第七章+糖代谢3-糖原的合成与分解
医学基础知识：生物化学之糖代谢的知识
医学基础知识：生物化学之糖代谢的知识今天今天来给大家梳理一下关于糖代谢的知识，具体内容如下：糖的分解代谢(一)糖酵解葡萄糖在无氧情况下经过三个阶段生成乳酸。
(糖酵解的产物是乳酸)1.三个阶段、三个关键酶：①第一阶段：葡萄糖生成2分子磷酸甘油醛;关键酶：己糖激酶、6磷酸果糖激酶。
②第二阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸;③第三阶段：丙酮酸生成乳酸;关键酶：丙酮酸激酶。
(第一阶段：葡萄糖在己糖激酶作用下生成6磷酸葡萄糖;6磷酸葡萄糖在6磷酸果糖激酶的帮助下生成1,6二磷酸果糖;1,6二磷酸果糖再裂解成2分子磷酸甘油醛。
)2.糖酵解的3个关键酶(限速酶)：己糖激酶、6磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶。
记忆：(六斤冰糖)：6磷酸果糖激酶、己糖激酶、丙酮酸激酶。
3.糖酵解的作用：提供能量。
(二)糖的有氧氧化1.三个阶段：①第一阶段：葡萄糖生成丙酮酸;②第二阶段：丙酮酸进入线粒体生成乙酰辅酶A;③第三阶段：乙酰辅酶A进入三羧酸循环生成二氧化碳。
2. 三羧酸循环四步脱氢、三个关键酶、二步脱羧、一次底物磷酸化。
三羧酸循环的原料：乙酰CoA;第一步：乙酰CoA生成柠檬酸;关键酶是柠檬酸合酶;第二步：柠檬酸调整姿态，变为异柠檬酸;第三步：异柠檬酸生成-酮戊二酸;关键酶是异柠檬酸脱氢酶。
(第一次脱氢;受体是NAD)第四步：-酮戊二酸在-酮戊二酸脱氢酶的帮助下生成琥珀酰CoA;关键酶是-酮戊二酸脱氢酶。
(第二次脱氢;受体是NAD)第五步：琥珀酰CoA在某些激酶的帮助下生成琥珀酸和GTP。
(这是唯一一次底物水平磷酸化)第六步：琥珀酸在琥珀酸脱氢酶的帮助下生成延胡索酸;关键酶是琥珀色酸脱氢酶(第三次脱氢;受体是FAD)第七步：延胡索酸加水生成苹果酸。
第八步：苹果酸在苹果酸脱氢酶的帮助下生成草酰乙酸(第四次脱氢;受体是NAD)总结：三羧酸循环发生在线粒体;三羧酸循环的底物：乙酰辅酶A;三羧酸循环发生了4次脱氢;生成3个NAD、1个FAD;三羧酸循环发生2次脱羧，生成2分子CO2;三羧酸循环发生1次底物磷酸化;一个NAD可以生成2.5个ATP;一个FAD可以生成1.5个ATP;一轮三羧酸循环总共生成10个ATP;(3个NAD、1个FAD + 唯一一次底物磷酸化时生成的1个ATP)三羧酸循环通过脱氢反应生成9个ATP;三羧酸循环底物磷酸化生成1个ATP;一分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环最终生成10个ATP;一分子葡萄糖糖酵解生成2个ATP;一分子葡萄糖彻底氧化后生成30或32个ATP;一分子丙酮酸彻底氧化后生成12.5个ATP。
糖代谢名词解释
糖代谢名词解释糖代谢是指机体对糖类物质进行摄取、利用和合成的过程。
糖是人体生理活动中的重要能源来源，它在体内主要通过糖代谢途径进行利用。
糖代谢主要包括糖的摄取和吸收、糖的氧化解磷酸化和糖原合成与分解三个过程。
糖的摄取和吸收是指从食物中吸收糖分子进入血液。
人们摄入食物中的碳水化合物，如蔗糖、淀粉等，经过消化吸收后转化为葡萄糖等单糖，通过肠道上皮细胞的吸收膜转运至血液中，进而被输送至全身各细胞。
糖的氧化解磷酸化是糖在细胞内被氧化分解生成能量的过程。
葡萄糖进入细胞后，通过一系列酶的作用，经过糖酵解和三羧酸循环，最终生成能量丰富的分子三磷酸腺苷（ATP），供细胞进行生物化学反应和各种生理功能的维持和驱动。
糖原合成与分解是机体对糖分子进行储存和利用的过程。
葡萄糖在细胞内可以被合成为糖原，以储存形式保存在肝脏和肌肉中，当身体需要能量时，糖原可以被分解为葡萄糖，以供细胞能量代谢的需要。
这种合成和分解的平衡可以调节血液中葡萄糖水平的稳定，维持机体正常的能量代谢。
糖代谢也与一系列重要的调节机制相关。
