糖类代谢-糖的合成代谢（生物化学课件）

糖元的合成代谢知识点二又称动物淀粉，是人类等动物和真菌储存糖类的主要形式，是多糖的一種，由葡萄糖脫水缩合作用而成。

主要生物学功能是作为动物和真菌的能量储存物质。一、糖原的结构1.糖原2.糖原的分子结构球状分子二维剖面图糖原分子呈球形，其直径约21nm，分子量100万Da至1000万Da，整个球状颗粒大约由30,000个葡萄糖单元组成。糖原中心是糖原核心蛋白，向外排列12层支链。内层支链再分2个支链，在外层可存在非分支链。糖原由α-1,4-糖苷键链接葡萄糖形成直链，α-1,6-糖苷键链接葡萄糖形成支链。每两个支链的间隔距离是8～12个葡萄糖单元，每个支链有12～18个葡萄糖分子。

支链末端为非还原端，分支越多，非还原端越多，糖原的溶解度越高。

糖原由α-葡萄糖聚合而成。由α-1,4糖苷键连接为直链结构，由α-1,6糖苷键连接为分支结构。糖原分子结构解析

肝糖原肝重的5%，总量为90-100g，维持血糖水平，血糖的主要来源。肌糖原肌肉重量的1～2%，总量为200-400g，供肌肉收缩急需。3.糖原的分布二、糖原的合成原料：葡萄糖、果糖、半乳糖等催化剂：己糖激酶、葡萄糖激酶、葡萄糖变位酶、

尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、糖原合酶、部位：肝脏、肌肉等组织细胞的胞浆中。

三阶段完成。1．葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖反应由已糖激酶催化，ATP提供磷酸基团。（一）葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖葡萄糖激酶（肝）已糖激酶是酵解途径限速酶，Mg2+是其必需激活剂。哺乳动物体内已糖激酶同工酶有四种：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型主要存在于肝外组织。己糖激酶的特点是：1.专一性不强，对多种已糖起作用2.Km较低，在0.1mmol/L，对葡萄糖有较强亲和力。3.保证大脑等组织器官在血糖浓度较低时有葡萄糖可用。关于己糖激酶（一）关于己糖激酶（二）Ⅳ型酶存在于肝细胞中，也称葡萄糖激酶。1.专一性较强，只对葡萄糖起作用2.Km较高，在10mmol/L左右，对葡萄糖的亲和力较低，只有在血糖浓度较高时才能发挥作用

3.在维持血糖水平中起重要作用反应由磷酸葡萄糖变位酶催化。CH2OPOHHHOHOHOHCH2OHOPOHHHOHOHOH磷酸葡萄糖变位酶2.葡糖-6-磷酸转变成葡萄糖-1-磷酸在此反应中，磷酸基团转移的意义在于：由于延长炭链形成α-1,4-糖苷键，所以葡萄糖分子C1上的半缩醛羟基必须活化，才利于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具有较高的能量。反应说明：葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖变位酶葡糖-6-磷酸3.葡糖-1-磷酸转变成尿苷二磷酸葡萄糖在尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的催化下，尿苷三磷酸（UTP）与1-磷酸葡萄糖反应生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）。核苷二磷酸激酶UTP+1-磷酸葡萄糖

UDPG+PPiUDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。（二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链糖原引物+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶UDPUTPADPATP4.UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上糖原引物

为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)，作为UDPG上葡萄糖基的接受体。糖的异生作用知识点三一、糖异生基本知识糖异生概念：非糖化合物在肝脏中酶的作用下转变为葡萄糖或糖原的过程。非糖物质：乳酸、丙酮酸，TAC中各种羧酸，甘油、生糖氨基酸发生部位：

