碳水化合物代謝

1、第五章 碳水化合物代謝碳水化合物是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的一類重要有機物，占植物干重的50%以上，碳水化合物主要是由植物進行光合作用產(chǎn)生的。  光反應(yīng)：光葉綠體 H20 光解、光合P酸化ADP、NADP+ NADPH.H+光合作用ATP 暗反應(yīng): RuBP+CO2 PGAG蔗糖、淀粉。  糖類(碳水化合物)物質(zhì)在生物體內(nèi)有哪些作用？1糖類物質(zhì)是異養(yǎng)生物的主要能源之一，糖在生物體內(nèi)經(jīng)一系列的降解而釋放大量的能量供生命活動之需要。2糖類物質(zhì)及其降解的中間產(chǎn)物，可作為合成蛋白質(zhì)、脂肪的主要碳架。在細胞中糖類物質(zhì)與蛋白質(zhì)、核酸、脂肪等常以結(jié)合狀態(tài)存在，這些復(fù)合分子具有許多

2、特異而重要的生物功能。 第一節(jié) 第一節(jié)       植物體內(nèi)的碳水化合物一、 一、CH2O在植物體內(nèi)的分布情況（一） （一）作為結(jié)構(gòu)物質(zhì)：如纖維素、半纖維素，棉花是純纖維，糖與脂構(gòu)成糖脂構(gòu)成生物膜，如質(zhì)膜、核膜、線粒體膜等都是糖脂構(gòu)成的，核糖、脫氧核糖是細胞中核酸的組成成分，粘多糖是結(jié)締組織，基質(zhì)的組成物質(zhì)。（二） （二）作為貯藏物質(zhì)：如淀粉多聚葡萄糖，菊糖多聚果糖，蔗糖等，土豆、紅苕、面粉的主要成分是淀粉、洋姜的主要成分是菊糖、甘蔗以蔗糖的形式貯藏。（三） （三）作為代謝物質(zhì)：代謝物的糖多半里以磷酸化的形式存在，有丙糖、丁

3、糖、戊糖、已糖、庚糖。G-6-P、G-3-P、DHAP、E-4-P、Ru-5-P、R-5-P、F-6-P等。二、 二、碳水化合物在植物體內(nèi)的種類：（一） （一）單糖：三碳糖：G-3-P 四碳糖：E-4-P 五碳糖：R-5-P、Ru-5-P、Xu-5-P、X-5-P 六碳糖：G-1-P、G-6-P、F-6-P 七碳糖：Su-7-P(二)寡糖1、 1、雙糖：蔗糖由-葡萄糖和-果糖以1，2-糖苷鍵連接而成。2、 2、三糖：棉籽糖=密二糖+果糖3、四糖：水蘇糖：半乳糖+棉籽糖（二） （二）多糖：多糖有兩類：同聚糖：由同一種單糖縮合而成，如淀粉：多聚-葡萄糖，纖維素：多聚-葡萄糖。雜聚糖：由幾種單糖縮合

4、而成的多糖，如：a、半纖維由木糖、阿拉伯糖等構(gòu)成，b、果膠物質(zhì)，c、肽聚糖。雜聚糖是構(gòu)成細胞壁的組成成分。第二節(jié) 淀粉的分解與合成種子萌發(fā)時，以分解淀粉為主，當(dāng)種子形成時，淀粉以合成為主。淀粉的分解是淀粉酶的作用，淀粉酶廣泛存在，人的口腔有唾液淀粉酶，微生物體內(nèi)有淀粉酶，植物種子萌發(fā)時也是經(jīng)淀粉酶的作用分解的。一、淀粉的分解（所需要的酶）（一）-淀粉酶：作用特點 -淀粉酶是淀粉內(nèi)切酶，可以隨機切斷（能從還原端開始，也能從非還原端開始，也能從中間開始），只能水解-1，4糖苷鍵，不能分解-1，6糖苷鍵，所以只能徹底水解直鏈淀粉。不能作用于1，6糖苷健，但可以跨越分枝點。-淀粉酶的水解產(chǎn)物是麥芽糖、

5、麥芽三糖和糊精。糊精：凡6個以上葡萄糖分子的糖叫糊精。極限糊精：指支鏈淀粉經(jīng)和-淀粉酶消化后仍然存在著帶支鏈的核心部分。糊精分子的大小可以用碘試劑，大分子糊精（淀粉）與碘作用是蘭色糊精，再小一點的與碘液作用是紅色糊精，麥芽糖、葡萄糖與碘液作用是消色糊精（無色）。-淀粉酶特點，即耐高溫，在70條件下15不被破壞，但不耐酸，pH3.3時失活，另一特點中提取時需要Ca+,有Ca+時穩(wěn)定。（二）-淀粉酶（作用特點）-淀粉酶只作用于-1，4糖苷鍵，對-1，4糖苷鍵不起作用，不是內(nèi)切酶，而是端解酶（外切酶），只能從淀粉鏈的非還原端開始，依次兩兩相切進行水解。對直鏈淀粉來說，-淀粉酶的作用產(chǎn)物全部都是麥芽糖

