生物化学课件葡萄糖的其他代谢途径
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 --糖代谢(共32张PPT)
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
生物化学糖的各种代谢途径
生物化学糖的各种代谢途径糖是生物体内重要的能量来源，它们可以通过各种代谢途径进行分解和合成。
下面将介绍一些常见的生物化学糖的代谢途径。
1. 糖的分解代谢糖的分解代谢主要包括糖酵解和糖异生两个过程。
糖酵解是指将葡萄糖分解成丙酮酸或乳酸的过程。
在细胞质中，葡萄糖经过一系列酶的作用，逐步分解为丙酮酸或乳酸，并释放出能量。
糖异生是指通过逆反应合成葡萄糖的过程，主要发生在肝脏和肌肉中。
通过糖异生，人体能够在长时间不进食的情况下维持血糖平衡。
2. 糖的合成代谢糖的合成代谢主要包括糖原合成和糖异生两个过程。
糖原是一种多聚体的葡萄糖分子，主要储存在肝脏和肌肉中，是动物体内的主要能量储备物质。
糖原合成是指通过一系列酶的作用，将葡萄糖合成为糖原的过程。
糖异生是指通过逆反应将非糖物质合成为葡萄糖的过程，主要发生在肝脏中。
糖异生是维持血糖平衡的重要途径，尤其在长时间不进食或低血糖状态下起到重要作用。
3. 糖的磷酸化代谢糖的磷酸化是指将葡萄糖或其他糖类分子与磷酸结合的过程。
磷酸化可以增加糖的活性，使其更容易参与代谢反应。
糖的磷酸化可以通过糖激酶酶家族的酶催化完成，其中最重要的是磷酸果糖激酶和磷酸葡萄糖激酶。
磷酸化后的糖分子可以进一步参与糖酵解、糖异生和糖原合成等代谢途径。
4. 糖的脱氧代谢糖的脱氧代谢主要指嘌呤和嘧啶核苷酸的合成途径。
嘌呤和嘧啶是DNA和RNA的组成部分，它们的合成过程涉及到多个糖类分子的代谢。
糖类分子通过一系列酶的作用，逐步合成嘌呤和嘧啶核苷酸。
这些核苷酸在细胞中起到重要的信号传递和能量转移的作用。
5. 糖的甘露胺代谢甘露胺是一种重要的糖醇，它在生物体内的代谢过程中起着重要的作用。
甘露胺可以通过一系列酶的作用，逐步代谢为甘露醛和甘露酸。
甘露胺代谢与糖酵解和糖异生等代谢途径有一定的联系，它们共同参与维持细胞内的能量平衡和代谢调节。
总结起来，生物化学糖的代谢途径包括糖的分解代谢、糖的合成代谢、糖的磷酸化代谢、糖的脱氧代谢和糖的甘露胺代谢等。
生物化学糖的各种代谢途径
生物化学糖的各种代谢途径糖是生物体内重要的能量来源，它经过一系列代谢途径转化成为能够供给细胞进行生命活动所需能量的物质。
本文将从不同角度介绍糖的代谢途径。
1. 糖的消化与吸收糖的消化与吸收是糖的代谢的第一步。
在消化道中，碳水化合物被酶水解成单糖，如葡萄糖、果糖和半乳糖等。
这些单糖通过细胞膜上的特定转运蛋白进入肠细胞，并进一步转运到血液中。
2. 糖的糖酵解糖酵解是糖的代谢重要途径之一，其主要发生在细胞质中。
在糖酵解过程中，葡萄糖分子通过一系列酶的催化，最终转化为丙酮酸和乳酸。
这个过程产生了少量的ATP，同时还释放出能量。
3. 糖的糖异生糖异生是一种逆向的糖代谢途径，它发生在肝脏、肾脏和肌肉等组织中。
在糖异生过程中，非糖物质如乳酸、氨基酸和甘油等被转化为葡萄糖。
这个过程在低血糖状态下起到维持血糖平衡的作用。
4. 糖的糖原代谢糖原是一种多糖，是动物体内储存能量的主要形式。
糖原代谢包括糖原的合成和降解两个过程。
在糖原合成中，多个葡萄糖分子通过糖原合成酶连接成为长链状的糖原分子。
而在糖原降解中，糖原酶将糖原分子逐步分解成为葡萄糖分子，供给机体能量需求。
5. 糖的糖酮体代谢当机体处于长时间低血糖状态或长期饥饿状态时，脂肪组织会分解脂肪生成酮体，其中乙酰酮酸和羟基丁酸是两种主要的酮体。
在饥饿状态下，脑细胞主要利用酮体供能。
6. 糖的糖醇代谢糖醇是一种糖的衍生物，如甘露醇和山梨醇等。
糖醇可以通过酶的催化作用与糖酮体和糖酵解产物相互转化。
糖醇在机体中具有调节渗透压和抗氧化等功能。
7. 糖的糖基转移糖基转移是一种重要的糖代谢途径，它参与了糖的合成、降解以及信号传导等过程。
糖基转移酶可以将糖基从一种底物转移到另一种底物上，形成新的糖分子。
总结起来，糖的代谢途径涵盖了糖的消化与吸收、糖酵解、糖异生、糖原代谢、糖酮体代谢、糖醇代谢和糖基转移等多个方面。
糖作为生物体内重要的能量来源，其代谢途径的研究不仅有助于理解生命活动的基本过程，还为糖代谢相关疾病的治疗提供了理论依据。
葡萄糖的代谢过程
葡萄糖的代谢过程葡萄糖是人体主要的能量来源之一，它在细胞内经历一系列的代谢过程，最终转化为能量供给细胞正常功能的进行。
本文将详细介绍葡萄糖的代谢过程。
