糖类与糖类代谢 (2)精选PPT.ppt
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1、关于糖类与糖类代谢(2)第1页,讲稿共198张,创作于星期二基本要求:基本要求:n(1)掌握糖酵解、三)掌握糖酵解、三羧羧酸循酸循环环的具体的具体过过程及程及调调控、控、TCA循循环环的生的生物学意物学意义义、磷酸戊糖途径反、磷酸戊糖途径反应应和生物学意和生物学意义义n(2)理解)理解TCA循循环环是葡萄糖、脂肪、蛋白是葡萄糖、脂肪、蛋白质质三大物三大物质质的的转换转换枢枢纽纽n(3)掌握糖异生作用的反)掌握糖异生作用的反应应途径和生物学意途径和生物学意义义n(4)了解生物体内的糖)了解生物体内的糖类类、糖原的合成与分解、糖原的合成与分解第2页,讲稿共198张,创作于星期二教学重点及难点:教学
2、重点及难点:n(1)糖酵解、三)糖酵解、三羧羧酸循酸循环环的具体的具体过过程及程及调调控控n(2)TCA循循环环的生物学意的生物学意义义n(3)掌握糖异生作用的反)掌握糖异生作用的反应应途径途径第3页,讲稿共198张,创作于星期二第一节第一节 生物体内的糖类生物体内的糖类(简介)(简介)第4页,讲稿共198张,创作于星期二一、糖的主要生物学作用:一、糖的主要生物学作用:n作为生物体的主要能源物质作为生物体的主要能源物质:通过氧化释放大量能量,以满足:通过氧化释放大量能量,以满足生命活动的需要(淀粉、糖原是重要生物能源。生命活动的需要(淀粉、糖原是重要生物能源。n作为其他物质生物合成的原料作为其
3、他物质生物合成的原料:如作为蛋白质和脂类、核:如作为蛋白质和脂类、核酸等大分子物质合成的碳骨架。酸等大分子物质合成的碳骨架。n作为生物体的结构成分作为生物体的结构成分:如纤维素是植物的结构糖。:如纤维素是植物的结构糖。n作为细胞识别的信息分子作为细胞识别的信息分子:糖可与蛋白质、脂类以共价键结合:糖可与蛋白质、脂类以共价键结合形成肽聚糖(或糖蛋白)或糖脂,存在生物膜中,担负着大分形成肽聚糖(或糖蛋白)或糖脂,存在生物膜中,担负着大分子及细胞间的相互识别。子及细胞间的相互识别。(glycobiology)第5页,讲稿共198张,创作于星期二二、糖的分类二、糖的分类(据分子的大小分类据分子的大小分
4、类据分子的大小分类据分子的大小分类):):n 单糖:在温和条件下不能水解为更小分子的单糖:在温和条件下不能水解为更小分子的单糖:在温和条件下不能水解为更小分子的单糖:在温和条件下不能水解为更小分子的糖糖糖糖n n 寡糖(双糖):水解时每个分子产生寡糖(双糖):水解时每个分子产生寡糖(双糖):水解时每个分子产生寡糖(双糖):水解时每个分子产生2-102-102-102-10个个个个 单糖残基单糖残基单糖残基单糖残基n n多糖多糖多糖多糖:能水解成多个单糖分子,属于高分子碳能水解成多个单糖分子,属于高分子碳能水解成多个单糖分子,属于高分子碳能水解成多个单糖分子,属于高分子碳水化合物,分子量可达到数
5、百万。水化合物,分子量可达到数百万。水化合物,分子量可达到数百万。水化合物,分子量可达到数百万。同多糖同多糖杂多糖杂多糖第6页,讲稿共198张,创作于星期二 糖的分类糖的分类 单糖单糖n n单糖是最简单的糖单糖是最简单的糖单糖是最简单的糖单糖是最简单的糖,不再被水解成更小的糖单位。不再被水解成更小的糖单位。不再被水解成更小的糖单位。不再被水解成更小的糖单位。n n根据其所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖。根据其所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖。根据其所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖。根据其所含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖。n n根据其结构特点又分为醛糖和酮糖。根据
