《糖类代谢》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六章 糖类代谢,主要内容,第一节,生物体内的糖类化合物,第二节,双糖和多糖的酶促降解,第三节 糖的分解代谢,第四节 糖异生作用,第五节 蔗糖和多糖的生物合成,第一节 生物体内的糖类化合物,糖类化合物：由,C,、,H,、,O,三种元素组成；,多羟基醛或多羟基酮。,单糖,:,不能被水解成更小分子的糖,如,:,核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖,寡糖,:,能水解成少数,(210,个,),单糖分子的糖,以双糖存在最为广泛，蔗糖、麦芽糖和乳糖是其重要代表。,多糖,:,能水解为多个单糖分子的糖,以淀粉、糖原、纤维素等最为重要,分类,一、单 糖,可根据所含碳原子的数目分为戊糖（,5,个碳原子）和己糖（,6,个碳原子），根据,C,、,O,双键的位置分为醛糖（碳链末端）和酮糖（碳链中间）,果糖,D-,核糖,2-,脱氧核糖,天然糖的半缩醛形式,醛基与醇基作用,环状结构,环内含氧；,5,元是呋喃；六元是吡喃；吡喃形式更稳定,二、寡糖,210,个单糖分子缩合而成的糖,还原型、非还原型：关键看其有无游离半缩醛羟基,1,、双糖,麦芽糖：,麦芽糖淀粉酶水解淀粉,乳糖：,可改善食物持水性,蔗糖：,植物中主要糖,转化糖（,蔗糖）：,葡萄糖,+,果糖,2,、低聚糖,很多低聚糖主要作用不在于其消化吸收而提供能量，而是在于它的一些保健价值,低聚果糖,定义：,是在蔗糖分子上以,（,12,）,糖苷键结合,1,3,个果糖的寡糖。,分子式为,G-F-Fn,，,n=1,3,1,2,三、多 糖,（一）、淀粉,植物营养物质的一种储存形式,1,、结构,直链淀粉、支链淀粉,（二） 糖原,动物淀粉,（三） 纤维素与半纤维素,纤维素是植物中最广泛的骨架多糖，植物细胞壁和木材差不多有一半是由纤维素组成的。棉花、亚麻是较纯的纤维素。,纤维素对植物性食品的质地影响较大。,结构：,由,-,（,1,4,）,-D-,吡喃葡萄糖单位构成。为线性结构，无定型区和结晶区构成。,半纤维素,与纤维素一起存在于植物细胞壁中的多糖物质的总称。,构成半纤维素的单体有：葡萄糖，果糖，甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李糖及糖醛酸。,（四） 其他多糖,1,、果胶物质,结构：,D-,吡喃半乳糖醛酸以,-1,4,苷键相连，通常以部分甲酯化存在，即果胶。,果胶物质的化学结构,-D-,半乳糖醛酸基,-1,4,糖苷键,植物树胶： 阿拉伯胶、黄芹胶、,刺槐豆胶,按来源分类：种子胶、瓜尔豆胶、罗望子胶,海藻胶：琼胶（脂）、,角叉胶,和褐藻胶,2,、植物胶,植物胶主要用于增稠剂、甜食的稳定剂和冰淇淋的粘合剂等,3,、微生物多糖,葡聚糖,（右旋糖酐）,黄原胶,环状糊精,4,、氨基多糖,透明质酸,黏多糖： 硫酸软骨素,肝素,壳多糖： （几丁质，甲壳素）,一、双糖的水解,蔗糖,+ H,2,O,葡萄糖,+,果糖,蔗糖酶,第二节 双糖和多糖的酶促降解,1.,蔗糖酶,2.,蔗糖合成酶,催化蔗糖与,UDP,反应生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖,蔗糖,+UDP UDPG+,果糖,（一）蔗糖的水解,（二）麦芽糖的水解,麦芽糖,+H,2,O,麦芽糖酶,2,葡萄糖,（三）乳糖的水解,乳糖,+H,2,O,葡萄糖,半乳糖,+,乳糖酶,-,半,乳糖苷酶,二、淀粉,（糖原）,的降解,1.,淀粉的水解,2.,淀粉的磷酸解,-,淀粉酶,-,淀粉酶,R-,酶,(,脱支酶）,麦芽糖酶,磷酸化酶,转移酶,脱支酶,三、,糖,原,的,酶,促,降,解,第三节 糖的分解代谢,主要途径：,无氧条件下的糖酵解途径；,有氧条件下的有氧氧化；,生成磷酸戊糖的磷酸己糖旁路；,生成葡萄糖醛酸的糖醛酸代谢。