第三章 单糖代谢
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缺陷糖蛋白综合症。
蜜蜂综合症：尽管甘露糖是必须的，但在蜜蜂综合症中，它却是致死的。 当蜜蜂被喂食甘露糖而非蔗糖和葡萄糖时，在喂食后的最初几分钟，蜜蜂 的行为表现正常，但随后它们突然衰竭、死亡。
原因是：甘露糖进入细胞后，在大量己糖激酶的作用下发生磷酸化并消耗ATP。这 时Man-6-P成为蜜蜂唯一的能量来源，它必须被转化为Fru-6-P才能进入糖酵解。但 在蜜蜂体内的磷酸甘露糖异构酶活性相当低，这就产生了瓶颈而使Man-6-P堆积。 堆积的Man-6-P迅速被磷酸酶分解成游离的甘露糖，而甘露糖又再次发生磷酸化， 这样使ATP供给减少。如此几次无用的循环耗尽ATP，导致死亡。
白细胞黏附缺陷Ⅱ（LADⅡ）病:
第3章 单 糖 代 谢
第3章 单 糖 代 谢
半乳糖：
有多条途径可以将半乳活化成UDP-Gal。第一是1-位上的直 接磷酸化生成Gal-1-P，Gal-1-P能与UTP反应生成UDP-Gal. 另一面Gal-1-P通过尿苷酸转移酶与UDP-Glc进行交换反应， 生成UDP-Gal和Glc-1-P。尿苷酸转移酶活力缺陷导致严重 的人类疾病叫半乳糖血症。该病表象为智力迟钝、肝脏损 伤和最终死亡。最后，从UDP-Glc也可生成UDP-Gal，该反 应是NAD依赖型的，由UDP-Gal-4差向异构酶催化。这两种 糖和苷酸惟一的不同是在C-4位。在半乳糖中，羟基为直立 键取向，而葡萄糖中羟基为平伏键取向。NAD首先将C-4位 上羟基变成4-酮基，生成NADH.第二步NAD重新生成而羟基
葡萄糖醛酸：
UDP-GlcA是由UDP-Glc在NAD存在下，氧化C-6-OH直接合成 基本的用途是糖氨聚糖的生物合成，也用于GlcA在N-和O聚糖和糖脂上的加成反应。用于胆汁酸转移酶催化该反应，
内质网中的生外物质的解毒
第3章 单 糖 代 谢
甘露糖：
第一途径：在己糖激酶的作用下甘露糖的磷酸化 第二途径：通过磷酸甘露糖异构酶，将Fru-6-P转化为Man-6-P 遗传性的这个酶大部分丢失将导致一种可能致命的人类疾病叫糖
第3章 单 糖 代 谢
3.4 单糖在细胞内的相互转化
第3章 单 糖 代 谢
葡萄糖： 是糖代谢中的中心单糖，可转化为糖基化所需的所用其他种类的 糖。葡萄糖在己糖激酶的作用下，转化为Glc-6-P，又磷酸葡萄 糖异构酶转化为Fru-6-P或由磷酸葡萄糖变位酶转化为Glc-1-P，
Glc-1-P与UTP反应生成高能量供体UDP-Glc。
第3章 单 糖 代 谢
活化的糖供体
糖
活化形式
葡萄糖 半乳糖 N-乙酰葡萄糖胺 N-乙酰半乳糖胺 葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸 木糖
甘露糖 岩藻糖
UDP-糖 GDP-糖
唾液酸
GMP-Sia
第3章 单 糖 代 谢
3.2 单糖的来源
3.2.1 转运子
易扩散转运子（GLUT）特点：不需能 量 ，Km=2-20mmol/l
第3章 单 糖 代 谢
第三章 单糖的代谢
外源途径
单糖
内源途径
细胞质
糖核苷酸
糖基受体 糖基转移酶
糖缀合物
第3章 单 糖 代 谢
3.1 单糖代谢的一般原理
1 糖+ATP
NTP PPi
糖-P
糖-NDP
2 糖-NDP（A）
糖-NDP（B）
3 糖-NDP（A）+糖（B）-1-P
糖-NDP（ B ）+糖（A）-1-P
第3章 单 糖 代 谢
岩藻糖：
将GDP-Man中Man部分的C-6位上的CH2OH还原成甲基，就得到 GDP-Fuc.该反应分3步，由两个酶依次催化。第一步是通过 GDP-Man4，6-脱水酶，在NADP存在下，将GDP-Man中Man部分的 C-4位氧化成酮，得到GDP-4-脱氢-6-脱氧甘露糖，同时NADP被 还原成NADPH。接下来的两个反应由单一的多肽催化，该肽具 有差向异构酶和还原酶的活性，GDP-4-羰基-6-脱氧甘露糖在 C-3和C-5发生差向异构，生成GDP-4-羰基-6-脱氧葡萄糖，接 着C-4位被NADPH还原生成GDP-Fuc。第一步脱氢反应受GDP-Fuc 的反馈抑制。岩藻糖也被用于直接生成Fuc-1-P，然后转化生 成GDP-Fuc.
