大学生物化学课程教学ppt课件五6代谢引论和糖代谢.ppt
5 糖类分解代谢5.1 新陈代谢概论5.2 生物体内的糖类5.3 双糖和多糖的酶促降解5.4 糖酵解5.5 三羧酸循环5.6 磷酸戊糖途径,5.1 新陈代谢概述,一、新陈代谢概念二、新陈代谢的研究方法,5.2 生物体内的糖类(简介),一、糖类的生物学作用二、糖的分类1、重要的单糖及衍生物2、重要的寡糖3、重要的多糖三、复合糖,蔗糖+H2O 葡萄糖+果糖,5.3 双糖和多糖的酶促降解,一、蔗糖的水解蔗糖的水解主要通过两种酶：,淀粉的水解 淀粉的磷酸解,二、淀粉的降解 主要有两个途径：,淀粉的水解,-淀粉酶-淀粉酶R-酶(脱支酶）麦芽糖酶,-淀粉酶：是一种淀粉内切酶，作用于淀粉分子内部的任意的-1，4 糖苷键。直链淀粉 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚糖的混合物 支链淀粉 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+-极限糊精 极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。-极限糊精是指含-1，6糖苷键由3个以上葡萄糖基构成的极限糊精。,1、-淀粉酶（-amylase）,-淀粉酶：是淀粉外切酶，水解-1，4糖苷键，从淀粉分子外，即非还原端开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。直链淀粉 麦芽糖 支链淀粉 麦芽糖+-极限糊精-极限糊精是指-淀粉酶作用到离分支点2-3个葡萄糖基为止的剩余部分。,2、-淀粉酶(-amylase),两种淀粉酶性质的比较,-淀粉酶不耐酸，pH3时失活耐高温，70C时15分钟仍保持活性广泛分布于动植物和微生物中。在种子萌发时诱导合成。,-淀粉酶耐酸，pH3时仍保持活性不耐高温，70C15分钟失活主要存在植物体中存在于休眠种子或大豆种子及块根、块茎等器官中。,水解-1，6糖苷键，将及-淀粉酶作用支链淀粉最后留下的极限糊精的分支点水解，产生短的只含-1，4糖苷键的糊精，使之可进一步被及-淀粉酶降解。,3、R-酶(脱支酶-debranching enzyme）,催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最后一步。淀粉的彻底水解需要上述水解酶的共同作用，其最终产物是葡萄糖。,4、麦芽糖酶,（二）淀粉的磷酸解,磷酸化酶转移酶与脱支酶,催化淀粉非还原末端的葡萄糖残基转移给P，生成G-1-P,同时产生一个新的非还原末端，重复上述过程。直链淀粉 G-1-P 支链淀粉 G-1-P+磷酸化酶极限糊精磷酸化酶极限糊精：磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解，只能降解到距分支点4个葡萄糖残基为止，留下一个大而有分支的多糖链，即,1、磷酸化酶,(寡聚(1,41,4)葡聚糖转移酶),磷酸化酶、转移酶、脱支酶共同作用将支链淀粉彻底降解为G-1-P。,转移酶,磷酸化酶,G-1-P,2、转移酶与脱支酶,脱支酶,NRE,三、糖原的降解,糖原降解主要有糖原磷酸化酶(a活化态、b失活态)、转移酶和脱支酶催化进行。糖原+Pi 糖原+G-1-P（n残基）（n-1残基）,进入糖酵解途径,5.4 糖酵解,一、概述二、糖酵解（EMP）三、丙酮酸的去路：无氧降解和有氧降解途径四、三羧酸循环（TCA）五、磷酸戊糖途径（PPP）六、糖的异生七、乙醛酸循环,光合作用,水解,二、糖酵解（glycolysis）,定义：糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。在糖酵解途径的研究中，Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多，故糖酵解途径也称作Embden-Meyethof-Parnas途径，简称途径。细胞定位：在细胞质中进行。