第7章糖类与糖代谢

磷酸化酶+ H3PO4
去单糖降解
五、糖代谢的概况
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第三节 糖无氧分解（糖酵解）
机体的生存需要能量，机体内主要提供 能量的物质是ATP。
ATP的形成主要通过两条途径： 一条是由葡萄糖彻底氧化为CO2和水，从 中释放出大量的自由能形成大量的ATP。 另外一条是在没有氧分子参加的条件下 ，即无氧条件下，由葡萄糖降解为丙酮酸， 并在此过程中产生2分子ATP。
3、体内许多具有重要功能的蛋白质都是糖蛋白，如抗 体、许多酶类和凝血因子等。
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四 、糖的消化吸收
体内糖的来源 糖的消化 糖的吸收 糖吸收后的去向
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一、体内糖的来源
• 内源性： 量少，不能满足机体对能量的需要
• 外源性： 主要来自植物 从动物性食物中摄入的糖量很少 婴儿，乳汁中的Fra Baidu bibliotek糖是主要来源
第七章 糖类与糖代谢
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第一节 生物体内的糖类
一、糖的概念
糖即碳水化合物，是多羟基醛与多羟基酮及其衍 生物或多聚物.它主要是由绿色植物经光合作用形成 的,主要是由C、H、O构成的。
二、糖的分类
根据水解后产生单糖残基的多少分为四大类
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单糖 寡糖 多糖 结合糖
1.单糖：不能再水解的糖
直链淀粉 支链淀粉
麦芽糖 麦芽糖+β-极限糊精
β-极限糊精是指β-淀粉酶作用到离分支点23个葡萄糖基为止的剩余部分。
两种淀粉酶降解的终产物主要是麦芽糖
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两种淀粉酶性质的比较
α-淀粉酶
-淀粉酶
• 不耐酸，pH3时失 • 耐酸，pH3时仍保
活
持活性
• 耐高温，70C时 • 不耐高温， 15分钟仍保持活性 70C15分钟失活
萄
生物
乳酸或乙醇
糖
“磷酸戊糖途径”
需氧
CO2 + H2O
重点
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1、糖酵解的概念
糖酵解作用：在无氧条件下，葡萄糖进行分解形 成2分子的丙酮酸并提供能量。这一过程称为糖酵 解作用。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解 途径，也是葡萄糖分解代谢所经历的共同途径。 也称为EMP途径。
E：Embden；M: Meyerhof；P: Parnas
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二、糖的消化
1、口腔消化
次要
唾液淀粉酶
淀粉
麦芽糖 + 麦芽三糖 +
少量含有4-9个葡萄糖基的寡糖
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2、小肠内消化 主要
淀粉
胰淀粉酶
麦芽糖+麦芽寡糖(65%)
+异麦芽糖 +α-极限糊精(35%)
小肠粘膜刷状缘各种水解酶
各种单糖
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三、糖的吸收
• 广泛分布于动植物 • 主要存在植物体
和微生物中。
中
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α-淀粉酶及β-淀粉酶水解支链淀粉的示意图
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3、R-酶(脱支酶）
水解α-1，6糖苷键，将α及β-淀粉酶作用支链淀 粉最后留下的极限糊精的分支点水解，产生短的只含 α-1，4-糖苷键的糊精，使之可进一步被淀粉酶降解。
H
OH
α-D-葡萄糖苷-（1→4）-α-D-葡萄糖
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蔗糖 乳糖
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HO2HC HH
HO OH
H
O H
1
H
OH
1CH2OOH H
2 H OH
O
OH
CH2OH
H
α-D-葡萄糖苷-（1→2）-β-D-果糖
CH2OH
CH2OH
OHH H OH
O
1
H H
O
HH 4 OH
O OH HH
β-半乳糖苷酶
乳糖酶
乳糖+H2O
半乳糖 + 2葡萄糖
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二、淀粉（糖原）的降解
1.淀粉的水解
α-淀粉酶 β-淀粉酶 R-酶(脱支酶） 麦芽糖酶
磷酸化酶
2.淀粉的磷酸解 转移酶
脱支酶
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（一）淀粉的水解
1、α-淀粉酶
是淀粉内切酶，作用于淀粉分子内部的任意 的α-1，4 糖苷键。
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第二节 双糖和多糖的酶促降解
