第五讲糖生物学1209讲义教材
- 格式:ppt
- 大小:2.40 MB
- 文档页数:71
王镜岩生物化学经典课件糖的生物化学糖类是生物体中重要的营养物质,同时也是生命活动中不可或缺的分子。
糖类不仅为生物体提供能量,还参与细胞信号传导、细胞黏附、免疫识别等多种生物过程。
本文将结合王镜岩教授的生物化学经典课件,对糖的生物化学进行详细阐述。
一、糖的分类及结构特点根据分子结构的不同,糖类可分为单糖、双糖和多糖三大类。
其中,单糖是糖类的基本单位,包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
双糖由两个单糖分子通过糖苷键连接而成,如蔗糖、乳糖等。
多糖则由大量单糖分子通过糖苷键连接而成,如淀粉、纤维素等。
糖类分子的结构特点如下:1.多羟基:糖类分子中含有多个羟基(-OH),羟基的位置和数量不同,导致不同糖类分子的性质和功能各异。
2.羰基:糖类分子中含有一个醛基(-CHO)或酮基(-C=O),分别形成醛糖和酮糖。
3.立体异构:糖类分子中的碳原子连接的四个基团不同,导致糖类分子存在多种立体异构体。
例如,葡萄糖存在α和β两种异构体。
二、糖的代谢途径糖类在生物体内的代谢途径主要包括糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等过程。
1.糖酵解:糖酵解是指将葡萄糖等糖类分解为丙酮酸的过程。
糖酵解分为两个阶段:第一阶段为糖解作用,将葡萄糖分解为两分子的丙酮酸;第二阶段为乳酸发酵或酒精发酵,将丙酮酸进一步转化为乳酸或乙醇。
2.三羧酸循环:丙酮酸进入线粒体后,通过三羧酸循环(TCA 循环)彻底氧化分解。
在此过程中,丙酮酸被转化为柠檬酸,经过一系列反应,最终二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
3.氧化磷酸化:在糖酵解和三羧酸循环过程中,产生的还原型辅酶NADH和FADH2通过电子传递链传递电子,最终与氧气结合水。
此过程伴随能量释放,用于合成ATP。
三、糖类的生理功能1.能量供应:糖类是生物体最主要的能量来源。
在氧化分解过程中,糖类可产生大量ATP,为生命活动提供能量。
2.结构支持:多糖如纤维素是植物细胞壁的主要成分,具有支持和保护细胞的作用。
3.细胞信号传导:糖蛋白和糖脂是细胞表面的重要组分,参与细胞识别、黏附、免疫应答等生物过程。
第一章:序言糖生物学:广义来说,糖生物学可定义为研究自然界广泛分布的糖类(糖链和聚糖)其结构、生物合成及生物学的一门学科糖缀合物:单糖、寡糖或多糖与蛋白质和脂质连接形成糖缀合物一种酶,一连键规则:由于糖基转移酶对供体和接纳体有严格的专一性要求,在特异的连键上一种酶只能添加一种形式的糖微不均一性:在一种特殊型细胞中的一种给定蛋白质的任何给定糖基化位点上合成的聚糖的精确结构中发现有一定范围的变化聚糖功能的研究方法:1 应用凝集素或抗体对特异聚糖的定域或干扰2 利用糖基化的代谢抑制或变更3 发现特异性受体的天然聚糖配体4 发现识别特异聚糖的受体5 可溶性聚糖或结构模拟物的干扰6 应用糖苷酶去除特异的聚糖结构7 对天然或遗传工程的聚糖突变株进行研究8 对天然或遗传工程的聚糖受体突变株的研究第二章:糖的结构和性质α-D-吡喃葡萄糖 α-D-吡喃半乳糖 β-D-吡喃甘露糖单糖的物理、化学性质第三章:单糖代谢转运子的分类:易扩散转运子(GLUT )特点:不需能量 ,Km=2-20mmol/l能量依赖型转运子特点:需能,转运效率高 (1)离子偶联型:钠-葡萄糖转运子SGLT,Km=1mmol/l (2)ATP 依赖的磷酸化偶联型:Km 微摩尔数量级(细菌)胞内单糖的来源:(1)胞外糖源(2)胞内糖源(补救途径)单糖在细胞的代谢过程(以Man 为例)细胞外的Man 被细胞膜上的甘露糖转运子转移到细胞内,在细胞质中在甘露糖激酶的作用下形成Man-6-P 。
在磷酸变位酶的作用下Man-6-P 转变为Man-1-P ,Man-1-P 与GTP 反应,脱去一个焦磷酸,生成GDP-Man 。
GDP-Man 被糖核苷酸转运子转移到内质网和高尔基体中,进行糖缀合物的合成,最后为分泌到细胞膜或分泌到细胞外这是胞外糖源途径,单糖在细胞内的代谢还有另一种途径,即补救途径溶酶体中的糖缀合物被水解酶水解,产生的甘露糖被转运到细胞之内,按照胞外糖源途径参与代谢。
第五章 糖代谢何焱 副教授水产学院生物化学教研室华中农业大学15.1 生物体内的糖糖类的生物学作用糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物,主要的生物学作用如下:∙作为生物体的结构成分(如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分)∙ 作为生物体内的主要能源物质(人与鱼类不同)∙ 作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前体∙ 作为细胞识别的信息分子(血细胞表面有50万个糖蛋白分子,糖决定了人的血型)糖类的定义糖:含多羟基的醛类或多羟基酮类化合物,以及它们的衍生物或聚合物。
元素组成: CH2O分子式:C n(H2O)n(1)单糖:不能被水解成更小分子的糖。
(2)低聚糖(寡糖):2-10个单糖分子脱水缩合而成(4)复合糖:糖蛋白、蛋白聚糖(3)多糖同多糖(均一性多糖):淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质杂多糖(不均一性多糖):糖胺聚糖糖类的分类β-D-呋喃核糖2-脱氧β-D-呋喃核糖β-D-芹菜糖α -L-呋喃阿拉伯糖α -D-呋喃阿拉伯糖D-核酮糖D-木酮糖β-D-吡喃葡萄糖α -L-吡喃山梨糖α -D-吡喃甘露糖β- L -吡喃半乳糖α -D-吡喃半乳糖β -D-呋喃果糖重要的二糖蔗糖:无还原性D-麦芽糖( β -型)乳糖( α-型 )纤维二糖( β -型)α- D-葡萄糖β-D-果糖α- D-葡萄糖α- D-葡萄糖α- D-葡萄糖β-D-半乳糖β-D-葡萄糖β-D-半乳糖支链淀粉糖原NRERE 直链淀粉支链淀粉或糖原分支点的结构•淀粉和糖原纤维素作为植物的骨架β-1,4糖苷键糖复合物糖—肽链糖—核酸糖—脂质肽聚糖(peptidoglycans)脂多糖(lipopolysauhards)糖基酰基甘油(glycosylacylglycerols)糖鞘脂(pglycosphingolipids)糖蛋白(glycproteins)蛋白聚糖(proteoglycans)(Complex Carbohydrates)图。