一、摄取和运输葡萄糖人体通过食物摄入葡萄糖，消化系统将其吸收并转化为葡萄糖分子。
葡萄糖随后进入血液循环，由胰岛素促使葡萄糖进入细胞内，供给细胞进行代谢。
二、糖酵解葡萄糖在细胞质内经历糖酵解过程，将葡萄糖分子分解为两个三碳分子的丙酮酸。
这个过程产生了两个ATP分子，并转化成了两个辅酶NADH。
接下来，丙酮酸经过转化反应，转变为乳酸或进一步进行氧化反应。
三、氧化途径如果细胞有足够的氧气供应，乳酸会进一步被氧化成二氧化碳和水，同时产生更多的ATP。
这个过程位于线粒体的内膜系统，被称为细胞呼吸。
通过三个主要步骤，包括糖解、三羧酸循环和氧化磷酸化，一分子葡萄糖产生了38个ATP分子。
四、葡萄糖的储存当人体葡萄糖供给过剩时，多余的葡萄糖将会被转化为肝糖原和肌肉糖原。
糖原可以储存在肝脏和肌肉组织内，并且可以在身体需要时供给葡萄糖，维持血糖水平的稳定。
五、葡萄糖的利用细胞利用葡萄糖作为能量的同时，还可以将葡萄糖转化为其他生物分子。
例如，葡萄糖可以被转化成脂肪酸，用于合成细胞膜的组分和能量储备。
此外，葡萄糖还可以用来合成蛋白质的骨架。
六、葡萄糖的代谢调控葡萄糖代谢过程受到多个因素的调控。
胰岛素是一个重要的调节因子，能够促进细胞对葡萄糖的摄取和利用。
另外，葡萄糖浓度和能量需求也会影响葡萄糖代谢的速率。
综上所述，葡萄糖在人体内经历了一系列复杂的代谢过程，转化为细胞所需的能量和其他生物分子。
这一过程的调控对于维持人体正常的生理功能具有重要意义。
通过对葡萄糖代谢过程的深入了解，可以更好地认识人体能量平衡以及糖尿病等代谢性疾病的发病机制，为相关疾病的预防和治疗提供理论依据。
生物化学完整——糖代谢ppt课件
细胞呼吸最早释放的CO2
完整版课件
30
丙酮酸脱氢酶复合体:位于线粒体内膜 上，原核细胞则在胞液中
丙酮酸脱氢酶复合体包括3种酶和6 种辅因子
E.coli丙酮酸脱氢酶系/复合体：
分子量：4.5×106，直径45nm，比核糖体稍大。
酶
辅酶
每个复合物亚基数
丙酮酸脱氢酶（E1）
TPP
24
二氢硫辛酸乙酰转移酶（E2） 硫辛酸、CoA
同时进行脱氢和磷酸化作用，并引起分子内部能量重新
分配，生成高能磷酸化合物1,3-BPG ，脱下的氢为 NAD+ 接受。甘油醛-3-磷酸完整版脱课件氢酶的作用是负协同效1应6
3.2 高能磷酸基团的转移
+ ADP
+ ATP
1,3-BPG
3-PG
高能磷酸化合物1，3-BPG在磷酸甘油酸激酶作用
下，通过底物水平磷酸化转变为ATP；因为每1mol
•柠檬酸/ 三羧酸循 环TCA
顺乌头酸
苹果酸
H2O
•草酰乙酸
再生阶段
•氧化脱 羧阶段
异柠檬酸
NAD+
NADH +CO2
延胡索酸
FADH2
FAD
完整版课件
琥珀酸 GTP 琥珀酰CoA
－酮戊二酸
NAD+
NADH +CO325
TCA第一阶段：柠檬酸生成
草酰乙酸
O CH3-C-SCoA
CoASH
柠檬酸合成酶
一、糖代谢总论 二、糖的分解代谢 （1）糖酵解作用 （2）丙酮酸去路 （3）柠檬酸循环 （4）戊糖磷酸途径 （5）葡糖异生作用 （6）乙醛酸途径
三、葡聚糖（糖原、 淀粉）的代谢
葡萄糖的代谢过程及其在能量供应中的作用
葡萄糖的代谢过程及其在能量供应中的作用葡萄糖是一种重要的碳水化合物，在生物体内发挥着重要的能量供应作用。
葡萄糖的代谢过程经过一系列复杂的化学反应，最终转化为能量，并参与细胞内其他生物化学过程的调控。
本文将介绍葡萄糖的代谢过程及其在能量供应中的作用。
一、葡萄糖的转运和吸收葡萄糖通过肠道吸收到血液中，然后通过血液循环被运送到各个组织和器官。
在运输过程中，葡萄糖需要依赖胰岛素的调节来促进细胞对葡萄糖的摄取。
胰岛素能够促进细胞膜上葡萄糖转运蛋白的活性，使葡萄糖能够顺利地进入细胞内。
二、葡萄糖的糖酵解葡萄糖在细胞质内经过糖酵解的代谢途径进行分解。
首先，葡萄糖被磷酸化成葡萄糖-6-磷酸，这一过程需要消耗两个高能磷酸化合物——两个ATP。
接着，葡萄糖-6-磷酸会被进一步分解成两个三碳的糖分子——丙酮酸和磷酸甘油醛-3-磷酸。
最后，这些三碳的糖分子会在线粒体中经过一系列酶催化的反应，最终生成能量丰富的三磷酸腺苷（ATP）。
三、葡萄糖的糖异生当身体在低血糖状态下，葡萄糖的糖异生会被激活。
糖异生是指在无葡萄糖供应的情况下，通过其他物质合成葡萄糖的过程。
常见的糖异生前体有乳酸、甘油和氨基酸等。
糖异生在肝脏中进行，通过一系列复杂的化学反应，将这些前体物质转化为葡萄糖，并释放到血液中维持血糖水平的稳定。
四、葡萄糖的糖原形成和分解葡萄糖在肝脏和肌肉中可以以糖原的形式储存起来。
