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单糖的生物合成

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单糖的生物合成

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  1. 单糖的生物合成 高等植物葡萄糖的合成可有多个途径: • 卡尔文循环 • 蔗糖、淀粉的降解 • 糖异生 动物体内葡萄糖的合成途径: 糖原的降解 糖异生

  2. 一、糖异生的概念 • 由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸、丙酸、甘油、氨基酸等非糖物质转变成葡萄糖的过程称为糖异生。 糖异生研究中最直接的证据来自动物实验:大鼠禁食24小时,肝中糖原从7%-1%,若喂乳酸、丙酮酸等糖原的量会增加。 葡萄糖的来源——饮食摄入,体内糖原分解,糖异生。

  3. 1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式 丙酮酸羧激酶 (线粒体/胞液) 丙酮羧化酶 (线粒体) 丙酮酸+ATP+GTP+H2O 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+GDP+Pi+2H+

  4. 糖酵解和葡萄糖异生途径中酶的差异

  5. 葡萄糖异生作用的前体(大多数氨基酸)

  6. 糖异生与糖酵解作用的相互调节: 1、磷酸果糖激酶(PFK)和果糖-1、6-二磷酸酶的调节: 当AMP水平高时,表明需要ATP, PFK激活,增加糖酵解,由于果糖-1、6-二磷酸酶受抑制,则糖异生关闭。当ATP和柠檬酸水平高时,PFK受抑制,降低糖酵解的速率,柠檬酸增加果糖-1、6-二磷酸酶活性,从而增加糖异生速率。 当饥饿时,由于血糖水平低,激素胰高血糖素释放,引起cAMP的级联作用, 使酶蛋白磷酸化(FBPase2活化),降低F-2、6-BP;当进食时,血糖水平较高,激素胰岛素释放,使F-2、6-BP增加,激活PFK,加速酵解;同时F-2、6-BP的增加抑制果糖-1、6-二磷酸酶活性,使糖异生作用受抑制。

  7. 五. 乳酸循环(可立氏循环,Cori 循环) +H+ +H+ Cori循环——在激烈运动时,糖酵解作用产生的NADH的速度超出通过呼吸链再形成NAD+的能力。这时肌肉中酵解过程形成的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸使NAD+再生,这样糖酵解作用才能继续提供ATP。肌肉细胞内的乳酸扩散到血液并随着血流进入肝脏细胞,在肝脏中通过糖异生途径转变为葡萄糖,又回到血液,随血流供应肌肉和脑对葡萄糖的需要。这个循环过程称Cori循环 乳酸循环的生理意义:促进乳酸再利用,更新肝糖原,防止酸中毒

  8. 六、乙醛酸循环——三羧酸循环支路

  9. 线粒体 天冬氨酸 天冬氨酸 α-酮戊二酸 α-酮戊二酸 谷氨酸 谷氨酸 草酰乙酸 草酰乙酸 乙醛酸循环体 苹果酸 柠檬酸 延胡索酸 异柠檬酸 乙醛酸 琥珀酸 琥珀酸 苹果酸 葡萄糖异生途径 苹果酸

  10. 乙醛酸循环 CoASH 乙酰CoA 乙醛酸 ① ② 六、乙醛酸循环——三羧酸循环支路 CoASH • 三羧酸循环在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径。(省了6步) 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 异柠檬酸 苹果酸 琥珀酸 三羧酸循环

  11. 异柠檬酸 琥珀酸 乙醛酸 ② 乙醛酸 乙酰CoA 苹果酸 异柠檬酸裂解酶 苹果酸合成酶 • 只有一些植物和微生物兼具有这样的途径;

  12. 这种途径对于植物和微生物意义重大! • 只保留三羧酸循环中的(10)脱氢(1NADH)产能,只相当于3个ATP,意义不在于产能,在于生存。 Ⅰ.种子发芽

  13. 脂代谢 油类植物种子中的油 乙酰CoA 乙醛酸循环 草酰乙酸 糖异生 糖

  14. 乙酸 乙醛酸循环 NH3 乙酰CoA合成酶 乙酸 + ATP +CoASH →乙酰CoA + H2O +AMP +PPi Ⅱ原始细菌生存 转化 四碳、六碳化合物 乙酸菌 以乙酸为主要食物的细菌 (物质循环中的重要一环) 生存

  15. 第26节 糖原的分解与合成

  16. 糖原是由若干个葡萄糖单位组成的具有许多分支结构的多糖,糖原是由若干个葡萄糖单位组成的具有许多分支结构的多糖, 是动物体内糖的储存形式。 糖原的分子结构: 糖原以颗粒形式存在于细胞质中,颗粒中除含糖原外,还有催化其合成与降解的酶以及调节蛋白。糖原主要储存在肝和肌肉组织中 肝糖原分解主要是补充血糖; 肌糖原分解主要是为肌肉收缩提供能量。

  17. 糖原的分解代谢 肝糖原分解后绝大部分转化为葡萄糖释放入血。 反应过程为: 糖原(葡萄糖单位n)+H3PO4 糖原(葡萄糖单位n-1)+ 1-磷酸葡萄糖 葡萄糖-1-磷酸 葡萄糖-6-磷酸 葡萄糖-6-磷酸+H2O 葡萄糖+H3PO4 糖原磷酸化酶 磷酸葡萄糖变位酶 葡萄糖-6-磷酸酶

  18. 糖原的分解 分支点前4个葡萄糖残基 α-1,6-糖苷键 α-1,4-糖苷键 (去分支酶)

  19. 糖原磷酸化酶——从糖原的非还原端逐个断下葡萄糖分子,催化断裂的是末端葡萄糖残基C1与相邻葡萄糖残基C4之间的糖苷键(-1,4-糖苷键),断裂后氧原子留在C4上。只作用到糖原分支点前4个葡萄糖残基处即不能再继续催化。糖原磷酸化酶——从糖原的非还原端逐个断下葡萄糖分子,催化断裂的是末端葡萄糖残基C1与相邻葡萄糖残基C4之间的糖苷键(-1,4-糖苷键),断裂后氧原子留在C4上。只作用到糖原分支点前4个葡萄糖残基处即不能再继续催化。