6、和極少量的麥芽三糖（對第一個糖苷鍵不起作用，從第二個開始，切到最后剩下三個就不再切，以麥芽糖的形成存在）。 -淀粉酶對支鏈淀粉不起作用，不能跨越分枝點，剩下帶支鏈的極限糊精比-淀粉酶作用剩下的糊精分子量大得多。-淀粉酶作用于支鏈淀粉的產(chǎn)物是麥芽糖和極限糊精。-淀粉酶特性是：不耐高溫、耐酸。 比較-淀粉酶和-淀粉酶的異同點：相同點：都作用于-1,4糖苷鍵，產(chǎn)物都是麥芽糖不同點： -淀粉酶 -淀粉酶 1 可跨越分枝點 不能跨越分枝點 2 內(nèi)切酶（隨機切） 端解酶（非還原端兩兩相切） 3 產(chǎn)物糊精分子量小 糊精分子量大（極限糊精） 4 耐高溫、不耐酸 耐酸、不耐高溫5 存在于萌發(fā)種子中 廣

7、乏存在 （三）淀粉磷酸化酶 作用特點：屬端解酶，從非還原端開始切，每次切一個葡萄糖分子，產(chǎn)物是G-1-P，此酶需要磷酸基團進行磷酸解，磷酸解酶也是水解酶類，如果只有磷酸化酶而沒有磷酸存在，則磷酸酶不起作用。淀粉磷酸化酶對直鏈淀粉起催化作用，對支鏈沒有作用，若要分解支鏈淀粉，必須把支鏈的-1，6鍵打斷成直鏈淀粉才能起作用，磷酸化酶還可以把葡萄糖加在多聚葡萄糖殘基上（合成淀粉作用?。?。 （四）DBE即脫枝酶（Debranching Snzyme） 脫枝酶的作用特點：此酶只作用于1，6糖苷鍵，把淀粉的分枝切下來，但是對異麥芽糖的1，6糖鍵不起作用，必須要有1，4糖苷鍵同時存在時D

8、BE才能起作用。 DBE酶原來也叫做R酶，或稱淀粉1，6-糖苷酶，對1，4糖苷不起作用。 （五）麥芽糖苷酶：作用于兩個葡萄糖分子之間的-1，4糖苷鍵。 二、淀粉的生物合成植物體內(nèi)的直鏈淀粉和支鏈淀粉是通過不同的途徑而合成的。（一） （一）  直鏈淀粉的生物合成：直鏈淀粉是多聚-1，4葡萄糖苷，催化-1，4糖苷鍵形成的途徑主要有下列幾種：1、 1、淀粉磷酸化酶途徑：淀粉磷酸化酶也就是前面講的淀粉磷酸化酶，在有些植物體內(nèi)，此酶可逆轉(zhuǎn)用來合成淀粉，但速度較慢。不是合成主要途徑。葡萄糖供體是：G-1-P，將單個G加在另一復(fù)合體作“引子”上。引子由幾個葡萄糖分子殘基組成。接

9、受了一個葡萄糖的引子再作為引子接受G-1-P，逐漸加長。引子致少是三個葡萄糖分子，引子越大，接受能力更強，合成更快。G-1-P的來源：淀粉進行磷酸解，產(chǎn)物是G-1-P，但是經(jīng)淀粉磷酸解得來的G-1-P，很少是可以直接作為供體的，一般是參加到其它代謝。合成淀粉的G-1-P主要來源于葡萄糖，即葡萄糖在已糖激酶的催化下，ATP把高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移到葡萄糖上生成G-1-P，G-6-P在磷酸移位酶的催化下生成G-1-P，然后G-1-P把G轉(zhuǎn)移到引子上加長引子，逐漸加長，生成淀粉。 2、 2、       淀粉合成酶途徑：淀粉合成酶是一種轉(zhuǎn)

10、葡萄糖基酶，它的作用是催化尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）參予淀粉的合成，在合成過程中UDPG作為葡萄糖的供體，受體是麥芽五糖或麥芽六糖作為引子，引子必須是分子較大的多聚葡萄糖，簡單的麥芽糖不能作為引子。    UDPG把G轉(zhuǎn)給引子以后，生成UDP，又可接受G，又轉(zhuǎn)給引子，直到直鏈淀粉的形成。現(xiàn)在認(rèn)為：供體也可以是ADPG：UDPG的形成過程： G-1-P+UTPUDPG+Pi 焦P酸化酶催化 淀粉合成酶與前面的淀粉磷酸化酶途徑有相似之處，也有不同點相同點：需要葡萄糖作為供體，受體是三個以上的麥芽寡糖，以1，4糖苷鍵相連，合成直鏈淀粉。不同點：G供體不是G-

11、1-P，而是ADPG或UDPG 酶不同，前者是淀粉磷酸化酶，后者是淀粉合成酶。3、 3、D酶途徑：D酶是一種糖苷轉(zhuǎn)移酶，它能將麥芽多糖的殘基轉(zhuǎn)移到葡萄糖、麥芽糖或其它-1，4鍵的多糖上，起加成作用，即D酶的作用特點是合成過程中需要供體和受體，供體和受體都不需要磷酸化。受體：低聚葡萄糖。 （二）支鏈淀粉的生物合成：Q酶途徑 支鏈淀粉是在直鏈淀的基礎(chǔ)上合成的。Q酶（分支酶）可以把直鏈淀粉改造成支鏈淀粉，即從直鏈的任意一個1，4鍵切斷，并把這段轉(zhuǎn)移到直鏈上的任意一個葡萄糖殘基的6羥基處形成1，6糖苷鍵，即形成一個支鏈。Q酶的意義：提高淀粉合成效率，因為淀粉多一個分支，就有一個非還原端生成，

