生物化学糖类及其分解代谢优秀课件
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生物化学糖类及其分解代谢优 秀课件
内 容：
• 一、糖代谢总论 • 二、生物体内的糖类 • 三、双糖和多糖的酶促降解 • 四、糖酵解 • 五、三羧酸循环 • 六、磷酸戊糖途径
一、糖代谢总论
新陈代谢包括分解代谢（异化作用）和合成代 谢（同化作用）。
动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖 的分解代谢提供。同时糖分解的中间产物，又 为合成其它的生物分子提供碳源或碳链骨架。
OH OH
OH
CH2OH OH
O OH
CH2OH
•乳 糖
• 麦芽糖
CH2OH OH
OH 1
OH
CH2OH OH
4 OH O
OH
CH2OH
CH2OH
O
1
4
O
3
O
1
2
OH
3. 多糖
(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）
• 直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡 萄糖分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈 螺旋结构，遇碘显紫蓝色。
OH OH
ATP CH2OH
H
OH
OH H
OH H
OH OH
C6H2OH
HC
O
H
C OH
H
OH C
C2
H
OH
α -D-Glucose
H C1 OH
1CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH
6CH2OH
C6H2OH
HC
O
H
C OH
H
OH C
C2
OH C1 H
H
OH
β -D-Glucose
• 重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、 甘露糖等。
O
H
C
O
H
C
H C OH
HO C H
C H 2O H
C H 2O H
D- glyceraldehyde L- glyceraldehyde
m irror plan
物理和化学的方法证明，单糖不仅以直链结构存在，而 且以环状结构存在。由于单糖分子中同时存在羰基和羟基， 因而在分子内便能由于生成半缩醛（或半缩酮）而构成环。
• 支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外， 在支点处存在（16）糖苷键，分子量较高。 遇碘显紫红色。
(2)纤维素
• 由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链， 不溶于水。
(3)几丁质（壳多糖）
• N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷键缩合而 成的线性均一多糖。比较坚硬，为甲壳动物等的 机构材料。
植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳 和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用 是地球上糖类物质的根本来源。
糖类：
糖的元素组成：C、H、O 大多数糖类化合物可用通式Cn(H2O)m表示，又称 为碳水化合物；这只是一种狭义的理解！
糖类物质：鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖 （C5H10O4)等； 非糖类物质：甲醛（CH2O），乙酸（C2H4O2）等；
(4)杂多糖 • 果胶物质； • 糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）；
含有氨基己糖或乙酰氨基糖； 典型代表有：
透明质酸 硫酸软骨素
糖原
二、双糖和多糖的酶促降解
1.概述
多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被 吸收利用。生产中常称为糖化。
2. 蔗糖水解
植物界中分布最广的双糖，在甘蔗、甜菜 和菠萝汁液中含量丰富。蔗糖水解主要有两种 酶（P147）：
α-淀粉酶：内切酶，可以水解淀粉(或糖原)中 任何部位的α-1，4糖键，产物为葡萄糖和麦芽 糖，若底物为支链淀粉，还有含α-1，6糖苷键 的糊精。
β-淀粉酶:外切酶，只能从非还原端开始水解， 以两个糖单位切下来，故水解直链淀粉产物为 麦芽糖，水解支链淀粉为麦芽糖和极限糊精。
麦芽糖酶专一水解麦芽糖为两分子葡萄糖；
• 定义：糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类 化合物或其衍生物，或水解时能产生这些化合 物的物质；
• 糖的生物学意义？
糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、 寡糖和多糖；
糖类化合物
单糖 ：不能水解的最简单糖类，是多羟基的 醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）
寡糖 ：有2~10个分子单糖缩合而成，水解 后产生单糖
(1) EMP途径的生化历程
糖酵解过程
糖 原 a
b
1 -磷 酸 葡 萄 糖
1
6-磷酸果糖
6 -磷 酸 葡 萄 糖
葡萄糖 果 糖
1， 6-二 磷 酸 果 糖
3 - 磷 酸 甘 油 醛 2 磷 酸 二 羟 丙 酮
丙酮酸
3
3-磷酸甘油酸磷酸
