(优选)糖的生物合成Ppt
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（优选）糖的生物合成
6.2 糖异生作用(gluconeogenesis)
定义： 由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖（原） 异生作用。
原料： 生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循环中
的有机酸
部位： 肝脏（主要）及肾脏
一. 糖异生的反应历程(P203)
糖异生途径的大部分反应与糖酵解的逆反应相同， 但有两方面不同：
该酶的作用主要是催化淀粉的Hale Waihona Puke Baidu解。
2、淀粉合酶（是淀粉合成的主要途径）
ADPG+引物 → 淀粉+ADP ✓ 从非还原端延长 ✓也可用UDPG做供体。
+
A
引物（Gn）
ADPG
淀粉合酶
直链淀粉(Gn+1)
+
A
ADP
4.油料种子萌发时，胚乳里储存的脂肪降解→
甘油 + 脂肪酸
乙醛酸循环
糖异生
乙酰-CoA 琥珀酸
TCA循环
糖异生
草酰乙酸
葡萄糖
供种子萌发使用
糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。 红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需 要160克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的 贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。
ATP Ala 乙酰 CoA
抑制
PEP
PEP羧激酶
丙酮酸激酶 草酰乙酸
ADP抑制
丙酮酸羧化酶 乙酰CoA活化，胰高血糖素也可
丙酮酸
提高其活性；ADP抑制
7.3 蔗糖和多糖的生物合成
一、单糖基的活化——糖核苷酸的合成 二、蔗糖的生物合成 三、淀粉的生物合成 四、糖原的生物合成
一、单糖基的活化——糖核苷酸的合成
F-B-P 转化成 F-6-P
二磷酸果糖酯酶是变构酶，受AMP、2,6-二磷酸果糖 变构抑制，但受ATP、柠檬酸变构激活。
G-6-P 转化成 G
哺乳动物糖异生作用在肝脏中进行,高等植物主要发生在油 料种子萌发时脂肪酸氧化产物和甘油向糖的转变。
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
③蔗糖磷酸化酶催化的途径 (微生物中) G-1-P + 果糖 蔗糖 + Pi
三、淀粉的生物合成
㈠直链淀粉的生物合成
1、淀粉磷酸化酶
引物（Gn） 是含α-1，4糖苷键的葡萄多
糖，最小为麦芽三糖
1-P葡萄糖+引物 → 淀粉+Pi
引物是作葡萄糖的受体，转移来的葡萄糖分子结 合在引物非还原末端C4的羟基上。
在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产 生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中 间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对 糖的需要是十分重要的。
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
作业： 由丙酮酸进行糖异 生的能量计算？
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
2NADH+2H+？
单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物称为 糖核苷酸。
糖核苷二磷酸（UDPG、ADPG、GDPG等）是 高等动植物体合成双糖和多糖的糖基供体。
➢ 植物细胞中蔗糖合成时需UDPG，淀粉合成时需 ADPG，纤维素合成时需GDPG和UDPG；动物 细胞中糖元合成时需UDPG。
UDPG的结构
G
UDP
糖核苷酸的生成
糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。
3.糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。
糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量，当体内糖供应不足时， 机体会大量动员脂肪分解，此时会产生过多的酮体（乙酰乙酸、 β-羟丁酸、丙酮），而酮体则必须经过三羧酸循环才能彻底氧化， 此时糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。
线粒体膜）
CO2+ATP+H2OADP+Pi
NADH+H+
苹果酸
PEP
PEP羧化激酶
草酰乙酸
苹果酸
GDP+CO2
GTP
NADH+H+
丙酮酸羧化酶是存在于线粒体中的一个生物 素蛋白，需乙酰CoA和Mg2+激活。
Pyr 需 经 运 载 系 统 进 入 线 粒 体 后 才 能 羧 化 成 OAA，OAA只有在转变为Mal后才能再进 入细胞质。