糖原是一种多糖，由许多葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成。
当血糖浓度较高时，胰岛素作用下，葡萄糖会被肝脏和肌肉摄取，并转化为糖原储存起来。
当血糖浓度下降时，胰岛素分泌减少，肝脏和肌肉会启动糖原的分解，将其转化为葡萄糖释放到血液中以供能量。
五、葡萄糖的氧化磷酸化葡萄糖的氧化磷酸化是指将葡萄糖转化为能量丰富的化合物ATP 的过程。
葡萄糖氧化磷酸化分为两个阶段：糖酵解和细胞呼吸。
糖酵解是在细胞质中进行，通过糖酵解途径生成一定数量的ATP。
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NADP+
CO2
H
CH2OH C=O C OH
NADPH+H+ ⑵
H C OH
CH2O P 5-磷酸核酮糖
5-磷酸核糖
目录
NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+
G-6-P CO2
5-磷酸核糖
➢ 催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶 是此代谢途径的关键酶。
➢ 两 次 脱 氢 脱 下 的 氢 均 由 NADP+ 接 受 生 成 NADPH + H+。
H C OH
NADP+
H C OH H2O
HO C H O
HO C H O
H C OH HC
NADPH+H+ ⑴
H C OH HC
CH2O P
6-磷酸葡萄糖
CH2O P
6-磷酸葡萄糖酸内酯
CO O— H C OH HO C H H C OH H C OH
CH2O P 6-磷酸葡萄糖酸
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。
目录
（二）磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+ 比值的调节
➢ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶此酶为磷酸戊糖途径的 关键酶，其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进 入磷酸戊糖途径的流量。
➢ 此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影响， 比值升高则被抑制，降低则被激活。另外 NADPH对该酶有强烈抑制作用。
反应过程：
6-磷酸葡萄糖 ↓
1-磷酸葡萄糖 ↓
UDPG ↓
UDPGA ↓
1-磷酸葡萄糖醛酸 ↓
葡萄糖醛酸
L-古洛糖酸 ↓
L-木酮糖 ↓
木糖醇 ↓
D-木酮糖 ↓
5-磷酸木酮糖 ↓
磷酸戊糖途径
目录
生理意义：
➢ 对人类而言，糖醛酸途径的主要生理意义在 于生成质酸、硫酸软骨素、肝素等的组成成分。
目录
糖原的结构特点及其意义：
1. 葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键 形成长链。
2. 约10个葡萄糖单元处形成分 枝，分枝处葡萄糖以α-1,6-糖 苷键连接，分支增加，溶解 度增加。
3. 每条链都终止于一个非还原 端.非还原端增多，以利于其 被酶分解。
目录
一、糖原的合成代谢主要在 肝和肌组织中进行
➢ 葡萄糖醛酸在生物转化过程中参与很多结合 反应。
目录
三、多元醇途径可生成木糖醇、山梨醇等
➢ 葡萄糖代谢过程中可生成一些多元醇，如木 糖醇(xylitol)、山梨醇(sorbitol)等，所以被称 为多元醇途径(polyol pathway)。
➢ 但这些代谢过程局限于某些组织，对整个葡 萄糖代谢所占比重极少。
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
第一阶段
径
3NADP+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
3NADP+3H+
CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
3-磷酸甘油醛 C3
C7 4-磷酸赤藓糖
C4 6-磷酸果糖
C6
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
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： 肌肉：肌糖原，180 ~ 300g，主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，70 ~ 100g，维持血糖水平
