酸：
6（8）个ATP
丙酮酸-----乙酰辅酶A： 6个ATP
乙酰辅酶A---CO2 +H2O： 24个ATP 总计 36（38）个ATP
糖代谢概况
比较糖酵解和糖有氧氧化的主要特点
糖酵解
糖的有氧氧化
反应部 位 需氧条 件 底物、 产物 产能
关键酶
生理意 义
产生的NADH的去向不同。 第二阶段
✓2个NADH是在细胞液 中生成的，必须进入线粒 体内才能氧化。
第三阶段
➢ NADH进入线粒体有两种穿梭机制：
2NADH
骨骼肌 脑组织
呼吸链
2FADH2
2*2个ATP
细胞液
线粒体
磷酸甘油穿梭
2NADH 肝、肾、心
呼吸链
2NADH
2*3个ATP
细胞液
线粒体 苹果酸-天冬氨酸穿梭
G
6-P-F
3-P-甘油醛
6-P- G
G6PD
NADPH
5-P-R
丙酮酸 乙酰CoA 草酰乙酸
脱羧
乙醛 氧化
还原
乙醇
乙酸
发酵 制醋
发酵 制酒
（三）糖酵解的特点
➢ 无氧生成ATP，供机体需要能量； ➢ 糖未彻底分解，终产物是乳酸，释放能量不多； ➢ 反应在胞浆进行；
（四）糖酵解的意义 1．机体在缺氧情况下迅速获得能量的重要方式 。 2．某些组织细胞如红细胞 ，能量全部由糖酵解供应 。 3．为体内其它物质的合成提供原料 。
三、磷酸戊糖途径
• 糖酵解和有氧氧化是生物体内糖分解的主要途 径，但非唯一途径；
• 当用碘乙酸或氟化钠抑制糖酵解途径时，呼吸 作用仍然能消耗葡萄糖，说明在生物体中还有 一条葡萄糖分解的途径，这条途径的中间产物 中有5-磷酸核酮糖，所以称为磷酸戊糖途径；
• 存在于肝脏、脂肪、红细胞、骨髓等组织中。
（一）磷酸戊糖途经反应过程
免疫、消化和血液系统疾病的治疗。
糖代谢概况
糖代谢
分解代谢 合成代谢
无氧氧化 有氧氧化 磷酸戊糖途经 糖原分解 糖原合成 糖异生
血糖和糖原 血糖 — 糖在体内的利用、运输形式 糖原 — 糖在体内的贮存形式
糖代谢的概况
糖原
糖原合成 肝糖原分解
磷酸核糖 +
磷酸戊糖 途径
葡萄糖
有氧
酵解途径
丙酮酸
NADPH+H+ 消化与吸收
胞液
无氧或缺 氧 糖原、葡 萄糖→乳 酸 1 mol 葡 萄 糖净生成 2molATP
6-磷酸果 糖激-1,己 糖激酶,丙 酮酸激酶 迅速供能
线粒体 有氧 糖原、葡萄糖→H2O+CO2
1mol葡萄糖净生成36～38molATP
糖酵解关键酶加上丙酮酸丙酮酸脱氢酶复合体， 柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱 氢酶复合体 机体产能的主要方式
背景：
• 人初到高原，高原大气压低，易 缺氧；
• 剧烈的运动后，常会感觉肌肉酸 痛，这是乳酸积累的结果。
结论： ➢在缺氧或无氧的情况下，能量 来源靠糖的无氧分解提供。
G
无 O2
胞液
2乳 酸
海拔 5000米
（一）糖无氧分解的含义
• 1葡萄糖（糖原）
糖无氧分解 也称为糖酵 解。
2丙酮酸 +22乳H 酸
糖异生途径
无氧
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H2O＋CO2 ATP
乳酸
第二节 糖的分解代谢
• 葡萄糖在细胞内氧化分解并释放出分子中蕴藏着 的化学能的过程。
• 无氧分解、有氧分解和磷酸戊糖途径。
葡萄糖→ 丙酮酸→
乳酸
葡萄糖→丙酮 酸→乙酰辅酶
A →水,CO2
6-P-葡萄糖→ 3-P甘油醛 +
6-P果糖
一、糖的无氧分解
运输到各组织利用。
3、粘多糖类 有透明质酸、肝素、硫酸软骨素； 透明质酸是人体真皮组织的成分之一。存在于动物结缔组织、 关节液和眼的玻璃体液中。
具有特殊的保水作用。
二、糖的生理功能
1、氧化分解，供应能量； 2、储存能量，维持血糖 ； 3、提供碳源； 4、参与构成组织细胞； 5、其他：戊糖是核苷酸的组成成分，多糖可用于