6、其结构特点又分为醛糖和酮糖。根据其结构特点又分为醛糖和酮糖。根据其结构特点又分为醛糖和酮糖。n n任何单糖的构型任何单糖的构型任何单糖的构型任何单糖的构型,都是由甘油醛及二羟丙酮派生的。都是由甘油醛及二羟丙酮派生的。都是由甘油醛及二羟丙酮派生的。都是由甘油醛及二羟丙酮派生的。CHOHCOHCH2OHCH2OHC OCH2OH第7页,讲稿共198张,创作于星期二n植物体内的单糖主要是戊糖、己糖、庚糖植物体内的单糖主要是戊糖、己糖、庚糖n 戊糖主要有核糖、脱氧核糖(木糖和阿拉伯糖)戊糖主要有核糖、脱氧核糖(木糖和阿拉伯糖)n 己糖主要有葡萄糖、果糖和半乳糖(甘露糖、山梨糖)己糖主要有葡萄糖、果糖和
7、半乳糖(甘露糖、山梨糖)n链链状状醛醛糖糖和和酮酮糖糖,常常由由于于醛醛基基或或酮酮基基(C1 或或C2)与与分分子子末末端端CH2OH(C6 或或C5)基基相相邻邻的的C 原原子子上上的的OH 形形成成半半缩缩醛醛而而形形成成六六元元环环(吡吡喃喃糖糖)或或五五元元环环(呋呋喃喃糖糖)的的环环状状分分子子,因因此此其其醛醛基不如一般醛基活泼。基不如一般醛基活泼。第8页,讲稿共198张,创作于星期二第9页,讲稿共198张,创作于星期二吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖第10页,讲稿共198张,创作于星期二呋喃果糖呋喃果糖第11页,讲稿共198张,创作于星期二半乳糖半乳糖第12页,讲稿共198张,创作于星期二
8、第13页,讲稿共198张,创作于星期二Fehling试剂试剂(Fehling):):酒石酸钾钠酒石酸钾钠+氢氧化钠氢氧化钠+硫硫酸铜酸铜Benedict试剂:试剂:柠檬酸柠檬酸+碳酸钠碳酸钠+硫酸铜硫酸铜糖尿病自测试剂盒糖尿病自测试剂盒 用于检测用于检测还原性糖还原性糖的存在的存在葡萄糖分子中含有游离醛基,果糖分子中含有游离酮基,乳糖和麦芽糖分子中含有游离的醛基,故它们都是还原糖。非还原性糖有蔗糖、淀粉、纤维素等,但它们都可以通过水解生成相应的还原性单糖。糖的一些重要化学性质糖的一些重要化学性质补充补充第14页,讲稿共198张,创作于星期二第15页,讲稿共198张,创作于星期二第16页,讲稿共
9、198张,创作于星期二第17页,讲稿共198张,创作于星期二 寡糖寡糖寡糖寡糖(oligosaccharide)是少数单糖是少数单糖(210 个个)的缩合产物的缩合产物,低聚糖通常是指低聚糖通常是指20 个以下的单糖的缩合产物。个以下的单糖的缩合产物。第18页,讲稿共198张,创作于星期二 n以游离状态存在的双糖有以游离状态存在的双糖有蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖、麦芽糖和乳糖、麦芽糖和乳糖、麦芽糖和乳糖、麦芽糖和乳糖 。还有以结合形式存在的纤维二糖。还有以结合形式存在的纤维二糖。还有以结合形式存在的纤维二糖。还有以结合形式存在的纤维二糖。n蔗糖是由蔗糖是由蔗糖是由蔗糖是由-D-D-葡萄糖和葡萄糖和葡萄糖
10、和葡萄糖和-D-D-果糖各一分子按果糖各一分子按 、(1 1 1 1,2,2,2,2糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键)键型缩合、失水形成的键型缩合、失水形成的 。它是植物体内糖的运输形式它是植物体内糖的运输形式 。12非还原糖非还原糖第19页,讲稿共198张,创作于星期二n n麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的。其是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的。其糖苷键型为糖苷键型为(14141414)。麦芽糖分子内有一个游离的)。麦芽糖分子内有一个游离的)。麦芽糖分子内有一个游离的)。麦芽糖分子内有一个游离的半缩醛羟基,具有半缩醛羟基,具有半缩醛羟基,具有半缩醛羟基,具有还原性还原性。1
