第十章-糖类代谢-课件.ppt
第十章 糖类代谢,本章主要内容糖类的膳食利用糖类的作用，糖的消化和吸收糖类的合成与降解光合作用，蔗糖的生物合成与降解，淀粉、糖原的生物合成与降解糖类的中间代谢糖类的中间代谢，三羧酸循环，磷酸己糖旁路，糖醛酸途径，乙醛酸循环，糖异生作用糖代谢的调节调节血糖水平的细胞化学和物理机制，神经系统对血糖浓度的直接控制，激素对血糖调节机理的间接控制,第一节 糖类的膳食利用,糖类的作用 糖的消化和吸收 膳食纤维,一、糖类的作用 1、糖类为人类提供了主要的膳食热量 2、提供期望的质构，好的口感和众人喜爱的甜味3、促进脂肪的利用，减少脂肪积累与避免肥胖症二、糖的消化和吸收1、人类仅能消化淀粉、糖原、一些低聚糖和葡萄糖；2、人体仅能吸收单糖。,糖类在人体内的消化,三、膳食纤维 膳食中不可消化的多糖被称为“膳食纤维”。膳食纤维的作用 1.可有效提高肠的运动速度，使不能吸收的分解产物、代谢毒物和大量微生物能较快地排出体外；2.能擦落肠道表层衰老、中毒细胞和组织，促进胃肠道机能，提高免疫力，增强对矿物质等人体营养素的吸收；3.可吸附食物及肠道组织中的胆固醇随粪便排出体外，起到间接降低血中胆固醇含量，阻止动脉粥样硬化等保健作用。,第二节 糖类的合成与降解,主要内容光合作用蔗糖的生物合成与降解淀粉、糖原的生物合成与降解纤维素等的生物合成与降解,一、光合作用 绿色植物或光合细菌利用光能将二氧化碳转化成有机物的过程叫做光合作用。,二、蔗糖的生物合成与降解(一)蔗糖的生物合成途径 1、蔗糖磷酸化酶途径 2、蔗糖合成酶途径 3、蔗糖磷酸合成酶途径(二)蔗糖的水解蔗糖的水解主要通过转化酶的作用，转化酶都是-果糖苷酶。,三、淀粉、糖原的生物合成与降解淀粉的生物合成糖原的生物合成淀粉和糖原的降解,(一)淀粉的生物合成 1、直链淀粉的生物合成(1)淀粉磷酸化酶催化的生化反应(2)D-酶催化的生化反应,(3)淀粉合成酶催化的生化反应或,2、支链淀粉的生物合成由淀粉合成酶只能合成-1,4连结的直链淀粉，但是支链淀粉除了-1,4键外，尚有分支点处的-1,6键，这种-1,6连结是在另一种称为Q酶(一种分支酶)的作用下形成的。,(二)糖原的合成,(三)淀粉和糖原的降解 在生物体内水解酶类作用下，淀粉和糖原降解成糊精、麦芽糖、异麦芽糖和葡萄糖。淀粉或糖原的降解是由一些不同的酶互相配合进行反应最后才生成葡萄糖。,1、水解作用(1)、水解作用的酶催化淀粉水解的酶称为淀粉酶，它又可分为内淀粉酶和外淀粉酶两种。-淀粉酶 又称-1,4-葡聚糖水解酶，是一种内淀粉酶；-淀粉酶 又称-1,4-葡聚糖基麦芽糖基水解酶，为一种外淀粉酶；R-酶 又称为脱支酶，只能分解支链淀粉外围的分支；葡萄糖淀粉酶 水解淀粉时由非还原尾端进行，水解-1,4糖苷键。,(2)、水解过程极限糊精 由于-及-淀粉酶只能水解淀粉的-1,4键。所以它们只能使支链淀粉水解45%55%。剩下的分支组成了一个淀粉酶不能作用的糊精，称为极限糊精。,2、磷酸解过程(1)-1,4键的降解磷酸化酶a及b(2)-1,6支链的降解 转移酶,四、纤维素等的生物合成与降解纤维素是植物细胞壁中主要的结构多糖，它是由葡萄糖残基以-1,4键连结组成。在一些植物中，它可以从GDPG(鸟苷二磷酸葡萄糖)合成，而在另一些植物中则利用NDPG来合成(N代表其它碱基)，由纤维素合成酶催化：纤维素是一种结构多糖而不起营养作用，因为哺乳动物不含纤维素酶，所以不能消化食物中的纤维素，但是一些反刍动物在其消化系统中有能产生纤维素酶的细菌，因而能消化纤维素。