3-磷 酸 甘 油 酸
4Biblioteka Baidu
磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 2-磷 酸 甘 油 酸
蔗糖合成酶 蔗糖酶
3.麦芽糖水解
麦芽糖酶 植物体中麦芽糖酶与淀粉酶同时存在；
4. 乳糖水解
β-半乳糖苷酶 涉及乳糖不耐症的主要酶；
5.淀粉
淀粉是高等植物的贮存多糖，也是人类粮 食及动物饲料的重要来源。
糖原－动物淀粉 酶降解途径：水解，磷酸解
淀粉的酶促水解：
淀粉 糊精
寡糖
麦芽糖 G
• 水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶，脱支酶， 麦芽糖酶。
OH
OH
OH
H H
OH
HO
OH
H OH
HO H
OH
H
OH
H OH
H OH
H OH
H H
OH
HO
H
HO OH
OH OH H
H
O OH H HO
OH OH H
-D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃半乳糖
-D-吡喃甘露糖
-D-呋喃果糖
2.寡糖（二糖）
• 蔗糖
CH2OH
O
1
2
O HOCH2 O
2 4
3 CH2OH
CH2OH
水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是脱支酶 （α-1，6糖苷键酶）
还原末端 非还原末端 α-1，4糖苷键 α-1，6糖苷键
淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶 糖原磷酸化酶
细胞壁多糖的酶促降解
纤维素降解 果胶物质降解：原果胶，果胶，果胶酸
三、糖酵解
1.糖酵解途径(glycolysis) （Embden-Meyerhof-Parnas，EMP）
1）第一阶段：葡萄糖 1, 6-二磷酸果糖
CH2OPO3H2
H
OH
OH H
H2O3PO 磷酸己糖异构酶
OH
OH
H OH 6－ 磷 酸 葡 萄 糖
ADP
Mg 己糖磷酸激酶
CH2 O CH2OH
OH
ADP
H
OH
OH H
6-磷 酸 果 糖 ATP
Mg 己 糖 激 酶 ATP
HO CH2 O
CH2OH
Mg 磷酸果糖激酶 H
多糖 ：由多分子单糖或其衍生物所组成，水 解后产生原来的单糖或其衍生物。
在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、 糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。
1.单糖的结构
• 根据所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己 糖、庚糖。单糖构型由甘油醛和二羟丙酮派生。
• 如所有的醛糖都可看成是由甘油醛的醛基碳下端逐个插入 C延伸而成。
内 容：
• 一、糖代谢总论 • 二、生物体内的糖类 • 三、双糖和多糖的酶促降解 • 四、糖酵解 • 五、三羧酸循环 • 六、磷酸戊糖途径
一、糖代谢总论
新陈代谢包括分解代谢（异化作用）和合成代 谢（同化作用）。
动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖 的分解代谢提供。同时糖分解的中间产物，又 为合成其它的生物分子提供碳源或碳链骨架。
OH OH
OH
CH2OH OH
O OH
CH2OH
•乳 糖
• 麦芽糖
CH2OH OH
OH 1
OH
CH2OH OH
4 OH O
OH
CH2OH
CH2OH
O
1
4
O
3
O
1
2
OH
3. 多糖
(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）
• 直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡 萄糖分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈 螺旋结构，遇碘显紫蓝色。
OH OH
ATP CH2OH
H
OH
OH H
OH H
OH OH
C6H2OH
HC
O
H
C OH
H
OH C
C2
H
OH
α -D-Glucose
H C1 OH
1CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH
6CH2OH
C6H2OH
HC
O
H
C OH
H
OH C
C2
OH C1 H
H
OH
β -D-Glucose
• 重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、 甘露糖等。
O
H
C
O
H
C
H C OH
HO C H
C H 2O H
C H 2O H
D- glyceraldehyde L- glyceraldehyde
m irror plan
物理和化学的方法证明，单糖不仅以直链结构存在，而 且以环状结构存在。由于单糖分子中同时存在羰基和羟基， 因而在分子内便能由于生成半缩醛（或半缩酮）而构成环。
• 支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外， 在支点处存在（16）糖苷键，分子量较高。 遇碘显紫红色。
(2)纤维素
• 由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链， 不溶于水。
(3)几丁质（壳多糖）
