糖类的分解与合成代谢思维导图

U329019910

2023-04-23

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糖类的分解与合成代谢

糖类

专业知识

糖类的分解与合成代谢

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思维导图大纲

糖类代谢（糖类分解与合成）

糖类分解

双糖和多糖的酶促降解

糖的分类

单糖（最简单的糖）

三碳糖

甘油醛

二羟基酮

四~

五~

戊糖（核糖）

六~

果糖（F），葡萄糖（G），半乳糖

七~

双糖（经过水解后可产生2分子相同或不同单糖的糖类）

蔗糖(G+F)，乳糖（G+半乳糖），葡萄糖（G+G）

多糖（多个单糖糖基以糖苷键连接而成的高聚物）

植物多糖

淀粉

直链（遇碘显蓝紫色）

支链（遇碘显紫红色）

纤维素

果胶

动物多糖

糖原

多糖的酶促降解

淀粉的分解方式（葡萄糖）

淀粉的水解（产生葡萄糖）

淀粉酶

水解a-1，4-糖苷键

a-水解酶（内切淀粉酶）

该酶对非还原末端的5个葡萄糖基不发生作用。2

b-水解酶（外切淀粉酶）

须从非还原末端开始切，每次切下两个葡萄糖基。1

脱支酶

水解a-1，6-糖苷键

但只能作用于外围的这种键，而不能水解内部的分支。

麦芽糖酶

淀粉的磷酸解与水解相比，其优越性有： 1.淀粉磷酸解耗能少。 2.淀粉磷酸解产物1-磷酸葡萄糖不易扩散到胞外淀粉水解产物葡萄糖会因扩散而流失。 3.淀粉磷酸解所用酶为磷酸化酶、转移酶和脱支酶，淀粉水解所用酶为淀粉酶、脱支酶和麦芽糖酶。 4.淀粉磷酸解产物为1-磷酸葡萄糖，淀粉水解产物为麦芽糖＋少量葡萄糖

淀粉的磷酸解（产生磷酸葡萄糖）

最主要的降解淀粉方式

淀粉磷酸化酶1

脱支酶

转移酶2

糖原的酶促降解

果胶及纤维素的降解

葡萄糖的是生物能源和碳源的主要来源

葡萄糖的最终分解产物为CO,和H20

葡萄糖的分解首先需要活化（活化方式）

磷酸化

无氧条件下以磷酸方式活化糖酵解途径（EMP)

酰基化

有氧条件下以乙酰基化方式活化三羧酸途径（TCA）

糖酵解

三羧酸循环（TCA)

磷酸戊糖途径

糖类合成

糖异生

糖代谢

糖的分解代谢

糖酵解（EMP)-产生少量ATP

三羧酸循环（TAC循环）-产生大量ATP

磷酸戊糖途径（PPP途径）-不产生ATP

糖的合成代谢

糖的异生

糖酵解（EMP途径）

定义：

在生命有机体细胞内，细胞质中的葡萄糖在无氧或缺氧的条件下降解为丙酮酸并生成ATP的过程。

糖酵解生物化学过程

糖酵解的生化反应历程要点 1.定位：细胞质 2.环境：无氧或缺氧条件 3.全过程：四个阶段，10步反应，需10种酶 4.3个不可逆反应：G-6-P-G,6-P-F--1,62P-F，PEP_>丙酮酸 5.三个关键酶：己糖激酶，磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶 6.能量及产物：净生成2分子ATP，2分子还原力NADH,2分子丙酮酸 7.底物水平磷酸化（2次）：1,3-2P-甘油酸一3-P-甘油酸、PEP_丙酮酸 8.糖酵解抑制剂：碘乙酸抑制了-P-甘油醛-，1,3-2P-甘油酸反应

