第四章 糖类代谢课件.pptVIP

第四章 糖代谢 糖在动物体的一般概况 糖的分解供能 磷酸戊糖途径 葡萄糖的异生作用 糖原 糖代谢各途径之间的联系 第一节 糖在动物体内的一般概况 糖的生理功能 糖代谢概况 一、糖类的重要的生物学功能 供给能量：糖的主要功能是供给能量，人体所需能量的70%以上是由糖氧化分解供应的。1克葡萄糖在体内完全氧化分解，可释放能量1.67×104焦耳。 供给碳源：糖分解过程中形成的中间产物可以提供合成脂类和蛋白质等物质所需要的碳架。 构成组织细胞的重要组成成分：如核糖和脱氧核糖是细胞中核酸的成分；糖与脂类形成的糖脂是组成神经组织与细胞膜的重要成分；糖与蛋白质结合的糖蛋白，具有多种复杂的功能。 二、糖代谢概况 动物体内糖的来源： 动物体内糖的主要代谢途径： 血糖：血液中所含的糖，除微量半乳糖、果糖及其磷酸酯外，几乎全部是葡萄糖及少量葡萄糖磷酸酯。因此，血糖主要是指血液中所含的葡萄糖，分布于红细胞和血浆中。 每种动物的血糖含量各不相同，如正常人空腹血浆葡萄糖糖浓度为100～120mg%或 3.9～6.1mmol／L(葡萄糖氧化酶法)。 但对每种动物而言血糖浓度是恒定的。血糖浓度的相对恒定，是在神经、激素和肝脏组织器官的调节下，使其糖的来源和去路互相平衡而达到的。 第二节 糖的分解供能 糖酵解 丙酮酸形成乙酰辅酶A 柠檬酸循环 葡萄糖完全氧化产生的ATP 一、糖酵解 糖酵解即糖的发酵分解，是指糖原或葡萄糖在无氧条件下被分解生成乳酸并产生ATP的一系列反应。 酵解的化学过程 酵解是一个复杂的反应过程，这个过程从糖原或葡萄糖开始，分别包括12～13步化学反应，每一步反应都有相应的酶来催化，有些反应还需要相应的辅助因子。为了叙述方便，划分成四个阶段： 第一阶段：已糖磷酸酯生成(活化): 在这个阶段，葡萄糖或糖原经磷酸化转化成果糖1，6-二磷酸，为分解成两分子的丙糖作准备。 (1)糖原分解生成6-磷酸葡萄糖 (2)6-磷酸葡萄糖转化成6-磷酸果糖(6-P-F)。 (3)F-6-P磷酸化生成1,6-二磷酸果糖(F-1,6-2P)，催化此反应的酶为果糖激酶。 丙糖磷酸生成(裂解): 在此阶段，果糖-1,6-二磷酸裂解成两个分子的磷酸丙糖。 二羟丙酮磷酸与甘油醛-3-磷酸的相互转化。 丙酮酸生成(氧化，转能) 此阶段是糖酵解中氧化并产生能量的阶段，有两步直接产生能量的反应，释放的能量可由ADP转变成ATP贮存。 甘油醛-3-磷酸脱氢酶的作用机理： 甘油醛-3-磷酸脱氢酶由4个相同亚基组成，每个亚基牢固地结合一个分子的NAD+，并能独立参与催化作用。亚基中第149位的半胱氨酸残基的-SH是活性基团，NAD+的吡啶环与活性-SH基很近，共同组成酶的活性部位。 甘油酸-1,3-二磷酸将磷酰基转给ADP形成了磷酸甘油酸和ATP，催化这个反应的酶是磷酸甘油酸激酶 。 甘油酸-3-磷酸转变成甘油酸-2-磷酸，催化此反应的酶为磷酸甘油酸变位酶。 甘油酸-2-磷酸脱水形成烯醇式丙酮酸磷酸。反应在有Mg2+或Mn2+存在下，经烯醇化酶催化。 磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP形成ATP和丙酮酸 丙酮酸的去路 从葡萄糖到丙酮酸的酵解过程，在生物界都是极其相似的。丙酮酸以后的途径却随着机体所处的条件和发生在什么样的生物体中各不相同。在有氧条件下丙酮酸的转变先不做讨论，此处仅讨论在无氧条件下，丙酮酸的去路。 丙酮酸的去路 从葡萄糖到丙酮酸的酵解过程，在生物界都是极其相似的。丙酮酸以后的途径却随着机体所处的条件和发生在什么样的生物体中各不相同。在有氧条件下丙酮酸的转变先不做讨论，此处仅讨论在无氧条件下，丙酮酸的去路。 生成乳酸：在厌氧酵解时，例如某些厌氧乳酸菌或肌肉由于剧烈运动而造成暂时缺氧状态，或由于呼吸、循环系统机能障碍暂时供氧不足时，丙酮酸接受3-磷酸甘油醛脱H酶形成的NADH上的氢，在乳酸脱氢酶催化下，形成乳酸。 生成乙醇：在酵母菌或其他微生物中，丙酮酸可经丙酮酸脱羧酶的催化，以焦磷酸硫胺素(TPP+)为辅酶，脱羧变成乙醛，继而在醇脱氢酶的催化下，由NADH还原形成乙醇。 酵解的能量计算 在糖酵解过程的起始阶段消耗2分子ATP，形成1,6-二磷酸果糖，以后在1,3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸反应中各生成2分子ATP。 糖酵解中能量利用的效率： 1mol葡萄糖在体外分解生成2mol乳酸： 葡萄糖 2乳酸 △G0’= -196kJ/mol 糖原(葡萄糖) 2乳酸 △G0’= -183kJ/mol 由于ATP水解为ADP与H3PO4时、△