困惑和有问题吗?我们有答案。Chegg研究,你可以从这个领域的专家那里得到问题的逐步解决方案。如果你宁愿得到1:1的学习帮助,尝试30分钟免费在线辅导 查格导师

葡萄糖

摘自《生物在线词典》《生物在线词典》金宝博正网
跳转到: 导航搜索

定义

名词

复数:葡萄糖

glu·谈心,[ˈɡlukoʊs]


醛糖基单糖(化学公式C:H十二O)在自然界中无处不在,主要作为生物代谢能量的主要来源(糖酵解的主要底物)


细节

术语

这个词葡萄糖1838年由让·巴蒂斯特·大仲马(Jean Baptiste Dumas)创造[1800 - 1884],一位法国化学家,因其在有机分析和合成方面的工作而获得广泛认可。词源,该术语基于古希腊语γλε_κ_(格尔科斯),意思是“甜”。


概述

葡萄糖是天然存在的,而且无处不在。它是三种最常见的单糖之一;另外两个是果糖半乳糖。单糖是最基本的碳水化合物。它们被称为单糖,而不是更复杂的形式,如寡糖和多糖。它们可以结合在一起,虽然,通过糖苷键(糖苷键)形成复杂的碳水化合物。


葡萄糖的性质

葡萄糖是一种己糖单糖。它是一种有机化合物。它的一般化学式是C。H十二O葡萄糖的摩尔质量是180.156 g/mol。熔点为146℃。其热容量为218.6 J K−1 mol−1。它是晶体,水溶性,还有甜品。


葡萄糖vs。半乳糖vs。果糖

葡萄糖半乳糖,和果糖是三种最常见的单糖。尽管如此,葡萄糖是最丰富的。这三个具有相同的化学式:CH十二O。因此,它们是一种己糖型单糖,因为有6个碳原子。葡萄糖和半乳糖都是醛糖,而果糖是酮糖。因此,葡萄糖和半乳糖在结构上更相似。尽管如此,根据羟基(OH)在碳4上的位置,可以从半乳糖中鉴定出葡萄糖的结构。除了异头碳上的羟基(即命名物旋转时的碳),葡萄糖的羟基是平伏的。也,葡萄糖低熔点(146°Cvs。半乳糖168–170°C)。它也比半乳糖甜。然而,三,果糖的熔点最低。103°C),是最甜的。


在能量代谢方面,葡萄糖是最常用的,因为生物体很容易利用葡萄糖而不是半乳糖或果糖。糖酵解。半乳糖代谢,半乳糖首先通过酶磷酸化进入糖酵解galactokinase然后转换成葡萄糖-6-磷酸。在果糖代谢中,果糖在进入糖酵解之前通过类似的步骤进入糖酵解。在人类中,果糖或半乳糖转化为葡萄糖主要发生在肝脏。


类型的葡萄糖

两种形式存在:右旋葡萄糖(葡萄糖)和左旋葡萄糖(l -葡萄糖)根据费舍尔投影。这个术语指定D-当葡萄糖立体异构体顺时针旋转平面偏振光时。L-当它以逆时针方向旋转平面偏振光时。自然发生和更常见的形式是d -葡萄糖。合成L-葡萄糖。


发现葡萄糖

安德烈亚斯·马尔格拉夫[1709–1782],被认为是分析化学先驱的德国化学家,1747年被认为是第一个从葡萄干中分离出葡萄糖的人。他称之为“艺术的风景明信片Zucker”(意思是“一种糖”)。正如前面提到的,Jean Baptiste杜马斯是被引证的吗葡萄糖在1838年。埃米尔费舍尔(1852 -1919),德国化学家,1902年诺贝尔化学奖获得者,被认为是第一个描述了葡萄糖的化学结构。他还因建立糖的立体化学结构而闻名,包括葡萄糖。nina Meyerhof奥托·弗里茨(1884 - 1951),德国医生生物化学家,1922年诺贝尔生理医学奖获得者,发现葡萄糖代谢,尤其糖酵解,在1922年。


