动物生化第四章糖类代谢PPT
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1. 葡萄糖的磷酸化
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16
❖ 进入细胞内的葡萄糖首先在第6位碳上被磷酸化生成6-磷酸葡 萄糖(glucose 6-phophate, G－6－P)，磷酸根由ATP供给
❖ 催化此反应的酶是己糖激酶，它能催化葡萄糖、甘露糖、氨基 葡萄糖、果糖进行不可逆的磷酸化反应
❖ 此酶是糖氧化反应过程的限速酶，或称关键酶 ❖ 磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内，这是细胞的一种保糖机制。
8. 3-磷酸甘油酸的变位反应
❖ 在磷酸甘油酸变位酶催化下3-磷酸甘油酸C3－位上 的磷酸基转变到C2位上生成2－磷酸甘油酸。
❖ 此反应是可逆的。
27
9. 2-磷酸甘油酸的脱水反应
❖ 由烯醇化酶催化，2-磷酸甘油酸脱水的同时，能量重新分配， 生成含高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。
❖ 烯醇化酶需要Mg2+或Mn2+参与。本反应也是可逆的。
第四章 糖类代谢
1
讲授内容
❖ 第一节 糖在动物体内的一般概况 ❖ 第二节 糖的分解供能 ❖ 第三节 磷酸戊糖途径 ❖ 第四节 葡萄糖的异生作用 ❖ 第五节 糖原 ❖ 第六节 糖代谢个途径之间的联系
2
教学目标
❖ 熟悉酵解途径中的各步酶促反应以及与发酵 途径的区别
❖ 熟悉柠檬酸循环途径中的各步酶促反应，以 及各步反应酶的作用特点
28
10. 磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸转移
❖ 在丙酮酸激 酶催化下， 磷酸烯醇式 丙酮酸上的 高能磷酸根 转移至ADP 生成ATP
❖ 这是又一次 底物水平上 的磷酸化过 程。但此反 应是不可逆 的
29
Fra Baidu bibliotek
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小结
❖ 一个分子葡萄糖可氧化分 解产生2个分子丙酮酸
❖ 经底物水平磷酸化可产生 4个分子ATP
❖ 又因为该循环是由H.A.Krebs首先提出的， 所以又叫做Krebs循环（1953年获诺贝尔 奖）。
❖ 会分析和计算酵解和柠檬酸循环中产生的能 量，以及底物分子中标记碳的去向。
❖ 了解戊糖磷酸途径的生物学意义：提供核糖5-磷酸和NADPH
❖ 了解糖代谢各个途径之间的联系
3
第一节 糖在动物体内的一般概况
4
一、 糖的生理功能
❖ 糖参与构成细胞的组成
糖脂构成神经组织和生物膜的成分 氨基多糖及其与蛋白质的结合物是结缔组织的基本成分 核糖及脱氧核糖是RNA及DNA的结构成分 糖蛋白是细胞膜成分 还参与血浆球蛋白、某些激素、酶和凝血因子等的构成
第二节 糖的分解供能
7
❖ 葡萄糖在体外完全燃烧
❖ 糖在体内要经过多步化学反应来完成氧化供 能。其在体内分解有三种途径
在无氧条件下进行糖酵解 在有氧条件下进行有氧分解，通过三羧酸循环，
完全氧化； 通过磷酸戊糖途径进行代谢
8
9
一、糖酵解途径
❖ 糖酵解途径是指细胞在胞浆中分解葡萄糖生成丙酮 酸(pyruvate)的过程，此过程中伴有少量ATP的生 成。
❖ 第一阶段葡萄糖磷酸化和 磷酸果糖的磷酸化消耗二 分子ATP
❖ 净产生2分子ATP ❖ 生成的NADH+H+
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糖酵解的生理意义
❖ 糖酵解最主要的生理意 义在于迅速提供能量， 这对肌收缩尤为重要。
❖ 少数组织，如视网膜、 睾丸、肾髓质和红细胞 等组织细胞，即使在有 氧条件下，仍需从糖酵 解获得能量。
❖ 氧化供能是糖的主要生理，每克葡萄糖约产生4千卡能量
❖ 糖是机体重要的碳源，其中间产物可转变成氨基酸、脂肪酸 和核苷等
5
二、糖代谢的概况
❖ 动物体内糖的来源
消化道吸收 由非糖物质转化而来
❖ 动物体内糖的主要代谢途径
血糖供全身利用 糖原贮存 转变成脂肪、氨基酸
❖ 血糖
几乎全部是葡萄糖 在神经、激素和肝脏组织器官调解下，浓度相对恒定 6
❖ 反应脱下的氢和 电子转给脱氢酶 的辅酶NAD+生 成NADH+H+， 磷酸根来自无机 磷酸。
25
7. 1,3－二磷酸甘油酸的高能磷酸键转移反应
❖ 在磷酸甘油酸激酶催化下，1,3－二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸，其 C1上的高能磷酸根转移给ADP生成ATP，此激酶催化的反应是可逆的
❖ 这种底物氧化过程中产生的能量直接将ADP磷酸化生成ATP的过程，称26 为底物水平磷酸化
17
2. 6-磷酸葡萄糖的异构反应
❖ 由磷酸己糖异构酶催化6-磷酸葡萄糖(醛糖)转变为6-磷酸果 糖(酮糖)的过程
❖ 此反应是可逆的
18
3. 6-磷酸果糖的磷酸化
不可逆反应
19
4. 1,6—二磷酸果糖裂解反应
❖ 醛缩酶催化1,6-二磷酸果糖生成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛 ❖ 此反应是可逆的。
20
5. 磷酸二羟丙酮的异构反应
❖ 磷酸丙糖异构酶催化磷酸二羟丙酮转变为3－磷酸 甘油醛，此反应也是可逆的。
21
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到此，1分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛，通过两次磷酸化作用消耗2分子ATP
23
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6. 3-磷酸甘油醛氧化反应