胰岛素和胰高血糖素是两种重要的调节激素，胰岛素能够促进葡萄糖的摄取和利用，并促使葡萄糖合成为糖原进行储存；胰高血糖素则能够抑制胰岛素的分泌，促进葡萄糖的释放和糖原的分解。
这些调节机制能够在合适的时机调控机体内葡萄糖的利用和储存，维持血糖平衡。
糖代谢异常与一系列疾病的发生和发展密切相关。
例如，糖尿病是一种由于胰岛素分泌缺陷或细胞对胰岛素抵抗等原因导致血糖水平升高的疾病，使得糖的代谢发生紊乱；糖酵解途径的异常也与肿瘤、心血管疾病等多种疾病的发生有关。
总之，糖代谢是机体中对糖类物质进行摄取、利用和合成的过程，其正常进行对于维持机体能量代谢的稳定和健康具有重要作用。
通过深入了解糖代谢的相关过程和机制，可以对糖相关疾病的预防和治疗提供理论基础。
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。
生物化学习题-第七章：糖代谢
第七章糖代谢一、知识要点（一）糖酵解途径：糖酵解途径中，葡萄糖在一系列酶的催化下，经10步反应降解为2分子丙酮酸，同时产生2分子NADH+H+和2分子ATP。
主要步骤为（1）葡萄糖磷酸化形成二磷酸果糖；（2）二磷酸果糖分解成为磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮，二者可以互变；（3）磷酸甘油醛脱去2H及磷酸变成丙酮酸，脱去的2H 被NAD+所接受，形成2分子NADH+H+。
（二）丙酮酸的去路：（1）有氧条件下，丙酮酸进入线粒体氧化脱羧转变为乙酰辅酶A，同时产生1分子NADH+H+。
乙酰辅酶A进入三羧酸循环，最后氧化为CO2和H2O。
（2）在厌氧条件下，可生成乳酸和乙醇。
同时NAD+得到再生，使酵解过程持续进行。
（三）三羧酸循环：在线粒体基质中，丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸，进入三羧酸循环。
柠檬酸经脱水、加水转变成异柠檬酸，异柠檬酸经过连续两次脱羧和脱氢生成琥珀酰CoA；琥珀酰CoA发生底物水平磷酸化产生1分子GTP和琥珀酸；琥珀酸脱氢，加水及再脱氢作用依次变成延胡索酸、苹果酸和循环开始的草酰乙酸。
三羧酸循环每进行一次释放2分子CO2，产生3分子NADH+H+，和一分子FADH2。
（四）磷酸戊糖途径：在胞质中，磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖代谢途径，经过氧化阶段和非氧化阶段的一系列酶促反应，被氧化分解成CO2，同时产生NADPH + H+。
其主要过程是G-6-P脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸，再脱氢脱羧生成核酮糖-5-磷酸。
6分子核酮糖-5-磷酸经转酮反应和转醛反应生成5分子6-磷酸葡萄糖。
中间产物甘油醛-3-磷酸，果糖-6-磷酸与糖酵解相衔接；核糖-5-磷酸是合成核酸的原料，4-磷酸赤藓糖参与芳香族氨基酸的合成；NADPH+H+提供各种合成代谢所需要的还原力。
（五）糖异生作用：非糖物质如丙酮酸，草酰乙酸和乳酸等在一系列酶的作用下合成糖的过程，称为糖异生作用。
糖异生作用不是糖酵解的逆反应，因为要克服糖酵解的三个不可逆反应，且反应过程是在线粒体和细胞液中进行的。
糖原的分解与合成的调节-糖代谢
葡萄糖
ADP
ADP
1-P-果糖 激酶
1，6-二磷酸果糖
ATP ADP
甘油 磷酸二羟丙酮
3-P-甘油醛 ADP
ATP
异构酶
6－P－甘露糖 ADP ATP 甘露糖激酶
D－甘露糖
HMS
戊糖
ATP
乙醇
乙醛
丙酮酸
乳酸
CO 2
其他单糖分解
三羧酸
ADP
循环
ATP
CO 2 ＋H 2 O
第四节 糖原(glycogen)的合成代谢
1）保护某些巯基酶或蛋白质免受过氧化物 （H2O2、O2˙¯ 等）的损害。
2）维持红细胞膜的完整性：
红细胞缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶 磷酸戊糖途径受阻 NADPH+H+ G-SH 膜蛋白受损 膜破裂 溶血 黄疸
