1、 5 5 糖类分解代谢糖类分解代谢5.1 5.1 新陈代谢概论新陈代谢概论5.2 5.2 生物体内的糖类生物体内的糖类5.35.3 双糖和多糖的酶促降解双糖和多糖的酶促降解5.4 5.4 糖酵解糖酵解5.5 5.5 三羧酸循环三羧酸循环5.6 5.6 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径5.1 5.1 新陈代谢概述新陈代谢概述一、一、新陈代谢新陈代谢概念概念二、新陈代谢的二、新陈代谢的研究方法研究方法5.2 5.2 生物体内的糖类生物体内的糖类( (简介简介) )一、糖类的一、糖类的生物学作用生物学作用二、糖的分类二、糖的分类1 1、重要的、重要的单糖单糖及及衍生物衍生物2 2、重要的、重要的寡糖寡糖3
2、3、重要的、重要的多糖多糖三、三、复合糖复合糖 蔗糖蔗糖 + H+ H2 2O O 葡萄糖葡萄糖 + + 果糖果糖 5.3 5.3 双糖和多糖的酶促降解双糖和多糖的酶促降解一、蔗糖的水解一、蔗糖的水解蔗糖的水解主要通过两种酶：蔗糖的水解主要通过两种酶：转化酶转化酶蔗糖酶蔗糖酶 蔗糖蔗糖+UDP 果糖果糖+UDPG蔗糖合成酶蔗糖合成酶3.3. R-R-酶酶( (脱支酶）脱支酶）4.4. 麦芽糖酶麦芽糖酶 两种淀粉酶性质的比较两种淀粉酶性质的比较 -淀粉酶淀粉酶 不耐酸，不耐酸，pH3pH3时失活时失活 耐高温，耐高温，7070 C C时时1515分分钟仍保持活性钟仍保持活性 广泛分布于动植物和广
3、泛分布于动植物和微生物中。微生物中。 在种子萌发时诱导合在种子萌发时诱导合成。成。 - -淀粉酶淀粉酶 耐酸，耐酸，pH3pH3时时仍保持活性仍保持活性 不耐高温，不耐高温，7070 C15C15分钟分钟失活失活 主要存在植物体中主要存在植物体中 存在于休眠种子或大豆存在于休眠种子或大豆种子及块根、块茎等器种子及块根、块茎等器官中。官中。 水解水解-1-1，6 6糖苷键糖苷键，将，将及及- -淀粉酶作用淀粉酶作用支链淀粉最后留下的支链淀粉最后留下的极限糊精的分支点水解极限糊精的分支点水解，产，产生短的只含生短的只含-1-1，4 4糖苷键的糊精，使之可进一糖苷键的糊精，使之可进一步被步被及及-
4、-淀粉酶淀粉酶降解。降解。 3、R-酶酶(脱支酶脱支酶-debranching enzyme） l 催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最后一步。后一步。u 淀粉的彻底水解需要上述水解酶的共同作用，淀粉的彻底水解需要上述水解酶的共同作用，其最终产物是其最终产物是葡萄糖。葡萄糖。4、麦芽糖酶、麦芽糖酶（二）淀粉的磷酸解（二）淀粉的磷酸解 磷酸化酶磷酸化酶 转移酶与脱支酶转移酶与脱支酶l 催化淀粉催化淀粉非还原末端非还原末端的葡萄糖残基转移给的葡萄糖残基转移给P P，生成，生成G-1-P,G-1-P,同时产生一个新的非还原末端，重复上述过程。同时产生一个新的非
5、还原末端，重复上述过程。 直链淀粉直链淀粉 G-1-PG-1-P 支链淀粉支链淀粉 G-1-P + G-1-P + 磷酸化酶极限糊精磷酸化酶极限糊精磷酸化酶极限糊精：磷酸化酶极限糊精：磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解，磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解，只能降解到距分支点只能降解到距分支点4 4个葡萄糖残基个葡萄糖残基为止，留下一个大而为止，留下一个大而有分支的多糖链，即有分支的多糖链，即 1、磷酸化酶、磷酸化酶( (寡聚寡聚(1,41,4)(1,41,4)葡聚糖转移酶葡聚糖转移酶) ) 磷酸化酶、转移酶、脱支酶共同作用将支磷酸化酶、转移酶、脱支酶共同作用将支链淀粉彻底降解为链淀粉彻底降解为G-1-
6、PG-1-P。转移酶转移酶磷酸化酶磷酸化酶G-1-P2、转移酶与脱支酶转移酶与脱支酶脱支酶脱支酶NRE三、糖原的降解三、糖原的降解 糖原降解糖原降解主要有糖原主要有糖原磷酸化酶磷酸化酶(a活化态、活化态、b失活态失活态)、转移酶转移酶和和脱支酶脱支酶催化进行。催化进行。 糖原糖原 +Pi 糖原糖原 + G-1-P （ n残基）残基） （n-1残基）残基） 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶G-6-PG-6-P肝脏肝脏G+Pi肌肉肌肉G-1-P进入糖酵解途径5.4 5.4 糖酵解糖酵解一、一、概述概述二、二、糖酵解糖酵解（EMPEMP）三、丙酮酸的三、丙酮酸的去路去路：无氧
