糖代谢1糖的概述

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主讲教师：季祥,邮箱：,第七章 糖代谢,第七章 糖代谢,7.1 糖的概述,7.2 糖的消化与吸收,目的要求,7.1 糖的概述,1. 了解糖的分类；单糖、双糖、及多糖（淀,粉、纤维素、糖原）的结构特点及它们的,一些重要的性质。,2. 了解多糖在体内的消化或分解过程 。,目的要求,7.1 糖的概述,3. 重点掌握葡萄糖在体内的分解代谢：糖酵解途径、,三羧酸循环、磷酸戊糖途径及其意义；糖的无氧氧,化与发酵的关系。,4. 了解乙醛酸循环及其意义。,5.了解糖原、蔗糖、淀粉的合成途径，掌握糖的异,生途径及其对生物体的意义。,6. 了解糖代谢各过程的调节机理。,7.1 糖的概述,糖的基本概念,糖的结构与分类,糖的主要生理功能,返回,一 糖的基本概念,多羟基的醛或多羟基的酮及其缩聚物,和衍生物的统称（旧时称为碳水化合物）。,7.1 糖的概述,返回,（一）概念：,醛 糖,A,ldose,酮 糖,Ketose,D-,葡萄糖,(D-glucose),1,2,3,4,5,6,D-,果,糖,(D-fructose),1,2,3,4,5,6,7.1 糖的概述,返回,甘油醛,(glycerose),1,2,3,二羟丙酮,(dihydroxyacetone),1,2,3,核糖,(ribose),3,2,1,4,5,核酮糖,(ribulose),3,2,1,4,5,（二） 糖的主要生理功能,1g,葡萄糖在体内完全氧化可释放16.7kJ的,能量。,1、氧化生能功能,糖类所供给的能量是机体生命活动主要的,能量来源（正常情况下约占机体所需总能,量的5070%）,。,7.1 糖的概述,返回,2、构成组织细胞的基本成分,核糖和脱氧核糖是核酸的基本组成成分；,体内许多具有重要功能的蛋白质都是糖,蛋白，如抗体、许多酶类和凝血因子等。,糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白/,蛋白聚糖（统称糖复合物）。糖复合物不仅,是细胞的结构分子，而且是信息分子。,7.1 糖的概述,返回,糖是合成脂类(脂肪酸、脂肪)的重要,前体；,3、转变为体内的其它成分,糖在体内可转变成非必须氨基酸的碳,骨架。,7.1 糖的概述,返回,（三）分类：,单糖、寡糖、多糖,7.1 糖的概述,均一多糖：由相同单糖聚合而成，如淀粉、糖原、纤维素,混合多糖：由不同单糖聚合而成，如果胶物质、半纤维素,单糖：不能水解为更小单位的糖，根据碳原子数又分丙糖、,丁糖、戊糖、己糖、庚糖；根据羰基的位置又分醛,糖和酮糖。,寡糖：由210个单糖聚合而成的低聚糖，重要的有双糖、,叁糖等；,多糖：由10个以上单糖聚合而成的多聚糖，根据单糖的组,成又分为：,二 单糖的分类与结构,三碳糖（丙糖):甘油醛、二羟丙酮等,（一）单糖的种类：,根据所含碳原子的多少，分为：,七碳糖（庚糖）：景天糖等,六碳糖（己糖）：葡萄糖、果糖、半乳糖等,五碳糖（戊糖）：核糖、核酮糖、木酮糖等,四碳糖（丁糖）：赤藓糖等,7.1 糖的概述,返回,7.1 糖的概述,（二）单糖的立体结构,1、单糖的构型,单糖分子除了二羟基丙酮外，其余都含不对称碳原子，有旋光异构体：如甘油醛（P195），不对称碳原子上羟基朝左称为L-型。朝右称为D型。,含,一个,不对称碳原子的单糖有,2,1,个,旋光异构体；,含,二个,不对称碳原子的单糖有,2,2,个,旋光异构体；,含,n个,不对称碳原子的单糖有,2,n,个,旋光异构体。,含,多个不对称碳原子,的糖构型的判断：以距离羰基最远的不对称碳原子上的羟基方向来判断，,朝左,为,L,型，朝,右,为,D,型。