涉及葡萄糖的常见生物反应

脱水合成

通过脱水缩合,一种单糖,比如葡萄糖,随着水的释放和随后形成的糖苷键与另一单糖结合。两个单糖的结合产生双糖,而三到十个单糖单元的结合形成寡糖。多糖是由多个单糖结合产生的。在这方面,葡萄糖与另一单糖结合形成双糖。例如,两个葡萄糖分子以α(1→4)糖苷键形式结合在一起。麦芽糖,以α(1→1)α糖苷键形式海藻糖,和β(1→4)糖苷键的形式纤维二糖乳糖当葡萄糖和半乳糖结合时,和蔗糖,当葡萄糖和果糖结合时。葡萄糖是某些聚合物的主要单糖成分纤维素淀粉,和糖原。仅由葡萄糖组成的多糖被称为葡聚糖


光合作用

植物和其他光合自养生物通过光合作用产生自己的食物来源(碳水化合物)光合作用。过程使用二氧化碳,无机盐,和光能。从阳光中)被吸光颜料捕获,例如[[叶绿素]和其他辅助色素来产生己糖(例如葡萄糖),水,以及氧分子。


糖化和消化

复杂碳水化合物分解成更简单形式的过程,比如葡萄糖,被称为糖化。它需要水解。在人类和其他高等动物中,这涉及酶的作用。口中,含糖的复合碳水化合物通过唾液淀粉酶的作用被分解成更简单的形式。在小肠,继续消化复杂的碳水化合物。酶如麦芽糖酶乳糖酶,和蔗糖酶分解二糖进入之内单糖成分。葡糖苷酶是催化从主要由长链葡萄糖组成的多糖中去除末端葡萄糖的另一类酶。


吸收的葡萄糖

消化后的碳水化合物中的葡萄糖被小肠的上皮细胞吸收(尤其在小肠中)空肠)。这些细胞通过肠道吸收葡萄糖。钠离子葡萄糖配位系统(一种使用钠/葡萄糖共转运体1的主动转运机制)。葡萄糖通过促进扩散扩散扩散进入毛细血管,释放到血液中。血液中的葡萄糖也通过促进扩散进入细胞。葡萄糖转运蛋白(GluTs)是促进葡萄糖运输的蛋白质。在牢房里的时候,葡萄糖被磷酸化以将其困在细胞内。作为一种效果,葡萄糖-6-磷酸可用于以下任何一种代谢途径:(1)糖酵解,合成化学能,(2)糖原生成,葡萄糖通过静脉输送到肝脏,作为细胞储存。糖原,或(3)戊糖磷酸途径形成脂肪合成的NADPH和核酸合成的戊糖。


糖酵解

葡萄糖在糖酵解过程中代谢。糖酵解是一系列的反应吗胞质溶胶这导致葡萄糖转化为丙酮酸盐,随着相对少量高能生物分子的产生,三磷酸腺苷烟酰胺腺嘌呤二核苷酸electron-carrying分子,也产生了。在充分的情况下氧气,糖酵解产生的丙酮酸首先转化为一种有机化合物,然后进一步代谢。线粒体。电子载体(如。NADH和FADH)使电子沿着电子传输链。一系列的氧化还原反应沿着链发生,并最终在最终电子受体,即。分子氧。通过耦合机制产生更多的ATP化学渗透在线粒体内膜中。这个三步过程就是细胞呼吸。仅从糖酵解,净ATP是2(来自底层磷酸化)。通过氧化磷酸化,净ATP大约是34。因此,每葡萄糖的总净ATP约为36。[1]


在缺乏足够氧气的情况下,糖酵解不进行氧化磷酸化。相反,无氧呼吸。不是让电子在电子传递链中穿梭,NADH将电子转移到丙酮酸盐,恢复维持糖酵解的NAD+。[1]在厌氧呼吸中,每种葡萄糖产生的总atps只有两个。


糖质新生

糖质新生是由非碳水化合物前体产生葡萄糖的代谢过程,如。丙酮酸,乳酸,甘油,和产糖氨基酸。(在糖酵解过程中,葡萄糖被转化为丙酮酸,而在糖异生过程中,丙酮酸转化为葡萄糖。)葡萄糖异生的过程始于线粒体最后进入内腔内质网。葡萄糖-6-磷酸酶水解葡萄糖-6-磷酸形成的葡萄糖从内质网转运到细胞质中。这一过程发生在所有生物中,包括植物。在人类和其他脊椎动物中,它主要发生在以及肾脏,经常发生在禁食期间,低碳水化合物饮食,或剧烈运动。