蚕豆病（胡豆黄）
氧 遗 于蚕进本于蚕化传不豆食病儿豆，性能病蚕与童中多重6-是豆遗，的磷巴新后传特6裂酸胺还-磷发 有 别解能葡原生 关 是酸素萄激氧的 ， ５葡、脱发化急 岁9萄锁红氢型0性 以糖％未酶细的溶 下脱为尔糖胞谷血 儿氢男使的缺胱性 童酶性谷乏自甘贫 。缺，胱者身肽血乏多甘破，來。者见肽由坏保。 护起红病血急球，细在胞吃膜蚕，豆导几致小红时细至胞几大天量内溶突解 而然发发生病蚕，豆表病现。为头昏、心慌、乏力、
一) HMP的主要反应
可分2个阶段：
1、氧化脱羧阶段：
2、非氧化阶段：分子 重排
1）异构化 2）通过转酮及转醛反
应与EMP途径连接
1、氧化脱羧
G-6-P G-6-P脱氢酶 6 磷酸葡萄糖酸内酯
Mg2
NADP+ + NADPH+H+
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。
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
糖原的合成与分解
E
解析：糖原分解第一步， 有糖原磷酸化酶催化分解1 个葡萄糖基，生成1-磷酸 葡萄糖 第二步分支处在α-1，6-葡 萄糖苷酶作用下水解成游 离葡萄糖
3. 参与葡萄糖合成糖原的核苷酸有哪些
A.GTP D.UTP B.CTP E.TTP C.ATP
C D
解析：葡萄糖在葡萄激酶作用下磷酸化 成为葡糖-6-磷酸，后者在转变成葡糖1-磷酸。这是为葡萄糖与糖原分子连接 做准备。葡糖-1-磷酸与UTP反应生成尿 苷二磷酸葡糖及焦磷酸。
原 Gn+1
Pi
Gn 1-磷酸葡萄糖
磷酸葡萄糖变位酶
肌肉 糖分解代谢 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶
H2 O Pi
肝脏
22
葡萄糖（血糖）
4.糖原合成与分解的
PART FOUR
总结
UDP 糖原n
糖原n+1
糖原合酶
磷酸化酶
Pi 糖原n
UDPG PPi
糖原的合成与分解总图
UDPG焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
1.3糖原储存器官
肌肉：肌糖原，180 ~ 300g，主要供肌肉收缩急需
肝脏：肝糖原，70 ~ 100g，维持血糖水平，血糖的主要来源
肝糖原与肌糖原比较 肝糖原 肌糖原 90-100g 200-500g ≤5% 1-2% 单糖/非糖物质 葡萄糖 葡萄糖 乳 酸 维持血糖浓度 满足剧烈运动时 的相对恒定 肌肉对能量的需要 餐后12-18h 剧烈运动后
B.2
C.3
D.4
E.5
解析：糖原在体内磷酸解得到的产物为葡萄糖-1-磷酸，经磷酸 葡萄糖变位酶作用生成 葡萄糖-6-磷酸，它进入酵解途径先生成2 摩尔丙酮酸、3摩尔ATP、2摩尔NADH+H+，2 摩尔丙酮酸随后 在乳酸脱氢酶作用下还原成乳酸，使2摩尔NADH+H+转化为 NAD+
糖原分解和合成
糖原分解和合成糖原分解和合成是生物体内糖代谢的重要环节，它们在维持血糖稳定、调节能量代谢等方面起着关键作用。
本文将介绍糖原分解和合成的基本概念、过程及作用，并探讨调控因素以及在疾病和健康中的作用，最后给出提高糖原分解与合成能力的实践建议。
一、糖原分解与合成的基本概念糖原是一种多糖，由葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成。
糖原分解和合成是指在生物体内，通过酶的作用使糖原分子断裂和重新组合的过程。
糖原分解产生的葡萄糖分子可以补充血糖，为生物体提供能量；糖原合成则将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用。
二、糖原分解的过程及作用糖原分解主要通过糖原酶的作用进行，分为两个步骤。
首先，糖原酶使糖原分子中的α-1,4-糖苷键断裂，产生葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-6-磷酸。