11、4第20页,讲稿共198张,创作于星期二半乳糖半乳糖葡萄糖葡萄糖乳糖:乳糖:是还原糖是还原糖存在哺乳动物的乳汁中,及高存在哺乳动物的乳汁中,及高等植物的花粉管及微生物中等植物的花粉管及微生物中第21页,讲稿共198张,创作于星期二棉子糖第22页,讲稿共198张,创作于星期二环糊精第23页,讲稿共198张,创作于星期二 多糖多糖n多糖多糖(polysaccharide)是多个单糖基以糖苷键连接而形成的高聚物。常见的多是多个单糖基以糖苷键连接而形成的高聚物。常见的多糖多数由一种类型的糖基组成糖多数由一种类型的糖基组成,称为同多糖如淀粉称为同多糖如淀粉(starch)(糖原糖原,glucogen)、
12、果胶果胶(pectin)、纤维素、纤维素(cellulose)、菊粉等、菊粉等(inulin);也有的含有一种以上的糖也有的含有一种以上的糖及其衍生物残基及其衍生物残基,如各种形式的粘多糖如各种形式的粘多糖(mucoitin)。n 淀粉(淀粉(starch)n 糖原糖原(glycogen)第24页,讲稿共198张,创作于星期二 n是植物体内最重要的贮藏多糖是植物体内最重要的贮藏多糖 。n用热水处理淀粉时,可溶的一部分为用热水处理淀粉时,可溶的一部分为“直直链淀粉链淀粉”,另一部分不能溶解的为,另一部分不能溶解的为“支链支链淀粉淀粉”。淀粉淀粉第25页,讲稿共198张,创作于星期二n直链淀粉中葡
13、萄糖以直链淀粉中葡萄糖以-1 1,4 4糖苷键缩合而成。每糖苷键缩合而成。每个直链淀粉分子只有一个还原端基和一个非还原端个直链淀粉分子只有一个还原端基和一个非还原端基。基。分子量在分子量在10000-50000之间。之间。碘与直链淀粉靠范德华力结合碘与直链淀粉靠范德华力结合非还原性第26页,讲稿共198张,创作于星期二第27页,讲稿共198张,创作于星期二n遇碘显蓝紫色遇碘显蓝紫色第28页,讲稿共198张,创作于星期二n支链淀粉中葡萄糖主要以支链淀粉中葡萄糖主要以-1 1,4 4糖苷键相连,少糖苷键相连,少数以数以-1 1,6 6糖苷键相连,所以支链淀粉具有很多糖苷键相连,所以支链淀粉具有很多
14、分支。分支。遇碘显紫色或紫红色。遇碘显紫色或紫红色。分子量在分子量在50000-100000第29页,讲稿共198张,创作于星期二 支链淀粉第30页,讲稿共198张,创作于星期二 糖原糖原n 糖原是动物体内重要的贮藏多糖,相当于植物糖原是动物体内重要的贮藏多糖,相当于植物体内贮存的淀粉,也叫动物淀粉。高等动物的肝体内贮存的淀粉,也叫动物淀粉。高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原。脏和肌肉组织中含有较多的糖原。其结构与支链其结构与支链淀粉相似。淀粉相似。第31页,讲稿共198张,创作于星期二糖原遇碘显红色遇碘显红色第32页,讲稿共198张,创作于星期二第二节第二节 双糖和多糖的酶促降解双糖和
15、多糖的酶促降解 蔗糖蔗糖 +H+H2 2O O 葡萄糖葡萄糖 +果糖果糖 66.566.5 -20.4 -20.4 一、蔗糖的一、蔗糖的酶促降解酶促降解转化酶转化酶蔗糖酶蔗糖酶 蔗糖蔗糖+NDP 果糖果糖+NDPG蔗糖合酶蔗糖合酶1 1、蔗糖酶途径、蔗糖酶途径2 2、蔗糖合酶途径、蔗糖合酶途径ADPGGDPGCDPGUDPG作为多糖作为多糖合成的底合成的底物物第33页,讲稿共198张,创作于星期二n n 淀粉的水解淀粉的水解n n 淀粉的磷酸解淀粉的磷酸解二、淀粉的降解二、淀粉的降解第34页,讲稿共198张,创作于星期二 淀粉的水解淀粉的水解-淀粉酶淀粉酶-淀粉酶淀粉酶R-R-酶酶(脱支酶)脱