糖的生成和淀粉的形成

糖原生成是从葡萄糖中产生糖原储存的代谢过程。它主要发生在肝脏和肌肉细胞对血液中的高葡萄糖水平的反应。在肝细胞中,葡萄糖被磷酸化葡糖激酶在位置6,因此生产葡萄糖6-磷酸。葡萄糖的磷酸化把它困在细胞内。在其他细胞,葡萄糖被动进入,然后被磷酸化己糖激酶。这导致一种化合物也不能离开细胞。葡萄糖的短聚合物,特别是外源性葡萄糖,被转化为长聚合物储存在细胞内。这个过程是可逆的。当身体需要代谢能量时,糖原通过糖原分解


在植物中,淀粉葡萄糖磷酸化产生吗葡萄糖1-磷酸,然后通过酶将后者转化为二磷酸腺苷(ADP)葡萄糖。葡萄糖-1-磷酸腺嘌呤转移酶。adp -葡萄糖被酶添加到葡萄糖残基的生长链中淀粉合成酶。一旦绑定,ADP释放并直链淀粉就形成了。在直链淀粉链之间,淀粉分支酶催化直链淀粉链之间形成1,6-糖苷键,形成支支链淀粉


糖原分解和淀粉降解

肝糖分解分解储存在肝脏中的糖原的过程,以便产生葡萄糖用于能量代谢。因此,糖原分解是糖发生的相反过程。肝细胞中储存的糖原被分解成葡萄糖前体。一个单独的葡萄糖分子从糖原中被切断并转化为葡萄糖1-磷酸,反过来,转换成葡萄糖6-磷酸可以进入糖酵解。在植物中,分解储存的淀粉的过程叫做淀粉降解


戊糖磷酸途径

它是一种葡萄糖代谢途径,其中五碳糖(戊糖)和NADPH在胞质溶胶中合成。它提供戊糖用于生物合成核苷酸,如DNARNA。它还合成了NADPH,可用于生物合成过程中的还原反应。脂肪酸类固醇。这个戊糖磷酸途径也可作为葡萄糖分解的替代代谢途径。在动物中,它发生在肝脏,肾上腺皮质,脂肪组织,睾丸,卵巢,红细胞,和乳腺。在植物中,在光合作用中,部分途径作用于二氧化碳形成己糖。


糖基化

糖基化是添加碳水化合物成分的过程,比如葡萄糖,对某些蛋白质脂类。这一步对这些化合物的正常功能至关重要。糖化,一个non-enzymatic糖基化,是碳水化合物组分共价结合的过程,比如果糖或葡萄糖,对于蛋白质或脂质分子,没有酶的干预。


激素调节

胰岛素

胰岛素在胰岛素刺激细胞的葡萄糖摄取中起作用,如脂肪组织和肌肉组织。当血糖水平较高时,胰岛素会释放到血液中。胰岛素与胰岛素受体在细胞表面。这种结合导致了某些臀肌的补充(主要是,GLUT4)位于细胞内池的胞质囊泡内。囊泡迅速融合到质膜中,胶体就被插入其中。当胰岛素刺激终止时,这些葡聚糖被循环回细胞内的小泡中,以便下一次胰岛素激活。(2、3)


肝和脑细胞胰岛素依赖细胞。这些细胞不需要胰岛素来有效地吸收葡萄糖。葡萄糖被其他葡萄糖分子所吸收。不需要事先刺激胰岛素的谷氨酸。这在脑细胞中尤为重要,因为它们总是需要葡萄糖来进行能量代谢。即使没有胰岛素,葡萄糖可以被吸收。肌肉细胞和脂肪细胞,相比之下,没有胰岛素就不能有效地吸收葡萄糖,因此由于血糖水平低而缺乏胰岛素将利用替代能源,如果糖脂肪酸。肝细胞可能不需要胰岛素来摄取葡萄糖。然而,胰岛素仍然对肝脏有影响。胰岛素激活酶己糖激酶磷酸化葡萄糖以将其困在细胞内。它还激活某些参与糖原合成的酶,如。磷酸果糖激酶糖原合成酶。因此,胰岛素讲述肝脏将葡萄糖转化为糖原通过糖原生成〔3〕


