糖的生物合成-
糖的生物合成与代谢途径
糖的生物合成与代谢途径糖是生命中不可或缺的重要物质，它是生物体的主要能量来源之一，也是构成生物体的重要组成部分。
糖的生物合成与代谢是一系列复杂而精细的过程，它们通过一定的途径在细胞内进行。
在本文中，我们将探讨糖的生物合成与代谢的主要途径和相关机制。
第一节糖的生物合成糖的生物合成是细胞利用光能或化学能将无机物合成糖类化合物的过程。
主要的合成途径有光合作用和糖异生两种形式。
光合作用是指细胞通过叶绿体内的光化学反应，将二氧化碳和水转化为葡萄糖等有机物的过程。
在光照条件下，叶绿体中的叶绿素可以吸收太阳能，光合色素体可将太阳能转化为化学能，进而促使光合作用的进行。
光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在光合体系中，通过光合色素体捕捉光能，产生氧化还原电位，将光能转化为高能物质膜内的质子激励。
暗反应指的是光合作用中的还原和碳固定反应，主要在叶绿体基质内进行。
通过一系列酶的作用，将光反应所得的ATP和NADPH利用碳源还原为葡萄糖或其他有机物。
糖异生是指细胞在无光照条件下，通过有机物合成糖的过程。
糖异生主要发生在细胞质基质内，包括糖异生途径的两个重要过程：糖酵解和有机酸循环。
糖酵解是指将葡萄糖分解为丁醛酸，再将丁醛酸氧化为甲酸，最终合成糖的过程。
有机酸循环是指细胞质基质内的一系列反应，将葡萄糖分解为丙酮酸、柠檬酸等有机酸，最终通过一系列酶的作用合成糖。
第二节糖的代谢途径糖的代谢指的是细胞对糖化合物进行分解和利用的过程。
糖的代谢途径包括糖酵解、糖异生和糖氧化三个主要途径。
糖酵解是指细胞内部一系列酶的作用，将葡萄糖分解为丙酮酸或乙酸，产生ATP和还原能力分子NADH的过程。
糖酵解包括糖原糖酵解和异物糖酵解两种形式。
糖原糖酵解是指细胞内糖原被酵解，通过一系列的反应将糖原分解为葡萄糖，再进一步分解为丙酮酸，转化为乙酸最终释放能量。
异物糖酵解是指细胞利用外源性的碳水化合物，如蔗糖、木糖等进行糖酵解的过程。
糖异生是指细胞利用非糖类有机物合成糖的过程。
《生物化学》第七章 糖的生物合成
第七章糖的生物合成7.1 光合作用7.1.1 光合作用概述7.1.2 光能的吸收、转变和同化力产生7.1.3 光合的碳素途径（卡尔文循环）7.1.4 C4途径7.2 糖异生作用7.2.1 糖异生途径7.2.2 糖酵解和糖异生的互补调节7.3 蔗糖和多糖的生物合成7.3.1 糖核苷酸的作用7.3.2 蔗糖的生物合成7.3.3 淀粉（糖原）的合成7.3.4 纤维素的生物合成7.3.5 半纤维素的生物合成7.3.6 果胶的生物合成7.4 植物糖代谢的调节7.4.1 植物光合细胞丙糖、蔗糖、淀粉的相互转化7.4.2 果糖-2 , 6-二磷酸（F - 2 ,6 - BP）对糖酵解的调节7.4.3 光合作用形成的能量和还原力的外运7.4.4 植物光合细胞中糖酵解及蔗糖和淀粉合成的调节7.1 光合作用7.1光合作用光合作用(photosynthensis)是生物界中规模最大的有机合成过程，通过光合作用使太阳能转变为化学能贮存于碳水化合物中，每年约为8.36×1018 kJ。
放出的氧气约5 35×1011 t，同化的碳素约2×1011 t。
7.1.1光合作用概述光合作用的基本过程可用下式表示。
式中CO2是碳的氧化态，而生成物碳水化合物(CH2O)中的碳是相对还原态，因此，这是一个氧化还原反应。
CO2为氧化剂，在反应中被还原，H2O为还原剂，本身被氧化而提供CO2还原所需的电子。
CO2/(CH2O)系统的E′为-0.4 V，而O2/H2O的E′是+0.82 V，显然，在电子从水转移至CO2分子时是逆电势梯度(+1.22 V)，因此，不能自发进行。
要使这一过程进行，必须供给能量。
在光合作用中，这些能量是由叶绿素吸收的光能提供的。
7.1.2光能的吸收、转变和同化力产生7.1.2.1光合色素和光化学反应1光合色素高等植物叶绿体中含有两类色素分子:叶绿素和类胡萝卜素。
叶绿素包括叶绿素a和b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。
糖的生物合成
