糖代謝--生物化學(xué)

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1、第四章糖代謝一、代謝總論Metabolism二、多糖和寡聚糖的酶促降解三、糖的無氧降解及厭氧發(fā)酵四、葡萄糖的有氧分解代謝五、戊糖磷酸途徑phosphopentosepathwayPPP六、糖的合成、糖異生角度一角度二物質(zhì)代謝能量代謝同化作用吸收營養(yǎng)合成自身儲存能量異化作用分解自身排除廢物釋放能量新陳代謝角度一角度二物質(zhì)代謝能量代謝同化作用吸收營養(yǎng)合成自身儲存能量異化作用分解自身排除廢物釋放能量新陳代謝一、糖代謝總論糖代謝包括分解代謝和合成代謝。動物和大多數(shù)微生物所需的能量，主要是由糖的分解代謝提供的

2、。另方面，糖分解的中間產(chǎn)物，又為生物體合成其它類型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳鏈骨架。糖與多糖糖類物質(zhì)是一類多羥基醛或多羥基酮類化合物或聚合物；糖類物質(zhì)可以根據(jù)其水解情況分為：單糖、寡糖和多糖；在生物體內(nèi)，糖類物質(zhì)主要以均一多糖、雜多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。?-D-吡喃葡萄糖?-D-吡喃半乳糖1.單糖的結(jié)構(gòu)?-D-吡喃甘露糖?-D-呋喃果糖蔗糖2.寡糖（二糖）OOOCH2OHCH2OHHOCH212324葡萄糖-?，?（1

3、?2）果糖苷葡萄糖-?（1?4）半乳糖苷乳糖14OCH2OHOCH2OHOHO14123麥芽糖(1).淀粉（分為直鏈淀粉和支鏈淀粉）直鏈淀粉分子量約1萬-200萬，250-260個葡萄糖分子，以?（1?4）糖苷鍵聚合而成。呈螺旋結(jié)構(gòu)，遇碘顯紫藍色。支鏈淀粉中除了?（1?4）糖苷鍵構(gòu)成糖鏈以外，在支點處存在?（1?6）糖苷鍵，分子量較高。遇碘顯紫紅色。3.多糖(2).纖維素由葡萄糖以?（1?4）糖苷鍵連接而成的直鏈，不溶于水。(3).幾丁質(zhì)（殼多糖）N-乙酰-D-葡萄糖胺，以?（1?4）糖苷鍵縮合而成

4、的線性均一多糖。(4).雜多糖糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）透明質(zhì)酸硫酸軟骨素硫酸皮膚素硫酸角質(zhì)素肝素糖原二、多糖和寡聚糖的酶促降解概述多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，生產(chǎn)中常稱為糖化。2.淀粉3.淀粉水解淀粉糊精寡糖麥芽糖G淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有α與β淀粉酶，二者只能水解淀粉中的α-1，4糖苷鍵，水解產(chǎn)物為麥芽糖。α-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖鍵，β淀粉酶只能從非還原端開始水解。水解淀粉中的α-1，6糖苷鍵的酶是α-1，6糖苷鍵酶淀粉水解的產(chǎn)物為

5、糊精和麥芽糖的混合物。還原末端非還原末端α-1，4糖苷鍵α-1，6糖苷鍵三、糖的無氧降解及厭氧發(fā)酵糖酵解途徑(glycolysis)（EmbdenMeyerhofParnasEMP）(1)EMP途徑的生化歷程1）第一階段：葡萄糖?1,6-二磷酸果糖2）第二階段：1,6-二磷酸果糖??3-磷酸甘油醛3）第三階段：3-磷酸甘油醛??2-磷酸甘油酸4）第四階段：2-二磷酸甘油酸?丙酮酸葡萄糖分解代謝過程中能量的產(chǎn)生葡萄糖在分解代謝過程中產(chǎn)生的能量有兩種形式：直接產(chǎn)生ATP；生成高能分子NADH或FADH2

6、，后者在線粒體呼吸鏈氧化并產(chǎn)生ATP。糖酵解：1分子葡萄糖??2分子丙酮酸，共消耗了2個ATP，產(chǎn)生了4個ATP，實際上凈生成了2個ATP，同時產(chǎn)生2個NADH。（2）有氧分解（丙酮酸生成乙酰CoA及三羧酸循環(huán)）產(chǎn)生的ATP、NADH和FADH2丙酮酸氧化脫羧：丙酮酸??乙酰CoA，生成1個NADH。三羧酸循環(huán)：乙酰CoA??CO2和H2O，產(chǎn)生一個GTP（即ATP）、3個NADH和1個FADH2。葡萄糖分解代謝過程中產(chǎn)生的總能量糖酵解、丙酮酸氧化脫羧及三羧酸循環(huán)生成的NADH和FADH2，進入線粒

7、體呼吸鏈氧化并生成ATP。線粒體呼吸鏈?zhǔn)瞧咸烟欠纸獯x產(chǎn)生ATP的最主要途徑。葡萄糖分解代謝總反應(yīng)式C6H6O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi??6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP按照一個NADH能夠產(chǎn)生3個ATP，1個FADH2能夠產(chǎn)生2個ATP計算，1分子葡萄糖在分解代謝過程中共產(chǎn)生38個ATP：4ATP+（10?3）ATP+（2?2）ATP=38ATP高能化合物與底物水平磷酸化（substratephosphorglate）結(jié)果：脫氫活化，產(chǎn)能調(diào)節(jié)控

8、制：磷酸果糖激酶（phosphofructokinasePFK）（2）總結(jié)2.丙酮酸的無氧降解（酵解與厭氧發(fā)酵）（1）乳酸發(fā)酵（同型乳酸發(fā)酵）lacticfermation動物乳酸菌（乳桿菌、乳鏈球菌）G+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2水（2）酒精發(fā)酵（酵母的第Ⅰ型發(fā)酵）alcoholicfermation（3）甘油發(fā)酵（酵母的第Ⅱ型發(fā)酵）四、葡萄糖的有氧分解代謝有氧氧化：大多數(shù)生物的主要代謝途徑EMPpyrTCA可衍生許多其他物質(zhì)pyr脫羧TCA1.丙酮酸氧化