糖代谢课件.

Q1:生物化学的概念？Q2：维持生命的七大营养素?Q3：遗传学的中心法则?HANDSUP!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第七章糖代谢(MetabolismofCarbohydrates)糖是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。一、什么是糖二、糖的分类按其水解产物可分为四类。(四)结合糖(glycoconjugate)(一)单糖(monosacchride)(二)寡糖(oligosacchride)(三)多糖(polysacchride)葡萄糖(glucose)果糖(fructose)半乳糖(galactose)核糖(ribose)麦芽糖(maltose)乳糖(lactose)蔗糖(sucrose)淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)糖脂(glycolipid)糖蛋白(glycoprotein)糖的化学糖(carbohydrates)即碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。①单糖(monosacchride)②寡糖(oligosacchride)③多糖(polysacchride)④结合糖(glycoconjugate)①单糖葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OHOHOHOHOHHHOHHOHOOHOHHOH2CHHOHHCH2OH半乳糖(galactose)——已醛糖核糖(ribose)——戊醛糖OOHHHOHHOHHOHHCH2OHOHHHHOHOHOHHOH2COHOHOHOHHOHHHOHOHHOHHOHOHOH②寡糖麦芽糖(maltose)葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)葡萄糖—果糖乳糖(lactose)葡萄糖—半乳糖③多糖淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)淀粉的分子结构-1,4-糖苷键-1,6-糖苷键淀粉颗粒-1,4-糖苷键-1,6-糖苷键糖原的分子结构β-1,4-糖苷键纤维素的分子结构糖与非糖物质的结合物。④结合糖糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。第一节糖在人体内的一般概述一、糖的生理功能糖类是指多羟基醛或酮及其衍生物。糖类在生物体的生理功能主要有：①氧化供能：糖类占人体全部供能量的70%。②作为结构成分：作为生物膜、神经组织等的组分。③作为核酸类化合物的成分：构成核苷酸等。④转变为其他物质：转变为脂肪或氨基酸等化合物。二、糖的消化淀粉麦芽糖+麦芽三糖α-临界糊精+异麦芽糖α-葡萄糖苷酶（包括麦芽糖酶）α-临界糊精酶（包括异麦芽糖酶）葡萄糖葡萄糖淀粉酶三、糖的吸收糖被消化成单糖后在小肠被吸收，再经门静脉进入肝。四、糖代谢概况葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧H2O及CO2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成核糖+NADPH+H+磷酸戊糖途径淀粉消化与吸收第二节糖的分解代谢糖分解代谢的主要途径磷酸戊糖途径无氧条件糖酵解乳酸有氧条件有氧分解CO2H2ONADPHCO2葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA6-磷酸葡萄糖磷酸戊糖途径（有氧）（无氧）三羧酸循环糖酵解（有氧或无氧）葡萄糖的主要分解代谢途径糖酵解（glycolysis)是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。糖酵解的全部反应过程在胞液(cytoplasm)中进行，代谢的终产物为乳酸(lactate)，一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。无氧酵解的反应过程可分为活化、裂解、放能和还原四个阶段。一、糖的无氧分解（糖酵解）丙酮酸的生醇发酵及葡萄糖的无氧分解葡萄糖EMPNADH+H+NAD+CH2OHCH3乙醇NADH+H+NAD+CO2乳酸COOHCH(OH)CH3乙醛CHOCH3COOHC==OCH3丙酮酸葡萄糖的生醇发酵1.活化(activation)-己糖磷酸酯的生成活化阶段是指葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-二磷酸果糖(FDP)的反应过程。该过程共由三步化学反应组成。（一）糖酵解途径葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(G-6-P)G-6-P异构为6-磷酸果糖（F-6-P）F-6-P再磷酸化为1,6-二磷酸果糖(F-1,6-BP）……（1）……（2）……（3）ADPATPADP**己糖激酶/葡萄糖激酶(1)磷酸己糖异构酶(2)磷酸果糖激酶-1(3)ATP无氧酵解的活化阶段第一阶段总结：消耗ATP不生成ATP从葡萄糖开始→2分子ATP从糖原开始→1分子ATP2.裂解（lysis)——磷酸丙糖的生成：一分子F-1,6-BP裂解为两分子可以互变的磷酸丙糖（triosephosphate)，包括两步反应：F-1,6-BP裂解为3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮异构为3-磷酸甘油醛……（5）……（4）fructose-1,6-bisphosphate无氧酵解的裂解阶段磷酸丙糖异构酶(5)醛缩酶(4)CH2OHCOCH2POCH2PPOCHOCHOHCHOHOHCH2POCH2PPOdihydroxyacetonephosphateglyceraldehyde-3-phosphate第二阶段总结：1、一分子六碳糖分解为2分子能够互变的磷酸丙糖。2、既不消耗ATP，也不生成ATP。3.放能(releasingenergy)——丙酮酸的生成3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括六步反应。3-磷酸甘油醛脱氢并磷酸化生成1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸脱磷酸,将其交给ADP生成ATP3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸……（6）……（7）……（8）(8)磷酸甘油酸变位酶(7)ATPADP磷酸甘油酸激酶(6)3-磷酸甘油醛脱氢酶NAD++PiNADH+H+2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)⑾自发……（9）烯醇化酶⑼H2O……（11）烯醇式丙酮酸自发转变为丙酮酸(pyruvate)……（10）⑽*ATPADP丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）将高能磷酸基交给ADP生成ATP第三阶段总结：3-磷酸甘油醛脱氢生成的NADH+H+用于丙酮酸还原为乳酸无氧条件通过穿梭作用进入呼吸链氧化有氧条件2、生成丙酮酸1、3、生成ATP1分子磷酸丙糖→2分子ATP1分子葡萄糖→2分子磷酸丙糖→4分子ATP（两次底物磷酸化）4．