生物化学9.糖代谢201611.pdf

第9章 糖代谢 9.1 多糖的降解 9.2 糖的分解代谢 9.3 糖的合成代谢 成人每天所需的能量 （7500～9200KJ ）约 60%～70%来自糖代谢。 糖在体内以糖原的形式储 存，以葡萄糖的形式在血 液中运输。葡萄糖氧化产 生的能量约34%转化为 ATP，为人体的各种生命 活动提供能量。 9.1 多糖和低聚糖的酶促降解 多糖和低聚糖由于分子大，不能透过细胞膜，所以在被 生物体利用之前必须依靠酶的催化水解成单糖。 9.1.1 淀粉和糖原的酶促水解 α-淀粉酶可以水解淀粉中任何部位 的α-1，4糖苷键，水解产物为寡糖和葡 萄糖的混合物。β-淀粉酶只能从非还原 端开始水解α-1，4糖苷键，每次水解产 生1个麦芽糖，其水解产物为糊精和麦 芽糖的混合物。在动物的消化液中有α- 淀粉酶，在植物的种子与块根中有α-及 β-淀粉酶。 水解淀粉中的α-1，6糖苷键的是α- 1，6-糖苷酶。 淀粉或糖原在细胞内可经磷酸化酶的磷酸解作用生成葡 萄糖-1-磷酸，糖原磷酸化酶作用于糖原分子的非还原端，循 序进行磷酸解，连续释放葡糖-1-磷酸，直到在分支点以前还 有4个葡萄糖残基为止。 寡聚1，4→1，4葡聚糖转移酶将以1，6-键连接于分支点 的4个葡糖残基的3个转移至另一链的非还原端，而在分支点处 还留下一个1，6-糖苷键连接的葡萄糖残基。脱支酶为α-1，6 糖苷酶，水解1，6-糖苷键上的葡萄糖残基。 9.1.2 纤维素的酶促水解 人的消化道中没有水解纤维素的酶，但不少微生物如细 菌、真菌、放线菌、原生动物等能产生纤维素酶及纤维二糖 酶，它们能催化纤维素完全水解成葡萄糖。 双糖酶广泛分布于植物、微生物、与动物的小肠液中， 重要的有麦芽糖酶、纤维二糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等。 食物中的糖类经肠道消化为葡萄糖、果糖、半乳糖等单 糖。单糖可被吸收入血。血液中的葡萄糖称为血糖。正常人 空腹血糖浓度为3.9～6.1mmol/L。正常人血糖浓度维持在一个 相对恒定的范围内，是因为血糖的代谢有来源有去路（图9- 2 ）。消化后吸收的单糖经门静脉入肝，一部分合成肝糖原进 行贮存；另一部分经肝静脉进入血液循环，输送给全身各组 织，在组织中分别进行合成与分解代谢。 9.2 糖的分解代谢 为了尽量地利用糖分子中蕴藏的能量，生物体所采用的 取能方式是复杂的、微妙的、也是高效率的。动物体内葡萄 糖 （或糖原）的分解代谢主要有3条途径： ①在无氧情况下，葡萄糖 （糖原）经酵解生成乳酸 （动物和一些微生物）或乙醇 （植物和一些微生物）。 ②在有氧情况下，葡萄糖 （糖原）最后经三羧酸循环 彻底氧化为水和二氧化碳。 ③葡萄糖 （糖原）经戊糖磷酸途径被氧化为水和二氧 化碳。 植物体的分解代谢，除上述动物体的②、③条途径外， 还有生醇发酵及乙醛酸循环。 糖代谢主要途径 9.2.1 糖酵解 糖酵解是葡萄糖转变为 丙酮酸的反应历程。 糖酵解时，丙酮酸直接 还原成乳酸；生醇发酵 时，丙酮酸先脱羧成乙 醛，然后再还原成乙醇。 9.2.1.1 丙酮酸的代谢 （1）丙酮酸还原为乳酸 剧烈运动时，肌肉组织供氧不足，或乳酸菌在无氧条件 下发酵，丙酮酸还原为乳酸，红细胞则只能通过糖酵解获取 能量。利用乳酸菌发酵可生产奶酪、酸奶和乳酸菌饮料。 + + 通过还原反应，NADH + H 转化为NAD ，构成辅酶循 环，使糖酵解能够持续不断。 （2 ）生成乙醇 酿酒、制面包和馒头均为 乙醇发酵过程。植物种子发芽 或植物受涝时，由于发酵产生 的乙醇会使幼苗和根腐烂。 通过这一途径，也可实现 辅酶循环。 用淀粉生产燃料酒精， 1/3原料生成CO ，是对资源的 2 严重浪费。 9.2.1.2 糖酵解