一、双糖的水解
（一）蔗糖的水解
1.转化酶 蔗糖 + H2O
转化酶
蔗糖酶
葡萄糖 + 果糖
2.蔗糖合成酶
催化蔗糖与UDP反应生成果糖和尿苷二磷酸 葡萄糖
蔗糖+UDP
UDPG+果糖
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（二）麦芽糖的水解
麦芽糖酶
麦芽糖+H2O
2葡萄糖
（三）乳糖的水解
4
H C OH
5
H C OH
6CH 2 OH
CH 2 OH CO HO C H H C OH H C OH CH 2 OPO 3 H 2
D-果糖
6-磷酸果糖
1 CHO H 2C O H H 3C O H
4
H C OH
5CH 2 OH
核糖
CHO H C OH H C OH H C OH
CH 2 OPO 3 H 2
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例 肝糖元的分解
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α葡萄糖1，4糖苷键
+ 7H3PO4
α葡萄糖1，6糖苷键
糖原核心
磷酸化酶(别构酶)
ATP抑制-AMP激活
7 G-1-P +
糖原核心
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1 G-1-P
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转移酶 糖原核心
去分枝酶 + H3PO4
糖原核心
G-1-P
直链淀粉 支链淀粉
G-1-P G-1-P + 磷酸化酶极限糊精
磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解，只能降解到 距分支点4个葡萄糖残基为止，留下一个大而有分 支的多糖链，称为磷酸化酶极限糊精。
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淀粉（或糖原）降 解
☉1. 到分枝前4个G 时，淀粉磷酸化酶 停止降解 ☉2.由转移酶切下 前3个G，转移到另 一个链上 ☉3.脱支酶水解α1，6糖苷键形成直 链淀粉。脱下的Z是 一个游离葡萄糖 ☉4.最后由磷酸化 酶降解形成G-1-P
甘油醛
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CHO HC O H
CH 2 OPO 3 H 2
3-磷酸甘油醛
二羟丙酮 ——丙酮糖
1 CH 2 OH 2 C=O 3 CH 2 OH
二羟丙酮
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CH 2 OH C=O CH 2 OPO 3 H 2
磷酸二羟丙酮
葡萄糖在体内的作用
葡萄糖是体内糖代谢的中心
（1）葡萄糖是食物中糖(如淀粉)的消化产物 （2）葡萄糖在生物体内可转变成其它的糖，
❖糖酵解是在细胞质中进行。不论有氧还
是无氧条件均能发生。
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⑴ 葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖
糖酵解过程1
O
H
C
O
H
C
H
C
OH
H C OH
HO
C
H
ATP ADP
Mg2+
HO C H
H
C
OH
H
C
OH
已糖激酶
H C OH
H C OH
O
H 2C O H
人体内糖原的贮存量有限， 一般不超过500g.
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肝细胞中的糖原颗粒
糖原颗粒
纤维素 作为植物的骨架
2020/11/22 β-1,4-糖苷键
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4.结合糖
糖与非糖物质的结合物 常见的结合糖有： 糖脂：是糖与脂类的结合物 糖蛋白：是糖与蛋白质的结合物
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一、糖酵解的概述 二、糖酵解过程 三、糖酵解中产生的能量 四、糖酵解的意义 五、糖酵解的调控 六、丙酮酸的去路
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一、糖酵解的概述
总论
“三羧酸循环”
有氧情况
CO2 + H2O
“乙醛酸循环”
好氧
生物
“糖酵解” 丙酮酸
缺氧情况 “乳酸发酵”
乳酸
葡
不需氧
厌氧 “乳酸发酵”、“乙醇发酵”
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脱支酶 磷酸化酶 G—1—P
（三）糖原的降解
糖原降解主要有糖原磷酸化酶和糖原脱支酶 催化进行。
糖原 +Pi （ n残基）
糖原 + G-1-P （n-1残基）
磷酸葡萄糖变位酶
肝脏
G+Pi
（葡萄糖-6磷酸酶）
G-1-P
G-6-P 肌肉 进入糖酵解
糖原磷酸化酶：从非还原端催化1-4糖苷键 的磷酸解。
如核糖、果糖、半乳糖、糖原等； （3）葡萄糖是哺乳动物及胎儿的主要供能物质 （4）葡萄糖可转变为氨基酸和脂肪酸的碳骨架
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2.双糖
双糖：由两个相同或不同的单糖组成,常见的
有乳糖、蔗糖、麦芽糖等.
