导图社区 糖类分解代谢
双糖和多糖的酶促降解；糖酵解：糖酵解的概念、糖酵解的化学历程；糖糖酵解的化学计量与生物学意义。
这是一篇关于生物氧化与氧化磷酸化的思维导图。包含生物氧化概述；电子传递链（呼吸链）、氧化磷酸化、其他末端氧化酶系统。
酶的概念：酶是生物催化剂、酶的化学本质、酶的专一性；酶的分类和命名；酶的作用机制；酶促反应动力学。
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糖类分解代谢
糖代谢总论
糖的分解代谢是在多糖或寡糖分解成单糖——葡萄糖（果糖）的基础上，有氧条件下通过糖酵解——三磷酸循环或磷酸戊糖途径彻底氧化成二氧化碳和水，水的生成偶联ATP的合成。
生物所需要的能量，主要由糖氧化分解代谢提供。
1g葡萄糖彻底氧化分解可释放16.74kJ能量。
无氧条件下糖酵解产物丙酮酸还原成乳酸，或脱羧后还原成乙醇。
生物体内的糖类
单糖
是最简单的糖，不能再水解成更小的糖单位了
根据所含碳原子数目分类
丙糖
丁糖
戊糖
己糖
根据结构特点
醛糖
酮糖
任何单糖的构型，都是由甘油醛及二羟丙酮衍生的
单糖可衍生出糖醇、糖醛酸、氨基糖及糖苷、糖脂等化合物
寡糖
是少数单糖（2-10个）的缩合产物，低聚糖通常是指20个以下的单糖的缩合产物
已发现在很多重要的动植物大分子中都有寡糖，如糖蛋白、某些动物激素、抗体、运载体等
也存在于细胞膜
多糖
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，称为同多糖，如淀粉、糖原、果胶、纤维素等；也有的含一种以上的糖及其衍生物残基，如各种形式的黏多糖
淀粉是代谢能源，葡萄糖以淀粉的形式贮存在细胞内，可以避免过高的渗透压
双糖和多糖的酶促降解
蔗糖、麦芽糖、乳糖的酶促降解
蔗糖的降解
蔗糖是在植物界中分布最广的双糖
蔗糖是重要的光合产物，也是植物体糖类运输的主要形式
蔗糖的降解主要通过这两种酶
蔗糖合成酶
催化蔗糖与UDP反应生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）
反应可逆
蔗糖酶
可催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖
又称转化酶
麦芽糖和乳糖的水解
麦芽糖由麦芽糖酶水解形成葡萄糖
不可逆
乳糖由β-半乳糖苷酶催化水解形成D-葡萄糖和D-半乳糖
淀粉（糖原）的酶促降解
淀粉的酶促水解
参与淀粉水解的酶
α-淀粉酶
淀粉内切酶
如果底物是直链淀粉，生成葡萄糖和麦芽糖的混合物
如果底物是支链淀粉，生成的产物是麦芽糖、葡萄糖、α-1，6-糖苷键的糊精
β-淀粉酶
淀粉外切酶
作用于直链淀粉，能生成定量的麦芽糖
底物是支链淀粉或糖原时，生成麦芽糖和极限糊精
脱支酶
专一水解α-1，6-糖苷键的酶
麦芽糖酶
水解淀粉酶产物麦芽糖的糊精中的α-1，4-糖苷键，水解产物为葡萄糖
淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶催化α-1，4-葡聚糖非还原末端的葡萄糖残基转移给正磷酸，产生G-1-P，同时产生的一个新的非还原末端又重复上述磷酸解过程。
糖原的磷酸解
糖原磷酸化酶是糖原降解的限速酶，有活性和非活性两种形态，分别称为糖原磷酸化酶a（活化态）和糖原磷酸化酶b（失活态）。
糖原与淀粉的主要区别是分支更多且短
细胞壁多糖的酶促降解
纤维素的降解
纤维素是由1000-10000个β-1，4-糖苷键连接起来的没有分支的长链。
天然纤维素可以用无机酸水解成葡萄糖。
果胶物质的降解
果胶物质可分为三种
原果胶
果胶
果胶酸
糖酵解
糖酵解的概念
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，是一切生物有机体中普遍存在的葡萄糖降解的途径。
糖酵解的化学历程
己糖的磷酸化
葡萄糖的磷酸化
6-磷酸果糖的生成