12、而非還原端是接受葡萄糖的位置，Q 酶的活性越高，淀粉合成越快，支鏈淀粉是淀粉合成酶和Q酶的共同作用下形成的。 第三節(jié) 蔗溏的分解與合成蔗糖是高等植物中光合作用的主要產(chǎn)物，是碳水化合物貯藏和累積的主要形式，而且也是碳水化合物在植物體內(nèi)運輸?shù)闹饕问?，如葉綠體白天制造的糖，晚上要轉(zhuǎn)移到其它器官，蔗糖在植物體內(nèi)的代謝作用中占有重要的地位，蔗糖是雙糖，可分解一分子-葡萄糖和一分子-果糖，蔗糖的營養(yǎng)價值高。如培養(yǎng)基中蔗糖的效果最好。 一 一蔗糖的分解 蔗糖酶屬轉(zhuǎn)移酶，屬第三大酶類，蔗糖的比旋光度是20D=+66.50，-葡萄糖是+52.20,-果糖是-930,而混合物的20D=-20

13、.40,因為旋光發(fā)生了變化，所以叫蔗糖酶為轉(zhuǎn)化酶，轉(zhuǎn)化酶是不可逆反應(yīng)。蔗糖的性質(zhì)：從結(jié)構(gòu)可看出，蔗糖是一分子-葡萄糖和一分子-果糖經(jīng)脫水縮合而成半縮醛羥基，脫水生成了酯鍵，沒有還原性，所以不能用測還原糖的方法測定蔗糖，但可用蒽酮法測定非還原糖。  二 二蔗糖的生物合成1、 1、蔗糖磷酸化酶植物體內(nèi)沒有，微生物有，在有磷酸存在下，蔗糖被分解成1-磷酸葡萄糖和果糖，這種反應(yīng)是可逆的，即在蔗糖磷酸化酶的存在下，也可以將果糖和G-1-P合成為蔗糖。2、 2、蔗糖合成酶葡萄糖供體是NDPG（N表示任一個核苷酸），受體是-果糖，NDPG把G轉(zhuǎn)給受體-果糖生成蔗糖。蔗糖合成酶的特點：作用

14、于兩個底物即受體與供體，受體是-果糖、可以是游離的果糖，供體是葡萄糖，這個葡萄糖一定要是活化的，即以NDPG的形式提供葡萄糖，反應(yīng)受著蔗糖濃度的限制，蔗糖濃度高，反應(yīng)減慢，濃度低，反應(yīng)加快，NDPG的生成是經(jīng)NTP與G-1-P作用，在焦磷酸化酶催化下生成NDPG。 3、 3、蔗糖磷酸合成酶蔗糖磷酸合成酶合成的特點是：G供體是UDPG，受體是F-6-P在這個全合成途徑中，供體只能是UDPG，受體必須是磷酸化的果糖，蔗糖磷酸合成酶存在的部位：在植物體不同組織中有不同的活性，在光合組織中，蔗糖磷酸合成酶的活性很高而在非光合組織中，蔗糖合成酶的活性較低由蔗糖磷酸化酶合成的蔗糖運轉(zhuǎn)到非光合組織

15、中，在非光合組織中由轉(zhuǎn)化酶轉(zhuǎn)化成果糖和葡萄糖。 三種酶催化蔗糖合成的葡萄糖供體、受體、存在部位、速度概括： 存在部位 G-供體 G-受體 產(chǎn)物、 、蔗糖磷酸化酶 假單孢菌 G-1-P 果糖 蔗糖+Pi、 、蔗糖合成酶 非綠色組織 NDPG 果糖 蔗糖+NDP（合成慢）、 、蔗糖磷酸合成酶 綠色組織 UDPG F-6-P S-6-P+UDP （合成速度快） （葉綠體）    第四節(jié) 細胞壁成分的分解與合成 在成熟的植物細胞壁中，有三部分組成，即中膠層、初生壁及次生壁。中膠層主要由果膠多聚物組成，初生壁由纖維素、半纖維素、果膠以及木質(zhì)素組成。次生壁大部分是纖維素及少量

16、半纖維素和木質(zhì)素、水稻葉片比較鋒利是由于SiO2沉積所致。組成細胞壁的主要成分是纖維素和半纖維素、果膠質(zhì)和木質(zhì)素，前三者都是多糖化合物，木質(zhì)素則為芳香族的復(fù)雜化合物。 原核細胞的細胞壁不同于真核細胞的細胞壁，根據(jù)結(jié)晶紫-碘試劑的鑒別染色，把細菌約略地分為革蘭氏陽性（G+）和革蘭氏陰性（G-）細胞，一般來說，革蘭氏陽性細胞具有細胞壁，足有80%的細胞壁是由肽基聚糖的網(wǎng)狀大分子聚合物組成的。  細菌的細胞壁中含有由多糖與氨基酸結(jié)合而成的復(fù)雜聚合物，因其肽鍵不太長，故把這些聚合物叫做肽聚糖，肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺（NAG）及乙酰胞壁酸（NAM）以-1，4糖苷鍵組合而成的二糖。

