糖的合成代谢.ppt

第四节 糖的合成代谢 Biosynthesis of carbohydrates 1. 光合作用（photosynthesis) 光反应 (photo reaction) In plants: 2NADP+ + 2ADP + 2pi + 2H2O→ 2NADPH?H+ + 2ATP+O2 In photobacteria: NADP+ + ADP + pi + H2A→ NADPH?H+ + ATP + [A] 2. 糖异生作用(Gluconeogenesis) 由非糖物质合成葡萄糖对于哺乳动物绝对必需，因脑、神经系统、红细胞、睾丸、肾上腺髓质、胚胎组织等首选血液中的葡萄糖作为他们唯一的或主要的燃料分子。人脑每天需要超过120g 的葡萄糖。 由非糖前体合成葡萄糖的过程称为糖异生。糖异生发生于所有动物、植物、真菌和微生物，过程相似。 2. 糖异生作用(Gluconeogenesis) (1) 糖异生与酵解 糖异生过程总体上是酵解过程的逆转反应； 由于酵解与异生都发生在胞质，两者有相互协作的调节； 酵解过程的三步不可逆反应，因此在糖异生中必需有不同的酶催化反应逾越三步不可逆反应。 酵解的三步不可逆反应 1. Glucose + ATP ——? G-6-P + ADP 2. F-6-P + ATP ———? F-1,6-diP + ADP 3. PEP + ADP ——? Pyruvate + ATP 糖酵解与糖异生中的不同酶 （2）糖异生的前体物质 凡可生成丙酮酸以及TCA循环中间产物的物质，均可作为糖异生的前体: 大多氨基酸; 肌肉剧烈运动产生的大量乳酸； 反刍动物分解纤维素产生的乙酸、丙酸、丁酸等 奇数脂肪酸分解产生的琥珀酰CoA等。 （3）从丙酮酸开始的糖异生作用 糖异生不能通过酵解的逆反应实现，需胞质和线粒体酶的相互协作完成。 丙酮酸羧化支路 Conversion of fructose 1,6-bisphosphate to fructose 6-phosphate is the second bypassing step The reaction is catalyzed by Mg 2+ -dependent fructose 1,6-bisphosphatase (instead of phosphofructokiase-1). The conversion of glucose 6-phosphate to glucose is the last bypassing step The reaction is catalyzed by glucose 6-phosphatase (instead of hexokiase). The enzyme is present on the lumen side of the ER membrane of hepatocytes (肝细胞) and renal (肾的) cells. The enzyme is not present in muscle or brain cells, where gluconeogenesis does not occur. (4) TCA环的中间体可参与糖异生 (5) 生糖氨基酸的糖异生 丙酮酸的两个不同命运：异生和酵解是相互调节的 （7）“无效循环”－Futile Cycle 生物组织内由两个不同的酶催化两个相反的代谢途径，反应的一方需要高能化合物如ATP参与，而另一方则自动进行，这样循环的结果只是ATP被水解了，而其他反应物并无变化，这种循环被称为“无效循环”（Futile cycle)。 肝脏中有酵解和异生的完整酶系，可能存在３种无效循环。 　　意义：产生热能、扩大代谢的调控。 “无效”循环（Futile Cycle） 3. 糖原与淀粉的合成 Biosynthesis of glycogen and starch 反应历程： 单糖的活化 G-6-P G-1-P △G0’ = 7.28 kJ/mol G-1-P + p-p-p-U UDP-G + PPi △G0’ = ?0 kJ/mol 2. 糖链的延长: 3. 糖原的分枝: 增加溶解度 增加非还原端（增加合成与降解的几率） 在植物及光合细菌中，淀粉的合成与糖原的合成是相似的，但葡萄糖的活化形式是ADP-G 若支链淀粉形成，在葡萄糖链超过30－40后 糖原的分解与