糖类代谢

第七章代谢概述（代谢引论）第八/九章糖类代谢/生物氧化与氧化磷酸化第十章脂类代谢第十一章蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢第十二章核酸的酶促降解和核苷酸代谢第十三/十四章DNA/RNA的生物合成第十五/十六章蛋白质的生物合成/重组DNA技术细胞最基本的新陈代谢途径：第十七章代谢调节蛋白质核酸碳水化合物脂类生物大分子氨基酸核苷酸葡萄糖脂肪酸/甘油构件分子6-磷酸-葡萄糖丙酮酸共同降解物乙酰COA电子传递链氧化磷酸化代谢终产物含氮终产物ADPATPTCA循环H+e-o2+H2OCO2尿素循环第八章糖类代谢第一节生物体内的糖类第二节糖酵解第三节柠檬酸循环第四节磷酸戊糖途径第五节糖异生作用第六节双糖和多糖的降解与合成第八章糖类代谢第一节生物体内的糖类第二节糖酵解第三节柠檬酸循环第四节磷酸戊糖途径第五节糖异生作用第六节双糖和多糖的降解与合成第八章糖类代谢鼠李糖C6H12O5甲醛CH2O脱氧核糖C5H10O4乳酸C3H6O3乙酸C2H4O2第一节生物体内的糖类碳水化合物糖类的元素组成和化学本质：大多数糖类物质只由C、H、O三种元素组成，单糖的化学本质是多羟基的醛或酮。糖的分类：单糖、寡糖、多糖单糖：单糖是最简单的糖，不能再被水解成更小的糖单位。􀂙最小的单糖是三碳糖：甘油醛、二羟丙酮D系单糖和L系单糖寡糖：由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖类。􀂙初生寡糖：往往是游离的，如蔗糖、乳糖、麦芽糖。􀂙次生寡糖：主要作为结构成分。•多糖：由20个以上的单糖通过糖苷键连接而成的糖类。淀粉纤维素糖类的生物学功能作为生物体的结构成分作为生物体的主要能源作为合成其他物质的原料作为细胞识别的信息分子糖类的生物学功能作为生物体的结构成分作为生物体的主要能源作为合成其他物质的原料作为细胞识别的信息分子•多糖：由20个以上的单糖通过糖苷键连接而成的糖类。淀粉纤维素第二节糖酵解葡萄糖→······→丙酮酸蛋白质核酸碳水化合物脂类生物大分子氨基酸核苷酸葡萄糖脂肪酸/甘油构件分子6-磷酸-葡萄糖丙酮酸共同降解物乙酰COA电子传递链氧化磷酸化代谢终产物含氮终产物ADPATPTCA循环H+e-o2+H2OCO2尿素循环一.糖酵解的概念二.糖酵解的化学历程三.酵解过程中ATP的形成四.糖酵解的生物学意义五.糖酵解的调控六.丙酮酸的去向第二节糖酵解糖酵解即糖的发酵分解，是葡萄糖经1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油酸转变为丙酮酸，同时生成ATP的过程。是所有生物进行葡萄糖分解代谢所必经的公共通路，定位于细胞胞质。(EMP途径)+7.53二、糖酵解的生化历程（一）第一阶段:准备阶段1、葡萄糖的磷酸化（己糖激酶，反应不可逆）2、6-磷酸-葡萄糖的异构化（磷酸葡萄糖异构酶，羰基键从C1移到C2）3、6－磷酸-果糖的磷酸化（磷酸果糖激酶，反应不可逆）41,6-二磷酸-果糖的裂解（醛缩酶）5、磷酸丙糖的异构化（磷酸丙糖异构酶）第一阶段：准备阶段1（6C）2(3C)↓（二）第二阶段：产能阶段6、3－磷酸-甘油醛的氧化和磷酸化（3－磷酸-甘油醛脱氢酶，生成高能化合物）7、1,3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团（磷酸甘油酸激酶）8、3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸（磷酸甘油酸变位酶）9、2-磷酸甘油酸的脱水生成PEP（烯醇化酶，PEP是高能化合物）10、PEP生成烯醇式丙酮酸（丙酮酸激酶）11、烯醇式丙酮酸分子内重排（不需酶）第二阶段：2(3C)2丙酮酸↓↙NADH：还原型辅酶•它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得到的产物。总反应式：Glc+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸+2ATP+2(NADH+H+)+2H2O糖酵解：→1（6C）2(3C)→三.酵解过程中ATP的形成◆无氧条件：◆有氧条件：原核生物真核生物◆丙酮酸的无氧降解：☆乳酸发酵☆乙醇发酵乳酸发酵酒精发酵乳酸发酵乙醇发酵◆丙酮酸的无氧降解：☆乳酸发酵☆乙醇发酵氧化型辅酶的再生◆丙酮酸的无氧降解：三.