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生物化学糖代谢

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2024-12-19 21:25

生物化学糖代谢第1页，共33页，2023年，2月20日，星期一新陈代谢同化作用异化作用中间代谢小分子物质合成大分子的需能过程

大分子分解成简单小分子的放能过程

第2页，共33页，2023年，2月20日，星期一

1234糖代谢概述糖原的代谢糖酵解柠檬酸循环磷酸戊糖通路糖异生糖代谢与其他代谢关系Top第3页，共33页，2023年，2月20日，星期一

C、H、O糖光合作用形成单糖/双糖/多糖/结合糖多羟基醛多羟基酮第一节糖类的一般概况1.单糖：不能再水解的糖，葡萄糖，果糖，核糖等。2.双糖：由两个相同或不同的单糖组成,乳糖、蔗糖等.3.多糖：水解产物含6个以上单糖，淀粉、糖原、纤维素等。4.结合糖：糖与非糖物质的结合物糖脂，糖蛋白。第4页，共33页，2023年，2月20日，星期一

1.1糖的生理功能Sugar能源碳源组织成份其他物质动物机体主要的能源和碳源提供70%的能量，神经系统、胎儿和乳的合成消耗更多的葡萄糖为氨基酸和脂肪合成提供C的来源。构成组织细胞的成份核酸中的核糖，结缔组织中的蛋白多糖，细胞膜上的糖脂和糖蛋白等。转变为其他物质

为脂类和蛋白质合成提供碳架；作为细胞识别的信息分子。第5页，共33页，2023年，2月20日，星期一

来源饲料糖异生糖原分解去路氧化供能贮存能量提供碳源脂类蛋白质葡萄糖1.2糖的来源和去路第6页，共33页，2023年，2月20日，星期一糖原（glycogen）由许多葡萄糖缩合成的支链多糖（支链比支链淀粉多）。是动物体内糖的贮存形式,有“动物淀粉”之称。很易降解为葡萄糖，为各项生理活动提供能量。其意义在于当机体需要葡萄糖时它可以迅速被动用以供急需。

主要部位：肝脏，肌肉是贮存糖原的主要组织器官，肌糖原主要供肌肉收缩时能量的需要，肝糖原则是血糖的重要来源。

第二节糖原的合成与分解第7页，共33页，2023年，2月20日，星期一2.1糖原合成葡萄糖葡萄糖6-Pi己糖激酶/Mg+1ATP葡萄糖1-PiADP/Pi磷酸葡萄糖变位酶2UTPUDPG焦磷酸化酶3葡萄糖UDP糖原合成酶41-4糖苷键1-6糖苷键第8页，共33页，2023年，2月20日，星期一

过多摄入的葡萄糖可以通过合成糖原贮存在肝和肌肉中.但是每个葡萄糖分子都首先要磷酸化成为葡萄糖-6-P，再异构成葡萄糖-1-P，后着再进一步活化为尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)。再在糖原引物的非还原端逐个加上葡萄糖基，同时释放出UDP，糖原合成酶是这个反应的关键酶。糖原的分支由分支酶催化形成.糖原合成过程第9页，共33页，2023年，2月20日，星期一磷酸化酶转移酶脱支酶2.2糖原分解第10页，共33页，2023年，2月20日，星期一在磷酸化酶催化下糖原被磷酸解生成葡萄糖-1-磷酸,其分支由脱支酶催化水解脱去,生成葡萄糖第11页，共33页，2023年，2月20日，星期一糖的氧化分解途径

水解成葡萄糖磷酸化酶葡萄糖变位酶葡萄糖6磷酸肝脏第12页，共33页，2023年，2月20日，星期一

第三节糖的氧化分解乳酸甘油醛3磷酸果糖二磷酸葡萄糖磷酸化葡萄糖丙酮酸ATP糖无氧分解第13页，共33页，2023年，2月20日，星期一

酵解是在无氧或缺氧的条件下，葡萄糖或糖原分解成乳酸并且有能量（ATP）释放的过程。总反应为:葡萄糖乳酸+能量

酵解途径的酶系存在于胞液中。3.1糖无氧分解第14页，共33页，2023年，2月20日，星期一糖酵解的概述

机体的生存需要能量，机体内主要提供能量的物质是ATP。

ATP的形成主要通过两条途径：一条是由葡萄糖彻底氧化为CO2和水，从中释放出大量的自由能形成大量的ATP。另外一条是在没有氧分子参加的条件下，即无氧条件下，由葡萄糖降解为丙酮酸，并在此过程中产生2分子ATP。第15页，共33页，2023年，2月20日，星期一CCCCCC6-PiATPADP/Pi生成葡萄糖-6-磷酸1生成果糖-6-磷酸2ATPADP/Pi1-Pi生成果糖-1，6-二磷酸