❖ ③ATP/ADP比值高时EMP途径关闭，糖异生打开； ATP/ADP比值低时EMP打开，糖异生活性降低。柠 檬酸起类似的作用。
6-P—果糖
活化 AMP 磷酸果糖激酶 果糖1.6-二磷酸酶
F-2、6BP
抑制
ATP 柠檬酸
1、6-二磷酸果糖
柠檬酸 活化
AMP F-2、6BP
抑制
活化:F-1,6-2P
2×1，3-二磷酸甘油 酸
消耗2ATP
2×3-磷酸甘油 酸
2×2-磷酸甘油酸
消耗2ATP+2GTP
2XPEP 2丙酮酸
四、糖酵解和糖异生的互补调节
糖异生作用和EMP作用相互协调,受到很多代谢物调控：
❖ ①高水平的ATP、NADH变构抑制PFK和PK,而变构 激活二磷酸果糖酯酶。
❖ ② Pi、AMP、ADP变构激活PFK、PK, 而变构抑制 二磷酸果糖酯酶。
+
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDPG
+PPi
二 蔗糖的生物合成
高等植物合成蔗糖的途径有两条 ①蔗糖合成酶催化的合成途径
UDPG + 果糖 → 蔗糖 + UDP 主要存在:植物的非绿色组织(如贮藏器官)
②磷酸蔗糖合成酶催化的合成途径
UDPG + F-6-P → 磷酸蔗糖 + UDP
主要在光合组织中
由于磷酸蔗糖合成酶的活性较大，平衡常数有利蔗糖 合成，而且磷酸蔗糖合成酶存在量大，所以一般认 为此途径是植物合成蔗糖的主要途径。
（1）克服糖酵解的三步不可逆反应。 （2）糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒
体和细胞液中进行。
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
1，3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸 PEP
丙酮酸
丙酮酸 → PEP
胞液
线粒体
丙酮酸
丙酮酸羧化酶
丙酮酸
草酰乙酸（不能跨越
P-二羟丙酮
1，3-二磷酸甘油酸
甘油
生糖氨基酸 乳酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
TCA的中间产物
PEP 草酰乙酸
苹果酸
丙酮酸
丙酮酸
苹果酸 草酰乙酸
糖异生作用的意义
1. 在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定
糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨 基酸等中间产物重新生成糖。
2.补充糖原贮备
6.2 糖异生作用(gluconeogenesis)
定义： 由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖（原） 异生作用。
原料： 生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、甘油及三羧酸循环中
的有机酸
部位： 肝脏（主要）及肾脏
一. 糖异生的反应历程(P203)
糖异生途径的大部分反应与糖酵解的逆反应相同， 但有两方面不同：
该酶的作用主要是催化淀粉的Hale Waihona Puke Baidu解。
2、淀粉合酶（是淀粉合成的主要途径）
ADPG+引物 → 淀粉+ADP ✓ 从非还原端延长 ✓也可用UDPG做供体。
+
A
引物（Gn）
ADPG
淀粉合酶
直链淀粉(Gn+1)
+
A
ADP
4.油料种子萌发时，胚乳里储存的脂肪降解→
甘油 + 脂肪酸
乙醛酸循环
糖异生
乙酰-CoA 琥珀酸
TCA循环
糖异生
草酰乙酸
葡萄糖
供种子萌发使用
糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。 红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需 要160克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的 贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。
ATP Ala 乙酰 CoA
抑制
PEP
PEP羧激酶
丙酮酸激酶 草酰乙酸
ADP抑制
丙酮酸羧化酶 乙酰CoA活化，胰高血糖素也可
丙酮酸
提高其活性；ADP抑制
7.3 蔗糖和多糖的生物合成
一、单糖基的活化——糖核苷酸的合成 二、蔗糖的生物合成 三、淀粉的生物合成 四、糖原的生物合成
一、单糖基的活化——糖核苷酸的合成
F-B-P 转化成 F-6-P
二磷酸果糖酯酶是变构酶，受AMP、2,6-二磷酸果糖 变构抑制，但受ATP、柠檬酸变构激活。
G-6-P 转化成 G
哺乳动物糖异生作用在肝脏中进行,高等植物主要发生在油 料种子萌发时脂肪酸氧化产物和甘油向糖的转变。
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
③蔗糖磷酸化酶催化的途径 (微生物中) G-1-P + 果糖 蔗糖 + Pi
三、淀粉的生物合成