,EMP的化学历程,糖原（或淀粉）,1-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1，6-二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮,21，3-二磷酸甘油酸,23-磷酸甘油酸,22-磷酸甘油酸,2磷酸烯醇丙酮酸,2丙酮酸,第一阶段,第二阶段,第三阶段,葡萄糖,葡萄糖的磷酸化,磷酸己糖的裂解,丙酮酸和ATP的生成,EMP的化学历程,第一阶段：葡萄糖的磷酸化,已糖激酶,磷酸果糖激酶,磷酸已糖异构酶,消耗ATP,消耗ATP,第1步,第2步,第3步,不可逆反应,第二阶段：磷酸己糖的裂解,醛缩酶,磷酸丙糖异构酶,第4步,第5步,第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成,Mg2+或Mn2+,丙酮酸,PEP,丙酮酸激酶,3-磷酸甘油醛脱氢酶,磷酸甘油酸激酶,磷酸甘油酸变位酶,烯醇化酶,产生还原力,产生ATP,产生ATP,分子内歧化反应，产生高能磷酸键,Mg2+或K+,第6步,第7步,第8步,第9步,第10步,Pi,糖酵解途径,葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O,途径的特点,1、三个不可逆的反应和三个限速酶：己糖激酶；磷酸果糖激酶；丙酮酸激酶。2、糖酵解能量收支平衡总结：从葡萄糖到丙酮酸最终可净生成多少ATP？答：6个 或 8个ATP 因为EMP途径净生成：2ATP 2NADH 6ATP 或 4ATP,1分子NADH,真核生物体内放出2个ATP；原核生物体内放出3个ATP,3、一次脱氢(NADH)和两处底物水平磷酸化：在底物氧化过程中，将底物分子中的高能磷酸基团直接转移给ADP，偶联生成ATP的反应称为底物水平磷酸化,4、三个调控位点及相应调节物,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1，6-二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮,21，3-二磷酸甘油酸,23-磷酸甘油酸,22-磷酸甘油酸,2磷酸烯醇丙酮酸,2丙酮酸,葡萄糖,磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶,己糖激酶,F-2,6-BPAMP,柠檬酸NADHATP H+,ATPAla乙酰CoA,F-1,6-BP,最重要的限速酶,果糖-2,6-二磷酸对磷酸果糖激酶的调节,PFK2/FBPase2,途径生物学意义 是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径；通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能量；形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；EMP在糖与非糖物质的相互转变过程中起着重要作用。为糖异生提供基本途径。,三、丙酮酸的去路,（有氧）,（无氧）,线粒体基质中,细胞质中,细胞质中,是连接EMP途径和TCA循环的中心环节,(一)丙酮酸的无氧降解,(二)丙酮酸的有氧氧化,2、丙酮酸脱氢酶系=3个酶+6个辅因子(1)E1：丙酮酸脱羧酶，焦磷酸硫胺素(TPP)，Mg2+(2)E2：硫辛酸乙酰转移酶，硫辛酸，CoA-SH(3)E3：二氢硫辛酸脱氢酶，NAD+、FAD,1、细胞定位：在真核细胞的线粒体基质中进行的。丙酮酸脱氢酶系分布在植物的线粒体膜上。,高能键,丙酮酸脱氢酶系,NAD+H+,丙酮酸脱羧酶,FAD,硫辛酸乙酰转移酶,二氢硫辛酸脱氢酶,CO2,乙酰二氢硫辛酸,二氢硫辛酸,NADH+H+,TPP,硫辛酸,CoASH,NAD+,羟乙基,COOH,总结：,总结：,硫辛酸起着氢载体作用和酰基载体作用,硫辛酸，硫辛酸乙酰转移酶(E2)的辅基,硫辛酸的氢载体作用和酰基载体作用,-2H,二氢硫辛酸脱氢酶,硫辛酸乙酰转移酶,FAD、NAD+,CoA,乙酰CoA,