17、 胞壁酸的NH上接乙?；鶠橐阴０谒?，以上是肽聚糖結(jié)構(gòu)的一部分，即在鄰近NAG-NAM骨干鏈上五肽與四肽間的交聯(lián)示意圖。 纖維素植物細胞壁成分：半纖維素 多糖類物質(zhì) 果膠質(zhì)一 一維素的生物合成與分解纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與直鏈淀粉相似，纖維素分子由-葡萄糖通過-1，4糖苷鍵結(jié)合而成的，所以分子為直鏈，而沒有支鏈，每個纖維素分子約含有3000-10000-葡萄糖單位， 纖維素的分子以-葡萄糖為單位，以-1，4糖苷鍵首尾相連接，到目前為止，沒有發(fā)現(xiàn)有1，2鍵、1，6鍵、只有1，4鍵，比淀粉單調(diào)。 水解酶 水解酶 水解酶、 、    纖維素的分解：纖維素-纖維素糊精

18、-纖維二糖-葡萄糖在生物體內(nèi)纖維素的分解主要是酶解，酶降解纖維素成小分子纖維糊精和纖維二糖，纖維二糖再水解成-葡萄糖。 、 、    纖維素的生物合成 纖維素的生物合成大體和淀粉的合成相似，纖維素合成的葡萄糖供體是鳥苷二磷酸-葡萄糖（GDPG），受體是由-1，4糖苷鍵連接起來的，較小分子的多聚-葡萄糖。合成纖維素的過程中，除GDPG作葡萄糖供體之外，UDPG可作葡萄糖的供體。二、半纖維素的分解與合成半纖維素（Hemicellulose）并非纖維素的衍生物，半纖維素包含許多高分子多糖，如多聚戊糖，多聚已糖和少量的糖醛酸。多縮戊糖如多縮阿拉伯糖、多縮已糖如多

19、縮甘露糖和多縮半乳糖。這些成分在不同的半纖維素分子中已鑒定出來，但它們在半纖維素分子中的順序尚不清楚。半纖維素的分解是在酶的作用下分解的，半纖維素酶分解半纖維素成木糖，半乳糖、阿拉伯糖等參加到代謝中去。 關(guān)于半纖維素的合成途徑可能是由相應(yīng)的UDP-糖而產(chǎn)生的多聚糖類物質(zhì)，其合成途徑如圖示：不同植物所含半纖維素成分也不同，如小麥桿所含有的半纖維素是由糖醛酸、阿位伯糖、木糖按1：1：28的比例組成，玉米穗軸內(nèi)所含的半纖維素是5.52%葡萄糖殘基與94.8%木糖殘基所組成。二 二果膠質(zhì)分解與合成 果膠質(zhì)主要存在于胞間層中層，植物細胞靠果膠質(zhì)連接： 果膠（Pectin）果膠質(zhì) 果膠酸（Pectin a

20、cid） 原果膠（Ptoto Pectin） 、 、  果膠酸：果膠酸的COOH若甲酯化叫果膠酸甲酯，在形成多聚半乳糖醛酸分子之后，由5-腺苷蛋aa作為甲基的供體而進行甲酯化。、 、  果膠酸鈣： 果膠酸鈣與果膠酸之間的COOH由Ca+連接成果膠鈣不溶于水，而果膠酸是溶于水的，因此把植物組織泡在水里不溶易把里面的果膠溶解出來主要是以不溶于水的果膠酸鈣存在。、 、  原果膠：果膠酸鈣的大分子前體物質(zhì)叫做原果膠 蘋果在成熟過程中由硬變軟是由于果膠酸鈣轉(zhuǎn)化成了果膠和果膠酸，果膠酸的溶解度大，不能把細胞連接在一起。果膠質(zhì)的合成是以葡萄糖為原料，經(jīng)磷酸化、焦磷酸化

21、、差向異構(gòu)化、氧化、環(huán)化、脫羧、變位、甲基化等作用生成果膠質(zhì)。三 三木質(zhì)素-芳香族化合物 木質(zhì)素存在于植物次生組織里，高等植物細胞壁有大量的木質(zhì)素對于木本植物的形狀起決定作用。多種醇與多聚復(fù)合糖結(jié)合在一起構(gòu)成植物細胞壁的木質(zhì)素。 第四節(jié) 糖酵解（EMP）糖在生物體內(nèi)的代謝作用主要是用來分解作為化學(xué)能量的來源。糖的分解作用首先是經(jīng)糖酵解途徑進行的。一 一              概念：糖酵解：是指葡萄糖在無氧條件下，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)最終生成丙酮酸的過程。