➢ 因此，磷酸戊糖途径的流量取决于NADPH 的需求。
目录
（三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成 NADPH和5-磷酸核糖
1．为核酸的生物合成提供核糖
2．提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应 （1）NADPH是体内许多合成代谢的供氢体； （2）NADPH参与体内羟化反应； （3）NADPH还用于维持谷胱甘肽(glutathione， GSH)的还原状态。
目录
（一）磷酸戊糖途径的反应过程分为两个阶段
细胞定位：胞液 反应过程可分为二个阶段:
➢ 第一阶段：氧化反应 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。
➢ 第二阶段：非氧化反应 包括一系列基团转移。
目录
1．6-磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH
H C OH 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 C=O
6-磷酸果糖 C6
第 二 阶 段
目录
总反应式: 3×6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+
2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2
目录
磷酸戊糖途径的特点: ➢ 脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。 ➢ 反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经
过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。 ➢ 反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖。 ➢ 一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次
第四节 葡萄糖的其他代谢途径
Other Metabolism Pathways of Glucose
目录
一、磷酸戊糖途径生成NADPH和 磷酸戊糖
概念 磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)
是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前 者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的 反应过程。
➢ 反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中 间产物。
目录
2．经过基团转移反应进入糖酵解途径
➢ 第二阶段反应的意义就在于通过一系列基 团转移反应，将核糖转变成6-磷酸果糖和3磷酸甘油醛而进入酵解途径。因此磷酸戊 糖 途 径 也 称 磷 酸 戊 糖 旁 路 （ pentose phosphate shunt）。
目录
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C3
C4 6-磷酸果糖
C6
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
目录
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
磷 酸 戊 糖 途
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
目录
还原型谷胱甘肽
A 2G-SH
NADP+
氧化型谷胱甘肽
AH2 G-S-S-G
NADPH+H+
➢还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可 以保护一些含-SH基的蛋白质或酶免受氧化 剂尤其是过氧化物的损害。
➢在红细胞中还原型谷胱甘肽更具有重要作用。 它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。
目录
二、糖醛酸途径可生成葡萄糖醛酸