7、降解和有氧降解途径：无氧降解和有氧降解途径四、四、三羧酸循环三羧酸循环（TCATCA）五、五、磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径（PPPPPP）六、六、糖的异生糖的异生七、七、乙醛酸循环乙醛酸循环光合作用光合作用水水解解二、二、 糖酵解（糖酵解（glycolysis） 定义：定义：糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATPATP生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。解的途径。 在糖酵解途径的研究中，在糖酵解途径的研究中，Embden,MeyerhofEmbden,Meyerhof, ,ParnasParn
8、as等人贡献最多，故糖酵解途径也称作等人贡献最多，故糖酵解途径也称作Embden-Embden-Meyethof-ParnasMeyethof-Parnas途径，简称途径，简称途径。途径。 细胞定位：细胞定位：在细胞质中进行。在细胞质中进行。EMP的化学历程 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸第第一一阶阶段段第第二二阶阶
9、段段第第三三阶阶段段葡萄糖葡萄糖葡萄糖的磷酸化葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解磷酸己糖的裂解丙酮酸和丙酮酸和ATP的生成的生成EMP的化学历程的化学历程第一阶段：葡萄糖的磷酸化第一阶段：葡萄糖的磷酸化ATP ADPATPADP已糖激酶已糖激酶磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶磷酸已糖磷酸已糖异构酶异构酶消耗消耗ATP消耗消耗ATP第第1步步第第2步步第第3步步细胞定位：细胞定位：不可逆反应不可逆反应第二阶段：第二阶段： 磷酸己糖的裂解磷酸己糖的裂解醛缩酶醛缩酶磷酸丙糖磷酸丙糖异构酶异构酶第第4步步第第5步步第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成的生成NAD+ N
10、ADH+H+ PiADP ATPH2OMg2+或或Mn2+ATP ADP 丙酮酸丙酮酸PEP丙酮酸激酶丙酮酸激酶3-磷酸甘油磷酸甘油醛脱氢酶醛脱氢酶磷酸甘油磷酸甘油酸激酶酸激酶磷酸甘磷酸甘油酸变油酸变位酶位酶烯醇化酶烯醇化酶产生还产生还原力原力产生产生ATP产生产生ATP分子内歧化反应，分子内歧化反应，产生高能磷酸键产生高能磷酸键Mg2+或或K+第第6步步第第7步步第第8步步第第9步步第第10步步Pi糖酵解途径糖酵解途径葡萄糖葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ 2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O途径的特点途径的特点1、三个不可逆的反应和三个限速酶：、三个不可逆的反应和三
11、个限速酶：己糖激酶己糖激酶； 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶； 丙酮酸激酶丙酮酸激酶。2、 糖酵解能量收支平衡总结：糖酵解能量收支平衡总结： 从葡萄糖到丙酮酸最终可净生成多少从葡萄糖到丙酮酸最终可净生成多少ATP？ 答：答：6个个 或或 8个个ATP 因为因为EMPEMP途径净生成：途径净生成： 2ATP2ATP 2NADH 6ATP 2NADH 6ATP 或或 4ATP4ATP1 1分子分子NADHNADH真核生物体内放出真核生物体内放出2 2个个ATPATP；原核生物体内放出原核生物体内放出3 3个个ATPATP3、一次脱氢、一次脱氢(NADH)和两处底物水平磷酸化：和两处底物水平磷酸化： 在底
12、物氧化过程中，将底物分子中的高能在底物氧化过程中，将底物分子中的高能磷酸基团直接转移给磷酸基团直接转移给ADP，偶联生成，偶联生成ATP的反的反应称为应称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化4、三个调控位点及相应调节物、三个调控位点及相应调节物6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸磷酸甘油甘油醛醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶己己糖激酶糖激酶AMPAMPG-6-PG-6
