Документ представляет собой лекцию по обмену углеводов, охватывающую классификацию углеводов, включая моносахариды, дисахариды и полисахариды. Рассматриваются процессы гидролиза и всасывания, а также регуляция гликолитического и глюконеогенетического процессов. Упоминается метаболизм глюкозы в условиях как аэробного, так и анаэробного дыхания.

1. КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И
КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ
Лекция по теме:
«ОБМЕН УГЛЕВОДОВ -
1»
КРАСНОДАР
2009

2. Классификация углеводов
ó ã ë å â î ä û
ì î í î ñ à õ à ð è ä û î ë è ã î ñ à õ à ð è ä û
( 2 - 1 0
ì î í î ñ à õ à ð è ä í û õ
î ñ ò à ò ê î â )
ï î ë è ñ à õ à ð è ä û
ã î ì î -
ï î ë è -
ñ à õ à ð è ä û
ã å ò å ð î -
ï î ë è -
ñ à õ à ð è ä û
à ë ü ä î ç û ê å ò î ç û

3. Моносахариды
пентозы
Ñ Í 2 Î Í
гексозы
O H
O H
Ñ Í 2 Î Í
O H
O
H
O H
O H
O
O H
O H
Ñ Í 2 Î Í
O H
O
D - ð è á î ç à D - ä å ç î ê ñ è ð è á î ç à D - ê ñ è ë î ç à
O
Ñ Í 2 Î Í
O
O H
O H
O H
O
Ñ Í 2 Î Í
H O
O H
O H
O H
O
Ñ Í 2 Î Í
H O
O H O H
O H
D - ã ë þ ê î ç à D - ã à ë à ê ò î ç à D - ì à í í î ç à
O H
Ñ Í 2 Î Í
O H
Ñ Í 2 Î Í
O H
O
D - ô ð ó ê ò î ç à

4. Дисахариды пищи
сахароза

5. Дисахариды пищи
лактоза

6. Дисахариды пищи
мальтоза

7. Полисахариды (гликоген)
5-6
α-1→6
5-6 α-1→4
Наружные ветви
Внутренние ветви

8. Гетерополисахариды
(гиалуроновая кислота)

9. Гидролиз гликозидной связи
гликозидазы

10. Гидролиз крахмала
панкреатической амилазой
крахмал
α-амилаза
мальтоза
олигосахариды
изомальтоза
олигосахариды
α(1→4)-связи
α(1→6)-связи

11. Гидролиз дисахаридов
ì àëüòî çà
ì àëüò àçà
Gl Gl
èçî ì àëüòî çà
èçî ì àëüò àçà
Gl Gl
ñàõàðî çà ëàêòî çà
ñàõàðàçà ëàêò àçà
Gl Fr Gl Gal

12. Всасывание
моносахаридов
Рi
Белки-переносчики
(транспортёры):
Fr
Gl
просвет
кишечника
энтероцит
кровь
Na+ –зависимый белок-переносчик
Na+ , К+–АТФ-аза

13. Транс-
мембранный
перенос
глюкозы
ГЛЮТ-4
Gl Белок-переносчик
глюкозы (ГЛЮТ-4)
Инсулин
Рецептор
мембрана
везикула

14. ÑÍ 2ÎÍ
O
HO
OH
OH
OH
O
ÑÍ 2Î
HO
OH
ÀÒÔ
ÀÄÔ
OH
OH
Ð
ãåêñî êèí àçà,
ãëþ êî êèí àçà
óãëåâî äû
ï èù è
ãëèêî ãåí
ï å÷åí è
äðóãèå
ì î í î ñàõàðèäû
àì èí î êèñëî òû ,
ëèï èäû
(ãëèêî í åî ãåí åç)
î êèñëåí èå 65%
ãëèêî ãåí âñåõ
òêàí åé 3% äðóãèå
ì î í î ñàõàðèäû 5-7%
ëèï èäû 30%
àì èí î êèñëî òû
ãëþ êî çà
àýðî áí î å ãëþ êî çî -6-ô î ñô àò
àí àýðî áí î å
Судьба глюкозы