酵解过程中ATP的形成◆无氧条件：◆有氧条件：原核生物真核生物进入电子传递链◆有氧条件下糖酵解过程中ATP的形成：Gln磷酸化-2ATP-2底物水平磷酸化22ATP42NADH22.5ATP5/3/2FADH2/21.5ATP7/5ATP原核生物真核生物四.糖酵解的生物学意义（1）糖酵解普遍存在于生物体内，是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径，其产物丙酮酸是无氧与有氧分解的交叉点。（2）是机体在缺氧环境下获取能量的有效方式。(3)提供合成反应的部分原料（碳骨架）。6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油酸磷酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸★★★★葡萄糖→3-磷酸甘油酸磷酸五.糖酵解的调控•磷酸果糖激酶★•己糖激酶•丙酮酸激酶•3-磷酸甘油醛脱氢酶五、糖酵解的调控底物前馈激活产物反馈抑制ATP的双重角色的协调？柠檬酸的抑制作用？糖酵解的调控六、丙酮酸的去向◆丙酮酸的无氧降解乳酸发酵乙醇发酵→三羧酸循环（TCA循环）◆丙酮酸的有氧降解蛋白质核酸碳水化合物脂类生物大分子氨基酸核苷酸葡萄糖脂肪酸/甘油构件分子6-磷酸-葡萄糖丙酮酸共同降解物乙酰COA电子传递链氧化磷酸化代谢终产物含氮终产物ADPATPTCA循环H+e-o2+H2OCO2尿素循环第三节柠檬酸循环(TCA循环三羧酸循环Krebs循环)一.丙酮酸氧化脱羧二.柠檬酸循环的历程三.柠檬酸循环中ATP的形成四.柠檬酸循环的生理意义五.柠檬酸循环的调控六.柠檬酸循环的回补反应第三节柠檬酸循环丙酮酸的有氧氧化包括两个阶段：•第一阶段：丙酮酸的氧化脱羧；（丙酮酸乙酰辅酶A，简写为乙酰CoA）•第二阶段：柠檬酸循环（乙酰CoAH2O和CO2，释放出大量的能量）一、丙酮酸的氧化脱羧乙酰CoA•是连接糖酵解和柠檬酸循环的中间环节，由丙酮酸脱氢酶系催化生成乙酰COA。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。丙酮酸的氧化脱羧：线粒体（基质）丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系E1：丙酮酸脱氢酶（脱羧酶）E2：二氢硫辛酸转乙酰基酶E3：二氢硫辛酸脱氢酶辅助因子：TPP；Mg2+；二氢硫辛酸；HS-CoA；NAD+；FAD。＋二、柠檬酸循环的反应历程？丙酮酸脱氢酶系草酰乙酸柠檬酸苹果酸异柠檬酸延胡索酸a-酮戊二酸琥珀酸琥珀酰辅酶A乙酰CoATCAcycle催化式循环1、乙酰基的进入：草酰乙酸柠檬酸二、柠檬酸循环的历程柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸2.连续两次氧化脱羧：（第一次氧化脱氢）异柠檬酸a-酮戊二酸（第二次氧化脱氢）琥珀酰COA3.草酰乙酸的再生：（唯一一次底物水平磷酸化）GTP→ATP琥珀酸（第三次氧化脱氢）延胡索酸★L-苹果酸（第四次氧化脱氢）草酰乙酸柠檬酸循环草酰乙酸异柠檬酸琥珀酸辅酶A延胡索酸苹果酸乙酰辅酶Aa-酮戊二酸丙酮酸三.柠檬酸循环中ATP的形成四、柠檬酸循环的生理意义：物质与能量代谢的中心枢纽！柠檬酸循环的生理意义1.生物体能量供给的主要来源。2.是营养物质氧化的最终途径；是三大代谢的中心枢纽。3.为生物合成提供部分碳骨架。柠檬酸循环的调控？草酰乙酸柠檬酸苹果酸异柠檬酸延胡索酸a-酮戊二酸琥珀酸琥珀酰辅酶A乙酰CoATCAcycle丙酮酸五.柠檬酸循环的调控柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶a-酮戊二酸脱氢酶系☆丙酮酸脱氢酶系☆柠檬酸合酶☆异柠檬酸脱氢酶☆a-酮戊二酸脱氢酶系三羧酸循环的调控位点：→→←↖底物前馈激活产物反馈抑制胞内信号分子蛋白质核酸碳水化合物脂类生物大分子氨基酸核苷酸葡萄糖脂肪酸/甘油构件分子6-磷酸-葡萄糖丙酮酸共同降解物乙酰COA电子传递链氧化磷酸化代谢终产物含氮终产物ADPATPTCA循环H+e-o2+H2OCO2尿素循环催化式循环草酰乙酸↘一.丙酮酸氧化脱羧二.柠檬酸循环的历程三.柠檬酸循环中ATP的形成四.柠檬酸循环的生理意义五.柠檬酸循环的调控六.檬酸循环的回补反应第三节柠檬酸循环草酰乙酸1.丙酮酸草酰乙酸丙酮酸+CO2+ATP丙酮酸羧化酶草酰乙酸+ADP+Pi2.磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸3.