,第三节 糖类的中间代谢,主要内容糖类的中间代谢三羧酸循环磷酸己糖旁路糖醛酸途径乙醛酸循环糖异生作用,一、糖类的中间代谢糖酵解，也称为EmbDen-Meyerhof-Path途径，是将葡萄糖转变成酮酸并同时生成ATP的一系列反应，是一切有机体中都存在的葡萄糖降解途径。糖原酵解和淀粉发酵的化学过程如下图。,糖酵解进行到丙酮酸这一步，代谢途径就开始分叉。丙酮酸的去路有三条：(1)在肌肉中，在有NADH+H存在下，丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下，形成乳酸。剧烈运动后肌肉酸胀就是乳酸积累过多产生的。(2)丙酮酸在酵母菌或其它生物中，经丙酮酸脱羧酶催化，脱羧形成乙醛，继而经乙醇脱氢酶催化，由3-磷酸甘油醛脱下的H还原形成乙醇。(3)在有氧条件下，丙酮酸经脱羧形成乙酰辅酶A，在线粒体中经三羧酸循环(TCAC)氧化成CO2和H2O，这是糖类彻底氧化的主要途径。,二、三羧酸循环1、三羧酸循环的过程(图10-5)2、三羧酸循环反应速率的调节(图10-7)3、三羧酸循环的重要生理意义：(1)提供远比糖酵解所能提供的大得多的能量，供生命活动的需要。(2)三羧酸循环不仅是糖代谢的重要途径，也是脂质、蛋白质和核酸代谢最终氧化成CO2和H2O的重要途径。,图10-5 三羧酸循环和氧化磷酸化,三、磷酸己糖旁路 磷酸己糖旁路也是一条需氧的代谢途径。在肝脏、骨髓、脂肪组织、泌乳期的乳腺、肾上腺皮质、性腺及红细胞等组织中，这一代谢途径进行得比较旺盛。磷酸己糖旁路发生于细胞内线粒体外细胞质的可溶性部分即胞液中，其基本过程如图 10-8。,磷酸己糖旁路的主要生理意义：(1)提供核酸生物合成所需的原料核糖。在这一代谢过程中所生成的核糖-5-P是合成核糖的必要原料。(2)提供细胞生物合成所需的还原力。磷酸己糖旁路所生成的NADPH+H，提供各种生物合成代谢所需要的氢。(3)使活细胞处于还原态，防止生物膜氧化。如在红细胞中，磷酸己糖旁路所生成的NADPH+H可能使红细胞中的谷胱甘肽保持还原状态，这对稳定细胞膜及使血红蛋白处于还原状态是必要的。,四、糖醛酸途径糖醛酸途径由G-6-P或G-1-P开始，经UDP-葡萄糖醛酸脱掉UDP形成葡萄糖醛酸。糖醛酸途径产生的葡萄糖醛酸是重要的粘多糖，如硫酸软骨素、透明质酸。其过程如图10-9。,五、乙醛酸循环 在植物和微生物中还可通过所谓“乙醛酸循环”使乙酰CoA转变成琥珀酸。乙醛酸循环可以说是三羧酸循环的辅佐途径，其过程如图10-10所示。,六、糖异生作用 糖异生作用是指从非糖物质生成葡萄糖或糖原。糖异生作用由肾上腺皮质激素促进，是在肝脏中进行的。,第四节 糖代谢的调节,调节血糖水平的细胞化学和物理机制激素对血糖调节机理的间接控制神经系统对血糖浓度的控制,血糖的浓度总是处于血糖来源与去路两个过程的动态平衡之中。正常人的血糖水平总是处于80120mg范围之内。,一、调节血糖水平的细胞化学和物理机制血糖浓度低于正常值，则肝糖原加速分解，或经糖原异生作用形成葡萄糖，进入血液以补充血糖的不足；若血糖浓度超过正常值，则葡萄糖加速合成糖原，贮于肝脏与肌肉中。当血糖浓度低于160180mg时，肾小管能重新吸收肾小球滤液中的葡萄糖，高于160180mg时，由肾排出。,二、激素对血糖调节机理的间接控制,三、神经系统对血糖浓度的控制,