还原(reduction)—乳酸的生成利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+，以确保反应的继续进行。乳酸脱氢酶NAD+NADH+H+⑿糖酵解反应的全过程糖的无氧酵解途径全部反应过程无氧参与.糖酵解代谢途径可将一分子葡萄糖分解为2分子乳酸，净生成2分子ATP。糖酵解代谢途径有三个关键酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶）、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶。在糖酵解的过程中，所有物质都带有磷酸基团。糖酵解反应的特点:(二）糖酵解的调节糖酵解中大多数反应是可逆的。有3步反应是不可逆的，是糖酵解途径流量的3个调节点。催化这3步反应的酶分别受变构效应剂和激素的调节。6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶葡萄糖激酶或己糖激酶1、6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖激酶-1是调节糖酵解代谢途径的主要因素。ATP柠檬酸ADP、AMP1,6-双磷酸果糖2,6-双磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-16-phosphofructokinase-1-+1,6-双磷酸果糖丙酮酸激酶pyruvatekinaseATP丙氨酸(肝)-+2、丙酮酸激酶丙酮酸激酶是第二个重要调节点。3、葡萄糖激酶或己糖激酶己糖激酶受其反应产物6-磷酸葡萄糖的反馈抑制，葡萄糖激酶分子内不存在6-磷酸葡萄糖酶的变构部位,故不受6-磷酸葡萄糖的影响.长链脂酰CoA对其有变构抑制作用,这在饥饿时减少肝和其他组织摄取葡萄糖有一定意义.己糖激酶及葡萄糖激酶的变构剂G-6-P己糖激酶hexokinase长链脂酰CoA葡萄糖激酶glucokinase--(三)糖酵解的生理意义是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径；在无氧和缺氧条件下，作为糖分解供能的补充途径。在有氧条件下，作为某些组织细胞（如成熟的红细胞）主要的供能途径。形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；在病理情况下引起机体缺氧，组织细胞增强糖酵解获得能量。二、糖的有氧氧化葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成CO2和H2O，并释放出大量能量的过程称为糖的有氧氧化（aerobicoxidation)。葡萄糖丙酮酸乳酸缺氧有氧乙酰CoA三羧酸循环二、糖的有氧氧化绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。此代谢过程在细胞胞液和线粒体(cytoplasmandmitochondrion)内进行。。一分子葡萄糖(glucose)彻底氧化分解可产生36/38分子ATP。。糖的有氧氧化代谢途径可分为：葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脱羧和三羧酸循环三个阶段。TAC循环G（Gn）丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADP胞液线粒体（一）有氧氧化的反应过程糖的有氧氧化代谢途径可分为：葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脱羧和三羧酸循环三个阶段。1、葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸：葡萄糖2×丙酮酸＋2×(NADH+H+)胞液中酵解2×(ADP+Pi)2ATP此阶段在细胞胞液(cytoplasm)中进行，一分子葡萄糖(glucose)分解后净生成2分子丙酮酸(pyruvate)，2分子ATP，和2分子（NADH+H+）。2分子（NADH+H+）在有氧条件下可进入线粒体(mitochondrion)产能，共可得到2×2或者2×3分子ATP。故第一阶段可净生成6或8分子ATP。有氧氧化第一阶段的特点2、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA：丙酮酸进入线粒体(mitochondrion)，在丙酮酸脱氢酶系(pyruvatedehydrogenasecomplex)的催化下氧化脱羧生成乙酰CoA(acetylCoA)。丙酮酸脱氢酶系NAD++HSCoANADH+H++CO2*丙酮酸脱氢酶系由三种酶单体构成：丙酮酸脱羧酶（E1），硫辛酸乙酰基转移酶（E2），二氢硫辛酸脱氢酶（E3）。该多酶复合体有六种辅助因子：TPP，硫辛酸，NAD+，FAD，HSCoA和Mg2+。丙酮酸脱氢酶系NAD++H+丙酮酸脱羧酶FAD硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸脱氢酶CO2乙酰硫辛酸二氢硫辛酸NADH++H+TPP硫辛酸CoASHNAD+CH3-C-SCoAO由一分子葡萄糖氧化分解产生两分子丙酮酸，故可生成两分子乙酰CoA，两分子CO2和两分子（NADH+H+），可生成2×3分子ATP。反应不可逆；丙酮酸脱氢酶系是糖有氧氧化途径的关键酶。有氧氧化第二阶段特点3、三羧酸循环(tricarboxylic)三羧酸循环（柠檬酸循环或Krebs循环）是指在线粒体中，乙酰CoA首先与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，然后经过一系列的代谢反应，乙酰基被氧化分解，而草酰乙酸再生的循环反应过程。三羧酸循环在线粒体中进行。一分子乙酰CoA氧化分解后共可生成12分子ATP，故此阶段可生成2×12=24分子ATP。+柠檬酸合酶*H2OHSCoA⑴顺乌头酸酶⑵异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H++CO2⑶*α-酮戊二酸脱氢酶系NADH+H++CO2*NAD++HSCoA⑷琥珀酰CoA合成酶GTPGDP+Pi（H2O）⑸FADFADH2琥珀酸脱氢酶⑹H2O延胡索酸酶⑺NAD+NADH+H+苹果酸脱氢酶⑻草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A+三羧酸循环（1）循环反应在线粒体中进行，为不可逆反应。（2）每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙酰CoA。经过两次脱羧反应，生成两分子CO2。循环中有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。循环中有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。共生成12分子ATP。三羧酸循环中有三处消耗水。三羧酸