②PEP羧激酶催化草酰乙酸形成PEP
PEP沿酵解途径逆向反应转变成1,6-二磷酸果 糖。
7.2.1.2 1,6-二磷酸果糖转化成6-磷酸果糖
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。
Rubisco是植物光合作用的关键酶， 为复合物，有8个大亚基（Mr53000）， 每个含一个活性位点；8个小亚基 （Mr14000），功能还不完全清楚。
植物中酶位于叶绿体的基质，占叶绿 体总蛋白的50%，是生物圈中最丰富的 酶。
②羧化产物的还原
在激酶催化下3-PGA磷酸化生成1,3-二磷酸甘 油酸再被脱氢酶催化还原为3-磷酸甘油醛。
7.2.1.3 6-磷酸葡萄糖转化成葡萄糖
哺乳动物的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。
7.2.2 糖酵解和糖异生的互补调节
在细胞中糖异生作用和糖酵解作用相互协调、 受到很多代谢物的调控：
①高水平的ATP、NADH变构抑制磷酸果糖激 酶和丙酮酸激酶，而变构地激活二磷酸果糖 酯酶。
由于卡尔文在光合作用碳转化途径上作出了重 大贡献，于1961年获得诺贝尔奖。卡尔文循 环的最初产物为3-磷酸甘油酸，因此，此途 径也称C3-途径。
NADPH
的光
必反
需应
底 物
是 二 氧
产 生 的
ATP
化
碳 还
和
原
Calvin cycle可分为三个阶段。
①CO2的固定 在 核 酮 糖 -1,5- 二 磷 酸 羧 化 酶 (ribulose
高等植物叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素两 类色素。
12糖类的生物合成
多分支，提高水 溶性，利于储存;
多处磷酸化酶作 用点，提高效率， 迅速提供能量
2、变位 G-1-P 磷酸葡萄糖变位酶
G-6-P
3、G的生成（只存在于肝、肾中，肌组织中没有此步骤）
G-6-
G
P
葡萄糖-6-磷酸酶
糖原的合成与分解代谢
UDP
Gn+1
Pi
Gn
糖原合酶 分支酶
UDPG
糖原磷酸化酶
Gn
• 酵解途径与糖异生途径多数反应是共有 的，除了酵解途径中3个不可逆反应。 糖异生方向
1.丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 2.1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖 3.6-磷酸葡萄糖 葡萄糖
丙 酮
丙酮酸羧化酶
草 酰 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶
酸
乙
CO2 ATP ADP+Pi酸 GTP GDP CO2
磷酸 烯醇 式丙 酮酸
3.调节酸碱平衡
长期饥饿时，肾糖异生增加，排氢保钠。 有利于维持酸碱平衡。
谷氨酰胺
谷氨酸
H2O
NH3
+
原尿H+
NH4+
-酮戊二酸 NH3
糖异生
糖异生的调节
1.激素的调节作用
6-磷酸果糖和1,6-双磷酸果糖之间，糖酵解和糖异 生之间
肝脏:胰高血糖素 腺苷酸环化酶
（无活性） 腺苷酸环化酶（活性）
ATP
2 胰高血糖素，主要的升血糖激素。
3 糖皮质激素，可引起血糖升高，肝糖原增加。
4 肾上腺素，强有力的升血糖激素。
• 胰岛素：降低血糖的唯一激素 1、促进G转运入细胞，加强利用 2、增强磷酸二酯酶的活性，降低cAMP水平，
激活糖原合酶，抑制磷酸化酶
第十七章：糖原的分解和生物合成(1)
葡糖-6-磷酸 葡糖 磷酸
CO2+H2 O 核糖
戊糖磷 酸途径 戊糖磷酸 磷酸丙糖 丙酮酸
酵解
乳酸、 乳酸、乙醇 发酵
糖异生 生糖氨基酸
乙酰辅酶A 乙酰辅酶
三羧酸循环 乙醛酸循环
ATP CO2+H2 O
重点
本章回顾及小结： 本章回顾及小结：
糖原的分解过程（掌握三种酶）、 糖原的合成过程（三个步骤三种 酶）及其调节机制。
3、磷酸葡萄糖变位酶 、