（五）有氧分解总能量计算
1、从葡萄糖到丙酮酸：
净剩2个ATP和2个NADH： 2+4=6个或2+6=8个 2．从丙酮酸到乙酰辅酶A
• 丙酮酸进入线粒体，发生脱氢、脱羧反应：
2NADH
2*3=6个ATP
3．乙酰CoA的氧化 --三羧酸循环
（1）氧化磷酸化：11个 （2）底物磷酸化：1个
12个*2=24
3．乙酰CoA的氧化 --三羧酸循环
（四）TCA循环总结
1．2次脱羧作用生成2分子CO2； 2．ATP的生成：12个
（1）氧化磷酸化：
4次 3个NADH 呼吸链 3*3 11个
脱氢 1个FADH
1*2 ATP
（2）底物磷酸化：1 ATP ；
3 ．每一轮循环彻底降解一分子乙酰辅酶A。 —— 是糖、脂、氨基酸在体内高效产能的共同途径 也是上述物质在体内互相转变的代谢枢纽
糖能溶于水，多有甜味。 • 多糖：多个单糖分子缩合，没有甜味，重要的有淀粉、
糖原和纤维素。
自然界存在的几种重要多糖
1、淀粉 • 淀粉是植物贮存的养料，如谷物、豆类、马铃薯、薯类。 • 基本组成单位是葡萄糖。 2、糖原 • 糖原是动物细胞内贮存的多糖，分为肝糖原、肌糖原； • 肌糖原为肌肉收缩所需的能源，肝糖原可分解为葡萄糖进入血液，
• 糖的分解代谢 • 糖原的合成与分解 • 糖的异生作用 • 血糖及血糖的调节
第一节 概述
• 动植物体中普遍存在； • 在人体内糖的主要形式是葡萄糖及糖原； • 多羟醛或多羟酮及其聚合物和衍生物； • 糖在体内常与蛋白质、脂类结合成复合糖存在。
葡萄糖结构不同写法
一、糖的分类
• 单糖：核糖、葡萄糖、果糖 • 寡糖：2--6个单糖分子缩合成的，蔗糖、麦芽糖。寡
二、糖的有氧分解
（一）概念---在有氧情况下， 葡萄糖彻底氧 化成二氧化碳 和水，并释放 大量能量的过 程。
第一阶段
胞
第二阶段
液
（二）反应部位：
线粒体
第三阶段
CO2 +H2O
（三）反应过程
1．第一阶段: • 葡萄糖分解为丙酮酸 第一阶段 • 与糖酵解反应过程基本
相同。 • 只是3-磷酸甘油醛脱氢
2．丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA
COOH C=O + CoA-SH
丙酮酸脱氢酶系
CH3 CO SCoA + CO2
CH3
NAD+ NADH+H+
丙酮➢酸丙酮酸脱辅氢酶酶A 系包括3种酶和6种辅助因子乙酰（辅TP酶PA、FAD、 NAD、CoA、镁离子和硫辛酸），VB1缺乏时，丙酮酸氧 化脱羧受阻，影响糖的氧化分解，引发多发性神经炎, 即“脚气病。
1分子葡萄糖有氧氧化共产生：
葡萄糖-----丙酮酸：
6（8）个ATP
丙酮酸-----乙酰辅酶A： 6个ATP
乙酰辅酶A---CO2 +H2O： 24个ATP 总计 36（38）个ATP
糖代谢概况
比较糖酵解和糖有氧氧化的主要特点
糖酵解
糖的有氧氧化
反应部 位 需氧条 件 底物、 产物 产能
关键酶
生理意 义
产生的NADH的去向不同。 第二阶段
✓2个NADH是在细胞液 中生成的，必须进入线粒 体内才能氧化。
第三阶段
➢ NADH进入线粒体有两种穿梭机制：
2NADH
骨骼肌 脑组织
呼吸链
2FADH2
2*2个ATP
细胞液
线粒体
磷酸甘油穿梭
2NADH 肝、肾、心
呼吸链
2NADH
2*3个ATP
细胞液
线粒体 苹果酸-天冬氨酸穿梭
G
6-P-F
3-P-甘油醛
6-P- G
G6PD
NADPH
5-P-R
丙酮酸 乙酰CoA 草酰乙酸
脱羧
乙醛 氧化
还原
乙醇
乙酸
发酵 制醋
发酵 制酒
（三）糖酵解的特点
➢ 无氧生成ATP，供机体需要能量； ➢ 糖未彻底分解，终产物是乳酸，释放能量不多； ➢ 反应在胞浆进行；
（四）糖酵解的意义 1．机体在缺氧情况下迅速获得能量的重要方式 。 2．某些组织细胞如红细胞 ，能量全部由糖酵解供应 。 3．为体内其它物质的合成提供原料 。