转运子
能量依赖型转运子 特点：需能，转运 效率高
离子偶联型： 钠-葡萄糖转运子 SGLT,Km=1mmol/l
ATP依赖的磷酸化 偶联型： Km微摩尔数量级 （细菌）
第3章 单 糖 代 谢
3.3 单糖在细胞的代谢
胞外糖源 单糖来源
胞内糖源 （补救途径）
单糖在细胞的代谢过程（以Man为例）：
细胞外的Man被细胞膜上的甘露糖转运子转移到细胞内，在细胞质中在甘露糖激酶的作用下形成 Man-6-P。在磷酸变位酶的作用下Man-6-P转变为Man-1-P，Man-1-P与GTP反应，脱去一个焦磷酸， 生成GDP-Man。 GDP-Man被糖核苷酸转运子转移到内质网和高尔基体中，进行糖缀合物的合成， 最后为分泌到细胞膜或分泌到细胞外这是胞外糖源途径，单糖在细胞内的代谢还有另一种途径， 即补救途径溶酶体中的糖缀合物被水解酶水解，产生的甘露糖被转运到细胞质， 按照胞外糖源途径参与代谢。
磷酸。另一种形式，GlcNAc可以在激酶作用下，直接磷酸化生成 GlcNAc-6-P，再经变位酶作用生成GlcNAc-1-P。这个和成途径可以 利用溶酶体降解下来的GlcNAc,进行有效补救合成。在整体动物中 GlcN被非常有效地用于肝脏糖蛋白的合成，说明直接磷酸化可能很
重要。但并不是所有的GlcN都是糖蛋白合成必须的。
发生异构。从而生成另一种单糖。同一种酶也能将UDPGslNAc转变为UDP-GlcNAc。
第3章 单 糖 代 谢
百度文库N-乙酰葡萄糖胺：
UDP-GlcNAc的合成从Fru-6-P开始，首先合成GlcN-6-P，然后利用 谷氨酰胺作为氨基的供体转变为氨基反应，生成葡萄糖胺-6-磷酸， 接下来通过乙酰辅酶A接到反应使葡萄糖胺-6-磷酸发生乙酰化生成 GlcNAc-6-P，再经1，6-二磷酸中间体异构化生成UDP-GlcNAc和焦
第3章 单 糖 代 谢
N-乙酰半乳糖胺:
UDP-GalNAc来源于两个途径。一个是GalNAc-1-P与UTP直接反应。 用特异的激酶生成GalNAc-1-P的反应可以用ATP，UDP-GalNAc也可 以由UDP-GlcNAc通过差向异构体生成。该反应用的酶与催化UDP-
蜜蜂综合症：尽管甘露糖是必须的，但在蜜蜂综合症中，它却是致死的。 当蜜蜂被喂食甘露糖而非蔗糖和葡萄糖时，在喂食后的最初几分钟，蜜蜂 的行为表现正常，但随后它们突然衰竭、死亡。
原因是：甘露糖进入细胞后，在大量己糖激酶的作用下发生磷酸化并消耗ATP。这 时Man-6-P成为蜜蜂唯一的能量来源，它必须被转化为Fru-6-P才能进入糖酵解。但 在蜜蜂体内的磷酸甘露糖异构酶活性相当低，这就产生了瓶颈而使Man-6-P堆积。 堆积的Man-6-P迅速被磷酸酶分解成游离的甘露糖，而甘露糖又再次发生磷酸化， 这样使ATP供给减少。如此几次无用的循环耗尽ATP，导致死亡。
白细胞黏附缺陷Ⅱ（LADⅡ）病:
第3章 单 糖 代 谢
第3章 单 糖 代 谢
半乳糖：
有多条途径可以将半乳活化成UDP-Gal。第一是1-位上的直 接磷酸化生成Gal-1-P，Gal-1-P能与UTP反应生成UDP-Gal. 另一面Gal-1-P通过尿苷酸转移酶与UDP-Glc进行交换反应， 生成UDP-Gal和Glc-1-P。尿苷酸转移酶活力缺陷导致严重 的人类疾病叫半乳糖血症。该病表象为智力迟钝、肝脏损 伤和最终死亡。最后，从UDP-Glc也可生成UDP-Gal，该反 应是NAD依赖型的，由UDP-Gal-4差向异构酶催化。这两种 糖和苷酸惟一的不同是在C-4位。在半乳糖中，羟基为直立 键取向，而葡萄糖中羟基为平伏键取向。NAD首先将C-4位 上羟基变成4-酮基，生成NADH.第二步NAD重新生成而羟基
葡萄糖醛酸：
UDP-GlcA是由UDP-Glc在NAD存在下，氧化C-6-OH直接合成 基本的用途是糖氨聚糖的生物合成，也用于GlcA在N-和O聚糖和糖脂上的加成反应。用于胆汁酸转移酶催化该反应，
内质网中的生外物质的解毒
第3章 单 糖 代 谢
甘露糖：
第一途径：在己糖激酶的作用下甘露糖的磷酸化 第二途径：通过磷酸甘露糖异构酶，将Fru-6-P转化为Man-6-P 遗传性的这个酶大部分丢失将导致一种可能致命的人类疾病叫糖
第3章 单 糖 代 谢
