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糖代谢

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1 拼音

táng dài xiè

2 注解

糖代谢是指糖类细胞内的代谢途径。植物可以通过光合作用合成糖。人和动物体内的糖主要来自植物性食物,特别是小麦大米玉米等主食中淀粉。糖的主要生理功能是供给能量。能量是在糖氧化分解过程中逐步释放的。食物中的淀粉及其他糖类先经消化道中的酶水解成单糖,再吸收血液输送到各种组织。人和动物的消化道中没有水解纤维素的酶,不能消化纤维素。但不少微生物细菌真菌等能产生纤维素酶。反刍动物能食草,就是因为胃中有这类微生物。动物的肝和肌肉可以糖原的形式贮存葡萄糖。分解时,这两种糖原均先酶促降解成磷酸葡萄糖再与葡萄糖分解代谢汇合。肝糖原也可经磷酸葡萄糖,转变为葡萄糖以补充血糖,肌糖原只能供肌肉利用。淀粉在植物细胞中也先分解为单糖再利用。葡萄糖在细胞内的分解有无氧氧化、有氧氧化、磷酸戊糖循环等多种途径。在无氧情况下,葡萄糖酵解成丙酮酸,再还原成乳酸酒精及其他产物。此过程称无氧酵解或发酵,所产生的能量较少。在有氧情况下,葡萄糖经酵解生成丙酮酸,再经氧化脱羧基作用,转变成乙酰辅酶A。后者通过三羧酸循环彻底氧化为二氧化碳和水。此过程产生的能量较多,是需氧生物获取能量的主要途径。丙酮酸是经复杂的丙酮酸脱氢多酶体系的催化,转变成乙酰辅酶A的,参加这一酶系的辅酶有辅酶A(含泛酸)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD )等,总反应式为:

丙酮酸 辅酶A NAD →乙酰辅酶A CO2 NADH H

在植物和一些微生物体内,糖还可循乙醛酸循环分解。此循环是三羧酸循环的支路,因乙醛酸为其中间产物,故名。其总反应是:

2乙酰辅酶A NAD 2H2O→琥珀酸 2辅酶A NADH H 即2分子乙酰辅酶A可通过此循环生成一分子琥珀酸,后者不但可补充三羧酸循环上的物质,还可作为合成葡萄糖的前体物质。如植物种发芽时,乙醛酸循环很活跃,可把贮存脂肪降解所生成的脂肪酸转变成葡萄糖。在动植物和微生物体中,普遍存在的另一条糖的分解途径是磷酸戊糖途径。开始时,6-磷酸葡萄糖经脱氢和脱羧反应生成5-磷酸戊糖和CO2然后5-磷酸戊糖经过若干复杂的转糖基反应,又生成6-磷酸葡萄糖。整个过程可以看作是每6个6-磷酸葡萄糖分子经过一系列反应重新变成5个分子,另一个分子则分解为CO2。6(6-磷酸葡萄糖) 6O2→5(6-磷酸葡萄糖) 6CO2 5H2O Pi磷酸戊糖途径产能不多,但有独特的生物学意义。首先,核酸中的戊糖赖此途径供应。其次,脱氢反应的辅酶是NADP (烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸),反应后产生的还原型辅酶NADPH是生物体的“还原力”,可直接参加合成代谢中许多重要的还原反应,如长链脂肪酸的合成,光合作用组织中磷酸丙糖的还原,许多羟基化反应(如苯丙氨酸转变成酪氨酸),肾上腺皮质固醇的还原等。另外,循环的中间产物还可转变成多种物质。植物可以通过光合作用,利用大气中的CO2合成糖。蔗糖不仅是重要的光合作用产物,而且是糖类在植物体内转运的主要形式;在自然界分布很广,特别在甘蔗甜菜菠萝的汁液中最多。蔗糖在高等植物中的主要合成途径是:

UDPG 6-磷酸果糖→UDP 磷酸蔗糖

磷酸蔗糖→蔗糖 磷酸

式中UDPG是尿苷二磷酸葡萄糖的缩写符号,其结构式是:

它是由1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸(UTP)作用生成的。淀粉合成时,主要的葡萄糖基供体是腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)。在酶的作用下,供体将葡萄糖基转移受体(含葡萄糖基的寡糖)上,经多次重复形成含α-1,4糖苷键的直链淀粉。然后部分α-1,4键酶促转换为α-1,6键,使直链淀粉转化为支链淀粉。人和动物肝脏及肌肉中糖原的合成过程与支链淀粉的合成相似,但以UDPG为葡萄糖基供体,催化反应的酶也不相同。其他单糖如果糖、半乳糖等先转变成1-磷酸葡萄糖,再合成糖原。非糖物质如丙酮酸、甘油、乳酸和大多数氨基酸,以及三羧酸循环的中间代谢物等,可以转变为葡萄糖和糖原。非糖物质转变为糖称作糖异生作用,主要在肝脏中进行,在肾脏中也可进行。在糖原储备耗尽时,糖异生作用是葡萄糖的重要来源。糖异生作用中的一些步骤与酵解相同,而方向相反,正好是酵解中某些反应的逆反应。但是,有数个步骤则是由另外的酶催化的不同类型的反应。所以,糖酵解和糖异生是分别独立进行的代谢途径。这很有利于机体对代谢的调节。糖可以分解产生乙酰辅酶A,转而合成脂肪酸;糖又可转变成磷酸甘油;因而糖能转变成脂肪。体内糖原的贮备有限,如食用过多的糖类食物,多余的糖就以脂肪的形式储存。这就是食量过大易发胖的原因。

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  • 评论总管
    2018/12/17 6:49:12 | #0
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