1-磷酸葡萄糖需要转变为6-磷酸才能进入代谢 磷酸葡萄糖需要转变为6 主流。催化磷酸基团转移的酶称为磷酸葡萄糖 主流。催化磷酸基团转移的酶称为磷酸葡萄糖 变位酶。1,6-二磷酸葡萄糖转变为6 变位酶。1,6-二磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄 磷酸葡萄糖变位酶又恢复原来的形式。 糖，磷酸葡萄糖变位酶又恢复原来的形式。此 催化机理与3 磷酸甘油酸变为2 催化机理与3-磷酸甘油酸变为2-磷酸甘油酸的 机理很相似。 机理很相似。 磷酸葡萄糖变位酶发挥催化活性需要少量的 1,6-二磷酸葡萄糖的存在，1,61,6-二磷酸葡萄糖的存在，1,6-二磷酸葡萄糖 由1-磷酸葡萄糖在磷酸葡萄糖激酶的催化下形 如果1,6 1,6成。如果1,6-二磷酸葡萄糖从磷酸葡萄糖变位 酶分子上脱落，酶的活性就会钝化。 酶分子上脱落，酶的活性就会钝化。
3. 作为机体组织细胞的组成成分
是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。 是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。 4. 分子识别作用 血型物质A和 、粘附分子、整合素、 血型物质 和B、粘附分子、整合素、细菌 的各种凝集素等
二、糖类合成
A.植物的光合作用 A.植物的光合作用 在植物叶绿体中，在光能驱动下 在植物叶绿体中，在光能驱动下CO2与H2O合成葡萄 合成葡萄 放出氧气的过程。 糖，放出氧气的过程。 B.动物的糖异生 B.动物的糖异生 异生——非糖物质合成糖原。 非糖物质合成糖原。 异生 非糖物质合成糖原 部位： 部位：肝脏 a.过程 过程
9.3 蔗糖的生物合成
基础生物化学Basic Biochemistry
9 糖的生物合成
9.1 光合作用
9.2 糖异生作用
9.3 蔗糖的生物合成
9.4 淀粉和糖原的生物合成
蔗糖的结构
α-D-吡喃葡糖基-(1→2)-β-D-呋喃果糖苷
9.3.1 糖核苷酸的作用
葡萄糖和果糖不能直接合成寡糖和多糖，必需经活化变成活化葡萄糖( UDPG、ADPG 、GDPG )才能参与反应。
9.3.2 蔗糖的生物合成
高等植物合成蔗糖的途径有两条：
①蔗糖合酶催化的合成途径
UDPG + 果糖→ 蔗糖+ UDP
该途径主要是起蔗糖分解的作用，在贮藏器官中主要起分解蔗糖产生UDPG，用于淀粉的合成。
蔗糖+ UDPG →淀粉
②磷酸蔗糖合酶催化的合成途径
UDPG + F-6-P → 磷酸蔗糖+ UDP
光合组织中磷酸蔗糖合酶活性高，在磷酸蔗糖磷酸酶的催化下，磷酸蔗糖水解生成蔗糖。
磷酸蔗糖+H
O→蔗糖+Pi
2
蔗糖合成的两条途径：
②
①
③蔗糖磷酸化酶催化的途径(微生物中)
G-1-P + 果糖 蔗糖+ Pi。
糖类生物合成途径及其应用研究
糖类生物合成途径及其应用研究糖类是人类和其他生物体内不可或缺的重要营养物质，也是许多药物的基础。
糖类的合成和利用涉及多种生物化学反应，其中最重要的是糖类的生物合成途径。
本文将介绍糖类的生物合成途径及其应用研究。
一、糖类生物合成途径1. 糖原生物合成途径糖原是一种储存多余能量的多糖，也是人体内最重要的能量储备物质。
糖原的生物合成途径包括两种途径：糖原合成途径和糖原分解途径。
糖原合成途径主要涉及到葡萄糖，通过多个酶催化反应将葡萄糖转化为α-1,4- -D-葡萄糖苷键之间的分枝多糖分子，最终形成糖原。
糖原分解途径，则是糖原的分解过程，将其转化为葡萄糖分子释放能量。
2. 葡萄糖合成途径葡萄糖是生命活动所必需的主要能量源，其生物合成途径也是多种反应的复杂组合。
葡萄糖的生物合成途径同样需要多种酶的参与，在体内主要通过六碳糖的环化来合成葡萄糖分子。
此外，生命体需要维持体内葡萄糖水平的稳定，因此在葡萄糖的生物合成途径中，还需要进行调节糖联的产生和分解等。
3. 糖类的修饰途径糖类的修饰起到了重要的作用，可以改变糖类的结构、功能、稳定性、相互作用等等。
常见的糖类修饰途径包括糖基化、乙酰化、硫化、酯化等。
其中，糖基化是最为常见和复杂的一种修饰方式，通过酶的催化反应将糖分子与蛋白质、核酸等生物大分子连接，形成糖蛋白、糖核酸等新的复合生物大分子，所修饰的糖类不仅可做生物活性调节剂，同时也被广泛应用于医药、农业等领域。
二、糖类合成途径在医药、化妆品等领域的应用研究1. 新型药物开发糖类合成途径在新型药物开发领域有着广泛的应用。
