1、第八章 糖类代谢 主要内容： 了解糖类的生物学作用和重要的单糖、寡糖、多糖、复合糖的分类和结构。讨论糖的分解与合成，重点掌握以葡萄糖为代表的单糖的分解与合成的主要途径 。 思考 目 录 第一节 糖类化学概述 第二节 单糖的代谢 第三节 糖原的分解和生物合成 第一节 糖类化学概述 1、 糖类的 生物学作用 2、 单糖的 链状结构 和 环状结构 3、 重要的 单糖 及 衍生物 4、 重要的 寡糖 5、 重要的 多糖 5、 复合糖 糖类的生物学作用 糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物 ， 主要的生物学作用如下： 作为生物体的结构成分 作为生物体内的主要能源物质 作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂
2、等 合成的前体 作为细胞识别的信息分子 D系醛糖的立体结构 D(+)-阿洛糖 D(+)-阿桌糖 D(+)-葡萄糖 D(+)-甘露糖 D(+)-古洛糖 D(-)-艾杜糖 D(+)-半乳糖 D(+)-塔罗糖 (allose) (altrose) (glucose) (mannose) (gulose) (idose) (galactose) (talose) D(-)-赤鲜糖 (erythrose) D(-)-苏糖 (threose) D(+)-甘油醛 (allose) D(-)-核糖 (ribose) D(-)-阿拉伯糖 (arabinose) D(+)-木糖 (xylose) D(-)-米苏糖
3、 (lysose) D系酮糖的立体结构 D(-)-赤藓酮糖 (erythrulose) D(-)-核酮糖 (ribulose) D(+)-核酮糖 (xylulose) D(+)-阿洛酮糖 (psicose,allulose) D(-)-果糖 (fructose) D(+)-山梨糖 (sorbose) D(-)-洛格酮糖 (tagalose) 二羟丙酮 (dihytroasetone) 吡喃型和呋喃型的 D-葡萄糖和 D-果糖（ Haworth式） 吡喃 呋喃 -D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃果糖 -D-呋喃葡萄糖 -D-呋喃果糖 D-葡萄糖由 Fischer式改写为 Haworth式的步骤 转折
4、旋转 成环 成环 -D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖 重要的单糖 戊糖 -D-吡喃木糖 -D-呋喃核糖 2-脱氧 -D-呋喃核糖 -D-芹菜糖 -L-呋喃阿拉伯糖 -D-呋喃阿拉伯糖 D-核酮糖 D-木酮糖 重要的单糖 己糖 -D-吡喃葡萄糖 -L-吡喃山梨糖 -D-吡喃甘露糖 - L -吡喃半乳糖 -D-吡喃半乳糖 -D-呋喃果糖 重要的单糖 庚糖和辛糖 L -甘油 - D-甘露庚糖 D-景天庚酮糖 D-甘露庚酮糖 甘油部分 甘露糖部分 单糖磷酸酯 D-甘油醛 -3-磷酸 -D-葡萄糖 -1-磷酸 -D-葡萄糖 -6-磷酸 -D-果糖 -6-磷酸 -D-果糖 -1， 6-二磷酸 重要的二糖
5、蔗糖 D-麦芽糖（ -型） 乳糖（ -型 ） 纤维二糖 （ -型） 环糊精结构 -环糊精分子结构 环糊精分子的空间填充模型 淀粉和糖原结构 NRE RE 直链淀粉 支链淀粉或糖原分支点的结构 RE NRE (16)分支点 支链淀粉或糖原分子示意图 直链淀粉的螺旋结构 0.8nm 1.4nm 6个残基 纤维素片层结构 纤维素 一级 结构 植物细胞壁与纤维素的结构 微纤维 纤维素链 植物细胞中的纤维素微纤维 细胞壁 糖复合物 糖 肽链 糖 核酸 糖 脂质 肽聚糖 (peptidoglycans) 脂多糖 (lipopolysauhards) 糖基酰基甘油 (glycosylacylglycerol
6、s) 糖鞘脂 (pglycosphingolipids) 糖蛋白 (glycproteins) 蛋白聚糖 (proteoglycans) (Complex Carbohydrates) 细胞膜表面的糖链 蛋白聚糖 糖脂 糖蛋白 细胞膜 第二节 单糖的代谢 一、 葡萄糖的 主要代谢途径 及 细胞定位 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或 HMP） 六、 糖的异生 七、 乙醛酸循环 其它糖进入单糖代谢 动物细胞 植物细胞 细胞膜 细胞质 线粒体 高尔基体 细胞核 内质网 溶酶体 细胞壁 叶绿体 有
7、色体 白色体 液体 晶体 分泌物 吞噬 中心体 胞饮 细胞膜 丙酮酸氧化三羧酸循环 磷酸戊糖途径糖酵解 糖异生 一、葡萄糖的主要代谢途径 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 乙醇 乙酰 CoA 6-磷酸葡萄糖 磷酸戊糖途径 糖酵解 （有氧） （无氧） 三羧酸循环 （有氧或无氧） 糖异生 二、 糖酵解（ glycolysis） 1、 化学历程和催化酶类 2、 化学计量和生物学意义 3、 糖酵解的调控 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。该途径也称作 Embden-Meyethof-Parnas途径，简称 途径。 EMP的化学历程 糖原（或淀粉）
8、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 第一阶段：葡萄糖的磷酸化 ATP ADP ATP ADP 葡萄糖激酶 磷酸果糖激酶 异构酶 第二阶段： 磷酸己糖的裂解 醛缩酶 异构酶 第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和 ATP的生成 NAD+ NADH+H+ Pi ADP ATP H2O Mg或 Mn ATP ADP 丙酮酸 PEP 丙酮酸激酶 脱氢酶 激酶
9、变位酶 烯醇化酶 糖酵解途径 途径 化学计量和生物学意义 总反应式 : C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi 2C3H4O3 +2NADH +2H+2ATP+2H2O 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； 为糖异生提供基本途径。 能量计算 ： 氧化一分子葡萄糖净生成 2ATP 2NADH 6ATP 或 4ATP 糖酵解的 调控位点 及相应 调节物 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
10、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 机理： 主要通过调节反应途径中几种酶的活性来控制整个途径的速度，被调节的酶为催化反应历程中不可逆反应的三种酶，通过酶的 别构效应 或共价修饰 实现活性的调节，调节物多为本途的中间物中间物或与本途径有关的代谢产物。 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶 己 糖激酶 AMP G-6-P ATP + - F-2,6-BP AMP + - 柠檬酸NADH ATP ATP Ala F-1,6-BP - + 酶的别构（变构）效应示意图 效应剂 别构中心 活性中心 别构酶的反馈调控机理 A （产物或中间产物） E D C B 关键酶