葡萄糖-6-磷酸可以通过酵解或糖异生途径生成丙酮酸，进一步分解为二氧化碳和水，释放能量。
糖原分解的作用主要有两点：一是为细胞提供能量，满足生命活动需求；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。
三、糖原合成的过程及作用糖原合成与糖原分解相反，是通过酶的作用将葡萄糖分子连接起来形成糖原分子。
糖原合成过程分为两个步骤：首先，葡萄糖-6-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸通过糖原合酶的作用，与另一个葡萄糖分子连接，形成糖原分子。
糖原合成的作用主要有两点：一是将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。
四、糖原分解与合成的生理意义糖原分解与合成在生物体内具有重要的生理意义。
首先，它们有助于维持血糖水平的稳定，满足生物体各种细胞的能量需求。
其次，糖原分解与合成参与调节胰岛素和胰高血糖素的作用，影响脂肪、蛋白质和核酸的合成。
最后，糖原分解与合成还与许多疾病的发生和发展密切相关，如糖尿病、肥胖症等。
五、调控糖原分解与合成的因素糖原分解与合成的调控受到多种因素的影响，包括激素、酶活性、基因表达等。
生物化学--第七章 糖类代谢-糖异生及糖原合成
H
H
OH
O
O H
H OR
H
OH
尿苷二磷酸葡萄糖 (UDPG)
H OH
H OH
糖原引物(Gn)
(glycogen primer)
糖原(Gn+1)
UDP
糖原合酶
(glycogen)
CH 2OH
H H
OH
HO
OH
H O
CH 2OH
CH 2OH
H H
OH
OH H
H
H
OH
O
O H
H O
R
H OH
H OH
H OH
H
OH
OH HO
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
(uridine diposphate glucose)
UTP+1-磷酸葡萄糖
UDPG+ PPi
14.12.2020
h
24
（4）UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上
CH2OH
CH2OH
CH2OH
H H
OH
HO
OH H
H
P P 尿尿苷苷 HO
H OH
OH H
h
草酰乙酸 GTP GDP
6
① 丙酮酸羧化酶 ② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
G
胞液
线粒体 乙酰CoA
PEP
丙酮酸
② 草酰乙酸
苹果酸/ 天冬氨酸
丙酮酸 ①
草酰乙酸
②
苹果酸/ 天冬氨酸
14.12.2020
PEP
h
7
糖酵解和葡萄糖异 生的关系
葡萄糖 G-6-P
F-6-P F-1.6-P
3-P-甘油醛
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。
糖代谢3-2
循环过程
葡萄糖
糖 异 生 途 径
葡萄糖
葡萄糖
酵 解 途 径
丙酮酸
NADH
丙酮酸
NADH NAD+
乳酸
NAD+
乳酸
乳酸
【
肝
糖异生活跃 有葡萄糖-6磷酸酶
】 【
血液
肌肉
糖异生低下 没有葡萄糖-6磷酸酶
】
目录
乳酸循环是一个耗能的过程 2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP。
生理意义 乳酸再利用，避免了乳酸的损失。 防止乳酸的堆积引起酸中毒。
第 六 章
糖 代 谢-part3
Metabolism of Carbohydrates
目录
第 五 节
糖原的合成与分解
Glycogenesis and Glycogenolysis
目录
糖原的定义：
糖 原 (glycogen)是动物体内糖的储存形式
之一，是机体能迅速动用的能量储备。