糖蛋白、糖核酸等复合生物大分子是人体内最基本的分子之一，其糖基化修饰的差异常常会影响到人体生理状况。
因此，针对人体糖基化修饰失调的疾病，如糖尿病、肿瘤等，研究人员可以开发新型药物，调节糖基化修饰的平衡，减轻疾病症状。
2. 化妆品制造糖类作为功能性成分，除了在医药领域广泛应用外，在化妆品领域也有着广泛的应用。
第3章 第四节糖原的分解和生物合成(总)
• 丝氨酸残基上带有一个磷酸基团
葡萄糖-1,6-二磷酸
葡萄糖-1-磷酸
磷酸葡萄
糖变位酶 葡萄糖-6-磷酸
• 需少量葡萄糖-1，6-二磷酸存在
（四）葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖-6-磷酸 + H2O
葡萄糖 + Pi
• 存在于肝细胞、肾细胞及肠细胞光滑内质网膜
的内腔面，脑细胞和肌肉细胞都无此酶。
• 通过转运蛋白进出内质网腔
糖原的降解：
1.糖原磷酸化酶 2.糖原脱支酶 3.磷酸葡萄糖变位酶 4.葡萄糖-6-磷酸酶
三、糖原的生物合成
• 糖原的生物合成指由葡萄糖合成糖原的过程
（一）UDP-葡萄糖焦磷酸化酶
• UDPG是葡萄糖的活化形式，是糖基供体
UDP-葡萄糖
G-1-P + UTP 焦磷酸化酶 UDPG + PPi 2Pi
糖原分子结构： 糖原分子只有一个还原端。糖原的合成分解都是在 非还原端上进行的。
糖原
非还原性 末端
α -1,4-糖苷键
α -1,6-糖苷键
分支
二、糖原的降解
• 糖原降解习惯上指肝糖原分解成为葡萄 糖。
• 降解是从非还原端按顺序一个个地移去 葡萄糖残基。
Pi Gn-1 Gn 磷酸化酶 G-1-P
质功能低下等） ④ 肿瘤（胃癌等） ⑤ 饥饿或不能进食
糖 耐 量 曲 线
正常人：服糖后1/2~1h达到高峰，然后逐渐降低， 一般2h左右恢复正常值。
糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓 度急剧升高，2h后仍可高于正常。
第三章 糖代谢
第一节 糖酵解作用 第二节 柠檬酸循环 第三节 磷酸戊糖途径和糖的其他代谢途径 第四节 糖原的分解和生物合成
7糖的生物合成(答案)
7糖的生物合成一、名词解释1、光合作用：含光合色素主要是叶绿素的植物和细菌，在日光下利用无机物质（CO2、H2O、H2S）合成有机物质，并释放氧气或其他物质的过程。
2、天线色素：全部叶绿素b、类胡萝卜素和大部分叶绿素，吸收光能并传递到作用中心色素分子。
3、作用中心色素：位于内囊体膜上具有特殊状态和光化学活性的少数叶绿素a分子，利用光能产生光化学反应，将光能转变成电能。
4、光合色素：5、光合磷酸化：在叶绿体ATP合成酶催化下依赖于光的由ADP和Pi合成ATP的过程。
6、糖异生：由简单的非糖前体转变为糖的过程。
糖异生不是糖酵解的简单逆转。
虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的7步近似平衡反应的逆反应，但还必须利用另外4步糖酵解中不曾出现的酶促反应绕过糖酵解中的三个不可逆反应。
二、填空1、光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
第一阶段主要在叶绿体的类囊体膜部位进行，第二阶段主要在叶绿体的基质部位进行。
2、高等植物光反应的最终电子供体是H2O，最终电子受体是NADP。
3、光合电子传递链位于叶绿体类囊体膜上，呼吸电子传递链位于线粒体内膜上。
4、光合磷酸化有环式和非环式两种类型。
5、在光合碳循环中，每固定6CO2形成葡萄糖，需消耗12NADPH+H+和18ATP。
6、C4植物的Calvin循环在维管束鞘细胞中进行，而由PEP固定CO2形成草酰乙酸是在叶肉细胞中进行。
7、糖异生主要在肝脏（细胞溶胶）中进行；糖异生受Pi、AMP、ADP抑制，被高水平ATP、NADH激活。
8、在糖异生作用中由丙酮酸生成PEP，在线粒体内丙酮酸生成草酰乙酸是丙酮酸羧化酶催化的，同时要消耗ATP；然后在细胞质内经PEP羧激酶催化，生成磷酸烯醇丙酮酸，同时消耗GTP。
9、植物体内蔗糖合成酶催化的蔗糖生物合成中葡萄糖的供体是UDPG，葡萄糖基的受体是果糖。