,2、,单糖环状结构：以,葡萄糖（,Glucose,）为例,环状,(Haworth projection),D-,葡萄糖,(D-glucose),1,2,3,4,5,6,椅式,(chair form),-D-,吡喃葡萄糖,(-D-glucopyranose),6,-D-,吡喃葡萄糖,(-D-glucopyranose),1,2,3,4,5,6,开链,(straight chain),返回,-D-吡喃葡萄糖,-,D-吡喃葡萄糖,OH,-D-吡喃葡萄糖和,-D-吡喃葡萄糖互为异头物,葡萄糖在体内的作用：,葡萄糖是体内糖代谢的中心,（1）葡萄糖是食物中糖(如淀粉)的消化产物；,（2）葡萄糖在生物体内可转变成其它的糖，,如核糖、果糖、半乳糖、糖原等；,（3）葡萄糖是哺乳动物及胎儿的主要供能物质；,（4）葡萄糖可转变为氨基酸和脂肪酸的碳骨架。,7.1 糖的概述,返回,果糖(D-fructose)的结构,6,1,2,开链,(straight chain),6,1,2,7.1 糖的概述,-D-呋喃果糖,环状,(Haworth projection),6,1,2,-D-呋喃果糖,OH,CH,2,OH,1,2,7.1 糖的概述,三、重要的单糖衍生物,1、糖醇：糖分子内醛基、酮基经还原的产物，有甜味。,2、糖醛酸：单糖的伯醇基氧化产物。,3、氨基糖：,4、糖苷:单糖的半缩醛羟基与非糖物质缩合形成的化合物。,四、单糖的性质,1、物理性质,旋光性：是鉴定糖的一个重要指标,甜度：以蔗糖的甜度为标准,溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂,2、化学性质,（1）变旋,在溶液中，糖的链状结构和环状结构(,、,)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。三者间的比例因糖种类而异。,只有链状结构才具有下述的氧化还原反应。,（2）氧化反应,氧化只发生在开链形式上。,在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下，单糖可以发生几种类型的氧化：,醛基氧化：糖酸(aldonic acid),伯醇基氧化：醛酸(uronic acid),醛基、伯醇基同时氧化：二酸(alduric acid),能被弱氧化剂(如Fehhing试剂、Benedict试剂)氧化的糖称为还原性糖，所有的单糖都是还原性糖。,（3）还原反应,单糖可以被还原成相应的糖醇(Sugar alcohol)。,D-葡萄糖被还原成D-葡萄糖醇，又称山梨醇(D-Sorbitol)。,糖醇主要用于食品加工业和医药，山梨醇添加到糖果中能延长糖果的货架期，因为它能防止糖果失水。用糖精处理的果汁中一般都有后味，添加山梨醇后能去除后味。人体食用后，山梨醇在肝中又会转化为果糖。,（4）酯化,生物体中最常见也是最重要的糖酯是磷酸糖酯和硫酸糖酯。,磷酸糖酯及其衍生物是糖的代谢活性形式(糖代谢的中间产物)。,硫酸糖酯主要发现于结缔组织的蛋白聚糖中(Proteo glycan)，由于硫酸糖酯带电荷，因此它能结合大量的水和阳离子。,葡萄糖的核苷二磷酸酯，如UDPG参与多糖的生物合成。,（5）糖苷化,单糖环状结构上的半缩醛羟基与醇或酚的羟基缩合失水成为缩醛式衍生物，通称为糖苷(glycosides)。,由两个相同或不同的单糖组成，常见的有：乳糖、蔗糖、麦芽糖等。,麦芽糖,(,maltose)：含半缩醛羟基，为还原,糖，有变旋现象,1,4,-D-葡萄糖-（14）-D-葡萄糖,7.1 糖的概述,返回,六.,双糖：,常见的双糖：,蔗糖,(sucrose)、,乳糖,(,lactose),蔗糖：不含半缩醛羟基，无还原性，无变旋现象,1,1,2,-D-葡萄糖-（12）-,-D-果糖,乳糖：含半缩醛羟基，为还原糖，有变旋现象,1,4,-,D-半乳糖-（14）-,-D-葡萄糖,返回,七.,多糖,（polysaccharides）：,定义：,水解产物含10个以上单糖,常见的多糖：,淀粉、糖原,、,纤维素等,7.1 糖的概述,返回,性质：,多糖无还原性，无甜味，无变旋现象，,多数不溶于水，可与水形成胶体 溶液。