第7章 糖的代谢.ppt

第七章 糖类代谢 糖类代谢包括分解代谢和合成代谢。 植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物，并释放氧气，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程。 人和动物只能利用食物中的糖或利用非糖物质转化为糖。 蔗糖（sucrose）是由α-D-葡萄糖分子与β-D-果糖分子，按α,β(1→2)糖苷键的形式，缩合而形成的二糖。蔗糖有甜味，是日常生活常用的食糖。甜菜、蜂蜜以及甜味水果（如香蕉、菠萝等）中都含有丰富的蔗糖。蔗糖没有游离的醛基，故没有还原性。蔗糖是右旋糖，其水溶液的比旋度为+66.5°。蔗糖水解后得到等量的葡萄糖和果糖混合物。混合物的比旋光度为－19.8°，水解液表现为左旋，因此，常将蔗糖的水解产物称为转化糖。 第三节 糖酵解 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。葡萄糖的分解代谢主要有两条途径： （1）在没有氧分子参加的情况下，由1mol的葡萄糖降解为2mol丙酮酸（lactic acid），并在此过程中产生2mol ATP，即糖的无氧分解（糖酵解） ； （2）在有氧分子参加时，1mol葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O，从中释放出大量自由能，产生更多的ATP，即糖的有氧分解。 （一）糖酵解过程 糖酵解在细胞胞液中进行（无氧条件），是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。 （1）第一阶段：葡萄糖 ? 1,6-二磷酸果糖 （2）第二阶段： 1,6-二磷酸果糖 ?? 3-磷酸甘油醛 （3）第三阶段：(3-磷酸甘油醛? 丙酮酸) 3-磷酸甘油醛 ?? 2-磷酸甘油酸 （3）第三阶段：(3-磷酸甘油醛? 丙酮酸)  2-磷酸甘油酸 ? 丙酮酸  （二） 丙酮酸的代谢去路 丙酮酸 ? 乙醇（大多数植物和微生物） 糖分解为丙酮酸后可以转变成乙醇，这是酿酒和发酵法生产乙醇的基本过程，称为生醇发酵。 生醇发酵的化学反应中，从葡萄糖到丙酮酸这一段反应与葡萄糖的酵解完全相同。生成的丙酮酸在脱羧酶催化下，脱羧产生乙醛，乙醛在醇脱氢酶催化下被NADH还原成乙醇。 （1）丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。 丙酮酸脱氢酶复合体 丙酮酸脱氢酶复合体是一个非常复杂的多酶体系，主要包括：三种不同的酶（丙酮酸脱羧酶E1、二氢硫辛酸乙酰转移酶E2和二氢硫辛酸脱氢酶E3）和6种辅因子（ TPP 、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA和Mg2+）。 （2）三羧酸循环（TCA） 丙酮酸氧化脱羧产物乙酰CoA与草酰乙酸结合生成含有三个羧基的柠檬酸进入循环。在循环过程中，乙酰CoA被氧化成 H2O 和CO2，并释放出大量能量。 乙酰CoA进入三羧酸循环被完全氧化分解为CO2放出体外，同时释放能量，共包括8个步骤。 磷酸戊糖途径氧化阶段，即葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化的葡萄糖-6-磷酸的脱氢反应，实质上是不可逆的。磷酸戊糖途径中葡萄糖-6-磷酸的去路，最重要的调控因子是NADP＋的水平，因为NADP＋在葡萄糖-6-磷酸氧化的反应中起电子受体的作用。形成的NADPH+H+与NADP+竞争性与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性部位结合从而引起酶的活性降低，所以NADP+／NADPH+H+直接影响葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性。NADP+水平对磷酸戊糖途径在氧化阶段产生NADPH+H+的速度和机体在生物合成时对NADPH+H+的利用形成偶联关系。转酮基酶和转醛基酶催化的反应都是可逆反应。因此根据细胞代谢的需要，磷酸戊糖途径和糖无氧分解途径可灵活地相互联系。 5-磷酸核糖 5-磷酸木酮糖 7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛 转酮酶 5-磷酸核糖 5-磷酸核酮糖 5-磷酸木酮糖 差向酶 异构酶 （2）非氧化阶段 7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖 6-磷酸果糖 转醛酶 5-磷酸木酮糖 4-磷酸赤藓糖 3-磷酸甘油醛 6-磷酸果糖 转酮酶 6-磷酸葡萄糖酸 6-磷酸葡萄糖酸内酯 5-磷酸核糖 5-磷酸木酮糖 7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖 6-磷酸果糖 果糖-6-磷酸 果糖-1，6-二磷酸 葡萄糖-6-磷酸 5-磷酸核酮糖 葡萄糖 3-磷酸甘油醛 丙酮酸 3-磷酸甘油醛 6-磷酸果糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ co2 磷酸戊糖途径的生理意义 (1) 途径中产生的NADPH + H＋是生物合成反应的供氢体。 例如合成脂肪、胆固醇、类固醇激素都需要大量的NADPH+H＋提供氢，所以