16、支酶)麦芽糖酶麦芽糖酶第35页,讲稿共198张,创作于星期二n n是淀粉是淀粉是淀粉是淀粉内切酶内切酶内切酶内切酶,作用于淀粉分子内部的任意的,作用于淀粉分子内部的任意的,作用于淀粉分子内部的任意的,作用于淀粉分子内部的任意的-1-1-1-1,4 4 4 4 糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键。直链淀粉直链淀粉直链淀粉直链淀粉 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖+麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖麦芽三糖麦芽三糖+低聚糖的混合物低聚糖的混合物低聚糖的混合物低聚糖的混合物 支链淀粉支链淀粉支链淀粉支链淀粉 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖+麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖麦芽三糖麦芽三糖+-极限糊精极限糊
17、精极限糊精极限糊精n n 极限糊精极限糊精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。是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。n n -极限糊精极限糊精极限糊精极限糊精是指含是指含是指含是指含-1-1-1-1,6 6 6 6糖苷键由糖苷键由糖苷键由糖苷键由3 3 3 3个以上葡萄糖基构成的极个以上葡萄糖基构成的极个以上葡萄糖基构成的极个以上葡萄糖基构成的极限糊精。限糊精。限糊精。限糊精。1、-淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶(-amylase)第36页,讲稿共198张,创作于星期二n n是淀粉是淀粉是淀粉是淀粉外切酶外切酶外切
18、酶外切酶,水解,水解,水解,水解-1-1-1-1,4 4 4 4糖苷键,从淀粉分子外即非还原端开始,糖苷键,从淀粉分子外即非还原端开始,糖苷键,从淀粉分子外即非还原端开始,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,每间隔一个糖苷键进行水解,每间隔一个糖苷键进行水解,每间隔一个糖苷键进行水解,每次水解出一个麦芽糖分子。每次水解出一个麦芽糖分子。每次水解出一个麦芽糖分子。每次水解出一个麦芽糖分子。直链淀粉直链淀粉直链淀粉直链淀粉 麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖 支链淀粉支链淀粉支链淀粉支链淀粉 麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖+-极限糊精极限糊精极限糊精极限糊精n n -极限糊精是指极限糊精
19、是指极限糊精是指极限糊精是指-淀粉酶作用到离分支点淀粉酶作用到离分支点淀粉酶作用到离分支点淀粉酶作用到离分支点2-32-32-32-3个葡萄糖基为止的剩余个葡萄糖基为止的剩余个葡萄糖基为止的剩余个葡萄糖基为止的剩余部分。部分。部分。部分。n 两种淀粉酶降解的最终产物都有麦芽糖。两种淀粉酶降解的最终产物都有麦芽糖。2 2、-淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶(-amylase)第37页,讲稿共198张,创作于星期二 两种淀粉酶性质的比较两种淀粉酶性质的比较 -淀粉酶淀粉酶n不耐酸不耐酸,pH3pH3时失活时失活n耐高温耐高温,7070 C C时时1515分钟仍保持活性分钟仍保持活性n广泛分布于动植物和广泛
20、分布于动植物和微生物中。微生物中。n唾液和胰液中唾液和胰液中 -淀粉酶淀粉酶n耐酸耐酸,pH3pH3时仍保持活性时仍保持活性n不耐高温不耐高温,7070 C15C15分钟分钟失活失活n主要存在植物体中主要存在植物体中第38页,讲稿共198张,创作于星期二n 水解水解-1-1,6 6糖苷键,将糖苷键,将及及-淀粉酶作用支链淀粉酶作用支链淀粉最后留下的极限糊精的分支点水解,产生短的淀粉最后留下的极限糊精的分支点水解,产生短的只含只含-1-1,4 4糖苷键的糊精,使之可进一步被淀粉酶糖苷键的糊精,使之可进一步被淀粉酶降解。降解。n 不能直接水解支链淀粉内部的不能直接水解支链淀粉内部的-1-1,6 6