10、合成糖原的前体分子是UDPG，糖原分解的产物是G-1-P。
三、单项选择题1、用于糖原合成的葡萄糖-1-磷酸首先要经什么化合物的活化？A、ATPB、CTPC、GTPD、UTPE、TTP2、RuBisCO催化RuBP羧化反应的产物是（RuBisCO－核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶；RuBP—核酮糖-1,5-二磷酸；PGA－3-磷酸甘油酸）A、PGAB、PEPC、OAAD、IAA3、不能经糖异生合成葡萄糖的物质是：（乙酰CoA只能进入TCA分解，不能经糖异生合成葡萄糖）A、α-磷酸甘油B、丙酮酸C、乳酸D、乙酰CoAE、生糖氨基酸4、丙酮酸羧化酶是那一个途径的关键酶：A、糖异生B、磷酸戊糖途径C、胆固醇合成D、血红素合成E、脂肪酸合成5、动物饥饿后摄食，其肝细胞主要糖代谢途径：A、糖异生B、糖有氧氧化C、糖酵解D、糖原分解E、磷酸戊糖途径6、下面哪种酶在糖酵解和糖异生中都起作用：A、丙酮酸激酶B、丙酮酸羧化酶C、3-磷酸甘油醛脱氢酶D、己糖激酶E、果糖1，6-二磷酸酯酶7、糖异生途径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶？A、丙酮酸羧化酶B、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶C、葡萄糖-6-磷酸酶D、磷酸化酶8、光合作用中Calvin循环是在叶绿体的：A、外膜上进行B、基粒上进行C、基质中进行D、类囊体腔内进行9、电子在环式光合电子传递链中传递时可产生：A、NADPHB、O2C、ATPD、NADH10、非环式光合电子传递链中，最终的电子受体是：A、H2OB、NADC、NADPD、ADP11、光合作用中，将CO2还原为糖类的“同化力”来源于：A、光反应B、暗反应C、光呼吸D、暗呼吸12、在光合作用的光反应中，作用中心分子的作用是将：A、电能转变为化学能B、光能转变为电能C、光能转变为化学能D、化学能转变为电能13、光合作用释放的O2来源于：A、H2OB、CO2C、RuBPD、PEP14、下列那个是各糖代谢途径的共同中间产物：A、6-磷酸葡萄糖B、6-磷酸果糖C、1,6-二磷酸果糖D、3-磷酸甘油醛E、2,6-二磷酸果糖（葡萄糖经过激酶的催化转变成葡萄糖-6-磷酸，可进入糖酵解途径氧化，也可进入磷酸戊糖途径代谢，产生核糖-5-磷酸、赤鲜糖-4-磷酸等重要中间体和生物合成所需的还原性辅酶Ⅱ；在糖的合成方面，非糖物质经过一系列的转变生成葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖-6-磷酸在葡萄糖-6-磷酸酶作用下可生成葡萄糖，葡萄糖-6-磷还可在磷酸葡萄糖变位酶作用下生成葡萄糖-1-磷酸，进而生成糖原。
合成糖概念
合成糖概念
一、糖的合成
糖的合成是指通过化学或生物合成的方法，将不同的碳源、氢源和氮源等基本原料转化为糖的过程。
根据所需合成的糖的类型不同，可以采用不同的合成方法。
常见的糖类包括单糖、双糖和多糖，其中单糖是最简单的糖类，也是其他糖类的基本单元。
二、合成糖的方法
1.化学合成法：化学合成法是利用不同的化学原料，通过一系列的化学反应，
最终得到目标糖的过程。
该方法具有反应速度快、产率高等优点，但同时也存在反应条件苛刻、需要使用大量有机溶剂等缺点。
2.生物合成法：生物合成法是利用微生物或酶催化剂，将不同的碳源、氢源
和氮源等基本原料转化为糖的过程。
该方法具有反应条件温和、对环境友好等优点，但同时也存在反应速度慢、产率低等缺点。
三、合成糖的应用
1.食品工业：合成糖在食品工业中应用广泛，如糖果、饮料、甜点等食品的
生产。
通过使用合成糖，可以控制食品的甜度、口感和质地等方面，提高食品的品质和口感。
2.制药工业：合成糖在制药工业中也有着广泛的应用，如抗生素、抗病毒药
物和抗肿瘤药物等的生产。
通过使用合成糖，可以控制药物的化学结构和药理活性，提高药物的疗效和安全性。
3.生物技术领域：合成糖在生物技术领域中也有着重要的应用，如糖蛋白、
糖脂和多糖等生物分子的合成。