三、磷酸戊糖途径
• 糖酵解和有氧氧化是生物体内糖分解的主要途 径，但非唯一途径；
• 当用碘乙酸或氟化钠抑制糖酵解途径时，呼吸 作用仍然能消耗葡萄糖，说明在生物体中还有 一条葡萄糖分解的途径，这条途径的中间产物 中有5-磷酸核酮糖，所以称为磷酸戊糖途径；
• 存在于肝脏、脂肪、红细胞、骨髓等组织中。
（一）磷酸戊糖途经反应过程
免疫、消化和血液系统疾病的治疗。
糖代谢概况
糖代谢
分解代谢 合成代谢
无氧氧化 有氧氧化 磷酸戊糖途经 糖原分解 糖原合成 糖异生
血糖和糖原 血糖 — 糖在体内的利用、运输形式 糖原 — 糖在体内的贮存形式
糖代谢的概况
糖原
糖原合成 肝糖原分解
磷酸核糖 +
磷酸戊糖 途径
葡萄糖
有氧
酵解途径
丙酮酸
NADPH+H+ 消化与吸收
胞液
无氧或缺 氧 糖原、葡 萄糖→乳 酸 1 mol 葡 萄 糖净生成 2molATP
6-磷酸果 糖激-1,己 糖激酶,丙 酮酸激酶 迅速供能
线粒体 有氧 糖原、葡萄糖→H2O+CO2
1mol葡萄糖净生成36～38molATP
糖酵解关键酶加上丙酮酸丙酮酸脱氢酶复合体， 柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱 氢酶复合体 机体产能的主要方式
背景：
• 人初到高原，高原大气压低，易 缺氧；
• 剧烈的运动后，常会感觉肌肉酸 痛，这是乳酸积累的结果。
结论： ➢在缺氧或无氧的情况下，能量 来源靠糖的无氧分解提供。
G
无 O2
胞液
2乳 酸
海拔 5000米
（一）糖无氧分解的含义
• 1葡萄糖（糖原）
糖无氧分解 也称为糖酵 解。
2丙酮酸 +22乳H 酸
糖异生途径
无氧
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H2O＋CO2 ATP
乳酸
第二节 糖的分解代谢
• 葡萄糖在细胞内氧化分解并释放出分子中蕴藏着 的化学能的过程。
• 无氧分解、有氧分解和磷酸戊糖途径。
葡萄糖→ 丙酮酸→
乳酸
葡萄糖→丙酮 酸→乙酰辅酶
A →水,CO2
6-P-葡萄糖→ 3-P甘油醛 +
6-P果糖
一、糖的无氧分解
运输到各组织利用。
3、粘多糖类 有透明质酸、肝素、硫酸软骨素； 透明质酸是人体真皮组织的成分之一。存在于动物结缔组织、 关节液和眼的玻璃体液中。
具有特殊的保水作用。
二、糖的生理功能
1、氧化分解，供应能量； 2、储存能量，维持血糖 ； 3、提供碳源； 4、参与构成组织细胞； 5、其他：戊糖是核苷酸的组成成分，多糖可用于
（五）有氧分解总能量计算
1、从葡萄糖到丙酮酸：
净剩2个ATP和2个NADH： 2+4=6个或2+6=8个 2．从丙酮酸到乙酰辅酶A
• 丙酮酸进入线粒体，发生脱氢、脱羧反应：
2NADH
2*3=6个ATP
3．乙酰CoA的氧化 --三羧酸循环
（1）氧化磷酸化：11个 （2）底物磷酸化：1个
12个*2=24
3．乙酰CoA的氧化 --三羧酸循环
（四）TCA循环总结
1．2次脱羧作用生成2分子CO2； 2．ATP的生成：12个
（1）氧化磷酸化：
4次 3个NADH 呼吸链 3*3 11个
脱氢 1个FADH
1*2 ATP
（2）底物磷酸化：1 ATP ；
3 ．每一轮循环彻底降解一分子乙酰辅酶A。 —— 是糖、脂、氨基酸在体内高效产能的共同途径 也是上述物质在体内互相转变的代谢枢纽
糖能溶于水，多有甜味。 • 多糖：多个单糖分子缩合，没有甜味，重要的有淀粉、
糖原和纤维素。
自然界存在的几种重要多糖
1、淀粉 • 淀粉是植物贮存的养料，如谷物、豆类、马铃薯、薯类。 • 基本组成单位是葡萄糖。 2、糖原 • 糖原是动物细胞内贮存的多糖，分为肝糖原、肌糖原； • 肌糖原为肌肉收缩所需的能源，肝糖原可分解为葡萄糖进入血液，