《食品生物化学教学课件》糖、脂及其代谢.ppt

1、一、糖类化学一、糖类化学概述定义：糖类物质是含多羟基的醛类或酮类化合物及缩聚物和某些衍生物的总称。分类：单糖、寡糖、多糖生理作用：作为能源、碳源、结构性物质；还是细胞识别和信息传递的重要参与者。（一）单糖分类：根据碳原子数目，分为丁糖、戊糖、己糖等；根据碳、氧双键的位置，分为酮糖、醛糖。葡萄糖的结构：链状和环状；型和型；呋喃糖和吡喃糖；船式和椅式构象。单糖的物理性质旋光性甜度溶解性单糖的化学性质与酸的作用：与强酸共热生成糠醛，其中糠醛与酚有颜色反应，可用于鉴定糖。酯化作用碱的作用：弱碱作用下，葡萄糖、果糖和甘露糖三者都可通过烯醇化而相互转化；遇强碱则分解。形成糖苷：半缩醛羟基很易与醇及酚羟基反

2、应，失水而形成糖苷。氧化作用：羰基氧化，形成醛酸；伯醇基氧化，形成糠醛酸。单糖与费林试剂（硫酸铜的碱性溶液）反应，用于糖的定量测定。还原作用：羰基还原成醇基糖脎的生成：氨基化作用：单糖分子中的OH基(主要是C-2、C-3上的OH基)可被-NH2基取代而产生氨基糖（糖胺）。脱氧作用：单糖的羟基之一失去氧即成脱氧糖。 （二）寡糖定义：26个单糖分子缩合而成。分布：主要是二糖和三糖结构：单糖的组成，糖苷键的连接方式及位置。双糖：麦芽糖、乳糖、蔗糖等三糖：棉子糖游离半缩醛羟基：还原糖（麦芽糖和乳糖）和非还原糖（蔗糖）（三）多糖结构：一级结构（单糖的组成及排列顺序，糖苷键的类型），二级结构功能：作为动植

3、物结构的骨架物质，作为储存物质，机体的防御功能，抗凝作用淀粉：直链淀粉和支链淀粉糖原菊糖纤维素果胶物质二、糖类代谢二、糖类代谢（一）糖类的膳食利用糖类的作用：提供热量；提供好的口感和甜味；促进脂肪的利用；加强蛋白质的合成。糖类的消化和吸收：膳食纤维：定义及作用（二）糖类的合成与降解蔗糖的生物合成：磷酸化酶、合成酶、磷酸合成酶蔗糖的水解：转化酶（-果糖苷酶）淀粉的生物合成：直链淀粉（淀粉磷酸化酶、D-酶、淀粉合成酶；支链淀粉（Q酶）糖原的合成：淀粉和糖原的降解：水解（ -淀粉酶 、 -淀粉酶 、 R-酶、葡萄糖淀粉酶 ）；磷酸解（磷酸化酶、转移酶）（三）糖类的中间代谢糖原(淀粉) 糖醛酸途径G-

4、1-PG-6-P磷酸己糖旁路F-6-PATPADPF-1,6-2POCCH2OCH2OHCHOHCHOPP磷酸二羟基丙酮3-磷酸甘油醛HS-酶HCCH2OS酶OHPCHOHCCH2OOO2H3PO42ATP 2ADPCHOHCOOHCH2OCHOCOOHCH2OH2H2OCOOHCH2CO22ATP2ADPCOOHCH2COH2COOHCH3C2O三羧酸循环 (TCA)环COOHCH3CHOH21213nH3PO4ATPADP葡萄糖CH3CHOCH3CH2OH222(2H)乙醇消化H2O2NAD+2(2H)烯醇式丙酮酸1,3-二磷酸甘油酸Mg2+Mg2+Mg2+3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-

5、磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸22CHOH2CH2O2 11淀粉2(NADH+H+)17 =PPPPP =141516乳酸CH3COCOOHNAD+NADH + H+CoASHCO2CH3COSCoAOCCOOHCH2COOHCH2COOHC(OH)COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHNAD(P)NAD(P)H+HCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHNADH+HNADNADH + H+COSCoACH2CH2COOHGDP+PiGTPCoASHH2 OCH2COOHCH2COOHFADH2FADCHCOOHCHCOOHHOCCOOHCH

6、2COOHH+NAD+CO2+CoASHH 2 OCoASHCO2丙酮酸乙酰 CoA(2)(1)(7)(8)(9)(10)(5)(6)(3)(4)草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀酰 CoA琥珀酸延胡索酸L-苹果酸草酰乙酸H O2(1) 2C + 4C 6C(2) 一次三羧酸循环彻底氧化分解一分子乙酰辅酶A。两次脱羧2CO2四次脱氢3(2H)/3NADH，2H/FADH （ATP：33+12）一次底物磷酸化产能1ATP柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸乙酰CoA为ATP、乙酰CoA和NADH所抑制丙酮酸为ATP所抑制为ADP所刺激为琥珀酰CoA和NADH所抑制*图1