主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体

1.糖异生概念2.糖的异生途径从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。乳酸→葡萄糖：糖异生丙酮酸→葡萄糖：糖异生途径葡萄糖→丙酮酸：糖酵解途径葡萄糖→乳酸：糖酵解糖异生途径与酵解途径大多数反应是可逆的；酵解途径中有3个关键酶催化的不可逆反应，在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。第一个不可逆反应第二个不可逆反应第三个不可逆反应3.糖异生过程中存在的能障和膜障糖异生是沿着糖酵解的逆向进行，但有三个不可逆反应，还有一个从线粒体转移到细胞质的穿膜过程。分别需要四种关键酶才能解决。二、糖异生过程及能障和膜障的克服1、葡萄糖6磷酸酶催化6磷酸葡萄糖生成葡萄糖。2、果糖1，6二磷酸酶催化1，6二磷酸果糖生成6磷酸果糖。3、丙酮酸在一元羧酸转运酶的帮助下进入线粒体，在丙酮酸羧化酶的催化下，消耗一分子ATP，生成草酰乙酸。草酰乙酸不能通过线粒体膜。在苹果酸-天冬氨酸循环里草酰乙酸通过了线粒体膜之后，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的帮助下成为磷酸烯醇式丙酮酸。反应消耗一分子GTP。丙酮酸羧化支路及膜障的克服糖异生过程中关键酶的作用位点三、糖异生的生理意义维持血糖浓度恒定：保证某些主要依赖葡萄糖供能的组织的功能具有重要意义补充肝糖原：机体摄入的葡萄糖先分解为丙酮酸、乳酸等三碳化合物，后者再异生成糖原的途径称为三碳途径，也称之为间接途径调节酸碱平衡。知识点一糖合成代谢概述在地球生态系统中，生物群落与无机环境是一个不可分割的整体，生物群落的新城代谢离不开无机环境物质和能量的支持。光合作用是地球生物新陈代谢能量和物质的源泉，阳光、空气、水分是地球人类生生不息的先决条件。一、光合作用提供糖合成物质和能量基础1.光合作用2.光合作用的意义在光反应中，水解被光解成氧气，产生的H+把将NADP+水还原成NADPH2为，为暗反应准备了物质条件

光能ATP中化学能有机物中的化学能

（1）形成了大量的NADP2糖类合成物质基础（2）在光反应中，光合磷酸化储存了能量在暗反应中，将CO2固定成C3化合物，为糖的合成积累了物质基础，且形成了大量的NADPH2，为脂肪合成提供了氢源。二、蔗糖的合成蔗糖在植物界分布最广，特别是在甘蔗、甜菜、菠萝的汁液中很多。蔗糖不仅是重要的光合作用和高等植物的主要成分，而且是糖类在植物体中运输的主要形式。蔗糖在高等植物中的合成主要有两种途径：一种是在蔗糖合酶催化下合成，第二种是在蔗糖磷酸酶催化下合成。（1）尿苷二磷酸葡萄糖的生成在尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的催化下，尿苷三磷酸UTP与1-磷酸葡萄糖反应生成尿苷二磷酸葡萄糖UDPG。1、蔗糖合成酶途径（2）蔗糖合酶与果糖合成蔗糖本途径利用UDPG作为葡萄糖给体，与果糖磷酸酯合成蔗糖磷酸酯，再经专一的磷酸酯酶作用脱去磷酸形成蔗糖。2.蔗糖磷酸合成酶途径根据蔗糖磷酸合成酶的活性较大，且平衡常数有利，以及蔗糖磷酸的磷酸酯酶存在量大，一般认为途径(2)是植物合成蔗糖的主要途径。由于发现蔗糖合成酶有两个同功酶，人们认为一个是催化蔗糖合成的，另一个是催化蔗糖分解的。因此有人认为蔗糖合成酶催化的途径(1)主要是分解蔗糖的作用，特别是在贮藏淀粉的组织器官里把蔗糖转变成淀粉的时候。三、直链淀粉的生物合成1.淀粉合酶途径式中：①引物的n≥3；②活化的葡糖基ADPG从引物的非还原端延长；③淀粉合酶催化连接的键是

-1，4糖苷键。2.淀粉D酶合成途径D酶是一种糖苷基转移酶，作用的键是α-1，4糖苷键；转移的基团主要是麦芽糖残基；催化的底物可以是葡萄糖、麦芽多糖；起着加成反应作用。故有人称之为加成酶。D酶的存在，有利于葡萄糖转变为麦芽