22、糖酵解也稱為無氧氧化或無氧酵解。此途徑的主要工作是1930年由德國生物化學(xué)家G.Embden, O.Meyerhof和J.K.Parnas完成的，因此，稱這一過程為EMP途徑。二 步驟：葡萄糖的分解過程，無論是需要氧的還是厭氧的，總是包括10步反應(yīng)順序；無疑，在所有能量代謝中這10步反應(yīng)是唯一最普遍的途徑，幾乎每一個生命細胞都能進行糖酵解，但是在不同的生物體內(nèi)。EMP的產(chǎn)物丙酮酸朝下分解的情況不同，在動物體內(nèi)，如果一時缺氧丙酮酸生成乳酸叫乳酸發(fā)酵。在酵母菌體內(nèi)，丙酮酸繼續(xù)氧化成乙醇叫酒精發(fā)酵。EMP途徑的化學(xué)過程：5個階段，10個步驟。 、 、    已糖的磷酸化

23、：此反應(yīng)是一個消耗能量的過程。在葡萄糖激酶作用下進行。所謂激酶是催化ATP上的高能磷酸基轉(zhuǎn)移到其它物質(zhì)上去的酶，此酶屬轉(zhuǎn)移酶類，在EC酶類。在這一階段里進行兩次磷酸化，一次異構(gòu)化，將葡萄糖分子生成了F1，6-2PGG-6-PF-6-PF-1、6-2P、 、    一分子F-1，6-2P裂解成兩分子的三碳糖在第二階段中，F(xiàn)-1，6-2P裂解成為兩個三碳糖，此反應(yīng)在醛縮酶的作用下又可合成為F-1，6-2P，即磷酸二羥丙酮（DHAP）的伯醇基和3-磷酸甘油醛（G-3-P）的醛基進行縮合反應(yīng)，磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛是同分異構(gòu)體，在磷酸丙糖異構(gòu)酶的催化下，相互轉(zhuǎn)化，由

24、于在酵解過程中3-磷酸甘油醛要繼續(xù)代謝下去，所以反應(yīng)就向生成3-磷酸甘油醛的方向移動，因此，我們可以理解為一分子F-1，6-2P分解成了兩分子三磷酸甘油醛。、 、    脫氫氧化：G-3-P在G-3-P脫氫酶的催化下很容易氧化生成1，3-DPG 首先是3-磷酸甘油醛的醛基與酶上的SH基結(jié)合形成中間產(chǎn)物，然后中間產(chǎn)物脫氫氧化，這反應(yīng)需要氧化型的NAD+參加，它接受3-磷酸甘油醛氧化時的電子和氫，生成1 分子還原型磷作用生成1，3-NADH·H+，中間產(chǎn)物脫氫后形成的硫酯鍵為高能鍵以“”表示中間產(chǎn)物脫氫后與無機二磷酸甘油酸，此分子含有高能磷酸鍵，此高能磷酸鍵

25、在酶的催化下可以轉(zhuǎn)給ADP生成ATP。、    由1，3-DPG形成ATP和3-磷酸甘油酸。、    丙酮酸的形成：這一階段由幾步反應(yīng)進行，首先3-磷酸甘油酸分子內(nèi)部重排，磷酸基因轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)變成2-磷酸甘油酸。上述2-磷酸甘油酸脫水變成烯醇式丙酮酸，催化這一步驟的酶是烯醇化酶，此酶需要Mg+或Mn+以維持酶的構(gòu)象，烯醇化酶的脫水反應(yīng)可看作是分子內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，即第三位碳原子被還原了，因而大大改變了分子中能量分布的狀態(tài)，又產(chǎn)生了一個高能磷酸鍵，在丙酮酸激酶的催化下，此高能磷酸鍵又轉(zhuǎn)給了ADP，又一次形成了ATP，反應(yīng)是不可逆的。糖酵解的

26、總方程式為：C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+2Pyr+2NADH·H+2H2O糖酵解過程中，一摩爾葡萄糖生成了兩mlo丙酮酸，2molATP和2molNADH·H+，NADH·H+與能量有關(guān)，通過呼吸鏈產(chǎn)生ATP（生物氧化中講）歸納EMP途徑中的反應(yīng)：、            磷酸基團的轉(zhuǎn)移： G+ATPG-6-P+ADPF-6-P+ATPFDP+ADP 1-3-DPG+ADP3-PGA+ATP PEP+ADPEnol-Pyr+ATP、 、&#

27、160;           磷酸基團的移位：磷酸在一個分子內(nèi)從一個基團轉(zhuǎn)移到另一個基團上，EMP途徑中只有一次磷酸基團移位。8步：3PGA2PGA，從3位移到2位。、 、            異構(gòu)化作用：糖有醛酮異構(gòu)，發(fā)生異構(gòu)的有2步，G-6-PF-6-P以及第5步的DHAPG-3-P。、 、       

28、0;    脫水反應(yīng)：二磷酸甘油在烯醇化酶作用下脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸，整個過程只有一次脫水作用。9步：2PGA2PEP+H2O。、 、            醇醛裂解作用（或醇醛縮合作用）4步：1，6FGPG-2-P+DHAP、 、            氧化作用：G-2-P到1，3-DPG氧化脫氫生成1 分子還原型CO NAD+ NADH&#