21、糖苷键。糖苷键。3、R-酶酶(脱支酶脱支酶-debranching enzyme)第39页,讲稿共198张,创作于星期二 n 催化麦芽糖水解为葡萄糖,是淀粉水解的最后一催化麦芽糖水解为葡萄糖,是淀粉水解的最后一步。步。n 淀粉的彻底水解需要上述淀粉的彻底水解需要上述4种种水解酶水解酶的共同作用,其最终产物是的共同作用,其最终产物是葡萄糖。葡萄糖。4、麦芽糖酶、麦芽糖酶(-葡萄糖苷酶)葡萄糖苷酶)第40页,讲稿共198张,创作于星期二(二)淀粉的磷酸解(二)淀粉的磷酸解磷酸化酶磷酸化酶转移酶与脱支酶转移酶与脱支酶第41页,讲稿共198张,创作于星期二n 催化淀粉催化淀粉非还原末端非还原末端的葡萄
22、糖残基转移给的葡萄糖残基转移给P P,生成,生成G-1-P,G-1-P,同时产同时产生一个新的非还原末端,重复上述过程。生一个新的非还原末端,重复上述过程。直链淀粉直链淀粉 G-1-PG-1-P 支链淀粉支链淀粉 G-1-P+G-1-P+磷酸化酶极限糊精磷酸化酶极限糊精n 磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解,只能降解到距分支点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 4个葡萄糖残基为止,留下一个大而有分支的多糖链,称为个葡萄糖残基为止,留下一个大而有分支的多糖链,称为磷酸化酶极磷酸化酶极限糊精限糊精。1 1、磷酸化酶、磷酸化酶第42页,讲稿共198张,创作于星期二 n 磷酸化酶、转移酶
23、、脱支酶磷酸化酶、转移酶、脱支酶共同作用将支链共同作用将支链淀粉彻底降解为淀粉彻底降解为G-1-PG-1-P。转移酶转移酶磷酸化酶磷酸化酶G-1-P2、转移酶与脱支酶转移酶与脱支酶脱支酶脱支酶第43页,讲稿共198张,创作于星期二三、糖原的降解三、糖原的降解n糖原主要为动物肝脏和骨骼肌中的贮能物质糖原主要为动物肝脏和骨骼肌中的贮能物质,在肌在肌肉中贮存糖原是为了肌肉收缩提供能源,而在肝脏中贮存糖原是为了维持血肉中贮存糖原是为了肌肉收缩提供能源,而在肝脏中贮存糖原是为了维持血糖平衡。糖平衡。n糖原降解糖原降解主要有主要有糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶和和转移酶、脱支酶转移酶、脱支酶催化进行。催化进行。
24、糖原糖原+Pi 糖原糖原+G-1-P (n残基)残基)(n-1残基)残基)G-1-P磷酸葡萄糖变位酶G-6-PG-6-P肝脏G+Pi肌肉肌肉进入糖酵解(葡萄糖-6-磷酸酶)糖原磷酸化酶:糖原磷酸化酶:从非还原端催化从非还原端催化1-41-4糖苷键的磷酸解。糖苷键的磷酸解。糖原的磷酸解具有重要的生物学意义糖原的磷酸解具有重要的生物学意义1.贮存能量、容易动员的多糖贮存能量、容易动员的多糖2.糖原降解为葡萄糖糖原降解为葡萄糖-1-磷酸,以及葡萄糖磷酸,以及葡萄糖-1-磷酸进一步转化为葡萄糖磷酸进一步转化为葡萄糖-6-磷酸,磷酸,没有消耗任何没有消耗任何ATP第44页,讲稿共198张,创作于星期二糖
25、的分类及糖的分类及降解降解n蔗糖的降解蔗糖的降解(蔗糖酶或转化酶)(蔗糖酶或转化酶)n淀粉的降解淀粉的降解:淀粉的水解:淀粉的水解-淀粉酶淀粉酶 -淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 R-R-酶酶(脱支酶)脱支酶)麦芽糖酶麦芽糖酶 淀粉的磷酸解淀粉的磷酸解淀粉磷酸化酶、转移酶、淀粉磷酸化酶、转移酶、脱支酶。脱支酶。n糖原的磷酸解糖原的磷酸解:磷酸化酶和转移酶、脱支酶:磷酸化酶和转移酶、脱支酶n单糖的降解单糖的降解第45页,讲稿共198张,创作于星期二 第三节第三节 糖酵解糖酵解n定义:糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随定义:糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATPATP生成生成的过程。是一切有机体中
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