• N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷键缩合而 成的线性均一多糖。比较坚硬，为甲壳动物等的 机构材料。
植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳 和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用 是地球上糖类物质的根本来源。
糖类：
糖的元素组成：C、H、O 大多数糖类化合物可用通式Cn(H2O)m表示，又称 为碳水化合物；这只是一种狭义的理解！
糖类物质：鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖 （C5H10O4)等； 非糖类物质：甲醛（CH2O），乙酸（C2H4O2）等；
(4)杂多糖 • 果胶物质； • 糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）；
含有氨基己糖或乙酰氨基糖； 典型代表有：
透明质酸 硫酸软骨素
糖原
二、双糖和多糖的酶促降解
1.概述
多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被 吸收利用。生产中常称为糖化。
2. 蔗糖水解
植物界中分布最广的双糖，在甘蔗、甜菜 和菠萝汁液中含量丰富。蔗糖水解主要有两种 酶（P147）：
α-淀粉酶：内切酶，可以水解淀粉(或糖原)中 任何部位的α-1，4糖键，产物为葡萄糖和麦芽 糖，若底物为支链淀粉，还有含α-1，6糖苷键 的糊精。
β-淀粉酶:外切酶，只能从非还原端开始水解， 以两个糖单位切下来，故水解直链淀粉产物为 麦芽糖，水解支链淀粉为麦芽糖和极限糊精。
麦芽糖酶专一水解麦芽糖为两分子葡萄糖；
• 定义：糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类 化合物或其衍生物，或水解时能产生这些化合 物的物质；
• 糖的生物学意义？
糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、 寡糖和多糖；
糖类化合物
单糖 ：不能水解的最简单糖类，是多羟基的 醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）
寡糖 ：有2~10个分子单糖缩合而成，水解 后产生单糖
(1) EMP途径的生化历程
糖酵解过程
糖 原 a
b
1 -磷 酸 葡 萄 糖
1
6-磷酸果糖
6 -磷 酸 葡 萄 糖
葡萄糖 果 糖
1， 6-二 磷 酸 果 糖
3 - 磷 酸 甘 油 醛 2 磷 酸 二 羟 丙 酮
丙酮酸
3
3-磷酸甘油酸磷酸
3-磷 酸 甘 油 酸
4Biblioteka Baidu
磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 2-磷 酸 甘 油 酸
蔗糖合成酶 蔗糖酶
3.麦芽糖水解
麦芽糖酶 植物体中麦芽糖酶与淀粉酶同时存在；
4. 乳糖水解
β-半乳糖苷酶 涉及乳糖不耐症的主要酶；
5.淀粉
淀粉是高等植物的贮存多糖，也是人类粮 食及动物饲料的重要来源。
糖原－动物淀粉 酶降解途径：水解，磷酸解
淀粉的酶促水解：
淀粉 糊精
寡糖
麦芽糖 G
• 水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶，脱支酶， 麦芽糖酶。
OH
OH
OH
H H
OH
HO
OH
H OH
HO H
OH
H
OH
H OH
H OH
H OH
H H
OH
HO
H
HO OH
OH OH H
H
O OH H HO
OH OH H
-D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃半乳糖
-D-吡喃甘露糖
-D-呋喃果糖
2.寡糖（二糖）
• 蔗糖
CH2OH
O
1
2
O HOCH2 O
2 4
3 CH2OH
CH2OH
水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是脱支酶 （α-1，6糖苷键酶）
还原末端 非还原末端 α-1，4糖苷键 α-1，6糖苷键
淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶 糖原磷酸化酶
细胞壁多糖的酶促降解
纤维素降解 果胶物质降解：原果胶，果胶，果胶酸
三、糖酵解
1.糖酵解途径(glycolysis) （Embden-Meyerhof-Parnas，EMP）
1）第一阶段：葡萄糖 1, 6-二磷酸果糖
CH2OPO3H2
H
OH
OH H
H2O3PO 磷酸己糖异构酶
OH
OH
H OH 6－ 磷 酸 葡 萄 糖
ADP
Mg 己糖磷酸激酶
CH2 O CH2OH
OH
ADP
H
OH
OH H
6-磷 酸 果 糖 ATP
Mg 己 糖 激 酶 ATP
HO CH2 O
CH2OH
Mg 磷酸果糖激酶 H
多糖 ：由多分子单糖或其衍生物所组成，水 解后产生原来的单糖或其衍生物。
在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、 糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。
1.单糖的结构
• 根据所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己 糖、庚糖。单糖构型由甘油醛和二羟丙酮派生。
• 如所有的醛糖都可看成是由甘油醛的醛基碳下端逐个插入 C延伸而成。