糖类化合物代谢和结构

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㈡ 纤维素的分解
由纤维素酶（cellulase）催化。人和大多 数哺乳动物体内无纤维素酶。
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•
纤维素酶
• 纤维素 + nH2O • n纤维二糖
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
纤维二糖酶
• 纤维二糖 ＋ H2O • 2 β－葡萄糖
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五、葡萄糖的分解
葡萄糖进入细胞后，在一系列酶的催化下，发生 分解代谢过程。葡萄糖的分解代谢分两步进行： 糖酵解：葡萄糖 丙酮酸。此反应过程一般在 无氧条件下进行，又称为无氧分解。 三羧酸循环：丙酮酸 CO2 + H2O 。由于分子 氧是此系列反应的最终受氢体，所以又称为有氧 分解。
1-磷酸葡萄糖＋UTP
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UDPG焦磷酸化酶 UDPG＋PPi
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二、蔗糖的生物合成与分解
㈠ 蔗糖的生物合成：有3条途径
1、蔗糖磷酸化酶催化途径
蔗糖磷酸化酶
1-磷酸葡萄糖 + 果糖
蔗糖 + Pi
此途径仅在微生物中存在。
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2、蔗糖合成酶催化途径
蔗糖合成酶
UDPG + 果糖
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• 1.淀粉合成酶（starch synthetase） --此 酶在植物和微生物中普遍存在。
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淀粉合成酶
UDPG +（葡萄糖）n
•
引子
•
淀粉合成酶
ADPG +（葡萄糖）n
•
UDP +（葡萄糖）n+1 ADP +（葡萄糖）n+1
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• 2.淀粉磷酸化酶 （amylophosphorylase） --广泛分布 在动物、植物和微生物中，因此这个酶 也是合成淀粉的重要酶。
蔗糖 + UDP
此途径存在于高等植物中。
3、磷酸蔗糖合成酶途径
UDPG + 6-磷酸果糖
磷酸蔗糖合成酶
磷酸蔗糖 + UDP
此途径主要在细胞质中进行，是蔗糖生物合成的 主要途径。
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㈡ 蔗糖的分解
蔗糖酶（sucrase）又称转化酶(invertase)，广 泛存在植物、微生物和动物中。
蔗糖 + H2O 蔗糖酶 葡萄糖 + 果糖
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三、淀粉的生物合成与分解
㈠ 淀粉的生物合成
1、直链淀粉的生物合成
直链淀粉是通过a-1，4-糖苷键连接而成的线性 分子，合成有3条途径： 淀粉合成酶催化途径：主要途径 淀粉磷酸化酶催化途径 D酶催化途径：转移短片段糖链
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D酶
●－●－● ＋ ●－●－〇
●－●－●－●－● ＋ 〇
麦芽三糖（受体）麦芽三糖（给体）
麦芽五糖
葡萄糖
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2、支链淀粉的生物合成
合成了直链淀粉 后，在Q 酶的催化下， 将直链淀粉的非还原 性端上6-8个葡萄糖基 切下，通过a-1，6-糖 苷键与直链淀粉连接， 形成支链淀粉。
糖类化合物代谢和 结构
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糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或 聚合物，根据其水解情况分为单糖、寡糖和多糖。
不能被水解称更小分子的糖。如：葡萄 糖、果糖、 脱氧核糖。
寡糖： 2-6个单糖分子脱水缩合而成。如：蔗糖、 麦芽糖、乳糖。
多糖：淀粉、纤维素、糖原
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糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。如果 供氧不足，NADH不进入呼吸链，而是把丙酮酸还原 成乳酸or乙醇。
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二、糖酵解的生物化学过程
糖酵解的底物一般为葡萄糖，全过程在细胞 质中进行，参与糖酵解各反应的酶都存在于细胞 质中。
糖酵解过程包括10步反应。
• 由于此酶催化的反应是一个可逆反应， 因而在磷酸含量较高的环境下，此酶趋 向于将淀粉水解为1-磷酸葡萄糖。
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•
淀粉磷酸化酶
• G-1-P ＋ （葡萄糖）n
（葡萄糖）n+1 ＋Pi
•
引子
淀粉
•
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• 3. D酶（D-enzyme） --在植物体内发现的 一种能将短片段糖链转移到另一个具有-1， 4-糖苷键的糖链上去形成淀粉的酶，称为D 酶。
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① 此步不可逆
葡萄糖激酶
激酶(kinase)：将ATP上的磷酸基团转移到受体上的酶。
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②
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2
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葡萄糖及其环状结构
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葡萄糖
果糖
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蔗糖
麦芽糖
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第二节 糖的合成与分解
一、UDPG和ADPG的生物合成
UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖 ADPG：腺苷二磷酸葡萄糖
UDPG和ADPG是生物体内重要的活化单糖。单 糖必须经过活化后才能用于寡糖和多糖的合成。
㈠ 纤维素的生物合成
以UDPG或GDPG为原料，以一小段纤维素为引 子，由纤维素合成酶催化合成。
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纤维素合酶
• UDPG +（-葡萄糖）n • UDP +（-葡萄糖）n+1
•
纤维素合酶
• GDPG +（-葡萄糖）n • GDP +（-葡萄糖）n+1 •
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第三节 糖 酵 解
糖酵解（glycolysis）是指在无氧条件下，葡萄
糖经过酶催化作用降解成丙酮酸，并伴随生成ATP 的过程。它是动物、植物和微生物细胞中葡萄糖分 解的共同代谢途径。
为了纪念对糖酵解途径的阐明作出了重大贡献 的德国科学家Embden、 Meyerhof 和Parnas，糖 酵解途径又称EMP途径。
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㈡ 淀粉的分解
1、淀粉的水解
a-淀粉酶 (a- 1,4-葡聚糖酶): 无规则内切 ß-淀粉酶 (a- 1,4-麦芽糖酶): 外切一个麦芽糖 R 酶 ( 脱支酶): 水解a-1，6-糖苷键
2、淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶 磷酸葡萄糖变位酶 磷酸葡萄糖酯酶
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淀粉的磷酸解作用
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淀粉磷酸化酶
淀粉（或糖原）＋Pi
少一个残基的淀粉（或糖原）＋ G－1－P •
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磷酸葡萄糖变位酶
G－1－P
G－6－P
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磷酸葡萄糖酯酶
G－6－P ＋ H2O
葡萄糖 ＋ Pi
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四、纤维素的生物合成与分解