3甘油3-磷酸/二羟丙酮磷酸

4第一阶段葡萄糖（6C）断裂变为2个磷酸丙糖（3C）

注意，这个过程消耗了2个ATP分子第16页，共33页，2023年，2月20日，星期一

糖酵解过程的第一个限速酶⑴葡萄糖磷酸化生成葡萄糖6-磷酸糖酵解阶段1ATPADP已糖激酶Mg2+第17页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑵葡萄糖6-磷酸异构化为果糖6-磷酸

糖酵解阶段1磷酸葡萄糖异构酶第18页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑶果糖6-磷酸再磷酸化为果糖1,6-二磷酸糖酵解过程的第二个限速酶糖酵解阶段1Mg2+ATPADP磷酸果糖激酶第19页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑷磷酸丙糖的生成磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛

糖酵解阶段1醛缩酶(5)反应倾向生成磷酸甘油醛,往下以2分子甘油醛-3-P作为底物进行第20页，共33页，2023年，2月20日，星期一

上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶段。酵解的准备阶段包括两个磷酸化步骤由六碳糖裂解为两分子三碳糖，最后都转变为甘油醛3-磷酸。在准备阶段中，并没有从中获得任何能量，与此相反，却消耗了两个ATP分子。以下的5步反应包括氧化—还原反应、磷酸化反应。这些反应正是从甘油醛3-磷酸提取能量形成ATP分子。第21页，共33页，2023年，2月20日，星期一CCC3-PiCCC3-Pi生成甘油醛1，3-二磷酸1NADHPO4

2-NADHPO4

2-1-Pi1-PiNADHNADHATPATP生成甘油酸3-磷酸2生成甘油酸2-磷酸3ADP/PiADP/Pi生成烯醇式丙酮酸磷酸4ATPATP生成烯醇式丙酮酸5生成丙酮酸6

第二阶段生成丙酮酸在这个阶段发生了氧化反应（生成NADH）和第一次形成了高能键，共产生了4个ATP分子第22页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑹甘油醛3-磷酸氧化为甘油酸1,3-二磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛3-磷酸脱氢酶糖酵解中唯一的脱氢反应+NADH+H+NAD+HPO4

2-OPO3

2-糖酵解阶段2第23页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑺甘油酸1,3-二磷酸转变为甘油酸3-磷酸甘油酸3-磷酸这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应甘油酸1,3-二磷酸OPO3

2-糖酵解阶段2Mg2+ATPADP甘油酸3-磷酸激酶第24页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑻甘油酸3-磷酸转变为甘油酸2-磷酸甘油酸3-磷酸磷酸甘油酸变位酶甘油酸2-磷酸糖酵解阶段2第25页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑼甘油酸2-磷酸脱水

形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）

磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）甘油酸2-磷酸烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O氟化物能与Mg2+络合而抑制此酶活性糖酵解阶段2第26页，共33页，2023年，2月20日，星期一Mg2+,K+⑽磷酸烯醇式丙酮酸

转变为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸

烯醇式丙酮酸糖酵解过程的第三个限速酶也是第二次底物水平磷酸化反应糖酵解阶段2丙酮酸激酶(PK)ATPADP第27页，共33页，2023年，2月20日，星期一⑾烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)自发进行

丙酮酸(pyruvate)糖酵解阶段2第28页，共33页，2023年，2月20日，星期一第三阶段丙酮酸还原成乳酸甘油醛3-磷酸氧化为甘油酸1,3-二磷酸第29页，共33页，2023年，2月20日，星期一无氧条件丙酮酸NADH有氧条件乳酸丙酮酸进一步被氧化分解

NADH经呼吸链生成水

第30页，共33页，2023年，2月20日，星期一乳酸氧化为二氧化碳和水

丙酮酸糖异生合成肝糖原或葡萄糖

NDAH第31页，共33页，2023年，2月20日，星期一乳酸乙醇NADH脱羧酶NADH乳酸发酵乙醇脱