㈠直链淀粉的生物合成
1、淀粉磷酸化酶
引物（Gn） 是含α-1，4糖苷键的葡萄多
糖，最小为麦芽三糖
1-P葡萄糖+引物 → 淀粉+Pi
引物是作葡萄糖的受体，转移来的葡萄糖分子结 合在引物非还原末端C4的羟基上。
在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产 生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中 间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对 糖的需要是十分重要的。
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
作业： 由丙酮酸进行糖异 生的能量计算？
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
2NADH+2H+？
单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物称为 糖核苷酸。
糖核苷二磷酸（UDPG、ADPG、GDPG等）是 高等动植物体合成双糖和多糖的糖基供体。
➢ 植物细胞中蔗糖合成时需UDPG，淀粉合成时需 ADPG，纤维素合成时需GDPG和UDPG；动物 细胞中糖元合成时需UDPG。
UDPG的结构
G
UDP
糖核苷酸的生成
糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。
3.糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。
糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量，当体内糖供应不足时， 机体会大量动员脂肪分解，此时会产生过多的酮体（乙酰乙酸、 β-羟丁酸、丙酮），而酮体则必须经过三羧酸循环才能彻底氧化， 此时糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。
线粒体膜）
CO2+ATP+H2OADP+Pi
NADH+H+
苹果酸
PEP
PEP羧化激酶
草酰乙酸
苹果酸
GDP+CO2
GTP
NADH+H+
丙酮酸羧化酶是存在于线粒体中的一个生物 素蛋白，需乙酰CoA和Mg2+激活。
Pyr 需 经 运 载 系 统 进 入 线 粒 体 后 才 能 羧 化 成 OAA，OAA只有在转变为Mal后才能再进 入细胞质。
❖ ③ATP/ADP比值高时EMP途径关闭，糖异生打开； ATP/ADP比值低时EMP打开，糖异生活性降低。柠 檬酸起类似的作用。
6-P—果糖
活化 AMP 磷酸果糖激酶 果糖1.6-二磷酸酶
F-2、6BP
抑制
ATP 柠檬酸
1、6-二磷酸果糖
柠檬酸 活化
AMP F-2、6BP
抑制
活化:F-1,6-2P
2×1，3-二磷酸甘油 酸
消耗2ATP
2×3-磷酸甘油 酸
2×2-磷酸甘油酸
消耗2ATP+2GTP
2XPEP 2丙酮酸
四、糖酵解和糖异生的互补调节
糖异生作用和EMP作用相互协调,受到很多代谢物调控：
❖ ①高水平的ATP、NADH变构抑制PFK和PK,而变构 激活二磷酸果糖酯酶。
❖ ② Pi、AMP、ADP变构激活PFK、PK, 而变构抑制 二磷酸果糖酯酶。
+
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDPG
+PPi
二 蔗糖的生物合成
高等植物合成蔗糖的途径有两条 ①蔗糖合成酶催化的合成途径
UDPG + 果糖 → 蔗糖 + UDP 主要存在:植物的非绿色组织(如贮藏器官)
②磷酸蔗糖合成酶催化的合成途径
UDPG + F-6-P → 磷酸蔗糖 + UDP
主要在光合组织中
由于磷酸蔗糖合成酶的活性较大，平衡常数有利蔗糖 合成，而且磷酸蔗糖合成酶存在量大，所以一般认 为此途径是植物合成蔗糖的主要途径。
（1）克服糖酵解的三步不可逆反应。 （2）糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒
体和细胞液中进行。
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
1，3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸 PEP
丙酮酸
丙酮酸 → PEP
胞液
线粒体
丙酮酸
丙酮酸羧化酶
丙酮酸
草酰乙酸（不能跨越
P-二羟丙酮
1，3-二磷酸甘油酸
甘油
生糖氨基酸 乳酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
TCA的中间产物
PEP 草酰乙酸
苹果酸
丙酮酸
丙酮酸
苹果酸 草酰乙酸
糖异生作用的意义
1. 在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定
糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨 基酸等中间产物重新生成糖。
2.补充糖原贮备