❖ 由3-磷酸甘油醛 脱氢酶催化3-磷 酸甘油醛氧化脱 氢并磷酸化生成 含有1个高能磷 酸键的1,3－二磷 酸甘油酸。
❖ 在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸(lactate)称为糖 酵解
❖ 有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA 进入三羧酸循环，生成CO2和H2O。
10
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糖酵解过程
❖ 糖酵解分为两个阶段共10个反应
❖ 每个分子葡萄糖经第一阶段共5个反应，消耗 2个分子ATP为耗能过程
❖ 第二阶段5个反应生成4个分子ATP为释能过 程。
❖ 形成乙酰硫辛酰胺-E2。 ❖ 二氢硫辛酰胺转乙酰酶
（E2）催化乙酰硫辛酰 胺上生成乙酰CoA ❖ 二氢硫辛酰胺脱氢酶 （E3）使还原的二氢硫 辛酰胺脱氢重新生成硫辛 酰胺
❖ 在二氢硫辛酸胺脱氢酶 （E3）催化下，将 FADH2上的 H转移给 NAD+，形成NADH+H+
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三、 三羧酸循环
❖ 三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle 简写 TCA循环）又称为柠檬酸循环，因为循环中 存在三羧酸中间产物。
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37
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二、丙酮酸形成乙酰辅酶A
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丙酮酸脱氢酶系
❖ 催化氧化脱羧的酶是丙 酮酸脱氢酶系
丙酮酸脱氢酶（E1） 二氢硫辛酰胺转乙酰酶
（E2） 二氢硫辛酰胺脱氢酶
（E3）
❖ 参与反应的辅酶
硫胺素焦磷酸酯（TPP） 硫辛酸 FAD+ NAD+ CoA
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❖ 丙酮酸脱羧形成羟乙基TPP
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1. 葡萄糖的磷酸化
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❖ 进入细胞内的葡萄糖首先在第6位碳上被磷酸化生成6-磷酸葡 萄糖(glucose 6-phophate, G－6－P)，磷酸根由ATP供给
❖ 催化此反应的酶是己糖激酶，它能催化葡萄糖、甘露糖、氨基 葡萄糖、果糖进行不可逆的磷酸化反应
❖ 此酶是糖氧化反应过程的限速酶，或称关键酶 ❖ 磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内，这是细胞的一种保糖机制。
8. 3-磷酸甘油酸的变位反应
❖ 在磷酸甘油酸变位酶催化下3-磷酸甘油酸C3－位上 的磷酸基转变到C2位上生成2－磷酸甘油酸。
❖ 此反应是可逆的。
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9. 2-磷酸甘油酸的脱水反应
❖ 由烯醇化酶催化，2-磷酸甘油酸脱水的同时，能量重新分配， 生成含高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。
❖ 烯醇化酶需要Mg2+或Mn2+参与。本反应也是可逆的。
第四章 糖类代谢
1
讲授内容
❖ 第一节 糖在动物体内的一般概况 ❖ 第二节 糖的分解供能 ❖ 第三节 磷酸戊糖途径 ❖ 第四节 葡萄糖的异生作用 ❖ 第五节 糖原 ❖ 第六节 糖代谢个途径之间的联系
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教学目标
❖ 熟悉酵解途径中的各步酶促反应以及与发酵 途径的区别
❖ 熟悉柠檬酸循环途径中的各步酶促反应，以 及各步反应酶的作用特点
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10. 磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸转移
❖ 在丙酮酸激 酶催化下， 磷酸烯醇式 丙酮酸上的 高能磷酸根 转移至ADP 生成ATP
❖ 这是又一次 底物水平上 的磷酸化过 程。但此反 应是不可逆 的
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Fra Baidu bibliotek
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小结
❖ 一个分子葡萄糖可氧化分 解产生2个分子丙酮酸
❖ 经底物水平磷酸化可产生 4个分子ATP
❖ 又因为该循环是由H.A.Krebs首先提出的， 所以又叫做Krebs循环（1953年获诺贝尔 奖）。
❖ 会分析和计算酵解和柠檬酸循环中产生的能 量，以及底物分子中标记碳的去向。
❖ 了解戊糖磷酸途径的生物学意义：提供核糖5-磷酸和NADPH
❖ 了解糖代谢各个途径之间的联系
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第一节 糖在动物体内的一般概况
4
一、 糖的生理功能
❖ 糖参与构成细胞的组成
糖脂构成神经组织和生物膜的成分 氨基多糖及其与蛋白质的结合物是结缔组织的基本成分 核糖及脱氧核糖是RNA及DNA的结构成分 糖蛋白是细胞膜成分 还参与血浆球蛋白、某些激素、酶和凝血因子等的构成
第二节 糖的分解供能