定位：细胞质（无氧有氧）

10步（4个阶段）

1.葡萄糖-（己糖激酶，ATP-ADP)-6-P-葡萄糖

消耗1ATP，不可逆反应

2. 6-P-葡萄糖-（葡萄糖异构酶）-6-P-果糖

3. 6-P-果糖-（磷酸果糖激酶,ATP-ADP)-1,6-2P-果糖

消耗1ATP,不可逆反应

磷酸果糖激酶是EMP途径的关键酶其活性大小控制着糖酵解途径的整体进程

4. 1，6-2P-果糖-（醛缩酶）-3-P-甘油醛+磷酸二羟丙酮

5.磷酸二羟丙酮-（磷酸丙糖异构酶）-3-P-甘油醛

6. 3-P-甘油醛-（甘油醛脱氢酶，NAD-NADH)-1,3-2P-甘油酸

碘乙酸抑制该步骤

7. 1，3-2P-甘油酸-（磷酸甘油酸激酶，ADP-ATP)-3-P-甘油酸

生成1ATP,第一次底物水平磷酸化

8. 3-P-甘油酸-（异构酶）-2-P-甘油酸

9. 2-P-甘油酸-（烯醇化酶）-磷酸烯醇式丙酮酸PEP

第2次产生高磷酸键

10.磷酸烯醇式丙酮酸-（丙酮酸激酶，ADP-ATP)-丙酮酸

生成1ATP，第2次底物水平磷酸化，不可逆反应

糖酵解的调控

3个关键酶：己糖激酶，磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶

糖酵解的生物学意义

1.为生物体提供一定的能量。机体在无氧或相对缺氧的条件下获取能量供生命活动需要的一种有效途径。

2.糖酵解的中间物为生物合成提供原料。

1.三个不可逆反应为糖异生作用提供了基本途径。

丙酮酸去向（代谢）

生成乙醇（无氧）植物

2TPA

生成乳酸（无氧）动物

2TPA

生成乙酰CoA(有氧）动植物

进入三羧酸循环（TCA）循环-----CO2

丙酮酸去路

1葡萄糖-（EMP途径）-2丙酮酸

无氧或缺氧（发酵）

酒精发酵

2ATP

乳酸发酵

2ATP

有氧（氧化脱羧）

2乙酰CoA--------进入三羧酸（TCA）循环

彻底氧化成CO2

线粒体

NADH去路

1葡萄糖-（EMP途径）-2NADH

缺氧或无氧（发酵)

净生成2ATP(细胞质）

有氧

原核生物（无穿梭)

2*2.5=5

真核生物(有穿梭）

NADH-(磷酸甘油穿梭）-FAD-FADH(通过FADH2电子传递链）

2*1.5=3

1分子葡萄糖经过EMP生成多少个ATP？

真核：5个ATP

原核：7个ATP

三羧酸循环（TCA循环）

丙酮酸氧化脱羧与三羧酸循环

丙酮酸氧化脱羧

丙酮酸氧化可分2个阶段： (①)丙酮酸氧化成乙酰CoA， (2)乙酰CoA经TCA循环彻底氧化为CO2

在有氧条件下，丙酮酸经丙酮酸脱氢酶复合体氧化脱羧生成乙酰CoA，乙酰CoA可进入三羧酸循环彻底氧化

部位：线粒体

丙酮酸（线粒体）----丙酮酸脱氢酶，（E1+E2+E3,6个辅助因子）,(1CO2,1NADH,2.5ATP)----乙酰CoA

三羧酸循环（TCA)