29、183;H+ 第6步：G-3-P-1，3DPG二、糖酵解的生物學(xué)意義、 、  提供能量：EMP途徑的全過程只生成2molATP，提供的能量是比較少的，另外提了2molNADH·H+，經(jīng)電子傳遞到O，生成H20時可產(chǎn)生6molATP。形成丙酮酸，一mol葡萄糖經(jīng)糖酵解生成了兩mol丙酮酸，丙酮酸的化學(xué)活性比較高。它可以進入線粒體進行有氧氧化丙酮酸CO2+H2O并提供能量。丙酮酸可接受NH3生成Ala生成蛋白質(zhì)。丙酮酸可以倒過來生成3-磷酸甘油酸，再生成甘油，轉(zhuǎn)化成脂肪與脂肪代謝有關(guān)。一、 一、葡萄糖的別構(gòu)效應(yīng)（糖酵解的調(diào)控） 法國的巴斯德發(fā)現(xiàn)：在有氧條件下，可以抑制酒精發(fā)酵，

30、即巴斯德效應(yīng)，也就是由于氧濃度的增加，從而抑制糖酵解作用和降低乳酸堆積，并發(fā)現(xiàn)酵母在無氧條件下消耗糖很快，即無氧時進行無氧酵解，那么糖消耗的快慢是受著酶的調(diào)節(jié)的，進到調(diào)節(jié)的酶叫它是別構(gòu)酶，也叫變構(gòu)酶。變構(gòu)作用：一種酶構(gòu)象改變的作用，由于寡聚酶的變構(gòu)位上結(jié)合了抑制劑或激活劑而產(chǎn)生構(gòu)象改變，因而影響酶的活性。EMP途徑中有三個酶是不可逆的反應(yīng)，因為這三個酶是變構(gòu)酶。變構(gòu)酶的特點：1、都是寡聚酶，即由幾個亞基組成的酶。2、底物濃度與反應(yīng)速度不符合米氏方程（雙曲線方程）別構(gòu)酶的底物濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系成S型。3、一般的酶在0穩(wěn)定，但變構(gòu)酶在37下穩(wěn)定。從結(jié)構(gòu)上來講，別構(gòu)酶有兩個中心，即與底物結(jié)合的活性

31、中心和調(diào)節(jié)中心。 效應(yīng)物與調(diào)節(jié)中心結(jié)合以后，使別構(gòu)酶的活性中心變大，所以容易與底物結(jié)合，使底物生成產(chǎn)物的反應(yīng)速度加快，這種叫做正變構(gòu)或叫正效應(yīng)調(diào)節(jié)。 不能使活性中心加大，底物不能與變構(gòu)酶的活性中心結(jié)合，底物不能生成產(chǎn)物，這種叫做負(fù)變構(gòu)或負(fù)效應(yīng)調(diào)節(jié)。 EMP途徑中有三個步驟是變構(gòu)酶，它們的正效應(yīng)物是Mg+和ADP，負(fù)效應(yīng)物是檸檬酸和ATP。 這三個酶受到Mg+和ADP的正調(diào)節(jié)，Mg+和ADP加進去后，使得活性中心加大，促使底物與活性中心加大結(jié)合，反過來為什么在有氧條件下會抑制酒精發(fā)酵，因為有氧時，Pyr可進行到TCA循環(huán)，TCA循環(huán)是有氧氧化過程。二、 二、葡萄糖的異生作用 指不是由葡萄糖的前體

32、物合成為葡萄糖的作用，非葡萄糖的前體物包括的種類很多，包括有Pyr，OAA和某些AA：如Gly、Ala、Asp、Cys、Pro、Ser、His、Arg、Lys，這些AA將來可轉(zhuǎn)變成糖，把這些AA叫做生糖AA，糖酵解中有三個酶不可逆轉(zhuǎn)，就因為它們是變構(gòu)酶，如果要使這三個反應(yīng)逆轉(zhuǎn)過來，必須要有另外的酶來催化。生糖AA一般都可生成丙酮酸，丙酮酸再經(jīng)這個步驟生成糖，即糖的異生。 第五節(jié) 丙酮酸的氧化一 一灑精發(fā)酵：酒精發(fā)酵是在酵母和一些微生物中發(fā)生的反應(yīng)，分兩步進行。第一步為丙酮酸的脫羧，此反應(yīng)由丙酮酸脫羧酶催化。第二步為乙醛被NADH·H+還原成乙醇，這一步由乙醇脫氫酶催化，NA

33、DH·H+由EMP途徑提供。二乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵是發(fā)生在乳酸桿菌和一些微生物中，在高等生物細胞中如果氧氣不充足，也可以發(fā)生這個反應(yīng)。例如：當(dāng)肌肉強烈運動時即產(chǎn)生大量乳酸，NADH·H+還原丙酮以形成乳酸是由乳酸脫氫酶催化的。 三丙酮酸的有氧氧化（線粒體進行） 丙酮酸的分解要看客觀條件，如果在缺氧條件下，可生成乳酸或乙醇，在有氧條件下，丙酮酸被分解成CO2和H2O，并提供能量。（一） （一）乙酰COA的形成 丙酮酸轉(zhuǎn)變成乙酰COA的復(fù)雜反應(yīng)，是連接酵解和TCA循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，丙酮酸的氧化脫羧反應(yīng)是由丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的。 硫辛酰胺氧化還原酶EC、1、2、4、1、