13、-PATPATP + +- -F-2,6-BF-2,6-BP PAMPAMP+ +- -柠檬酸柠檬酸NADHNADHATPATP H H+ +ATPATPAlaAla乙酰乙酰CoACoAF-1,6-BPF-1,6-BP- -+ +最重要的最重要的限速酶限速酶果糖果糖-2,6-二磷酸对磷酸果糖激酶的调节二磷酸对磷酸果糖激酶的调节PFK2/FBPase2 途径途径生物学意义生物学意义 是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径；共同途径； 通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能量；量； 形成多种重要的中间产物，为氨
14、基酸、脂类合形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；成提供碳骨架； EMPEMP在糖与非糖物质的相互转变过程中起着重在糖与非糖物质的相互转变过程中起着重要作用。为糖异生提供基本途径。要作用。为糖异生提供基本途径。三、丙酮酸的去路三、丙酮酸的去路（有氧有氧）（无氧无氧）葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA三羧酸三羧酸循环循环（有氧或无氧）（有氧或无氧）丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA糖酵解途径糖酵解途径三羧酸三羧酸循环循环（有氧或无氧）（有氧或无氧）线粒体基质中线粒体基质中细胞质中细胞质中细胞质中细胞质中是连接是连接EMP途途径和径和TC
15、A循环循环的中心环节的中心环节(一一)丙酮酸的无氧降解丙酮酸的无氧降解COOHC=OCH3丙酮酸丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰乙酰CoACoA三羧酸三羧酸循环循环 NAD+ NADH+H+CO2CoASH（EMP）葡萄糖葡萄糖 丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系(二二)丙酮酸的有氧氧化丙酮酸的有氧氧化2、丙酮酸脱氢酶系、丙酮酸脱氢酶系=3个酶个酶+6个辅因子个辅因子(1)E1(1)E1：丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶，焦磷酸硫胺素，焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)，MgMg2+2+(2)E2(2)E2：硫辛酸乙酰转移酶硫辛酸乙酰转移酶，硫辛酸，硫辛酸， CoACoA-SH-SH(3)E3(3)E3：二氢
16、硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶，NADNAD+ +、FADFAD1、细胞定位：、细胞定位：在真核细胞的线粒体基质中进行的。丙在真核细胞的线粒体基质中进行的。丙酮酸脱氢酶系分布在植物的线粒体膜上。酮酸脱氢酶系分布在植物的线粒体膜上。高能高能键键丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系NADNAD+ + +H+H+ +丙酮酸丙酮酸脱羧酶脱羧酶FADFAD硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰转移酶转移酶二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶COCO2 2乙酰二氢乙酰二氢硫辛酸硫辛酸二氢硫辛酸二氢硫辛酸NADH+HNADH+H+ +TPPTPP硫辛酸硫辛酸CoASHCoASHNADNAD+ +CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoAO O羟乙基羟乙基COOH总结：总结：总结：总结：硫辛酸起着氢载体作用和酰基载体作用硫辛酸起着氢载体作用和酰基载体作用硫辛酸，硫辛酸乙酰转移酶硫辛酸，硫辛酸乙酰转移酶(E2)的辅基的辅基硫辛酸的氢载体作用和酰基载体作用硫辛酸的氢载体作用和酰基载体作用氧化型硫辛酸氧化型硫辛酸SSCCC(CH2)4COO-SHSCCC(CH2)4COO-乙酰二氢硫辛酸乙酰二氢硫辛酸-2H二氢硫辛酸二氢硫辛酸HSHSCCC(CH2)4COO-二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶硫辛酸乙酰转移酶硫辛酸乙酰转移酶FAD、NAD+CoA乙酰乙酰CoA