15. Катаболизм глюкозы
Ñ5
ÃËÞ ÊÎ ÇÀ
ï ðÿì î å (àï î ò î ì è÷åñêî å),
èëè ï åí ò î çî ô î ñô àò í î å,
î êèñëåí èå
í åï ðÿì î å
(äèõî ò î ì è÷åñêî å)
î êèñëåí èå
Ñ6 Ñ6
Ñ1 Ñ3 Ñ3

16. Анаэробный гликолиз
ÑÍ 2ÎÍ
O
HO
OH
OH
OH
ÀÒÔ ÀÄÔ Ð
O
ÑÍ 2Î
HO
OH
OH
OH
ãåêñî êèí àçà
ãëþ êî çà ãëþ êî çî -6-ô î ñô àò

17. O
ÑÍ 2Î
HO
OH
OH
OH
Ð
ãëþ êî çî -6-ô î ñô àò
ãëþ êî çî -6-ô î ñô àò
ÑÍ 2ÎÍ
O
HO
ÑÍ 2Î
èçì åðàçà OH
OH
Ð
ô ðóêòî çî -6-ô î ñô àò

18. ÑÍ 2ÎÍ
OH
O
HO
ÑÍ 2Î
OH
Ð
ô ðóêòî çî -6-ô î ñô àò
ÀÒÔ ÀÄÔ
6-ô ðóêò î êèí àçà
ÑÍ 2Î
OH
O
HO
ÑÍ 2Î
OH
Ð
Ð
ô ðóêòî çî -1,6-
äèô î ñô àò

19. ÑÍ 2Î
OH
O
HO
ÑÍ 2Î
OH
Ð
Ð
ô ðóêòî çî -1,6-
äèô î ñô àò
àëüäî ëàçà
O
H
Ñ
ÑÍ-ÎÍ
ÑÍ 2Î Ð
ÑÍ 2Î Ð
Ñ O
ÑÍ 2ÎÍ
+
äèî êñèàöåòî í -
ô î ñô àò
ãëèöåðàëüäåãèä-
3-ô î ñô àò
èçî ì åðàçà
ô î ñô î ò ðèî ç

20. O
H
Ñ
ÑÍ-ÎÍ
ÑÍ 2Î Ð
ãëèöåðàëüäåãèä-
3-ô î ñô àò
2
2 Í 2 Í 3ÐÎ 4 ÀÄ+ 2 Í ÀÄÍ + Í +
ãëèöåðàëüäåãèäô î ñô àò
äåãèäðî ãåí àçà
O
Î
~Ð
Ñ
ÑÍ-ÎÍ
ÑÍ 2Î Ð
2
1,3-äèô î ñô î ãëèöåðàò

21. O
Î
~Ð
Ñ
ÑÍ-ÎÍ
ÑÍ 2Î Ð
2
ô î ñô î ãëèöåðàò êèí àçà
1,3-äèô î ñô î ãëèöåðàò
2 ÀÄÔ 2 ÀÒÔ
COOH
ÑÍ-ÎÍ
ÑÍ 2Î Ð
2
3-ô î ñô î ãëèöåðàò
Субстратное фосфорилирование
Sвосст + НР → S~P + АДФ → АТФ + Sокисл

22. COOH
ÑÍ-ÎÍ
ÑÍ 2Î Ð
2
2 ô î ñô î ãëèöåðî ì óò àçà
3-ô î ñô î ãëèöåðàò
COOH
ÑÍ-Î
ÑÍ 2ÎÍ
Ð
2-ô î ñô î ãëèöåðàò

23. COOH
ÑÍ-Î
ÑÍ 2ÎÍ
2 Ð
åí î ëàçà
2-ô î ñô î ãëèöåðàò
2 Í 2Î
2 Í 2Î
COOH
Ñ-Î
ÑÍ 2
2 ~Ð
ô î ñô î åí î ëï èðóâàò

24. COOH
Ñ-Î
ÑÍ 2
2 ÀÄÔ 2 ÀÒÔ
2 ~Ð ï èðóâàò êèí àçà
ô î ñô î åí î ëï èðóâàò
COOH
2
Ñ O
CH3
ï èðóâàò

25. COOH
2
Ñ O
CH3
ï èðóâàò
2 Í ÀÄÍ +Í + 2 Í ÀÄ+
ëàêò àò äåãèäðî ãåí àçà
COOH
2
ÑÍ-ÎÍ
CH3
ëàêòàò

26. Общая
схема
гликолиза
I
подготовительная
II
гликолитическая
оксидоредукция

27. Регуляция анаэробного
гликолиза
 Аллостерическая регуляция
(фруктокиназа)
 Концентрация субстрата
 Концентрация кислорода
 Состояние депо энергии
АДФ + НР активатор
АТФ ингибитор
 Состояние коферментов
НАД+ активатор
НАДН+Н+ ингибитор

