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糖 代 谢 一 生物体内糖类 基本概念 主要功能 类型及结构 4 来源和去路 1 基本概念 糖类是指主要有C、H、O 组成的多羟基醛 或多羟基酮，或多羟基醛酮的缩合物 2 主要功能 （1）作为能源物质--（氧化供能） （2）为体内重要物质提供碳架 （3）作为细胞的结构成分 （4）参与细胞特异性识别及免疫调节作用 底物水平磷酸化与氧化磷酸化 底物水平磷酸化 底物在酶促氧化（脱氢）反应中，能量在 其分子内重新分布后，将形成的高能磷酰基 与ADP化合（ ADP磷酸化）生成ATP的作用 过程。 底物水平磷酸化与氧化磷酸化 氧化磷酸化 线粒体内代谢物被氧化释放出来的电子在电 子传递链的传递过程中，释放出来的能量使 ADP磷酸化而生成ATP的过程。 电子在线粒体电子传递链的传递中氧化释能 与ADP磷酸化相偶联的过程。 6 3-磷酸甘油醛脱氢酶催化反应机理及抑制剂 该酶结合了NAD+, 且活性基团是-SH 砷酸化合物迅速分解，不能生成ATP ！ 该酶可被碘乙酸(ICH2COOH)不可逆地抑制 砷酸盐（ASO43-）可与H3PO4竞争结合高能硫酯键， 形成1-砷-3-磷酸甘油酸后分解产生3-磷酸甘油 酸，不能进行磷酸化，但氧化反应正常进行。 7 总反应式和能量产生计算 （1）总反应式 G+2Pi+2ADP+2NAD+ 2CH3COCOOH+2ATP+2(NADH+H+)+2H2O 8 丙酮酸的去路 (1)在无氧或相对缺氧时 反应主要向产生“乙醇”或“乳酸”进行 或称为：酒精发酵、乳酸发酵 在微生物体内常发生 酒精发酵：由葡萄糖 → 乙醇的过程 丙酮酸脱羧酶需要 TPP 作为辅酶。 （Acetaldehyde） （Ethanol） 酒精发酵总反应式： 乳酸发酵： 由葡萄糖 → 乳酸的过程 (Lactic acid) 乳酸发酵总反应式： 高等动物在氧不充足时也可进行，如肌肉在强烈运动时即可产生大量的乳酸。 (2)在有氧条件下 —— 丙酮酸有氧氧化 丙酮酸被彻底氧化成CO2 这一过程在线粒体中进行。通过此过程使葡萄糖分子彻底降解、氧化成了CO2。 Acetyl CoA Pyruvic acid 9 NADH的去路 (1) 在无氧或相对缺氧时 酒精发酵中：作为 乙醛 → 乙醇 的供氢体 乳酸发酵中：作为 丙酮酸 → 乳酸 的供氢体 结果： 1分子葡萄糖通过无氧酵解，只能生成 2 分子ATP 9 NADH的去路 (2) 在有氧条件下 原核生物中： 1分子的NADH+H+通过呼吸链可产生2.5个ATP 真核生物中：在植物细胞或动物肌细胞中，1分子的NADH+H+通过呼吸链可产生1.5分子ATP。 ∴ 1分子葡萄糖通过有氧酵解，可生成 2 + 1.5×2 = 5 分子ATP ∴ 1分子葡萄糖通过有氧酵解，可生成 2 + 2.5×2 = 7 分子ATP 10 糖酵解的生物学意义 1. 为生物体提供一定的能量?； 2. 糖酵解的中间物为生物合成提供原料； 如丙酮酸可转变为氨基酸，磷酸二羟丙酮可合成甘油。 3. 为糖异生作用提供了基本的途径。 三羧酸循环 名称和发生部位 （1）名称： 三羧酸（TCA）循环 柠檬酸循环 Krebs(英籍德国生化学家)循环 （2）发生部位 线粒体中 磷酸解 （1） 淀粉的磷酸解 （注意：产物为G-1-P） 其中，淀粉磷酸化酶又叫 P-酶。 上述反应为可逆反应，但在植物体内，由于 （1）[Pi]很高（如施肥） （2）[G-1-P]低（因不断被利用） 所以，上面反应可向右方向进行。 对直链淀粉，淀粉磷酸化酶从淀粉的非还原端开始，可一个一个地对α-1,4-糖苷键进行磷酸解； 但对支链淀粉，只能进行到距分支点的4个葡萄糖基。因此，如果是支链淀粉磷酸解，还需要另外两个酶的参与，即转移酶和脱支酶。 支链淀粉的磷酸解 （二）糖原的磷酸解 糖原的磷酸解与淀粉的相似 ⑴ 磷酸解： (G)n + Pi 糖原磷酸化酶 (G)n-1 + G-1-P ⑵ 转寡糖链： 当糖原被水解到离分支点4个葡萄糖残基时，由葡聚糖转移酶催化，将分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链的非还原端，使分支点暴露。 ⑶ 脱支链： 由α-1,6-葡萄糖苷酶催化，将α-1,6-糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖。 (G)n + H2O