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1、糖 代 谢第 八 章第 一 节 概述n糖的化学糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。 糖的概念 糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，糖主要可分为 以下四大类:l l单糖单糖 (monosacchride)(monosacchride)l l寡糖寡糖 (oligosacchride)(oligosacchride)l l多糖多糖 ( (polysacchridepolysacchride) )l l结合糖结合糖 ( (glycoconjugateglycoconjugate) )葡萄糖(glucose) （已醛糖）果糖(fructose)
2、 （已酮糖）l单糖不能再水解的糖。半乳糖(galactose) （已醛糖）核糖(ribose) （戊醛糖）l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。l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 糖原是动物体内葡萄糖的储存形式。纤维素作为植物的骨架。-1,4-糖苷键l结合糖糖与非糖物质的结合物。糖脂 (glyc
3、olipid)：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：一、糖的功能1、供能物质2、结构成分3、合成原料4、细胞识别5、代谢调节6、其它作用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，少量在口腔二、糖的消化淀粉 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 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
4、利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。三、糖的吸收1. 吸收部位小肠上段 2. 吸收形式 单 糖 G Na+ 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 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)。四、糖代谢的概况 葡萄糖 糖酵解途径 丙酮酸 有氧 无氧 H2O及CO2 乳酸 糖异生
5、乳酸、氨基酸、甘油 糖原 肝糖原分解 糖原合成 磷酸戊糖途径 核糖+ NADPH+H+淀粉 消化与吸收 ATP 三羧酸循环糖无氧分解糖酵解糖有氧氧化第 二 节糖的分解代谢一、糖的无氧分解 第一阶段 第二阶段糖酵解(glycolysis)的定义糖酵解的反应部位：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。 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-6-P F-1,6-2PATP
6、 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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P)己糖激酶 (hexokinase)（一）糖酵解反应过程1糖酵解途径ATPATPADPADP 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖 己糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP磷
7、酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P) 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-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP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)1,6-双磷酸果糖
8、 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 醛缩酶 (aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 + 磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶 (phosphot
9、riose isomerase)3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 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GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP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 1,3-1,3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸
10、ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸1,3-二磷酸 甘油酸3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase) 在这步反应中，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。 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸 变位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘
11、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+ADPATPADPATP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 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶 (enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸 + H2O磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvat
12、e, PEP)ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶 (pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP1,3-二磷酸甘油酸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+ADPATPADPATP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 2、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-磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-
13、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 ATPADP1,3-二磷酸甘油酸 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 E2E1E3NADH+H+ 转至糖酵解小 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 产能的方式和数量方式
14、：底物水平磷酸化净生成ATP数量：22-2= 2ATP 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）果糖己糖激酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATP ADP丙酮酸半乳糖1-磷酸半乳糖1-磷酸葡萄糖半乳糖激酶变位酶甘露糖6-磷酸甘露糖己糖激酶变位酶除葡萄糖外，其它己糖 也可转变成磷酸己糖而进入 酵解途径。 （二）糖酵解的生理意义1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能 途径。 无线粒体的细胞，如：红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞葡萄糖-乳酸自由能降低196KJ，2x30.5/196
15、=31%关键酶 己糖激酶 6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 调节方式 变构调节 共价修饰调节 （三）糖酵解的调节（四）糖酵解异常（五）多元醇途径糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。部位：胞液及线粒体 二、有氧氧化途径第一阶段：氧化分解为丙酮酸 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环及氧 化磷酸化 G丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循环 胞液 线粒体 概况丙酮酸 乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体 总反应式: H（一）葡萄糖氧化分解为丙酮酸 （二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸
