高中生物竞赛辅导-糖代谢解决方案.ppt

糖类 糖的概念 糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。 最早发现的几种糖可用通式Cn(H2O)m表示，又被称为碳水化合物。 糖的主要生物学作用 糖是自然界含量最为丰富的的有机物分子，是重要的生物能源物质，是细胞的结构组分，作为其它生物分子的前体，参与细胞与细胞间分子识别和信号传导等。 单糖 最简单的单糖是丙糖，包括甘油醛和二羟丙酮 其它的单糖可以看作是丙糖衍生而来的糖。 单糖的旋光异构 平面偏振光：普通光通过尼科尔棱镜时由于棱镜的结构，通过的光只是沿某一平面振动的光波，其它的都被遮断，这种光称为平面偏振光。当它通过某种具有旋光性的异构物溶液，偏振面向右或左旋转。 偏振面：与平面偏振光振动的平面相垂直的平面。 不对称碳原子（手性C原子）：指4个价键与4个不同的原子或原子团相连接的碳原子。除二羟丙酮外，其它单糖至少含有一个手性C原子，因此都具有旋光异构体。如： 规定：D型（—OH在右），L—型（—OH在左） D、L型是两种不同的物质，尽管组成的元素相同，但空间结构不同，表现出不同的性质。 单糖的环状结构和异头物 Glc的链状结构 醇羟基很容易与醛或酮形成半缩醛可半缩酮，形成环状结构。 糖原 由1-4糖苷键联接的．糖原分子具有较多的分支结构。糖原的分支结构则平均以12个葡萄糖残基为其分支的长度。遇碘显红紫色。 糖代谢 大多数动物消化道中缺乏水解β-1，4糖苷键的酶，因此对纤维素无法水解利用。 （三）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵） 用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降低到1%，饲喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循环代谢的中间物后可以使大鼠肝糖原增加。 根皮苷是一种从梨树茎皮中提取的有毒的糖苷，它能抑制肾小管将葡萄糖重吸收进入血液中，这样血液中的葡萄糖就不断的由尿中排出。当给用根皮苷处理过的动物饲喂三羧酸循环中间代谢物或生糖氨基酸后，这些动物尿中的糖含量增加。 糖尿病人或切除胰岛的动物，他们从氨基酸转化成糖的过程十分活跃。当摄入生糖氨基酸时，尿中糖含量增加。 糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要160克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。 在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需要是十分重要的。 糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量，当体内糖供应不足时，机体会大量动员脂肪分解，此时会产生过多的酮体（乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮），而酮体则必须经过三羧酸循环才能彻底氧化，此时糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。 糖异生作用的总反应式如下： 2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H2O → 葡萄糖+2NAD+ +4ADP +2GDP +6Pi 3、1,6-二磷酸果糖转化成6-磷酸果糖。这是糖异生作用中的关键反应，由果糖二磷酸酶催化。该酶是一个别构酶，被其负效应物AMP、2,6-二磷酸果糖强烈抑制，但ATP、柠檬酸和3-磷酸甘油酸可激活此酶的活性。 4、6-磷酸果糖转化为葡萄糖，由葡萄糖-6-磷酸酶催化。该酶只在肝脏中存在，在肌肉或脑组织中没有此酶存在，因此糖异生作用只能在肝脏中进行。 糖酵解的生理生化意义： 生成了许多具有高度反应活性的中间体,为合成多种重要有机物提供原料； 提供了推动生理活动的能量； 把无机磷变为了有机磷 。 三羧酸循环（TCA） 1937年德国生物学家Krebs （克雷布斯，1953年因此获诺贝尔奖）阐明：乙酰CoA的继续分解是一个环式反应体系，起点是乙酰CoA与草酰乙酸结合为具有三个羧基的柠檬酸，故称为三羧酸循环（tricarboxylic acid），又叫TCA循环，Krebs循环，由于该循环的第一个产物是柠檬酸，又叫柠檬酸循环。 它不仅是糖代谢的主要途径，也是蛋白质、脂肪分解代谢的最终途径。 三羧酸循环的细胞定位：线粒体内 草酰乙酸 柠檬酸 异柠檬酸 a-酮戊二酸 琥珀酸辅酶A 琥珀酸 延胡索酸 苹果酸 乙酰辅酶A 丙酮酸的氧化脱羧 TCA生化历程 1、乙酰CoA与草酰乙酸及H2O缩合生成柠檬酸，放出HS—CoA。 —H2O 不可逆 2、柠檬酸脱水生成顺乌头酸 +H2O 可逆 3、顺乌头酸与H2O加成，生成异柠檬酸 异构化反应 —H2O 可逆 通过2——3步，将柠檬酸异构化为异柠檬酸。实质是将前者的—