3.4 单糖在细胞内的相互转化
第3章 单 糖 代 谢
葡萄糖： 是糖代谢中的中心单糖，可转化为糖基化所需的所用其他种类的 糖。葡萄糖在己糖激酶的作用下，转化为Glc-6-P，又磷酸葡萄 糖异构酶转化为Fru-6-P或由磷酸葡萄糖变位酶转化为Glc-1-P，
Glc-1-P与UTP反应生成高能量供体UDP-Glc。
第3章 单 糖 代 谢
活化的糖供体
糖
活化形式
葡萄糖 半乳糖 N-乙酰葡萄糖胺 N-乙酰半乳糖胺 葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸 木糖
甘露糖 岩藻糖
UDP-糖 GDP-糖
唾液酸
GMP-Sia
第3章 单 糖 代 谢
3.2 单糖的来源
3.2.1 转运子
易扩散转运子（GLUT）特点：不需能 量 ，Km=2-20mmol/l
第3章 单 糖 代 谢
第三章 单糖的代谢
外源途径
单糖
内源途径
细胞质
糖核苷酸
糖基受体 糖基转移酶
糖缀合物
第3章 单 糖 代 谢
3.1 单糖代谢的一般原理
1 糖+ATP
NTP PPi
糖-P
糖-NDP
2 糖-NDP（A）
糖-NDP（B）
3 糖-NDP（A）+糖（B）-1-P
糖-NDP（ B ）+糖（A）-1-P
第3章 单 糖 代 谢
岩藻糖：
将GDP-Man中Man部分的C-6位上的CH2OH还原成甲基，就得到 GDP-Fuc.该反应分3步，由两个酶依次催化。第一步是通过 GDP-Man4，6-脱水酶，在NADP存在下，将GDP-Man中Man部分的 C-4位氧化成酮，得到GDP-4-脱氢-6-脱氧甘露糖，同时NADP被 还原成NADPH。接下来的两个反应由单一的多肽催化，该肽具 有差向异构酶和还原酶的活性，GDP-4-羰基-6-脱氧甘露糖在 C-3和C-5发生差向异构，生成GDP-4-羰基-6-脱氧葡萄糖，接 着C-4位被NADPH还原生成GDP-Fuc。第一步脱氢反应受GDP-Fuc 的反馈抑制。岩藻糖也被用于直接生成Fuc-1-P，然后转化生 成GDP-Fuc.
转运子
能量依赖型转运子 特点：需能，转运 效率高
离子偶联型： 钠-葡萄糖转运子 SGLT,Km=1mmol/l
ATP依赖的磷酸化 偶联型： Km微摩尔数量级 （细菌）
第3章 单 糖 代 谢
3.3 单糖在细胞的代谢
胞外糖源 单糖来源
胞内糖源 （补救途径）
单糖在细胞的代谢过程（以Man为例）：
细胞外的Man被细胞膜上的甘露糖转运子转移到细胞内，在细胞质中在甘露糖激酶的作用下形成 Man-6-P。在磷酸变位酶的作用下Man-6-P转变为Man-1-P，Man-1-P与GTP反应，脱去一个焦磷酸， 生成GDP-Man。 GDP-Man被糖核苷酸转运子转移到内质网和高尔基体中，进行糖缀合物的合成， 最后为分泌到细胞膜或分泌到细胞外这是胞外糖源途径，单糖在细胞内的代谢还有另一种途径， 即补救途径溶酶体中的糖缀合物被水解酶水解，产生的甘露糖被转运到细胞质， 按照胞外糖源途径参与代谢。
磷酸。另一种形式，GlcNAc可以在激酶作用下，直接磷酸化生成 GlcNAc-6-P，再经变位酶作用生成GlcNAc-1-P。这个和成途径可以 利用溶酶体降解下来的GlcNAc,进行有效补救合成。在整体动物中 GlcN被非常有效地用于肝脏糖蛋白的合成，说明直接磷酸化可能很
重要。但并不是所有的GlcN都是糖蛋白合成必须的。
发生异构。从而生成另一种单糖。同一种酶也能将UDPGslNAc转变为UDP-GlcNAc。
第3章 单 糖 代 谢
百度文库N-乙酰葡萄糖胺：
UDP-GlcNAc的合成从Fru-6-P开始，首先合成GlcN-6-P，然后利用 谷氨酰胺作为氨基的供体转变为氨基反应，生成葡萄糖胺-6-磷酸， 接下来通过乙酰辅酶A接到反应使葡萄糖胺-6-磷酸发生乙酰化生成 GlcNAc-6-P，再经1，6-二磷酸中间体异构化生成UDP-GlcNAc和焦
第3章 单 糖 代 谢
N-乙酰半乳糖胺:
UDP-GalNAc来源于两个途径。一个是GalNAc-1-P与UTP直接反应。 用特异的激酶生成GalNAc-1-P的反应可以用ATP，UDP-GalNAc也可 以由UDP-GlcNAc通过差向异构体生成。该反应用的酶与催化UDP-