通过使用合成糖，可以研究这些生物分子的结构和功能，为疾病诊断和治疗提供新的思路和方法。
4.材料科学领域：合成糖在材料科学领域中也有着一定的应用，如生物降解
塑料、生物医用材料和生物粘合剂等的制备。
通过使用合成糖，可以改善这些材料的生物相容性和降解性能，提高其安全性和实用性。
糖的生物合成
（一）直链淀粉的生物合成-方式2
2、淀粉合成酶 是淀粉合成的主要途径。
ADPG+引物 淀粉合成酶 淀粉+ADP
❖也可用UDPG做供体。但用ADPG合成速度比UDPG快10倍。
直链淀粉的合成-淀粉合成酶
（一）直链淀粉的生物合成-方式1
3、ADPG焦磷酸化酶
2、UDPG焦磷酸化酶；
但用ADPG合成速度比UDPG快10倍。
磷酸蔗糖+UDP
1-P葡萄糖+果糖
蔗糖+Pi
引物（Gn） 2、丙酮酸羧化酶催化丙酮酸转变为草酰乙酸。
也可利用ADPG,GDPG,TDPG,CDPG作为葡萄糖基供体。
ADPG
淀粉合成酶 该酶的作用主要是催化淀粉的分解（植物细胞中磷酸的浓度较高）。
3、AR酶)
UDPG+6-P果磷糖酸蔗糖酯酶 磷酸蔗糖+UDP
磷酸蔗糖
蔗糖+Pi
三、淀粉的生物合成
（一）直链淀粉的生物合成-方式1
1、淀粉磷酸化酶
淀粉磷酸化酶
1-P葡萄糖+引物
淀粉+Pi
引物:最小为麦芽三糖，含α-1，4糖苷键。转移来的 葡萄糖分子结合在引物非还原末端C4的羟基上。
该酶的作用主要是催化淀粉的分解（植物细胞中磷酸 的浓度较高）。
糖的生物合成
二、蔗糖的生物合成-----有三条途径：
1、蔗糖磷酸化酶途径（微生物） 1-P葡萄糖+果糖 蔗糖磷酸蔗化酶糖+Pi
2、蔗糖合成酶(植物） UDPG+果糖 蔗糖合成U酶DP+蔗糖 ❖也可利用ADPG,GDPG,TDPG,CDPG作为葡萄糖基供 体。
3、磷酸蔗糖合成酶磷酸途蔗径糖（合植成物酶 光合组织）
糖化学生物化学
糖化学生物化学糖化学是一门研究糖的性质、结构和功能的学科。
作为生物化学的一个重要分支，糖化学的研究范围涵盖了糖的合成、降解以及其在生物体内的代谢和作用等方面。
本文将介绍糖化学在生物化学中的基本概念和重要应用。
一、糖的基本结构和分类糖是一类具有甜味的有机化合物，其分子结构多为碳水化合物，由碳、氧、氢组成。
根据其分子结构和化学性质的不同，糖可以分为单糖、双糖和多糖三种类型。
1. 单糖：单糖是糖的最基本单位，由一个糖分子组成。
常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等。
2. 双糖：双糖由两个糖分子通过糖苷键连接而成。
例如，蔗糖是由葡萄糖和果糖通过糖苷键连接而成的。
3. 多糖：多糖由多个糖分子通过糖苷键连接而成。
多糖具有结构多样性和功能多样性，如淀粉、纤维素和壳多糖等。
二、糖的合成和降解1. 糖的合成：糖的合成在生物体内主要通过光合作用和糖异生反应进行。
光合作用是光能转化为化学能的过程，绿色植物和一些细菌通过光合作用合成葡萄糖等单糖。
糖异生反应是指在生物体内通过某些代谢途径合成糖分子，例如葡萄糖异生途径可以通过葡萄糖-6-磷酸途径和戊糖-6-磷酸途径合成葡萄糖。
2. 糖的降解：糖的降解是指将糖分子转化为能量和其他物质的过程。
在细胞内，糖通过糖酵解和细胞呼吸途径进行降解。
糖酵解是机体能量代谢的重要途径，可以将葡萄糖分解为乳酸或乙醇，并同时产生少量的能量。
细胞呼吸途径是细胞内葡萄糖完全氧化为二氧化碳和水，并释放大量能量的过程。
三、糖在生物体内的代谢与作用1. 糖的代谢：糖是生物体内重要的能量供应物质，糖的代谢是维持生物体正常功能所必需的过程。
细胞通过糖酵解和细胞呼吸途径将葡萄糖降解为能量。
同时，糖也可以参与核酸和脂肪的合成以及细胞信号转导等生物过程。
2. 糖的作用：除了为生物提供能量外，糖还在细胞内发挥多种重要作用。
它们可以作为细胞膜的结构单位，参与细胞识别和信号转导，调节基因表达和细胞分化等。
四、糖在医药和食品工业中的应用糖作为一种重要的化学物质，在医药和食品工业中具有广泛的应用。
第二十六章糖原的分解和生物合成(共22张PPT)
磷 酸 解 ： 糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应 由 糖 原 磷 酸 化 酶 (glycogen