糖原储存的主要器官及其生理意义：
磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶
苹果酸 苹果酸
NAD+
天冬氨酸 天冬氨酸
α-酮戊二酸 谷氨酸
草酰乙酸
草酰乙酸
ADP + Pi ATP + CO2
NADH + H+
线 粒 体
丙酮酸羧化酶
丙酮酸
丙酮酸
目录
糖异生途径所需NADH+H+的来源： 糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷 酸甘油醛时，需要NADH+H+。
目录
三、糖原合成与分解受严格调控
糖原的合成与分解是分别通过两条不同途径
第7章 糖代谢
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）
第七章 糖代谢—糖的合成
糖异生的生理意义
（一）维持血糖浓度恒定 （二）补充肝糖原，回收乳酸能量(乳酸循环) 补充肝糖原，回收乳酸能量(乳酸循环) （三）协助氨基酸代谢 （四）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖） 调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）
五、糖代谢的紊乱
糖尿病：体内胰岛素缺乏，血糖分解缓慢， 糖尿病：体内胰岛素缺乏，血糖分解缓慢，导致血糖过高由尿 排出。患者的肝糖原合成和糖的氧化能力均降低，脂代谢增加 排出。患者的肝糖原合成和糖的氧化能力均降低， 产生过多的酮体（乙酰乙酸、 羟丁酸 丙酮）， 羟丁酸、 ），并发酮血症 ，产生过多的酮体（乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮），并发酮血症 和酮尿症。 和酮尿症。
G-1-P
UTP (a) ADP ATP
G-6-P
Pi
G
糖原的合成与分解代谢
第六节 糖的异生
* 概念
糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化 糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化 (gluconeogenesis) 合物转变为葡萄糖或糖原的过程。 合物转变为葡萄糖或糖原的过程。
合成具有α 糖苷键的有分支的糖原， 3. 合成具有α-1，6糖苷键的有分支的糖原，反应由 分支酶催化 催化： 分支酶催化：
糖原 n+1
UDP (c)
Pi
(d)
UDPG UDPG
PPi (b)
(a) 磷酸葡萄糖变 位酶 UDPG焦磷酸 (b) UDPG焦磷酸 化酶 (c) 糖原合成酶 分支酶） （分支酶） (d) 磷酸化酶 脱支酶） （脱支酶）
2、UDPG在糖原合成酶催化下合成新糖原 UDPG在糖原合成酶催化下合成新糖原 新的葡萄糖残基加在糖原引物的非还原末端的葡萄糖 残基的第四碳的羟基上， 糖苷键。 残基的第四碳的羟基上，形成α-1，4糖苷键。UDP被 ， 糖苷键 被
生物化学——糖代谢思维导图脑图
第七章 糖代谢1.无氧分解概念是指在缺氧情况下，葡萄糖或糖原在细胞质中分解生成乳酸并产生少量ATP 的过程，又称乳酸发酵两个阶段糖酵解：葡萄糖或糖原分解成丙酮酸反应特点一次裂解反应——6 C 变2个 3 C 一次脱氧——NAD 变 NADH两次消耗ATP两个高能化合物，两次底物水平磷酸化（2ATP）三个限速酶催化三个不可逆反应己糖激酶6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶乳酸生成：丙酮酸转变成乳酸生理意义机体缺氧状况下，能够迅速提供能量有氧状况下，为某些组织细胞提供能量，为成熟红细胞（无线粒体）提供唯一能量保障。
糖酵解过程的中间产物为其他物质生物合成提供材料。
小结不需要氧的产能过程从1分子葡萄糖开始净生成2分子ATP ★（从糖原开始，则净生成3分子ATP）两次底物水平磷酸化底物水平磷酸化：指将高能代谢物分子中的能量直接转移至ADP或GDP 生成ATP或GTP 的过程。
