糖类代谢复习.pptx
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1、糖类的生物学作用 糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物,主要的生物学作用如下:作为生物体的结构成分 作为生物体内的主要能源物质 作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等 合成的前体 作为细胞识别的信息分子第1页/共70页糖的分类根据其水解产物的情况,糖主要可根据其水解产物的情况,糖主要可分为以下三大类。分为以下三大类。单糖单糖 (monosacchride)(monosacchride)二糖二糖 (oligosacchride)(oligosacchride)多糖多糖 (polysacchride)(polysacchride)第2页/共70页葡萄糖葡萄糖(glucose)已醛糖已醛糖果糖果糖(
2、fructose)已酮糖已酮糖 1.单糖单糖 不能再水解的糖不能再水解的糖第3页/共70页半乳糖半乳糖(galactose)已醛糖已醛糖 核糖核糖(ribose)戊醛糖戊醛糖 第4页/共70页2.二糖二糖常见的几种二糖有常见的几种二糖有麦芽糖麦芽糖 (maltose)葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖(sucrose)葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖(lactose)葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖能水解生成二分子单糖的糖,各单糖之间借能水解生成二分子单糖的糖,各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。脱水缩合的糖苷键相连。第5页/共70页重要的二糖蔗糖麦芽糖乳糖第6页/共70页3.多糖多糖 能水解生成多
3、个分子单糖的糖。能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有常见的多糖有淀淀 粉粉(starch)糖糖 元元(glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)第7页/共70页 淀粉淀粉 是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式淀粉颗粒淀粉颗粒第8页/共70页 糖原糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式是动物体内葡萄糖的储存形式第9页/共70页 纤维素纤维素 作为植物的骨架作为植物的骨架-1,4-糖苷键糖苷键第10页/共70页第二节第二节 单糖的代谢单糖的代谢一、一、葡萄糖的葡萄糖的主要代谢途径主要代谢途径及及细胞定位细胞定位二、糖的二、糖的无氧分解(糖酵解)无氧分解(糖酵解)三、糖的三、糖的有
4、氧氧化有氧氧化四、四、三羧酸循环三羧酸循环(TCATCA)五、五、磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(PPPPPP)六、六、糖的异生糖的异生第11页/共70页动物细胞植物细胞细胞膜细胞质线粒体 高尔基体细胞核内质网溶酶体细胞壁叶绿体有色体白色体液体晶体分泌物吞噬中心体胞饮细胞膜 丙酮酸氧化 三羧酸循环 磷酸戊糖途径 糖酵解 糖异生第12页/共70页一、葡萄糖的主要代谢途径一、葡萄糖的主要代谢途径葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰 CoA6-磷酸葡萄糖磷酸戊糖途径糖酵解途径(有氧)(无氧)三羧酸循环(有氧或无氧)糖异生第13页/共70页 二、糖的无氧分解(糖酵解)二、糖的无氧分解(糖酵解)第一阶段第一阶段 第二阶段
5、第二阶段*糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义*糖酵解分为两个阶段糖酵解分为两个阶段*糖酵解的反应部位:糖酵解的反应部位:细胞质基质细胞质基质在在缺缺氧氧情情况况下下,葡葡萄萄糖糖生生成成乳乳酸酸(lactate)的的过程称之为糖酵解。过程称之为糖酵解。由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate),称之,称之为糖酵解途径为糖酵解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。第14页/共70页糖酵解途径(glycolysis)1、化学历程和催化酶类化学历程和催化酶类2、化学计量和生物学意义化学计量和生物学意义3、糖酵解的调控糖酵
6、解的调控 糖酵解途径是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着糖酵解途径是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATPATP生成的生成的一系列反应,是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该一系列反应,是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作途径也称作Embden-Meyethof-ParnasEmbden-Meyethof-Parnas途径,简称途径,简称途径。途径。第15页/共70页E M P 的 化 学 历 程 糖原(或淀粉)1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2 1,3-二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸第一阶
7、段第二阶段第三阶段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATP的生成第16页/共70页第一阶段:葡萄糖的磷酸化ATP ADPATPADP葡萄糖激酶磷酸果糖激酶异构酶第17页/共70页第二阶段:磷酸己糖的裂解醛缩酶异构酶第18页/共70页第三阶段:磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成NAD+NADH+H+PiADP ATPH2OMg或MnATP ADP 丙酮酸PEP丙酮酸激酶脱氢酶激酶变位酶烯醇化酶第19页/共70页途径途径化学计量和生物学意义 总反应式总反应式:C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi 2C3H4O3+2NADH +2H+2ATP+2H2O 生物学意义生物学意义 是葡萄