phosphorylase)催化对α-1,4-糖苷键磷酸解， —— 催化 -1，4-糖苷键合成
糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应 糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应
生成G-1-P。 1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（ UDP -glucose pytophosphorylase）
磷酸化酶（释放8个1-P-G）
水解终产物是葡萄糖-1-磷酸（90%）和葡 (G)n + Pi
(G)n-1 + G-1-P
*磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucomutase)的作用
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。
萄糖（10%） 。 糖原分支酶 （ glycogen branching enzyme）
磷酸化酶） 1．活化：由葡萄糖生成UDPG(uridine diphosphate glucose)，是一耗能过程。
（二）、催化糖原合成的三种酶
• 糖原是一种无还原性的多糖。 1．活化：由葡萄糖生成UDPG(uridine diphosphate glucose)，是一耗能过程。
糖原分子的直链部分借α-1,4-糖苷键而将葡萄糖残基连接起来，其支链部分则是借α-1,6-糖苷键而形成分支。 磷酸解：由糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase)催化对α-1,4-糖苷键磷酸解，生成G-1-P。
三、 糖原的生物合成
（一）、糖原生物合成的研究经历了缓慢的历程，直到
1957年，才发现糖原生物合成中，糖基的供体是 UDPG。
活化的单糖单位：核苷二磷酸糖
糖的生物合成【优质最全版】
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。
变构抑制，但受ATP、柠檬酸变构激活。 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。
高等植物合成蔗糖的途径有两条 ③ATP/ADP比值高时EMP途径关闭，糖异生打开；
（2）糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒 ② Pi、AMP、ADP变构激活PFK、PK, 而变构抑制 二磷酸果糖酯酶。
在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定 ③ATP/ADP比值高时EMP途径关闭，糖异生打开；
体和细胞液中进行。 ADPG+引物 → 淀粉+ADP
③蔗糖磷酸化酶催化的途径 (微生物中)
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
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
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。
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
糖的合成与降解途径
糖的合成与降解途径糖是一种重要的碳水化合物，广泛存在于自然界中。
它不仅是人体能量的主要来源，还在许多生物过程中起着关键的作用。
本文将探讨糖的合成和降解途径，并介绍其在生物体内的重要性。
一、糖的合成途径1. 光合作用：光合作用是植物通过光能转化为化学能的重要过程。
在光合作用过程中，植物通过光能和二氧化碳的参与，合成葡萄糖等糖类物质。
光合作用包括光能捕捉、光反应和暗反应三个阶段。
其中，暗反应是主要的糖合成过程，通过酶的催化，将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释放出氧气。