乳酸的生成使糖酵解途经中生成的NADH和H+重新转变成NAD+，保证糖酵解过程继续运行。
2.有氧氧化是糖分解供能的主要方式概念在有氧条件下，葡萄糖或糖原在细胞质与线粒体中彻底氧化生成水和二氧化碳，并产生大量ATP 的过程。
三个阶段丙酮酸生成（细胞质）葡萄糖生成丙酮酸，同糖酵解丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA （线粒体）限速酶：丙酮酸脱氢酶复合体三羧酸循环（线粒体）实质乙酰CoA的彻底氧化分解概念TAC ，从乙酰CoA 与草酰乙酸缩合生成含有三个羧基的柠檬酸开始，经过一系列的酶促反应，乙酰CoA被氧化分解成水和二氧化碳，而草酰乙酸得以再生，同时生成大量能量的过程。
特点一次底物水平磷酸化两次脱羧，生成两分子二氧化碳三个限速酶，催化三次不可逆反应柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶复合四次脱氢三次生成NADH和H+一次生成FADH2三羧酸循环一次共生成 10分子ATP在循环中，中间产物本身无量的变化，由于中间产物进入其他代谢途径影响循环的进程，需补充以保证循环的正常运转生理意义是机体获取能量供应的主要方式三羧酸循环是三大营养素彻底氧化分解的共同途径是糖、脂、蛋白质代谢联系的枢纽小结每分子葡萄糖彻底氧化可净生成30或32分子ATP3.磷酸戊糖途径实质葡萄糖分解代谢的另一途径，其主要意义不是生成ATP，而是生成磷酸核糖和NADPH唯一限速酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏此限速酶会导致NADPH和G-SH减少，红细胞易破裂，产生溶血性贫血。
糖原合成与分解的调控
糖原合成与分解的调控糖原是一种多糖体，由许多葡萄糖分子连接而成。
它是动物和人体内重要的能量储备物质。
糖原的合成和分解是一个复杂的过程，需要多种酶的协同作用，同时也受到激素和神经调节的影响。
在本文中，我们将讨论糖原合成与分解的调控机制。
糖原是由肝脏和肌肉细胞内的糖原粒颗粒形成的，糖原颗粒是一种细胞内器官，由一层层的糖原分子形成，中心是一种酶，称为糖原合酶。
肝脏合成的糖原主要供给全身细胞使用，而肌肉细胞合成的糖原则主要供给肌肉自身使用。
糖原的合成主要是通过糖原合酶的作用实现的。
糖原合酶由两部分组成：核心酶和辅助酶。
核心酶用于合成α-1,4-糖基键，而辅助酶则用于断裂分支点并将α-1,6-糖基键移动到线性分子中。
糖原合酶的催化反应需要ATP参与，糖原合成的过程也需要适当的葡萄糖供应。
糖原的分解是通过糖原磷酸酶的作用来实现的。
糖原磷酸酶会先将糖原颗粒上的磷酸基移除，产生α-1,4-糖基键和α-1,6-糖基键的分支点。
然后，酶会将α-1,6-糖基键加水分解成自由葡萄糖分子，并将α-1,4-糖基键加水分解成α-葡萄糖。
将这些单糖分子释放到细胞中，作为能量供应。
糖原的合成和分解是互相交错的过程，并且受到多种激素和神经递质的调控。
肝脏合成的糖原主要受到胰岛素和糖皮质激素的影响。
胰岛素可以促进糖原的合成，同时抑制糖原的分解，从而增加糖原储存量。
而糖皮质激素可以通过不同的机制增加胰岛素的效应，间接促进糖原合成。
肌肉糖原主要受到神经递质的调控。
肌肉在运动时会释放乙酰胆碱，从而刺激糖原磷酸酶，促进糖原分解，为肌肉提供能量。
总之，糖原的合成与分解是一个复杂的过程，受到多种调节因素的影响。
深入了解这些调控机制，对维持体内糖代谢平衡和运动能量供应至关重要。
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cAMP
+
胰高血糖 素和肾上腺 素对糖原合 成与分解的 调节 蛋白激酶
+
蛋白激酶
高活性的 糖原合酶
低活性的 糖原合酶
级联放大效应
糖原合成下降 糖原分解加强
糖原合成与分解的意义