8、糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径,通过糖通过糖酵解,生物体获得生命活动所需要的能量;酵解,生物体获得生命活动所需要的能量;形成多种重要的中间产物,为氨基酸、脂类合成提供碳骨架;形成多种重要的中间产物,为氨基酸、脂类合成提供碳骨架;为糖异生提供基本途径。为糖异生提供基本途径。能量计算能量计算:氧化一分子葡萄糖净生成氧化一分子葡萄糖净生成 2ATP 2NADH 6ATP第20页/共70页糖酵解的调控位点及相应调节物 糖原(或淀粉)1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2 1,3-二磷酸甘油酸2 3-
9、磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸葡萄糖 机理:主要通过调节反应途径中几种酶的活性来控制整个途径的速度,被调节的酶为催化反应历程中不可逆反应的三种酶,通过酶的别构效应或共价修饰实现活性的调节,调节物多为本途的中间物中间物或与本途径有关的代谢产物。磷酸果糖激酶丙酮酸激酶己糖激酶AMPAMPG-6-PG-6-PATPATP +-F-2,6-BF-2,6-BP PAMPAMP+-柠檬酸NADHNADHATPATP ATPATPAlaAlaF-1,6-BPF-1,6-BP-+第21页/共70页酶的别构(变构)效应示意图效应剂别构中心活性中心别构酶的反馈调控机理A(产物或中间产物)
10、EDCB关键酶 第22页/共70页酶的共价修饰酶的共价修饰 某些酶可以通过其它酶对其多肽链上某些基团进行可逆的共价修饰,使其处于活性与非活性的互变状态,从而调节酶活性。这类酶称为共价修饰酶。目前发现有数百种酶被翻译后都要进行共价修饰,其中一部分处于分支代谢途径,成为对代谢流量起调节作用的关键酶或限速酶。由于这种调节的生理意义广泛,反应灵敏,节约能量,机制多样,在体内显得十分灵活,加之它们常受激素甚至神经的指令,导致级联放大反应,所以日益引人注目。AP1GEDCBHEa-bEc-dEc-g关键酶(限速酶)P2第23页/共70页蛋白质的磷酸化和脱磷酸化 蛋白激酶ATPADP蛋白质蛋白质Pn蛋白磷酸
11、酶nPiH2O第一类:第一类:Ser/ThrSer/Thr型型第二类:第二类:TyrTyr型型 第一类:第一类:Ser/ThrSer/Thr型型 第二类:第二类:TyrTyr型型 第三类:双重底物型第三类:双重底物型第24页/共70页丙酮酸激酶催化活性控制关系图磷酸化的丙酮酸激酶(低活性)去磷酸化的丙酮酸激酶(高活性)H2OPiATPADP果糖-1,6-二磷酸ATP丙氨酸+低血糖Pi+第25页/共70页三、丙酮酸的去路三、丙酮酸的去路(有氧)(无氧)葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰 CoA三羧酸循环(有氧或无氧)丙酮酸乳酸乙醇乙酰 CoA糖酵解途径三羧酸循环(有氧或无氧)第26页/共70页葡萄糖
12、的无氧分解(糖酵解)葡萄糖葡萄糖EMP NADH+H+NAD+CH2OHCH3乙醇乙醇 NADH+H+NAD+CO2 乳酸乳酸COOHCH(OH)CH3乙醛乙醛CHOCH3COOHC=OCH3丙酮酸丙酮酸 葡萄糖的无氧分解葡萄糖的无氧分解第27页/共70页E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖酵解代谢途径葡萄糖1,6-二磷酸果糖ATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH
13、+H+ADP ATP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1ADP E3NADH+H+6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖l两次底物水平磷酸化两次底物水平磷酸化 E4:磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶l不可逆反应不可逆反应:l能量变化:能量变化:产生产生4 4分子分子ATPATP,消耗,消耗2 2分子分子ATP,ATP,净产生净产生2 2分子分子ATPATPE4第28页/共70页其它糖进入单糖分解的途径半乳糖半乳糖-1-PUDP-半乳糖UDP-葡萄糖葡萄糖-1-磷酸糖原或淀粉葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖葡萄糖果糖-6-磷酸果糖-1、6-磷酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油甘油3-
14、磷酸甘油醛进入糖酵解甘露糖甘露糖-6-磷酸ATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPNADH+H+NAD+PiUTPPPi第29页/共70页丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧氧化(EPM)葡萄糖葡萄糖COOHC=OCH3丙酮酸丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰乙酰CoACoA三羧酸循环 NAD+NADH+H+CO2CoASH 葡萄糖的有氧分解葡萄糖的有氧分解 丙酮酸脱氢酶系第30页/共70页丙酮酸脱氢酶系(三种酶五种辅酶)NADNAD+H+H+丙酮酸脱羧酶FADFAD硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸脱氢酶COCO2 2乙酰硫辛酸二氢硫辛酸NADH+HNADH+H+TPPTPP
15、硫辛酸硫辛酸CoASHCoASHNADNAD+CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoAO O第31页/共70页焦磷酸硫胺素(TPP)在丙酮酸脱羧中的作用C-H+C-CH3-C-COOHOHCO2丙酮酸第32页/共70页硫辛酸的氢载体作用和酰基载体作硫辛酸的氢载体作用和酰基载体作用用氧化型硫辛酸SSCCC(CH2)4COO-SHSCCC(CH2)4COO-乙酰二氢硫辛酸+2H-2H二氢硫辛酸HSHSCCC(CH2)4COO-第33页/共70页泛酸和 辅酶 A(CoASH)SH酰基结合位点第34页/共70页维生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)RNAD+:R=HNADP+:R=PO3H2
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- 糖类 代谢 复习
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