,1,、 葡萄糖的酵解,高等动物体内：,葡萄糖丙酮酸,乳酸,微生物体内：,葡萄糖丙酮酸,乙醇、乳酸,无氧条件,EMP,途径,胞浆中进行,EMP,途径，也称糖酵解，是将葡萄糖转变成丙酮酸并同时生成,ATP,的一系列反应，是一切有机体中都存在的葡萄糖降解途径。,1,0,个酶催化的1,1,步反应,第一阶段,：,磷酸已糖的生成(活化),四 个 阶 段,第二阶段,：,磷酸丙糖的生成(裂解),第三阶段,：,3-磷酸甘油醛转变为2-磷酸,甘油酸,第四阶段,：,由2-磷酸甘油酸生成丙酮酸,糖酵解过程,P,3,P,P,O,O,H,O,H,C,H,2,C,H,2,O,O,1,2,5,4,6,P,磷酸二羟丙酮,1,2,3,+,P,异构,6-,磷酸果糖,P,5,6,4,磷酸甘油醛,P,P,1,，,3-,二磷酸甘油酸,P,C,O,H,C,O,H,H,2,C,O,O,H,3-,磷酸甘油酸,P,2-,磷酸甘油酸,P,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,6-,磷酸葡萄糖,P,G,葡萄糖,活化,裂解,脱氢,异构,P,P,1,，,6-,二磷酸果糖,活化,产能,脱水,异构,产能,H,H,OH,糖酵解过程中,ATP,的消耗和产生,2,1,葡 萄 糖 6-磷酸葡萄糖,6 - 磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖,1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸 丙 酮 酸,-1,反 应,ATP,-1,2,1,糖酵解中产生的能量,3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸,2,NADH,EMP,途径中：,限速酶,3,个,：,己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶,葡萄糖+2,Pi+2ADP+2NAD,+,2,丙酮酸+2,ATP+2NADH+2H,+,+2H,2,O,糖酵解进行到丙酮酸这一步，代谢途径就开始分叉。丙酮酸的去路有三条：,(1),在肌肉中，在有,NADH+H,存在下，丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下，形成乳酸。剧烈运动后肌肉酸胀就是乳酸积累过多产生的。,(2),丙酮酸在酵母菌或其它生物中，经丙酮酸脱羧酶催化，脱羧形成乙醛，继而经乙醇脱氢酶催化，由,3-,磷酸甘油醛脱下的,H,还原形成乙醇。,(3),在有氧条件下，丙酮酸经脱羧形成乙酰辅酶,A,，,在线粒体中经三羧酸循环,(TCAC),氧化成,CO,2,和,H,2,O,，,这是糖类彻底氧化的主要途径。,有氧氧化,葡萄糖丙酮酸乙酰辅酶,A CO,2,和,H,2,O,TCAC,(4),转化为脂肪酸或酮体,。当细胞,ATP,水平较高时，柠檬酸循环的速率下降，乙酰,CoA,开始积累，可用作,脂肪的合成或酮体,的合成。,糖酵解的意义,：,在生物体内，可在无氧情况下供能；,糖酵解的许多中间产物可作为合成其他物质的原料，与其他物质代谢相联系。,食品加工中，乳酸菌、酵母菌的利用。,2,、糖的有氧氧化,TCAC,葡萄糖丙酮酸 乙酰辅酶,A ,进入,TCAC CO,2,和,H,2,O,线粒体中进行,细胞质中进行,糖的有氧氧化概况,细胞,胞浆,线粒体,葡萄糖丙酮酸乳酸,(糖酵解),葡萄糖丙酮酸,CO,2,+H,2,O+ATP,(,糖的有氧氧化）,丙酮酸,三羧酸循环,一次底物水平磷酸化,二次脱羧,三个关键酶,四次氧化磷酸化,3 NADH+H,+,和,1 FADH,2,TCAC,的生物学意义,（,1,）,TCAC,是机体获得能量的主要途径。