对维持血糖浓度的相对恒定和肌肉组织对 能量的需要起重要作用。 糖原合成与分解是通过两条不同的代谢 途径，这是生化物质代谢的共同特点。
2ADP cAMP
A激酶(有活性)
+ 糖原合酶b- P （无活性）
磷酸化酶a- P （高活性） 糖原合酶a （有活性）
Pi
磷蛋白磷酸酶-1
H 2O
胰高血糖素、肾上腺素
腺苷酸环化酶
无活性的磷 酸化酶b激酶 + 有活性的磷 酸化酶b激酶 无活性的 磷酸化酶b + 有活性的 磷酸化酶a +
腺苷酸环化酶 ATP
H 2O
H3PO4
H OH
CH2OH O H H H OH H OH
OH 葡萄糖-6-磷酸酶 HO
（肝）
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
葡萄糖 (glucose)
肌肉中缺乏此酶
6-磷酸葡萄糖+ H2O
葡萄糖 + H3PO4
葡萄糖与6-磷酸葡萄糖的相互转换
ATP
已糖激酶
ADP
UTP
UDPG焦磷酸化酶
OH H OH 1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
H2O
PPi
2Pi UTP+1-磷酸葡萄糖
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
(uridine diposphate glucose)
UDPG+ PPi
（4）UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上
CH2OH H OH HO H OH H H O H
OH O P O CH2 OH OH OH OH
O OH
磷酸葡萄糖变位酶
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
CH2OPO3H2 H OH HO H OH H H O H
需要引物
直链糖原(含α—1，4糖苷键)
分支酶
非还原端
糖基供体：
糖原(含α—1,4和α—1,6糖苷键)
UDPG
糖原分解
糖原分解：指糖原分解为葡萄糖的过程。 部位：肝脏 产物：葡萄糖
返回
(1)糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖
糖原
磷酸化酶
Gn
H3PO4 糖 原 Gn-1
HO CH2 O OH OH OH OH O P HO O
原
Pi
UDPG
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
ADP
Gn
H2 O
ATP
ADP
ATP
Pi
葡萄糖
肝糖原与肌糖原比较
肝糖原
贮 量 合成原料 分解产物 功 能
肌糖原
消
耗
90-100g 200-500g ≤5% 1-2% 单糖/非糖物质 葡萄糖 葡萄糖 乳 酸 维持血糖浓度 满足剧烈运动时 的相对恒定 肌肉对能量的需要 餐后12-18h 剧烈运动后
CH2OH H O H OH HO H OH H H O H H OH
CH2OH O H H O R OH H
尿苷 苷 P P 尿
尿苷二磷酸葡萄糖 (UDPG)
糖原引物(Gn)
(glycogen primer)
糖原(Gn+1) (glycogen)
H OH HO
UDP
CH2OH O H H H O H OH H OH H OH H H CH2OH
糖原合酶
CH2OH O H O H OH H OH H H O R O H
返回
(5) 分支酶催化糖原不断形成新分支链
12~18G
糖原合酶
分枝酶
糖原引物
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
糖原合成的限速酶
糖原合成图:
1-磷酸葡萄糖
焦磷酸化酶
UTP PPi 糖原引物 UDP
葡萄糖
ATP ADP
6-磷酸葡萄糖
UDPG
糖原合酶
消耗能量
糖 原 分 解 的 限 速 酶
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
