《第7章糖的生物合成》-课件.ppt

7 糖的生物合成 7.1 光合作用 7.2 糖异生作用 7.3 蔗糖和多糖的生物合成 7.4 植物糖代谢的调节 光合作用是生物界中最大规模的物质转变和能量转变过程，通过光合作用每年可同化2×1011t碳，放出5.35×1011t氧气；贮存8.36×1018t kJ能量。 绿色植物在光下，将CO2和水合成为有机物并放出O2的过程称为光合作用。 用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由 7%降低到1%，饲喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循环代谢的 中间物后可以使大鼠肝糖原增加。 根皮苷是一种从梨树茎皮中提取的有毒糖苷，它能抑制 肾小管将G重吸收进入血液，这样血液中G就不断的由 尿中排出。当给用根皮苷处理过的动物饲喂TCA中间代谢物或生糖氨基酸后，这些动物尿中的糖含量增加。 糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要160克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。 在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需要是十分重要的。 糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量，当体内糖供应不足时，机体会大量动员脂肪分解，此时会产生过多的酮体（乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮），而酮体则必须经过三羧酸循环才能彻底氧化，此时糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。 ①丙酮酸羧化酶催化Pyr羧化生成OAA 丙酮酸羧化酶是存在于线粒体中的一个生物素蛋白，需乙酰CoA和Mg2+激活。 Pyr需经运载系统进入线粒体后才能羧化成OAA，OAA只有在转变为Mal后才能再进入细胞质。 Mal再经胞质中Mal脱氢酶生成OAA, 进一步转变PEP。 7.2.1.2 F-B-P 转化成 F-6-P 二磷酸果糖酯酶是变构酶，受AMP、2,6-二磷酸果糖 变构抑制，但受ATP、柠檬酸变构激活。 糖异生总反应式： 2Pyr + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 2H+ + 4H2O →G + 2NAD+ + 4ADP + 2GDP + 6Pi 7.2.2 糖酵解和糖异生的互补调节 糖异生作用和EMP作用相互协调，受到很多代谢物调控： ①高水平的ATP、NADH变构抑制PFK和PK，而变构激活二磷酸果糖酯酶。 ② Pi、AMP、ADP变构激活PFK、PK，而变构抑制二磷酸果糖酯酶。 ③ATP/ADP比值高时EMP途径关闭，糖异生打开；ATP/ADP比值低时EMP打开，糖异生活性降低。柠檬酸起类似的作用。 7.3 蔗糖和多糖的生物合成 7.3.1 糖核苷酸的作用 葡萄糖和果糖不能直接合成寡糖和多糖，必需经活化变成活化葡萄糖( UDPG、 ADPG 、 GDPG )才能参与反应。 高等植物合成蔗糖的途径有两条 ①蔗糖合成酶催化的合成途径 UDPG + 果糖 → 蔗糖 + UDP 该途径主要是起蔗糖分解的作用，在贮藏器官中主要起分解蔗糖产生UDPG，用于淀粉的合成 由于磷酸蔗糖合成酶的活性较大，平衡常数有利蔗糖合成，而且磷酸蔗糖合成酶存在量大，所以一般认为此途径是植物合成蔗糖的主要途径。 ③蔗糖磷酸化酶催化的途径 (微生物中) G-1-P + 果糖 ? 蔗糖 + Pi 7.3.3 淀粉(糖原)的合成 淀粉是植物的贮存多糖。糖原是高等动物的贮存多糖。 淀粉和糖原虽然在结构上复杂程度不同，但它们的生物合成的基本点是相似的。 直链的增长是在原有直链上逐步增加葡萄糖残基。 支链的增多是把直链的一部分拆下来装配成侧枝。 * * 绿色植物利用光合色素吸收光能，在叶绿体内经一系列酶的催化，将无机的CO2和H2O转变成糖类，同时将光能转化成贮存在糖中的化学能，即光合作用。 生物体还可通过糖异生作用将非糖物质转变为糖。单糖进一步作为单体合成寡糖和多糖做为能源、碳源和结构物质，稳定存在于细胞和组织中。 7.1 光合作用(photosynthesis) 叶绿体中的色素分布于基粒囊状结构的薄膜上 与光合作用有关的酶分布于基粒上、基质中 外膜 内膜 基质 基粒 叶绿体结构 光合电子传递链，简称光合链（photosynthetic chain），主要指以植物为代表的叶绿体类囊体膜上有序地排列着电子传递体，两个光系统串联在其中。光驱动电子从H2O流向NADP+，H2O被氧化、光解，释放出O2；NADP+变为具有还原力的NADPH。质子跨膜梯度为光能转变为化学能提供了条件。光合链各组分按氧化还原电位排列的图形象侧着排的Z字母，所以也叫Z图式（Z scheme）。 7.1.1 光合电子传递链（Z图式）