,1,分子葡萄糖经有氧氧化可净生成,32,或,30,分子,ATP,。（,怎样生成的？,）,（,2,）,TCAC,是物质代谢的枢纽：,TCAC,是糖、脂、蛋白质在体内彻底氧化分解的共同途径；,TCAC,的很多中间产物是合成糖、脂、蛋白质等的原料。,3,、磷酸己糖旁路,磷酸己糖旁路也是一条需氧的代谢途径。在肝脏、骨髓、脂肪组织、泌乳期的乳腺、肾上腺皮质、性腺及红细胞等组织中，这一代谢途径进行得比较旺盛。,细胞液中进行,磷酸己糖旁路的主要生理意义：,(1),提供核酸生物合成所需的原料核糖。在这一代谢过程中所生成的核糖,-5-P,是合成核苷酸的必要原料。,(2),提供细胞生物合成所需的还原力。磷酸己糖旁路所生成的,NADPH+H,，,提供各种生物合成代谢所需要的氢。,(3),使活细胞处于还原态，防止生物膜氧化。如在红细胞中，磷酸己糖旁路所生成的,NADPH+H,可能使红细胞中的谷胱甘肽保持还原状态，这对稳定细胞膜及使血红蛋白处于还原状态是必要的。,(4),对,5,碳糖和,6,碳糖的代谢和转变起纽带作用。,丙酮酸,葡萄糖,“糖酵解”,不需氧,“磷酸戊糖途径”,需氧,有氧情况,缺氧情况,好氧生物,厌氧生物,“三羧酸循环”,“乙醛酸循环”,CO,2,+ H,2,O,“乳酸发酵”,乳酸,“乳酸发酵”、“乙醇发酵”,乳酸或乙醇,CO,2,+ H,2,O,糖分解代谢,第四节 糖异生作用,糖异生作用是指从非糖物质生成葡萄糖或糖原。糖异生作用由肾上腺皮质激素促进，是在肝脏中进行的。,从丙酮酸到葡萄糖有三步不可逆反应：,丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸,1,，,6-,二磷酸果糖,6-,磷酸果糖,6-,磷酸葡萄糖葡萄糖,Glu,G-6-P,F-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,ATP,ADP,1,3-,二磷酸甘油酸,3-,磷酸甘油酸,2-,磷酸甘油酸,丙酮酸,磷酸二,羟丙酮,3-,磷酸,甘油醛,NAD,+,NADH+H,+,ADP,ATP,ADP,ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,第五节 蔗糖和多糖的生物合成,G,活化核苷二磷酸葡萄糖（,UDPG,）与果糖或磷酸果糖反应蔗糖或,磷酸蔗糖水解磷酸基团蔗糖,蔗糖的生物合成,1,、蔗糖磷酸化酶,（,微生物,）,2,、蔗糖合酶,G-1-P + F,蔗糖,+Pi,蔗糖磷酸化酶,UDPG +,果糖,UDP +,蔗糖,蔗糖合酶,3,、蔗糖磷酸合酶,磷酸蔗糖 蔗糖,+,磷酸,蔗糖磷酸酯酶,UDPG + F-6-P,磷酸蔗糖,+UDP,蔗糖磷酸合酶,糖原的合成,葡萄糖,G-6-P,G-1-P,UDPG,糖原,葡萄糖激酶,ATP,ADP,UDPG,焦磷酸化酶,糖原,“引子”,UTP,多种酶,细胞质中进行,糖原,n +,UDPG,糖原,n,+1,+,UDP,糖原合成酶,( glycogen synthase ),UDP,UTP,ADP,ATP,核苷二磷酸激酶,*,糖原,n,为原有的细胞内的较小糖原分子，称为,糖原引物,(primer),，,作为,UDPG,上葡萄糖基的接受体。,糖原引物,糖原合成酶,分枝酶,限速酶,1218,G,糖原分枝的形成,本章回顾,第一节,生物体内的糖类化合物,第二节,双糖和多糖的酶促降解,第三节 糖的分解代谢：,EMP,、,TCAC,第四节 糖异生作用,第五节 蔗糖和多糖的生物合成,