丙酮酸苹果酸草酰乙酸4.谷氨酸、天冬氨酸转氨作用六.柠檬酸循环的回补反应三羧酸循环的调控↓蛋白质核酸碳水化合物脂类生物大分子氨基酸核苷酸葡萄糖脂肪酸/甘油构件分子6-磷酸-葡萄糖丙酮酸共同降解物乙酰COA电子传递链氧化磷酸化代谢终产物含氮终产物ADPATPTCA循环H+e-o2+H2OCO2尿素循环种子萌发？能量？营养？氧气？第一节生物体内的糖类第二节糖酵解第三节柠檬酸循环第四节磷酸戊糖途径第五节糖异生作用第六节双糖和多糖的降解与合成第八章糖类代谢第四节磷酸戊糖途径(磷酸)己糖支路；磷酸葡萄糖酸途径；PPP途径；HMP途径。一、反应历程二、生理意义三、调控位点磷酸戊糖途径：葡萄糖在细胞质中直接氧化脱羧，并以磷酸戊糖和还原力（NADPH）为重要中间产物的有氧呼吸途径。一、反应历程：1.不可逆的氧化阶段——还原力(NADPH)的生成2.可逆的非氧化阶段——碳骨架的转化Looksfamiliar?还原力的生成↙↙↘6-P-葡萄糖6-P-葡萄糖酸内酯6-P-葡萄糖酸5-P-核酮糖5-P-核糖碳骨架的可逆转化6C3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖★★★★★★★★★6-磷酸葡萄糖(GAP)磷酸戊糖途径6-P-G+7H2O+12NADP+6CO2+12(NADPH+H+)+Pi磷酸戊糖途径总反应式：磷酸戊糖途径的特点：（1）葡萄糖直接脱羧脱氢，不经三碳糖阶段。（2）NADP+作为氢的受体。（3）一分子葡萄糖彻底氧化经6次循环产生6分子CO2，12分子NADPH。（4）PPP在胞液中进行。二、生理意义：1、生成大量的还原力(NADPH)从而驱动还原性的生物合成。2、产生大量的各种碳骨架用于合成代谢同时成为各种代谢底物的转化桥梁。3、通过3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖连接糖酵解和TCA循环从而适应环境的不同变化。4.PPP途径与植物的光合作用密切相关。三、调控位点：6-磷酸葡萄糖脱氢酶受NADPH的别构抑制。第四节磷酸戊糖途径PPP途径；(磷酸)己糖支路；磷酸葡萄糖酸途径；HMP途径。一、反应历程二、生理意义三、调控位点第一节生物体内的糖类第二节糖酵解第三节柠檬酸循环第四节磷酸戊糖途径第五节糖异生作用第六节双糖和多糖的降解与合成第八章糖类代谢第五节、葡萄糖异生作用由非糖物质合成葡萄糖的过程。6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油酸磷酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸★★★葡萄糖→3-磷酸甘油酸磷酸糖酵解的历程←羧化酶↖羧化激酶↙磷酸酯酶↙磷酸酯酶葡萄糖异生作用与糖酵解作用可互补调节1、丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸•丙酮酸羧化酶（pyruvatecarboxylase）丙酮酸草酰乙酸PEP羧激酶（PEPcarboxykinase）草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸2、果糖二磷酸酯酶3、6-磷酸葡萄糖酯酶•二磷酸果糖酯酶（fructose-1,6-diphosphatase）1，6二磷酸果糖6-磷酸果糖•6-磷酸葡萄糖酯酶（glucose-6-phosphatese）6-磷酸葡萄糖葡萄糖Glc主要的非糖前体：乳酸、氨基酸类、甘油主要的进入点：丙酮酸、草酰乙酸、磷酸二羟丙酮能量消耗：高度耗能葡萄糖异生作用可立式循环：应急状态供能(Cori循环)葡萄糖异生作用的调控：1、丙酮酸羧化酶2、二磷酸果糖酯酶糖酵解与糖异生的交互调控：两种磷酸果糖激酶（PFK-1、PFK-2）PFK-2是双功能酶2,6-二磷酸果糖PFK-2PFK-1葡萄糖浓度降低cAMP升高激活蛋白激酶APFK-2是双功能酶高低丙酮酸羧化酶丙酮酸脱氢酶复合体葡萄糖异生作用的生物学意义：1、动物体：保持血糖浓度2、充分利用无氧代谢产生的乳酸3、植物体：脂肪转化为糖第一节生物体内的糖类第二节糖酵解第三节柠檬酸循环第四节磷酸戊糖途径第五节糖异生作用第六节双糖和多糖的降解与合成第八章糖类代谢蛋白质核酸碳水化合物脂类生物大分子氨基酸核苷酸葡萄糖脂肪酸/甘油构件分子6-磷酸-葡萄糖丙酮酸共同降解物乙酰COA电子传递链氧化磷酸化代谢终产物含氮终产物AD