2. 糖异生：糖异生是指利用非糖底物合成糖的过程。
主要发生在肝脏、肾脏和肠道等器官。
在糖异生过程中，葡萄糖的前体物质如乳酸、甘油和氨基酸等被逐步转化为葡萄糖，以满足机体对能量的需求。
糖异生在长时间禁食或低血糖状态下起着重要作用，维持血糖水平的稳定。
3. 糖核酸代谢：在糖核酸代谢过程中，糖原、DNAs、RNAs等被分解为核苷酸，然后通过一系列酶的催化作用，再合成成糖核酸。
糖核酸代谢不仅提供了细胞所需的能量，还参与了遗传物质的传递和遗传信息的编码。
二、糖的降解途径1. 糖酵解：糖酵解是指在没有氧气的条件下，将葡萄糖分解为乳酸或乙醇和二氧化碳。
糖酵解途径主要发生在肌肉和红血球等缺氧环境下的细胞中，产生少量ATP的同时，通过再氧化生成的NAD+补充酵母菌在氧气缺乏时的能量需求。
2. 无氧糖解：无氧糖解是指在缺氧环境下，将葡萄糖转化为乳酸。
这种过程比糖酵解产生的ATP更少，但可以在氧气供应不足时提供急需的能量。
3. 糖酸循环：糖酸循环，又称为Krebs循环或三羧酸循环，是有氧呼吸的关键步骤。
它将葡萄糖酸分解为二氧化碳和能量丰富的电子转移物质NADH和FADH2，并产生一定量的ATP。
4. 脂肪酸合成：在饥饿或低血糖状态下，糖原储备不足，机体会将葡萄糖转化为脂肪酸以供应能量需求。
脂肪酸合成主要发生在肝脏和脂肪细胞中，通过乙酰辅酶A催化，将葡萄糖转化为三酰甘油。
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注：支链淀粉降解时用的是脱支酶(R酶)
在Q酶作用下的支链淀粉的合成
“糖的生物合成”习题
一、名词解释： 糖异生、Cori循环、底物循环、丙酮酸羧化支路 二、问答题：
1、糖异生如何绕过几个‘能障’，需要什么酶的参与？ 2、丙酮酸羧化酶催化丙酮酸转变为草酰乙酸。但是，只有在乙酰辅 酶A存在时，它才表现出较高活性。乙酰辅酶A的这种活化作用， 其生理意义何在？
• 所以不管草酰乙酸的去向如何，最终效应都是使体内的乙
酰辅酶A趋于平衡。
A
淀粉合成酶
+
ADP 直链淀粉(Gn+1)
A
（一）直链淀粉的生物合成-方式3 3、蔗糖转化为淀粉 2 3 4 Pi
1
5 6 7
8
1、蔗糖合成酶；2、UDPG焦磷酸化酶；3、ADPG焦磷酸化酶
4、淀粉合成酶； 5、果糖激酶；6、异构酶；7、变位酶；8、淀粉磷酸化酶
(二)支链淀粉的合成
1、淀粉合成酶: 只能催化形成α -1.4糖苷键 ，合成直链淀粉。 2 、 Q 酶（分支酶） : 既能催化 α -1.4 糖苷键 的断裂，又能催化α -1、6糖苷键的形成
二、蔗糖的生物合成-----有三条途径：
1、蔗糖磷酸化酶途径（微生物）
1-P葡萄糖+果糖 蔗糖磷酸化酶 蔗糖+Pi
2、蔗糖合成酶(植物） UDPG+果糖 蔗糖合成酶 UDP+蔗糖
也可利用ADPG,GDPG,TDPG,CDPG作为葡萄糖基供体。 3、磷酸蔗糖合成酶途径（植物光合组织） UDPG+6-P果糖
磷酸蔗糖合成酶
磷酸蔗糖+UDP
磷酸蔗糖 蔗糖+Pi 一般认为，此途径是植物合成蔗糖的主要途径。
磷酸蔗糖酯酶
三、淀粉的生物合成
（一）直链淀粉的生物合成-方式1 1、淀粉磷酸化酶
1-P葡萄糖+引物
淀粉磷酸化酶
淀粉+Pi
引物:最小为麦芽三糖，含α-1，4糖苷键。转移来的
葡萄糖分子结合在引物非还原末端C4的羟基上。
丙酮酸羧化酶催化丙酮酸转变为草酰乙酸。但是，只有在 乙酰辅酶A存在时，它才表现出较高活性。乙酰辅酶A的这 种活化作用，其生理意义何在？ • 乙酰辅酶A可以激活丙酮酸羧化酶，消耗丙酮酸合成草酰 乙酸，草酰乙酸既可以进入TCA，也可以进入糖异生。
– 当细胞内能荷较高时，草酰乙酸主要进入糖异生途径，这
样不断消耗丙酮酸，控制了乙酰辅酶A产生。 – 当细胞内能荷较低时，草酰乙酸进入TCA，草酰乙酸增多 加快了乙酰辅酶A进入TCA循环的速度。
该酶的作用主要是催化淀粉的分解（植物细胞中磷酸 的浓度较高）。
（一）直链淀粉的生物合成-方式2 2、淀粉合成酶 是淀粉合成的主要途径。
ADPG+引物 淀粉合成酶 淀粉+ADP
也可用UDPG做供体。但用ADPG合成速度比UDPG快10倍。
直链淀粉的合成-淀粉合成酶
+
引物（Gn） ADPG