磷酸己糖的异构化反应
1，6-二磷酸果糖的生成
磷酸己糖的裂解
这一阶段包括1，6-二磷酸果糖裂解为二分子磷酸丙糖，以及磷酸丙糖的相互转化
1，6-二磷酸果糖裂解
磷酸丙糖的同分异构化
ATP和丙酮酸的生成
一步氧化反应和二步产能反应
3-磷酸甘油醛转化为1，2-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸和ATP的形成
3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇丙酮酸的生成
丙酮酸和ATP的生成
糖酵解的化学计量与生物学意义
生物学意义
是葡萄糖进行有氧或无氧分解的共同代谢途径
是有机体在无氧条件下获得能量的一种适应方式
糖酵解途径中形成的许多中间产物可作为合成其他物质的原料
在糖与非糖物质的相互转化起重要作用
糖酵解的其他底物
葡萄糖并不是糖酵解的唯一底物
丙酮酸的去路
有氧的条件下，转变为乙酰CoA
无氧条件下，还原成乳酸
生成乙醇
酵母菌或其他微生物在无氧条件下
糖酵解的调控
糖酵解途径中有三步反应由于大量释放自由能而不可逆
磷酸果糖激酶
糖酵解过程中最重要的调节酶，是三个限速酶中催化效率最低的酶
己糖激酶
丙酮酸激酶
三羧酸循环
丙酮酸氧化为乙酰CoA
丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA的反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中心环节，反应不可逆
三羧酸循环的化学历程与化学计量
三羧酸循环的反应历程
乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
柠檬酸异构化生成异柠檬酸
异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸
α-酮戊二酸氧化脱羧反应
琥珀酸的生成
延胡索酸的生成
苹果酸的生成
草酰乙酸的生成
草酰乙酸的回补反应
丙酮酸的羧化生成草酰乙酸
PEP的羧化
天冬氨酸和谷氨酸转氨作用
三羧酸循环的化学计量和特点
特点
（1）乙酰 CoA 与草酰乙酸缩合形成柠檬酸，使两个碳原子进入循环。
（2）在循环中底物上有4对氢原子通过4步氧化反应脱下，其中有三对是在异柠檬酸氧化、α-酮戊二酸氧化脱羧和苹果酸氧化时用以还NAD+，有一对是琥珀酸氧化时用以还原FAD。
（3）由琥珀酰CoA形成琥珀酸时偶联有底物水平磷酸化生成GTP（植物中为 ATP）。
（4）在循环中消耗二分子水，一分子用于合成柠檬酸，另一分子用于延胡索酸加水。
三羧酸循环的调控
三羧酸循环的多个反应是可逆的，但由于柠檬酸的合成及α-酮戊二酸的氧化脱羧两步反应不可逆，故整个循环只能单方向进行
三羧酸循环调节的部位主要有三个
柠檬酸合酶
异柠檬酸脱氢酶
α-酮戊二酸脱氢催化的反应
三羧酸循环的生物学意义
机体利用糖或其它物质氧化获得能量的最有效方法
三羧酸循环是糖类、脂质和蛋白质等物质代谢和转化的枢纽
磷酸戊糖途径
糖的无糖酵解和有氧氧化过程是生物体内糖分解的主要途径，但不是唯一途径
磷酸戊糖途径的主要特点
6-磷酸葡糖直接脱氢脱羧，不必经过EMP，也不必经过TCA。
在整个反应中，脱氢酶的辅酶为NADP+
无ATP的产生和消耗
磷酸戊糖途径的生物化学历程
葡萄糖的氧化脱羧阶段
脱氢反应
水解反应
脱氢脱羧反应
非氧化的分子重组和阶段
异构化反应
转酮醇反应
转醛醇反应
磷酸戊糖途径的化学计量与生物学意义
经过六次循环，1分子6-磷酸葡萄糖被分解而产生6分子CO。
磷酸戊糖途径的多种生物学意义
产生大量的NADPH，为细胞的各种反应提供还原力
磷酸戊糖途径的中间产物为许多化合物的合成提供原料
磷酸戊糖途径可以与光合作用联系起来，并实现某些单糖间的互变
保护膜脂和其他生物大分子免遭活性氧的攻击
磷酸戊糖途径的调控
糖醛酸途径
