生物化学合工大第八章糖代谢.pptx

生物化学合工大第八章糖代谢第1页/共119页第2页/共119页一、糖代谢总论糖代谢包括分解代谢和合成代谢。动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程。第3页/共119页糖与多糖糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物；糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖；在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。第4页/共119页1.单糖的结构重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。?-D-呋喃果糖?-D-吡喃甘露糖?-D-吡喃半乳糖?-D-吡喃葡萄糖第5页/共119页CH2OHO12OHOCH2O24CH2OH32.寡糖（二糖）蔗糖葡萄糖-?，?（1?2）果糖苷第6页/共119页CH2OHCH2OHOO11432O41OH乳 糖 麦芽糖葡萄糖-?（1?4）半乳糖苷第7页/共119页3. 多糖(1)淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉）直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡萄糖分子，以?（1?4）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。支链淀粉中除了?（1?4）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在?（1?6）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。第8页/共119页(2)纤维素由葡萄糖以?（1?4）糖苷键连接而成的直链，不溶于水。(3)几丁质（壳多糖）N-乙酰-D-葡萄糖胺，以?（1?4）糖苷键缩合而成的线性均一多糖。(4)杂多糖糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）透明质酸硫酸软骨素硫酸皮肤素硫酸角质素肝素第9页/共119页糖原第10页/共119页二、多糖和寡聚糖的酶促降解概述 多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，生产中常称为糖化。2. 淀粉3.淀粉水解 淀粉 糊精 寡糖 麦芽糖G 第11页/共119页淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶， 二者只能水解淀粉中的α-1，4糖苷键，水解产物为麦芽糖。α-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖键。β淀粉酶只能从非还原端开始水解。水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是α-1，6糖苷键酶。淀粉水解的产物为糊精和麦芽糖的混合物。第12页/共119页还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键第13页/共119页三、糖的无氧降解及厌氧发酵糖酵解途径(glycolysis)（Embden Meyerhof Parnas EMP）（一）定义：在无氧的条件下，葡萄糖或糖原分解成丙酮酸，并释放少量能量的过程称为糖的无氧分解。这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似，又称为糖酵解，简称EMP途径。（二）反应部位：细胞液（胞浆）第14页/共119页 （三）EMP途径的生化历程—三个阶段第15页/共119页第一阶段：1、葡萄糖的磷酸化PPATPATPADPADPATP 葡萄糖6-磷酸葡萄糖己糖激酶是糖酵解途径的第一个关键酶第16页/共119页2、磷酸己糖异构化第17页/共119页3、1,6-二磷酸果糖的生成PPATPATPADP磷酸果糖激酶是糖酵解途径的第二个关键酶,并且是限速酶第18页/共119页1，6－二磷酸果糖6－磷酸葡萄糖6－磷酸果糖葡萄糖磷酸己糖异 构 酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶己糖激酶己糖激酶ATPADPATPATPATP磷酸果糖变 位 酶磷酸化酶糖 原1－磷酸葡萄糖ADP第19页/共119页HCH2OPCOHHOCHCHOCOHCH2OP第二阶段：4、1,6-二磷酸果糖的裂解3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮1,6-二磷酸果糖第20页/共119页5、磷酸丙糖的同分异构化相当于1,6-二磷酸果糖裂解为两分子的3-磷酸甘油醛。第21页/共119页COO～CHOCHOHCHOHHHCH2OCH2OPP第三阶段：6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸P+NAD++Pi+NADH+H+1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛这是糖酵解过程中唯一一步脱氢反应第22页/共119页7、高能磷酸基团的转移+ ATPATP+ ADP糖酵解中第一次底物水平磷酸化，1分子葡萄糖产生2分子ATP。第23页/共119页8、3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸第24页/共119页9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成~第25页/共119页10、丙酮酸的生成~ATPATPADP糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶是第三个关键酶，1分子葡萄糖产生2分子ATP。第26页/共119页自发反应第27页/共119页1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式