34、、  丙酮酸脫氫酶系 COA：二硫辛酰胺：S-?；D(zhuǎn)移酶 NADH·H+硫辛酰胺氧化還原酶 第一個酶有脫羧和?；荏w的作用，按國際命名為1、2、4、1教材上就叫做丙酮酸脫氫酶。第二個酶也叫做硫辛酰胺乙酰移換酶主要作用是從二氫硫辛酰胺上轉(zhuǎn)移酰基EC、2、3、1、12，書上叫做二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶。第三個酶叫做二氫硫辛酸脫氫酶EC、1、6、4、3、 、  丙酮酸脫氫酶系的輔酶：TPP、Mg+、L-SS、HSCOA、FAD、NAD+、 、  由丙酮酸形成乙酰COA的化學(xué)歷程1）CH3-C=O-COOH在有TPP、Mg+存在下，經(jīng)丙酮酸二硫辛酰胺氧化還原催化脫去羧

35、基，生成中間產(chǎn)物活性乙醛。1） 1）羥乙基TPP在酶E1的催化下與硫辛酰胺反應(yīng)，生成乙酰硫辛酰胺，焦磷酸硫胺素游離出來。2） 2）乙酰硫辛酰胺在有COA、Mg+存在下，在E2的催化下，形成乙酰COA和還原型的硫辛酰胺。 還原型的二硫辛酰胺在酶3的催化下，將H傳給FAD，生成31SL和FADH2、FADH2再把H傳給NAD+生成NADH·H+和FAD。（二） （二）TCA循環(huán)：Tricarboxylic Acid Cycle 三羧酸循環(huán)也叫檸檬酸循環(huán)，也叫卡布斯循環(huán)。 三羧酸循環(huán)是指乙酰COA由消耗草酰乙酸開始，又以生成草酰乙酸為終結(jié)的一個循環(huán)過程。在這個循環(huán)中因含有三羧酸的有機酸。如

36、：檸檬酸、異檸檬酸、順烏頭酸、草酰琥珀酸等，因此叫做檸檬酸循環(huán)，又因為三羧酸循環(huán)是1937年由Krebs提出的，所以又可以叫做Krebs循環(huán)。三羧酸循環(huán)共有9個步驟：、 、    含兩個碳的乙酰COA與含四個碳的草酰乙酸縮合成的檸檬酸，這個步驟是在檸檬酸合成酶的催化下進行的。、 、    檸檬酸在順烏頭酸酶的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)轫槥躅^酸，脫去一分子H2O，繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕幔撓碌乃旨舆M去。、 、    異檸檬酸在NAD+存在下，經(jīng)異檸檬酸脫氫酶催化下，脫氫形成草酰琥珀酸。、 、  

37、0; 草酰琥珀酸在異檸檬酸脫氫酶的催化下，脫去羧基形成-酮戊二酸。、 、    -酮戊二酸在有TPP、硫辛酸、HSCOA、FAD、NAD+存在下，經(jīng)-酮戊二酸脫氫酶催化，再脫羧基形成琥珀酰COA，這個酶也是多酶復(fù)合體同丙酮酸脫羧、脫氫的機理一樣需要三種酶，六種輔因子，三個酶有-酮戊二酸脫氫酶，硫辛酰胺琥珀?；茡Q酶和二氫硫酰胺脫氫酶。、 、    琥珀酰COA再在有GDP和無機磷酸和Mg+存在下，經(jīng)琥珀酰COA合成酶催化脫去COA，生成琥GTP，然后GTP再將高能磷酸基團轉(zhuǎn)給ADP生成ATP。、 、   

38、 琥珀酸在有FAD存在下，經(jīng)琥珀酸脫氫酶催化生成延胡索酸。、 、    延胡索酸在延胡酸酶催化下加水生成平果酸。、 、    在平果酸脫氫酶的作用NAD+作氫受體生成NADH·H+和草酰乙酸。生成的草酰乙酸又可參加到TCA循環(huán)中與乙酰COA進行TCA循環(huán)的第一個反應(yīng)生成檸檬酸，由此可見，草酰乙酸似乎并無損耗，通過循環(huán)只是乙酰COA分子中的乙?；粩啾谎趸蒀O2、H2O和釋放出能量來。三、三羧酸循環(huán)的討論及其生理意義、 、        

39、0;  三碳的丙酮酸經(jīng)氧化脫羧和三羧酸循環(huán)的草酰琥珀酸脫羧以及-酮戊二酸脫羧，即三個碳全部被氧化成CO2、氫分別在不同的部位由不同的輔酶接受。丙酮酸脫羧過程生成了還原型CONADH·H+。TCA中異檸檬酸脫氫。-酮戊二酸脫氫。琥珀酸脫氫。平果酸脫氫，這樣就共脫掉了五對氫原子，在4摩爾NAD+和1摩爾FAD參與下，共生成了四molNADH·H+和1摩爾FADH2，這些還原型的輔酶其氫通過生物氧途徑，最終和空氣中的氧分子化合物合成H2O，在此過程中釋放出大量的能量。生物體呼吸作用中放出的能量主要就是通過這一途徑，釋放的能量主要是以ATP形式貯存在體內(nèi)供生理生化活動之需

