糖的分类及其结构

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1、目 录 糖(carbohydrates) ，其化学本质为多羟 醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。 糖的化学 （一）糖的概念（一）糖的概念 目 录 （二）糖的分类及其结构 根据其水解产物的情况，糖主要可分为根据其水解产物的情况，糖主要可分为 以下四大类。以下四大类。 单糖单糖 (monosacchride)(monosacchride) 寡糖寡糖 (oligosacchride)(oligosacchride) 多糖多糖 ( (polysacchridepolysacchride) ) 结合糖结合糖 ( (glycoconjugateglycoconjugate) ) 葡萄糖(glucose) 已

2、醛糖 果糖(fructose) 已酮糖 1. 单糖 不能再水解的糖。 目 录 半乳糖(galactose) 已醛糖 核糖(ribose) 戊醛糖 目 录 目 录 2. 寡糖 常见的几种二糖有 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 能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借 脱水缩合的糖苷键相连。 目 录 3. 多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。 常见的多糖有 淀 粉 (starch) 糖 原 (glycogen) 纤维素 (cellulose) 淀粉 是植物中养分的储存形式 淀粉颗粒 目 录 糖原 是动物体

3、内葡萄糖的储存形式 目 录 纤维素 作为植物的骨架 -1,4-糖苷键 目 录 目 录 4. 结合糖 糖与非糖物质的结合物。 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。 常见的结合糖有 目 录 第 一 节 概 述 IntroductionIntroduction 目 录 一、糖的生理功能一、糖的生理功能 1. 氧化供能 如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、 核苷等物质的原料。 3. 作为机体组织细胞的组成成分 这是糖的主要功能。 2. 提供合成体内提供合成体内其他物质的原料 如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。 目

4、 录 二、糖的消化与吸收 （一）糖的消化 人类食物中的糖主要有植物淀粉、动 物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖 等，其中以淀粉为主。 消化部位： 主要在小肠，少量在口腔 目 录 淀粉 麦芽糖+麦芽三糖 （40%） （25%） -临界糊精+异麦芽糖 （30%） （5%） 葡萄糖 唾液中的-淀粉酶 -葡萄糖苷酶 -临界糊精酶 消化过程 肠粘膜 上皮细胞 刷状缘 胃 口腔 肠腔 胰液中的-淀粉酶 目 录 食物中含有的大量纤维素，因人体 内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却 具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康 所必需。 目 录 （二）糖的吸收 1. 吸收部位 小肠上段 2. 吸收形式 单 糖 目 录

5、 ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵 小肠粘膜细胞 肠 腔 门静脉 3. 吸收机制 Na+依赖型葡萄糖转运体 (Na+-dependent glucose transporter, SGLT) 刷状缘 细胞内膜 目 录 4. 吸收途径 小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞 门静脉 肝脏 体循环 SGLT 各种组织细胞 GLUT GLUT：葡萄糖转运体 (glucose transporter)， 已发现有5种葡萄糖转运 体(GLUT 15)。 目 录 三、糖代谢的概况三、糖代谢的概况 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

6、 糖原合成 磷酸戊糖途径 核糖 + NADPH+H+ 淀粉 消化与吸收 ATP 目 录 第 二 节 糖的无氧分解 Glycolysis 目 录 一、糖酵解的反应过程 第一阶段 第二阶段 * 糖酵解(glycolysis)的定义 * 糖酵解分为两个阶段 * 糖酵解的反应部位：胞浆 在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的 过程称之为糖酵解。 由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之 为糖酵解途径(glycolytic pathway)。 由丙酮酸转变成乳酸。 目 录 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖 ATP ADP Mg2+ 己糖激酶 (hexokinase) Glu G-6-P F-

7、6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P) （一）葡萄糖分解成丙酮酸（一）葡萄糖分解成丙酮酸 目 录 哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同 工酶，分别称为至型。肝细胞中存在的 是型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的 特点是： 对葡萄糖的亲和力很低 受激素调控 目 录 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖 己糖异构酶 G

8、lu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 目 录 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 6-磷酸果糖激酶-1 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-

9、磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1) 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖(1, 6- fructose-biphosphate, F-1,6-2P) 目 录 1,6-双磷酸果糖 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 醛缩酶 (aldolase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯

10、醇式丙酮酸 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 + 目 录 磷酸丙糖的同分异构化 磷酸丙糖异构酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase) 3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 目 录 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛脱氢酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P A

11、TP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷酸甘油醛脱氢酶 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) 3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸 甘油酸 目 录 1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变成转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸

12、甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 在以上反应中，底物分子内部 能量重新分布，生成高能键，使ADP磷 酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷 酸化(substrate level phosphorylation) 。 1,3-二磷酸 甘油酸 3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase) 目 录 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸 变位酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-

13、磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase) 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 目 录 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶 (enolase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 2-磷酸甘油酸 + H2O 磷酸烯醇式

14、丙酮酸 (phosphoenolpyruvate, PEP) 目 录 ADP ATP K+ Mg2+ 丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羟丙酮 3-磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 目 录 (二) 丙酮酸转变成 乳酸 丙酮酸 乳酸 反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反 应中的 3-

15、磷酸甘油醛脱氢反应。 乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ 目 录 E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 NAD+ 乳 酸 糖酵解的代谢途径 GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2P ATP ADP ATPADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙 酮 酸 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 E2 E1 E3 NADH+H+ 目 录 糖酵解小结 反应部位：胞浆 糖酵解是一个不需氧的产能 过程 反应全过程中有三步不可逆 的反应 G G-6-P ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 目 录 产能的方式和数量 方式：底物水平磷酸化 净生成ATP数量：从G开始 22-2= 2ATP 从Gn开始 22-1= 3ATP 终产物乳酸的去路 释放入血，进入肝脏再进一步代谢。 分解利用 乳酸循环（糖异生） 目 录 果糖 己糖激酶 Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 丙酮酸 半乳糖 1-磷酸半乳糖 1-