第二章 糖类化学与糖代谢

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1、第二章糖类化学与糖代谢第一节糖类的化学糖(carbohydrates)(碳水化合物)，是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。单糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)复合糖(glycoconjugate)单糖葡萄糖(glucose)——已醛糖果糖(fructose)——已酮糖一、糖的结构和性质半乳糖(galactose)——已醛糖核糖(ribose)——戊醛糖寡糖麦芽糖(maltose)葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)葡萄糖—果糖乳糖(lactose)葡萄糖—

2、半乳糖多糖淀粉(starch)糖原(glycogen)纤维素(cellulose)淀粉的分子结构-1,4-糖苷键-1,6-糖苷键淀粉颗粒-1,4-糖苷键-1,6-糖苷键糖原的分子结构由15000个葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链氢键结构：高强度，不溶于水。植物细胞壁中，被其他多糖和木质素包埋，难降解。纤维素β-1,4-糖苷键纤维素的分子结构糖与非糖物质的结合物复合糖糖脂(glycolipid)：是糖与脂类的结合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。糖类在生物体内的生理功能主要有：①氧化供能：糖类占人体全部供能量的70%。②作为结构成分

3、：如生物膜、神经组织等的组分。③作为核酸类化合物的成分：构成核苷酸，DNA，RNA等。④转变为其他物质：转变为脂肪或氨基酸等化合物。二、糖的生理功能三、糖的消化吸收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，以淀粉为主。消化部位：主要在小肠，少量在口腔。（一）糖的消化（二）糖的吸收主要在小肠上段以单糖形式吸收。三、糖代谢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糖原合成核糖+NADPH+H+磷酸戊糖途径淀粉消化与吸收第二节糖酵解当组织细胞缺氧时，在细胞液中发生一系列酶促反应，将糖原或葡萄糖逐步降解

4、成乳酸（丙酮酸），并伴随ATP生成的过程。----糖的无氧氧化。过程与酵母生醇发酵基本相似，因此称为糖酵解。发酵----厌氧有机体把酵解生成的NADH2中的氢交给丙酮酸脱羧生成乙醛，再生成乙醇，叫酒精发酵或生醇发酵。若将氢交给丙酮酸生成乳酸，叫乳酸发酵。1940年，酵解全过程被搞清，也叫E-M途径。一、酵解过程第一阶段：葡萄糖磷酸化分解成磷酸丙糖包括5步反应第二阶段：磷酸丙糖生成丙酮酸包括6步反应第三阶段：丙酮酸还原生成乳酸(或乙醇)包括1步反应第一阶段不可逆反应己糖激酶：专一性不强,被产物别构抑制。葡萄糖激酶（肝细胞）：不被产物抑制，为诱导酶，由胰岛素促使合成，专一性:葡

5、萄糖能量：消耗一个ATP。第一步、葡萄糖6-磷酸葡萄糖（G-6-P）从糖原开始糖原磷酸化酶GnG-1-PG-6-PGn-1不消耗ATP磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖G-6-P的目的活化葡萄糖。葡萄糖可以透过细胞膜，而磷酸葡萄糖因为磷酸基带负电荷，不易透过细胞膜，被锁在细胞内。磷酸化有利于防止葡萄糖渗出细胞。第二步、6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖G-6-PF-6-P酶：磷酸己糖异构酶，将羰基键从C1移到C2，为C1磷酸化作准备。反应可逆。第三步、6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖F-6-PF-1,6-2P酶：磷酸果糖激酶关键的反应步骤，是限速酶，很重要。能量：消耗一个ATP第四步、F-1,6

6、-2P磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛连接两个羰基化合物形成一个醛醇化合物----醛缩反应酶：醛缩酶C3和C4之间发生断裂。第五步、磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛酶：磷酸丙糖异构酶，有一中间产物。第一阶段1分子葡萄糖（葡萄糖单位）2分子磷酸丙糖从葡萄糖开始：消耗2个ATP从糖原开始：消耗1个ATP第二阶段第六步3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADH+H+酶：3-磷酸甘油醛脱氢酶，以NAD+为辅酶第七步1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸ADPATP酶：甘油酸磷酸激酶能量：酵解中第一次产生ATP底物水平磷酸化第八步3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸酶：甘油酸磷酸变位酶第九步2-磷

7、酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸酶：烯醇化酶（Mg2+或Mn2+）磷酸烯醇式丙酮酸：高能化合物第十步、磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ADPATP不可逆反应酶：丙酮酸激酶，酵解中的主要调节酶。产能第三阶段（一步反应）无氧条件下，NADH可以将丙酮酸还原成乳酸酶：乳酸脱氢酶（LDH）丙酮酸脱羧酶乙醇脱氢酶丙酮酸乙醛乙醇二、生醇发酵三、糖酵解的调节三处调节酶:己糖激酶或葡萄糖激酶1）葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸果糖激酶2）6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖丙酮酸激酶3）磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸速度处决于细胞对能量的需求和对酵解中间产物的需要。需求