,常见的多糖淀粉,(starch,),返回,CH,2,OH,CH,2,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,直链淀粉,：只含,-（14）,-糖苷键,CH,2,OH,CH,2,OH,OH,OH,OH,OH,O,O,O,CH,2,O,支链淀粉：,含,（14）,与,-（16）,-糖苷键,后者存在于分支处。,常见的多糖糖原,(glycogen,),非还原端,还原端,糖原的结构与淀粉类似，但分支多 而分支短,返回,糖原分支处结构图,在书写糖原的反应时，常用,G,n,、 G,n+1,或G,n-1,表,示糖原分子,糖原在体内的作用：,糖原贮存的主要器官:,人体内糖原的贮存量有限，一般不超,500g,.,肝糖原：,肌糖原：,7.1 糖的概述,返回,糖原是体内糖的贮存形式,肝脏和肌肉组织,含量可达肝重的,5%,(,总量为,90-100g,),含量为肌肉重量的,1-2%,(总量为,200-4,00g,),(Digestion and Adsorption of Carbohydrate),体内糖的来源,糖的消化,糖的吸收,糖吸收后的去向,7.2 糖的消化与吸收,返回,一、体内糖的来源,肝糖原、肌糖原,量少，不能满足,机体对能量的需要,主要来自植物性食物,从动物性食物中摄入的糖量很少,婴儿，乳汁中的乳糖是主要来源,外源性：,内源性：,7.2 糖的消化与吸收,返回,二、糖的消化,1.,口腔消化:,次要，初步消化,淀粉 糊精麦芽寡糖（含4-9个,葡萄糖基）,唾液淀粉酶,7.2 糖的消化与吸收,返回,淀粉 麦芽糖+麦芽寡糖(65%),+异麦芽糖 +,-极限糊精(35%),胰淀粉酶,2、小肠内消化:,主要,小肠粘膜刷 状,缘各种水解酶,葡萄糖,7.2 糖的消化与吸收,返回,小肠中各种糖类水解酶的作用,线形寡糖 葡萄糖,肠粘膜上皮细胞刷状缘,-葡萄糖苷酶,蔗 糖 葡萄糖 + 果糖,肠粘膜上皮细胞刷状缘,蔗 糖 酶,麦芽糖 2 葡萄糖,肠粘膜上皮细胞刷状缘,麦 芽 糖 酶,乳 糖 葡萄糖 + 半乳糖,肠粘膜上皮细胞刷状缘,乳 糖 酶,异麦芽糖,-,极限糊精,葡萄糖,肠粘膜上皮细胞刷状缘,淀粉 麦芽糖+麦芽寡糖(65%),+异麦芽糖 +,-极限糊精(35%),胰淀粉酶,糊精酶,、,脱支酶,糖的消化与健康：,机体若缺乏,蔗糖酶或乳糖酶,，会导致,糖吸收障碍而引起腹泻和胀气。,人不能通过摄入纤维素获取糖类物质, 因,人体内缺乏水解,-1,4-,糖苷键的酶,但纤,维素促进肠道蠕动，可防止便秘,。,7.2 糖的消化与吸收,返回,三、糖的吸收,部位,：,小肠上部,7.2 糖的消化与吸收,返回,实验证明：以葡萄糖的吸收速度为,100,计，各种单糖的吸收速度为：,D-,半乳糖,(110) ,D-葡萄糖,(100) ,D-,果糖,(43) D-,甘露糖,(19) ,L-木酮糖,(15) L-,阿拉伯糖,(9),结论：各种单糖的吸收速度不同,7.2 糖的消化与吸收,糖的吸收方式：,单纯扩散、 主动吸收、 易化扩散,糖的吸收-主动吸收,结论：葡萄糖的吸收是耗能的过程。,Na,+,G,钠泵,特异载体,Na,+,K,+,K,+,ATP,ADP+Pi,7.2 糖的消化与吸收,返回,Na,+,G,Na,+,G,Na,+,G,G,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,特异性的,果糖载体,果 糖,果糖,糖的吸收,易化扩散,果糖的转运,7.2 糖的消化与吸收,返回,四、糖吸收后的去向,糖类物质 单糖,口腔、小肠,消化,门静脉,肝脏,单糖,在肝脏中,进行代谢,肝静脉,血液循环,单糖,在肝外组织,进行代谢,7.2 糖的消化与吸收,返回,当160mg/100ml,五、糖的中间代谢概况,血糖（80120mg/100ml）,氧化分解,合成,转化,脂肪、氨基酸等,糖原（肝、肌肉、肾）,无氧氧化：乳酸、酒精等,有氧氧化：CO,2,、H,2,O、大量能量,去路,来源,食物中的淀粉,肝糖原,非糖物质：甘油、乳酸、生糖氨基酸,消化吸收,分解,糖异生,7.2 糖的消化与吸收,糖尿,排泄,