Gn+ H3PO4 1-磷酸葡萄糖 + Gn-1
Pi
G-1-P 磷酸化酶
G3转移酶
脱 枝 酶 的 作 用
脱支酶:专门水解 α-1,6-糖苷键
脱支酶
G
(2)1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖
HO CH2 O OH OH OH OH O P HO O
激素介导对糖原合成与分解的调节在生物 体内具有普遍的意义。
返回
ATP
Mg2+
葡萄糖激酶
葡萄糖 (glucose)
6-磷酸葡萄糖
(glucose-6-phosphate)
葡萄糖 + ATP
6-磷酸葡萄糖+ADP
（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖
OH O P O CH2 OH OH OH OH
HO CH2
O
O OH
磷酸葡萄糖变位酶 OH OH OH
OH
O P HO
糖原合成与分解的调节
磷酸化酶
糖原合成酶
有两种类型 即：活性形式 和无活性形式
返回
变构调节
共价修饰调节
受同一调节系统控制 即：激素-cAMP-蛋白激酶
糖原合酶的变构调节
变构激活剂： 6-磷酸葡萄糖
结论：
当葡萄糖充足时，体内糖原合成
加强，糖原分解减弱。
糖原合酶的共价修饰调节
A激酶(无活性)
+
cAMP
主讲教师： 季祥 邮箱：jixiang@
糖原的结构与分布 糖原的合成 糖原的分解 糖原合成与分解的调节 糖原合成与分解的意义
非还原端
糖原结构特点
形 状：树枝状
分子量：100～1000万
还原端：一个
非还原端：多个
还原端 返回
糖原的分布
肝糖原： 含量可达肝重的 5%(总量为90-100g) 肌糖原： 含量为肌肉重量的 1～2%(总量为200-400g)
O
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
CH2OH H OH HO H H
（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成
O H O O P OH CH2OH H OH H H O H OH HO O H O O P O P O 尿 苷 尿苷 OH HO
糖原合成
定义： 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合 成(glycogenesis)。 单糖: 葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等 部位： 肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中
返回
（1）葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖
CH2OH H OH HO H OH H H OH O H
ADP
CH2OPO3H2 H OH H H OH H OH HO O H
ADP 糖原合酶b- P （无活性）
ATP 糖原合酶a （有活性）
A激酶(有活性)
Pi
磷蛋白磷酸酶-1
H 2O
cAMP对糖原合成与分解的调节
磷酸化酶b激酶 (无活性)
Pi
磷蛋白磷酸酶-1 H2O
ATP
A激酶(有活性)
ADP
A激酶(无活性) + +
2ATP 磷酸化酶b激酶- P
（有活性） 磷酸化酶b （无活性）
糖的分解代谢
葡萄糖
糖原的分解 肝
葡萄糖-6-磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
H3PO4
H2O
糖 原 分 解 图
糖
磷酸化酶
原 Gn+1
Pi
Gn
1-磷酸葡萄糖
磷酸葡萄糖变位酶
肌肉 糖分解代谢 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶
H2O Pi
肝脏
葡萄糖（血糖）
糖原的合成与分解图
UDP
糖原引物
糖
Gn
PPi
UTP
Gn+1