7、0-7 丙酮酸氧化脱羧作用和三 羧酸循环的速率调节控制 *需电子受体(NAD+或FAD)反应三羧酸循环的重要生理意义生理意义：(1)是生物体获能的主要途径，远比无氧分解产生的能量多。(2) TCA是生物体各有机物质代谢的枢纽。糖、脂肪、氨基酸的彻底分解都需通过TCA途径，而TCA中的许多中间产物如草酰乙酸、酮戊二酸、琥珀酰CoA等又是合成糖、氨基酸等的原料。 (3)是发酵产物重新氧化进入有氧分解的途径。(4) TCA的某些中间产物还是体内积累成分，如柠檬酸、苹果酸是柑桔、苹果等果实的重要成分，在储藏期，酸作为呼吸基质被消耗。果实的糖/酸比是衡量果实品质的一项指标。磷酸己糖旁路磷酸己糖旁路的主要

8、生理意义：(1)提供核酸生物合成所需的原料核糖。在这一代谢过程中所生成的核糖-5-P是合成核糖的必要原料。 (2)提供细胞生物合成所需的还原力。磷酸己糖旁路所生成的NADPH+H，提供各种生物合成代谢所需要的氢。(3)使活细胞处于还原态，防止生物膜氧化。如在红细胞中，磷酸己糖旁路所生成的NADPH+H可能使红细胞中的谷胱甘肽保持还原状态，这对稳定细胞膜及使血红蛋白处于还原状态是必要的。 糖醛酸途径糖醛酸途径由G-6-P或G-1-P开始，经UDP-葡萄糖醛酸脱掉UDP形成葡萄糖醛酸。糖醛酸途径产生的葡萄糖醛酸是重要的粘多糖，如硫酸软骨素、透明质酸。乙醛酸循环在植物和微生物中还可通过所谓“乙醛酸循

9、环”使乙酰CoA转变成琥珀酸。乙醛酸循环可以说是三羧酸循环的辅佐途径。糖异生作用糖异生作用是指从非糖物质生成葡萄糖或糖原。糖异生作用由肾上腺皮质激素促进，是在肝脏中进行的。（四）糖代谢的调节细胞化学机制：糖原葡萄糖；肾小管神经系统激素三、脂类化学三、脂类化学概述定义分类：简单脂、复合脂、衍生脂生理功能：能量；生物膜；载体；必需脂肪酸；保护作用。（一）三脂酰甘油类甘油酯：单甘油酯、二甘油酯和三甘油酯脂肪酸：命名、分类、功能必需脂肪酸几种重要的脂肪酸：DHA、EPA、花生四烯酸等甘油酯的理化性质物理性质：熔点、溶解性、晶型化学性质：水解和皂化（皂化值）、酸酯取代和醇酯变换、氧化（酸值）、氢化、卤化

10、（碘值）、乙酰化（乙酰化值）（二）磷脂磷酸甘油酯：组成；卵磷脂鞘氨醇磷脂类：组成（三）结合脂类糖脂脂蛋白（四）简单脂类萜类类固醇：功能四、脂类代谢四、脂类代谢（一）脂类的消化吸收小肠内进行-脂蛋白酶（二）脂类的生物合成甘油的生物合成：过程；特点三酰甘油的生物合成合成路径（三）脂类的降解脂肪的水解：脂肪酶甘油的氧化：甘油激酶、磷酸甘油脱氢酶脂肪酸的氧化分解-氧化和-氧化脂肪酸脂肪ATP(活化)AMP + PPiFADFADH2 (,烯脂酰-CoA)(水化)H2O烯脂酰-CoA水化酶(-羟脂酰-CoA)(脱氢)NAD+ L-羟脂酰CoA脱氢酶NADH2RCH2C COCH2(-酮脂酰-CoA)(硫解)CoASHCH3C CO-酮硫解酶重复-氧化三羧酸循环CO2 + H2O图11-3 脂肪酸-氧化途径示意图CoASH ,Mg2+，脂酰-CoA合成酶，即硫激酶SCoARCH2CH2CH2COSCoA(脂酰-CoA)脂酰-CoA脱氢酶RCH2CH CHS CoACORCH2CHOH CH2COS CoACOS CoARCH2COS CoACH3COSCoA(脱氢)磷脂的降解胆固醇的降解和转变（四）脂代谢的调节神经、体液的调节变构酶系统的调节胆汁酸的生成量的调节作用