28. Биологическая роль
 Неэкономный, но в бескислородных
условиях единственный способ
получения полезной энергии
 Поставщик субстратов в реакции
аэробного окисления
 Путь, обеспечивающий взаимосвязь
аэробного и анаэробного окисления и
всех видов метаболизма

29. Цикл Кори

30. Пируваткиназный барьер – 1-
CH3
Ñ O
COOH
ï èðóâàò
я реакция
ÑÎ 2
ï èðóâàò -
êàðáî êñèëàçà
áèî ò èí
COOH
ÑÍ 2
Ñ O
COOH
î êñàëî -
àöåòàò
ÀÒÔ ÀÄÔ + Í Ð

31. Пируваткиназный барьер – 2-
я реакция
COOH
ÑÍ 2
Ñ O
COOH
î êñàëî -
àöåòàò
ÀÒÔ ÀÄÔ Ñ Î 2
ô î ñô î åí î ëï èðóâàò -
êàðáî êñèêèí àçà
áèî ò èí
CH2
Ñ O
COOH
~PO3H2
ô î ñô î åí î ë-ï
èðóâàò

32. Фруктокиназный барьер
ÑÍ 2ÎÍ
OH
O
HO
ÑÍ 2Î
OH
Ð
ô ðóêòî çî -6-ô î ñô àò
ÑÍ 2Î
OH
O
HO
ÑÍ 2Î
OH
Ð
Ð
ô ðóêòî çî -1,6-
äèô î ñô àò
Í 2Î Í 3ÐÎ 4
äèô î ñô àò àçà
(ô ðóêò î çî -1,6-äè-ô
î ñô àò ô î ñô àò àçà)

33. Глюкокиназный барьер
ÑÍ 2ÎÍ
O
HO
OH
OH
OH
O
ÑÍ 2Î
HO
OH
OH
OH
Ð
Í 2Î Í 3ÐÎ 4
ì î í î ô î ñô àò àçà
(ãëþ êî çî -6-ô î ñô àò
ô î ñô àò àçà)
ãëþ êî çî -6-ô î ñô àò ãëþ êî çà
Суммарное уравнение гликонеогенеза
2 лактат + 6 АТФ = глюкоза + 6 АДФ + 6 НРi

34. Связь
гликолиза и
гликонеогенеза
ãëþ êî çà
ãëþ êî çî -6-ô î ñô àò
ô ðóêòî çî -6-ô î ñô àò
ô ðóêòî çî -1,6-äèô î ñô àò
äèî êñèàöåòî í ô î ñô àò
2 ãëèöåðàëüäåãèäô î ñô àò
2 Í ÀÄ+
2 1,3-äèô î ñô î ãëèöåðàò
2 ÀÄÔ
2 3-ô î ñô î ãëèöåðàò
2 2-ô î ñô î ãëèöåðàò
2 ô î ñô î åí î ëï èðóâàò
2 ï èðóâàò
ÀÒÔ
ÀÄÔ
Í 3ÐÎ 4
Í 2Î
ÀÒÔ
ÀÄÔ
Í 3ÐÎ 4
Í 2Î
2 Í 3ÐÎ 4
2 Í ÀÄÍ +Í +
2 Í ÀÄ+
2 Í ÀÄÍ +Í +
2 ÀÄÔ
2 ÀÒÔ 2 ÀÒÔ
2 ÀÄÔ
2 ÀÒÔ
2 ÀÄÔ
2 ÀÒÔ 2 î êñàëî àöåòàò
2 ÀÄÔ
2 ÀÒÔ
ÑÎ 2
ÑÎ 2
2 Í 3ÐÎ 4
2 Í ÀÄ 2 Í ÀÄÍ +Í + +
2 ëàêòàò
2 Í ÀÄ+
2 Í ÀÄÍ +Í +