麦芽糖
HO2HC HH
HO OH
H
CH2OH
OH H1
H H
4 OH
OH H
O OH
OH
H 2C O H HO P O-
HO
(G)
(G-6-P）
糖2020酵/11/22 解过程的第一个限速酶
已糖激酶(hexokinase)
激酶：能够在ATP和任何一种
底物之间起催化作用，转移磷酸 基团的一类酶。
已糖激酶：是催化从ATP转移 磷酸基团至各种六碳糖（G、F） 上去的酶。
激酶都需离子要Mg2+作为辅助
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三、糖的主要生理功能
㈠ 氧化功能 1g葡萄糖 16.7kJ
正常情况下约占机体所需总能量的50-70% ㈡构成组织细胞的基本成分 1、核糖和脱氧核糖是核酸的基本组成成分；
2、糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白/蛋白聚糖 （统称糖复合物）。 糖复合物不仅是细胞的结构分 子，而且是信息分子。
O
O
CH2
O
CH 2 OH O
OH
O
O
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O
HO
糖原(glycogen)
非还原端
还原端 2020/11/22
糖原在体内的作用
糖原是体内糖的贮存形式
糖原贮存的主要器官是肝脏和肌肉组织 肝糖原：
含量可达肝重的5%(总量为90-100g) 肌糖原：
含量为肌肉重量的1-2%(总量为200-400g)
刷状缘 肠 腔
Na+
G
小肠粘膜细胞
ATP ADP+Pi Na+泵
细胞内膜 门静脉
K+
Na+依赖型葡萄糖转运体
(Na+-dependent glucose transporter, SGLT)
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四、糖吸收后的去向
糖类物质
口腔、小肠 消化
单糖
门静脉
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单糖 在肝脏中 进行代谢
H OH
H OH
β-D-半乳糖苷-（1→4）-β-D-葡萄糖
3.多糖
定义： 水解产物含6个以上单糖
常见的多糖 淀粉、糖原、纤维素等
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HO
蓝色: α-1,4-糖苷键 红色: α-1,6-糖苷键
O
淀粉(starch)
CH 2 OH
O
CH 2 OH
O
直链淀粉
O
支链淀粉
1.部位： 小肠上部
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2.方式：单纯扩散 主动吸收 （1）糖的吸收---单纯扩散
实验证明：以葡萄糖的吸收速度为 100计，各种单糖的吸收速度为： D-半乳糖(110) > D-葡萄糖(100) > D-果糖(43) > D-甘露糖(19) > L-木酮糖(15) > L-阿拉伯糖(9)
5-磷酸核糖
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核酮糖 ——戊酮糖
1 CH 2 OH C2 O H C3 O H H C4 O H
C5 H 2 OH
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核酮糖
CH 2 OH CO H C OH H C OH CH 2 OPO 3 H 2
5-磷酸核酮糖
甘油醛 ——丙醛糖
1 CHO
2
HC O H 3 CH 2 OH
肝脏
肝静脉 血液循环
单糖 在肝外组织
进行代谢
糖的消化吸收
•
淀粉
口腔，-amylase，少量作用
•
胃，几乎不作用
•
小肠，胰-amylase，主要的
消化场所
• 麦芽糖、糊精、蔗糖、乳糖等（食物中所混 入）
•
麦芽糖酶，糊精酶，蔗糖酶，
乳糖酶等
• 葡萄糖、半乳糖、果糖
•
肠黏膜细胞肠壁毛细血管门静脉血液
组织、细胞
结论：各种单糖的吸收速度不同
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（2）糖的吸收---主动吸收
K+
ATP ADP+Pi
K+ 钠泵
NNaa++
Na+
Na+
G
G
G
主动吸收:伴有Na+的转运。称为Na+依赖型葡萄糖转 运体，主要存在于小肠粘膜和肾小管上皮细胞。葡 萄2020/糖11/22的吸收是耗能的过程
3. 吸收机制
直链淀粉
葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚糖的混合物
支链淀粉
葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ α-极限糊精
极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉
残基。
α-极限糊精是指含α-1，6糖苷键由3个以上葡 萄糖基构成的极限糊精。
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2、β-淀粉酶
是淀粉外切酶，水解α-1，4糖苷键，从淀粉分 子外即非还原端开始，每间隔一个糖苷键进行水 解，每次水解出一个麦芽糖分子。
不能直接水解支链淀粉内部的α-1，6糖苷键。
4、麦芽糖酶
催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最后一步。 淀粉的彻底水解需要上述水解酶的共同作用，其最 终产物是葡萄糖
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（二）淀粉的磷酸解
1、磷酸化酶
催化淀粉非还原末端的葡萄糖残基转移给P，生 成G-1-P,同时产生一个新的非还原末端，重复上述 过程。
1CHO H 2C O H
3
HO C H H 4C O H
5
H C OH
6CH 2 OH
CHO H C OH HO C H H C OH H C OH
CH 2 OPO 3 H 2
D-葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
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1 CH 2 OH 2C O
3
HO C H