7
❖ 葡萄糖在体外完全燃烧
❖ 糖在体内要经过多步化学反应来完成氧化供 能。其在体内分解有三种途径
在无氧条件下进行糖酵解 在有氧条件下进行有氧分解，通过三羧酸循环，
完全氧化； 通过磷酸戊糖途径进行代谢
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一、糖酵解途径
❖ 糖酵解途径是指细胞在胞浆中分解葡萄糖生成丙酮 酸(pyruvate)的过程，此过程中伴有少量ATP的生 成。
❖ 第一阶段葡萄糖磷酸化和 磷酸果糖的磷酸化消耗二 分子ATP
❖ 净产生2分子ATP ❖ 生成的NADH+H+
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糖酵解的生理意义
❖ 糖酵解最主要的生理意 义在于迅速提供能量， 这对肌收缩尤为重要。
❖ 少数组织，如视网膜、 睾丸、肾髓质和红细胞 等组织细胞，即使在有 氧条件下，仍需从糖酵 解获得能量。
❖ 氧化供能是糖的主要生理，每克葡萄糖约产生4千卡能量
❖ 糖是机体重要的碳源，其中间产物可转变成氨基酸、脂肪酸 和核苷等
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二、糖代谢的概况
❖ 动物体内糖的来源
消化道吸收 由非糖物质转化而来
❖ 动物体内糖的主要代谢途径
血糖供全身利用 糖原贮存 转变成脂肪、氨基酸
❖ 血糖
几乎全部是葡萄糖 在神经、激素和肝脏组织器官调解下，浓度相对恒定 6
❖ 反应脱下的氢和 电子转给脱氢酶 的辅酶NAD+生 成NADH+H+， 磷酸根来自无机 磷酸。
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7. 1,3－二磷酸甘油酸的高能磷酸键转移反应
❖ 在磷酸甘油酸激酶催化下，1,3－二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸，其 C1上的高能磷酸根转移给ADP生成ATP，此激酶催化的反应是可逆的
❖ 这种底物氧化过程中产生的能量直接将ADP磷酸化生成ATP的过程，称26 为底物水平磷酸化
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2. 6-磷酸葡萄糖的异构反应
❖ 由磷酸己糖异构酶催化6-磷酸葡萄糖(醛糖)转变为6-磷酸果 糖(酮糖)的过程
❖ 此反应是可逆的
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3. 6-磷酸果糖的磷酸化
不可逆反应
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4. 1,6—二磷酸果糖裂解反应
❖ 醛缩酶催化1,6-二磷酸果糖生成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛 ❖ 此反应是可逆的。
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5. 磷酸二羟丙酮的异构反应
❖ 磷酸丙糖异构酶催化磷酸二羟丙酮转变为3－磷酸 甘油醛，此反应也是可逆的。
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到此，1分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛，通过两次磷酸化作用消耗2分子ATP
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6. 3-磷酸甘油醛氧化反应
❖ 由3-磷酸甘油醛 脱氢酶催化3-磷 酸甘油醛氧化脱 氢并磷酸化生成 含有1个高能磷 酸键的1,3－二磷 酸甘油酸。
❖ 在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸(lactate)称为糖 酵解
❖ 有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA 进入三羧酸循环，生成CO2和H2O。
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糖酵解过程
❖ 糖酵解分为两个阶段共10个反应
❖ 每个分子葡萄糖经第一阶段共5个反应，消耗 2个分子ATP为耗能过程
❖ 第二阶段5个反应生成4个分子ATP为释能过 程。
❖ 形成乙酰硫辛酰胺-E2。 ❖ 二氢硫辛酰胺转乙酰酶
（E2）催化乙酰硫辛酰 胺上生成乙酰CoA ❖ 二氢硫辛酰胺脱氢酶 （E3）使还原的二氢硫 辛酰胺脱氢重新生成硫辛 酰胺
❖ 在二氢硫辛酸胺脱氢酶 （E3）催化下，将 FADH2上的 H转移给 NAD+，形成NADH+H+
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三、 三羧酸循环
❖ 三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle 简写 TCA循环）又称为柠檬酸循环，因为循环中 存在三羧酸中间产物。
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二、丙酮酸形成乙酰辅酶A
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丙酮酸脱氢酶系
❖ 催化氧化脱羧的酶是丙 酮酸脱氢酶系
丙酮酸脱氢酶（E1） 二氢硫辛酰胺转乙酰酶
（E2） 二氢硫辛酰胺脱氢酶
（E3）
❖ 参与反应的辅酶
硫胺素焦磷酸酯（TPP） 硫辛酸 FAD+ NAD+ CoA
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❖ 丙酮酸脱羧形成羟乙基TPP