40、要，一部分以熱能的形式散發(fā)出來，1mol葡萄糖分子徹底氧化可產(chǎn)生38molATP（生物氧化中計算）。、 、           葡萄糖分子分解到丙酮酸階段是不需要氧參加的，丙酮酸繼續(xù)氧化就必需有O2參加，氧是用于氧化葡萄糖氧化產(chǎn)生的CO2和H2O是多次脫羧和脫氫的結(jié)果。與體外燃燒即有機物分子中碳氫直接與氧化會不同。、 、           回補反應(yīng)：在TCA中，草酰乙酸是關(guān)鍵性物質(zhì)，從理論上看，

41、草酰乙酸只要少量存在，就可以使無數(shù)乙酰COA氧化，但實際上，草酰乙酸在體內(nèi)極不穩(wěn)定，易分解，同時也易轉(zhuǎn)化成其它物質(zhì)。 因此，經(jīng)過循環(huán)的草酰乙酸容易轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)，要保證TCA順利進行，又必須從其它代謝途徑補充，在許多植物和微生物細胞中有丙酮酸羧化酶即一種含生物素蛋白質(zhì)，它可以催化丙酮酸和CO2生成草酰乙酸，從而保證TCA的進行。、 、           三羧酸循環(huán)中的丙酮酸-酮戊二酸、草酰乙酸，既是糖代謝的中間產(chǎn)物，也可以是AA的代謝產(chǎn)物，也可以是脂肪代謝產(chǎn)物，因此，通過三羧酸循環(huán)，糖代謝可以

42、與脂肪和蛋白質(zhì)代謝相聯(lián)系。如GPT、GOT的催化可以使Pyr和OAA接受NH3生成AA參與蛋白質(zhì)的合成，同時，蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物中Ala、Glu、Asp經(jīng)脫氨后分別生成Pyr、-Kg和OAA，又可以進入TCA循環(huán)中去脂肪酸的水解產(chǎn)物主要是乙酰COA也進入到TCA中去。 TCA中產(chǎn)生的CO2一部分供生物全盛需要，其余部分排出體外。 TCA的生理意義簡單地說：提供能量。各類有機物相互轉(zhuǎn)變的中心環(huán)節(jié)，TCA循環(huán)不僅是糖代謝的重要途徑，而且也是脂肪、蛋白質(zhì)和核酸代謝的最終氧化成CO2和H2O的重要途徑。一、 一、TCA循環(huán)反應(yīng)速率的調(diào)節(jié)：三羧酸循環(huán)的速率是被精細的調(diào)節(jié)控制有三個調(diào)控酶：檸檬酸合成酶、異檸

43、檬酸脫氫酶、-酮戊二酸脫氫酶。、 、           草酰乙酸和乙酰COA合成檸檬酸是TCA循環(huán)的重要控制點ATP是檸檬酸合成酶的別構(gòu)抑制劑，當(dāng)ATP水平高時，該酶較少地被乙酰COA飽和檸檬酸生成則減少。、 、           異檸檬酸脫氫酶是第二個控制點，受NAD+的正調(diào)節(jié)，受ATP和NADH·H+的負(fù)調(diào)節(jié)。、 、     &#

44、160;     -酮戊二酸是第三個控制點，-酮戊二酸氧化脫羧的產(chǎn)物琥珀酰COA和NADH·H+可以抑制-酮戊二酸脫氫酶體系的活性，如果NAD+的量增加又可以促進-酮戊二酸脫羧酶的活性。歸納糖代謝的全過程：葡萄糖有氧分解的能量利用效率EMPTCA總反應(yīng)式C6H12O6+10NAD+2FAD+4Pi+4ADP+2H2O6CO2+4ATP+10NADH·H+2FADH2通過ETS：8NADH+8H+4O2+24ADP+24Pi8NAD+8H2O+24ATP+24H2O2NADH+2H+O2+4ADP+4Pi2NAD+2H2O+4ATP+4

45、H2O2FADH2+O2+4ADP+4Pi2FAD+2H2O+4ATP+4H2OC6H12O6+6O2+36ADP+36Pi6CO2+36ATP+42H20其中36H2O來自磷酸化過程，則Glucose有氧氧化的反應(yīng)式為C6H12O6+6O2+6CO2+6H20+36ATP若1mol葡萄糖徹底氧化按產(chǎn)生686Kcal計，每molATP釋放能量以7.3Kcol計，則每mol葡萄糖經(jīng)EMPTCAETS共生成（7.3×36）=262.8Kcol以""貯存.所以Glucose有氧分解能量效率-按貯存存在ATP中能量計約占Glucose總能量的38%左右。（262.8/686×100=35%）、 、   EMP：C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2ATP+2NADH·H+2H2O、 、   乙酰CoA的形成：2CH3COCOOH+2NAD+2HSCoA2CH3C=OSCoA+2NADH·H+、 、   TCA循環(huán)：2CH3COSCoA+6NAD+2FAD+2GDP+2Pi+4H2O4CO2+6NADH·H