TCA循环是糖分解代谢的主要途径，也是脂肪、蛋白质等分解代谢的最终途径

8步反应历程

1. 乙酰CoA+草酰乙酸---（柠檬酸合酶，H2O)---柠檬酸

第一次加入1分子H2O

2. 柠檬酸---（异构酶）---异柠檬酸

3. 异柠檬酸---（异柠檬酸脱氢酶，NAD-NADH，CO2)---a-酮戊二酸

第一次氧化还原反应

4. a-酮戊二酸---（a-酮戊二酸脱氢酶复合体，NAD-NADH,CO2)---琥珀酸CoA

第二次氧化还原反应，形成1个高能硫脂键

5. 琥珀酸CoA---(琥珀酸CoA合成酶，GDP-GTP-1ATP---琥珀酸

唯一TCA中底物水平磷酸化

6. 琥珀酸---（琥珀酸脱氢酶，FAD-FADH2)---延胡索酸

第1次产生1分子FADH2，第3次氧化还原反应

丙二醛，戊二醛抑制剂

7. 延胡索酸---（延胡索酸酶，H2O)---苹果酸

8. 苹果酸---（苹果酸脱氢酶，NAD-NADH)---草酰乙酸

第3次产生1NADH,第4次氧化还原反应

三羧酸总反应历程四次氧化还原反应，共产生 2分子CO2,、3分子NADH、 1分子FADH、1分子GTP

反应历程要点

1.定位：真核生物线粒体/原核生物细胞基质

2.环境：有氧

3.全过程：8步反应，8种酶

4.琥珀酸-延胡索酸，生成FADH2

5.4个氧化还原反应，2CO2,3NADH,1FADH,1GTP

6.TCA环抑制剂：丙二醛，戊二醛作为抑制剂，抑制琥珀酸-延胡索酸反应

三羧酸循环的能量计算

1分子乙酰CoA经TCA循环产生10分子ATP

1乙酰CoA---CO2

1GTP--1ATP, 3NADH--2.5ATP*3=7.5ATP, 1FADH--1.5ATP*1=1.5ATP

1分子丙酮酸经过TCA循环生成12.5分子ATP

丙酮酸--乙酰CoA+CO2--3CO2

1分子丙酮酸氧化脱羧：1NADH---2.5分子ATP, TCA循环：10ATP

1分子葡萄糖彻底氧化分解生成多少ATP? 1分子葡萄糖经EMP和TCA产生多少ATP?

葡萄糖彻底氧化经由的途径：EMP途径，丙酮酸氧化脱羧，TCA循环3个阶段

原核

1葡萄糖--2丙酮酸--6CO2

葡萄糖有氧酵解：2ATP+2NADH--2+2*2.5=7ATP, 丙酮酸有氧氧化：12.5*2=25ATP

32ATP

真核

葡萄糖有氧酵解：2ATP+2NADH--2+2*1.5=5ATP, 丙酮酸有氧氧化：12.5*2=25ATP

30ATP

三羧酸循环生物学意义

1.是生物体内有机物氧化分解，产生能量的共同途径，为生物体提供能量，是体内主要产生ATP的途径；

2.循环中的中间物为生物合成提供原料；

3.糖类、蛋白质、脂类、核酸等代谢的枢纽。

磷酸戊糖途径（ppp途径，己糖磷酸旁路）

细胞质

在细胞质中，由6-磷酸葡萄糖直接氧化脱羧，生CO2、NADPH和5-磷酸核酮糖，并进行6-磷酸葡萄糖再生的过程。

主要分为2个阶段:氧化阶段与非氧化分子排列阶段。

氧化脱羧阶段：6-P-葡萄糖—(H2O)-(NADP+---NADPH)—6-P-葡萄糖酸—（CO2）-(NADH+---NADPH)—5-P-核酮糖

6-磷酸葡萄糖脱氢酶（活性最低）戊糖途径的限速酶

非氧化分子重排阶段:5-P-核酮糖——6-P果糖——6-P-葡萄糖

ATP

NAD+------NADH

FAD+------FADH2

FMN-------FMNH2

NADP+------NADPH

特点：

1.不经EMP和TCA，葡萄糖直接脱氢脱羧。

2.反应中脱氢酶的辅酶全是NADP+，生成NADPH。

3.反应过程中有磷酸戊糖的生成

两次脱羧生成NADPH,一次脱羧生成CO2

磷酸戊糖途径的生物学意义

1.产生NADPH+H+，为生物合成提供还原力。

2.产生磷酸戊糖参加核酸代谢。

3.产生3-p-甘油醛将糖代谢的3条途径(EMP、TCA、HMP）联系起来，构成糖分解代谢的多样性

4.提供多种C3~C7，的糖及其互变，为生物合成提供碳架来源。

糖异生

糖异生定义：

是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。

糖异生并不是糖酵解（EMP）的完全逆转。

非糖物质 1.糖类代谢产物丙酮酸、乳酸 2.脂类代谢产物甘油 3.蛋白质代谢产物生糖氨墓酸

糖异生的生物学意义 1.糖异生作用是十分重要的生物合成葡萄糖的途径。 2.糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖 3.糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量。 4.解除酸中毒。

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