糖及其衍生物课件.pptVIP

*************************************糖类分析方法：核磁共振核磁共振（NMR）光谱技术是研究糖类结构的强大工具，能提供详细的结构信息而无需破坏样品。在糖类分析中，常用的是1H-NMR、13C-NMR和各种二维NMR技术。1H-NMR可提供异头碳质子的化学位移和偶合常数信息，用于确定糖的构型（α或β）；13C-NMR则给出碳骨架的化学位移图谱。二维NMR技术如COSY（相关谱）、TOCSY（全相关谱）、HSQC（异核单量子相干）和HMBC（异核多键相关）能提供更详细的结构信息。这些技术可用于确定糖环上质子的排列、糖苷键的连接位置和序列、以及复杂糖类的空间构象。NMR在完整寡糖和多糖的结构表征中具有独特优势，是糖组学研究的核心技术之一。糖类的生物合成：光合作用光反应光合作用的第一阶段发生在叶绿体的类囊体膜上，包括光系统I和II、电子传递链和ATP合成酶。光能被叶绿素分子捕获，激发电子跃迁，启动电子传递链。这一过程产生NADPH（还原力）和ATP（能量），为后续的碳固定提供能量和还原力。碳固定反应利用光反应产生的ATP和NADPH，在叶绿体基质中通过卡尔文循环将CO?固定为有机碳化合物。核心酶是核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO），它催化CO?与核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）结合，形成两分子3-磷酸甘油酸（3-PGA）。糖的生成3-PGA经过一系列酶促反应被还原为3-磷酸甘油醛（GAP）。部分GAP用于再生RuBP，维持卡尔文循环；剩余的GAP则被转化为己糖磷酸，如葡萄糖-6-磷酸和果糖-6-磷酸。这些磷酸化糖可进一步合成蔗糖、淀粉或纤维素等复杂糖类。调控机制光合作用受到多种因素的精密调控，包括光照强度、CO?浓度、温度和水分等环境因素，以及各种酶的活性调节。光活化的酶（如RuBisCO活化酶）和氧化还原调控的酶（如果糖-1,6-二磷酸酶）确保卡尔文循环在光照条件下高效运行，而在黑暗中停止。糖类的生物合成：糖异生起始底物丙酮酸、乳酸、氨基酸或甘油1关键步骤丙酮酸→草酰乙酸→磷酸烯醇丙酮酸2调节酶丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶3终产物葡萄糖-6-磷酸→葡萄糖4调控机制胰高血糖素促进，胰岛素抑制5糖异生是一种在肝脏和肾脏中进行的代谢途径，通过这一途径，非碳水化合物底物（如丙酮酸、乳酸、氨基酸和甘油）被转化为葡萄糖。糖异生在维持血糖稳定、提供脑部和红细胞所需能量方面发挥关键作用，特别是在禁食和剧烈运动等葡萄糖需求增加的情况下。糖异生途径与糖酵解途径大部分是可逆的，但有三个关键步骤是不可逆的，需要特定的酶催化：丙酮酸→草酰乙酸→磷酸烯醇丙酮酸（PEP）、果糖-1,6-二磷酸→果糖-6-磷酸和葡萄糖-6-磷酸→葡萄糖。这些步骤由丙酮酸羧化酶、PEP羧激酶、果糖-1,6-二磷酸酶和葡萄糖-6-磷酸酶催化，是糖异生的限速步骤，也是调控位点。糖类的代谢：糖酵解1第一阶段：糖的活化糖酵解的第一步是葡萄糖的磷酸化，由己糖激酶或葡萄糖激酶催化，消耗1分子ATP，生成葡萄糖-6-磷酸。随后，葡萄糖-6-磷酸异构为果糖-6-磷酸，再经过磷酸果糖激酶（PFK）的催化，消耗第2分子ATP，生成果糖-1,6-二磷酸。2第二阶段：裂解反应果糖-1,6-二磷酸在醛缩酶的作用下裂解为两个三碳化合物：二羟丙酮磷酸（DHAP）和3-磷酸甘油醛（GAP）。DHAP在三磷酸异构酶的催化下转化为GAP，因此每分子葡萄糖最终产生2分子GAP进入下一阶段。3第三阶段：ATP生成每分子GAP经过一系列反应转化为丙酮酸，同时产生2分子ATP和1分子NADH。关键步骤包括GAP在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下氧化生成1,3-二磷酸甘油酸，然后通过两个磷酸转移反应产生2分子ATP。最后，磷酸烯醇丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下转化为丙酮酸。4总体能量产出糖酵解过程中，每分子葡萄糖消耗2分子ATP，产生4分子ATP，净生成2分子ATP和2分子NADH。在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体的三羧酸循环进一步氧化；在无氧条件下，丙酮酸可转化为乳酸（乳酸发酵）或乙醇（酒精发酵），重新氧化NADH，维持糖酵解的持续进行。糖类的代谢：三羧酸循环NADHFADH?GTP/ATPCO?三羧酸循环（TCA循环，又称柠檬酸循环或克雷布斯循环）是有氧呼吸的核心途径，发生在线粒体基质中。它将丙酮酸氧化分解为CO?，同时产生还原当量（NADH和FADH?）和GTP。丙酮酸首先通过丙酮酸脱氢酶复合体转化为乙酰CoA（释放1分子CO?和产生1分子NADH），然后进入TCA循环。在一个完整的TCA循环中，乙