[生物学]江南大学生物化学糖代谢.ppt

第七章 糖代谢 重要的能量来源 重要的中间代谢产物 本章主要内容 多糖的酶促降解 糖的分解代谢 糖的无氧代谢-----酵解（EMP途径） 糖的有氧氧化-----（EMP-TCA途径） 乙醛酸循环途径 磷酸戊糖（HMS）途径/单磷酸己糖支路（HMP途径） 磷酸解酮酶（PK）途径与异型乳酸发酵（自习） 脱氧酮糖酸（ED）途径与细菌酒精发酵（自习） 葡萄糖分解代谢途径的相互联系 糖的合成代谢 糖异生作用 多糖的合成 第一节多糖的酶促降解 细胞外：多糖被降解成单糖或双糖 ←消化 单糖或双糖进入细胞内 ←吸收 细胞内：单糖进行中间代谢 一、淀粉的降解 淀粉的降解主要通过淀粉水解酶(淀粉酶)完成，除此之外，淀粉磷酸化酶也可以催化淀粉降解。 淀粉经淀粉酶作用被降解成单糖或寡糖； 寡糖经寡糖水解酶，如糊精酶、麦芽糖酶等降解成单糖； 单糖以磷酸化形式主动运输进细胞； 单糖进入细胞后进行分解代谢或合成代谢。 凡能催化淀粉分子及其片段中α-葡萄糖苷键水解的酶，统称淀粉酶（amylase）。 淀粉酶主要分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶、和异淀粉酶4类。 1、α-淀粉酶 α-淀粉酶又称液化酶、淀粉-1,4-糊精酶。系统名称：α-1,4-葡聚糖水解酶 (编号：EC3.2.1.1)。 α-淀粉酶作用机制 α-淀粉酶是内切酶，从淀粉分子内部随机切断α-1,4糖苷键，不能水解α-1,6-糖苷键、以及与非还原性末端相连的α-1,4-糖苷键。 α-淀粉酶水解产物 直链淀粉：大部分为直链糊精、少量为麦芽糖与葡萄糖 支链淀粉：大部分为分支糊精、少量为麦芽糖与葡萄糖，底物分子越大，水解效率越高。 2、β-淀粉酶 β-淀粉酶又叫淀粉-1,4-麦芽糖苷酶。系统名称：α-1,4-葡聚糖麦芽糖苷酶 (编号：EC 3.2.1.2)。 β-淀粉酶作用机制 β-淀粉酶是外切酶，从淀粉分子的非还原性末端，依次切割α-1,4-麦芽糖苷键，生成β-型的麦芽糖；作用于支链淀粉时，遇到分支点即停止作用，剩下的大分子糊精称为β-极限糊精。 β-淀粉酶水解产物 直链淀粉：β-麦芽糖。 支链淀粉：β-麦芽糖和β-极限糊精。 α-淀粉酶和β-淀粉酶的比较 3、γ-淀粉酶 γ-淀粉酶又称糖化酶、葡萄糖淀粉酶。系统名称：α-1,4-葡聚糖葡萄糖水解酶（编号：EC3.2.1.3)。 γ-淀粉酶作用方式 γ-淀粉酶是一种外切酶。从淀粉分子的非还原性末端，依次切割α-1,4-葡萄糖苷键，产生β-葡萄糖。遇α-1,6和α-1,3-糖苷键时也可缓慢水解。 γ-淀粉酶水解产物 葡萄糖。 4、异淀粉酶 异淀粉酶又叫脱支酶、淀粉-1,6-葡萄糖苷酶。系统名称：葡聚糖-1,6-葡聚糖水解酶(编号：EC3.2.1.33)。 异淀粉酶作用方式 异淀粉酶专一性水解支链淀粉或糖原的α-1,6-糖苷键，异淀粉酶对直链淀粉不作用。 异淀粉酶水解产物 生成长短不一的直链淀粉(糊精)。 淀粉酶的比较 5、淀粉磷酸化酶催化的淀粉降解 除淀粉水解酶之外，淀粉磷酸化酶也可以催化淀粉降解。 淀粉 + nH3PO4 n G-1-P n G-1-P n G-6-P n G + nPi 二 、糖原的降解 糖原的降解主要由糖原磷酸化酶、脱支酶等协同合作。 糖原降解方式 采用磷酸解。 糖原降解产物 大量1-P葡萄糖、少量葡萄糖。 糖原降解步骤 在糖原磷酸化酶催化下，先从各支链上部分水解下葡萄糖分子，形成1-磷酸葡萄糖。 经转移酶催化，将支链上剩余的第二个葡萄糖单位开始的短链转移到较长的葡萄糖链上。 在去分支酶作用下，除去分支处葡萄糖分子。 反应方程 三、纤维素的水解 纤维素是由β-D-1,4葡萄糖苷键组成的多糖。水解纤维素的酶为纤维素酶，包括：Cx、C1和β-葡糖苷酶/纤维二糖酶。 Cx酶（内切型酶） 可随意水解内部β-1,4糖苷键，类似于α-淀粉酶。 Gn→Gn-m+Gm， Gn：纤维素分子，Gn-m、Gm：纤维糊精。 C1酶（外切型酶） 从非还原端每隔2个Glu单元切一下，类似于β-淀粉酶。 Gn→Gn-2+G2 β-葡糖苷酶 类似麦芽糖酶，可水解纤维二糖。 G2→2G， *产物是β-葡萄糖（可转变成α型） 人和动物不能合成纤维素酶类，微生物可以合成。 四、双糖的分解 许多微生物通过其分泌的酶的作用，可利用一些双糖如蔗糖、麦芽糖、乳糖等，使它们磷酸解或水解为单糖，再进一步降解。 蔗糖分解 主要磷酸解成：1-P葡萄糖+果糖 蔗糖→ 少数水解成：葡萄糖+果糖 麦芽糖分解 主要磷酸解成：1-P葡萄糖+葡萄糖 麦芽糖→ 少数水解成：2分子葡萄糖 乳糖分解 第二节