胰高血糖素

胰高血糖素是血糖降低时胰腺释放到血液中的另一种激素。这种激素通过增加血液中葡萄糖的量来起作用。它通过激活参与其中的酶来做到这一点糖原分解糖质新生在肝脏。它讲述肝细胞将糖原解聚释放葡萄糖。它还刺激肝细胞使用非己糖基质将其转化为葡萄糖。胰高血糖素也可能引发脂类分解属于甘油三酯脂肪组织提供脂肪酸它可以作为大多数电池的替代能源。〔4〕


葡萄糖代谢紊乱

果糖代谢不当会引起代谢紊乱。常见的葡萄糖代谢紊乱可能导致糖酵解受损,糖原合成,和糖原降解。例如,葡萄糖-6-磷酸异构酶缺乏对糖酵解的影响glucose-6-phosphate异构酶用于细胞溶胶中,将葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸。这种酶的缺乏可能是由缺陷引起的谷歌价格指数人类19号染色体上的基因。另一个是丙酮酸激酶缺乏症。没有这种酶丙酮酸激酶不足,糖酵解也受到损害,因为在糖酵解的最后一步,是酶把磷酸基从丙酮酸磷酸烯醇转移到二磷酸腺苷,产生ATP和丙酮酸。丙酮酸激酶缺乏症是一种遗传性代谢紊乱引起的突变PKLR基因。


其他先天葡萄糖代谢错误的例子有:

  • 高胰岛素低血糖,即。高血糖和胰岛素过多,由于葡萄糖激酶(糖酵解所必需的酶)缺乏,造成的缺陷GCK胰腺细胞中的基因
  • 年轻II型糖尿病,即。一种糖尿病的特点是在空腹时因低血钠而引起高血糖,由于葡萄糖激酶缺乏(糖酵解中必需的酶),造成的缺陷GCK胰腺细胞中的基因
  • Glucose-6-phosphate异构酶缺乏症,即。由于缺乏葡萄糖磷酸异构酶(糖酵解中必需的酶)引起的溶血性贫血,造成的缺陷谷歌价格指数红细胞中的基因
  • 糖原贮积病VII型(或Tarui病)即。磷酸果糖激酶(糖酵解中必需的酶)缺乏,造成的缺陷PFKL基因在肝细胞或旁PFKM肌肉细胞中的基因
  • 糖原贮藏病XII型,即。醛缩酶:由缺陷引起的缺陷。ALDOA肌肉中的基因,肝、和红细胞;醛糖酶A是糖酵解过程中必需的酶
  • 三磷酸异构酶缺乏,即。三聚磷酸异构酶(糖酵解中必需的酶)缺乏,由缺陷引起的TPI1红细胞基因
  • 德牧类型X,即。磷酸甘油酸变位酶缺乏导致肌病,由缺陷引起的PGAM2肌肉中的基因;磷酸甘油酸突变酶是糖酵解过程中必需的酶
  • 烯醇酶缺乏症,即。由于缺乏足够的烯醇化酶(糖酵解所必需的酶)而引起的自身免疫紊乱,由缺陷引起的烯醇-1红细胞基因
  • 丙酮酸激酶缺乏,即。丙酮酸激酶(糖酵解所必需的酶)缺乏,由缺陷引起的PKLR基因存在于红细胞和肝脏中
  • Baker Winegrad病,即。果糖双磷酸酶(葡萄糖异生所必需的酶)缺乏,由缺陷引起的FBP1肝脏中的基因


生物学重要性/功能

葡萄糖是。的产物之一光合作用在植物和其他光合生物中。在植物中,葡萄糖分子以糖的重复单位储存(如葡萄糖)。淀粉)。它也是支链淀粉纤维素。因此,它大量存在于水果中,植物汁液,以及许多其他植物器官。


葡萄糖也是重要的代谢 中间属于细胞呼吸。它是via的主要能源有氧呼吸无氧呼吸,或发酵。在动物中,它在血液中循环,因此被称为血糖。葡萄糖分子被运送到身体的各个部位。在肝脏和肌肉细胞中,多余的葡萄糖分子储存为糖原。这个吸收葡萄糖,因为它更喜欢葡萄糖作为能量来源。没有足够的葡萄糖,大脑不能正常工作,决策和自我控制等过程受到损害。葡萄糖是一种主要的能量来源,不仅存在于大脑,也存在于身体的其他部位。它每克提供4卡路里。因此,膳食葡萄糖,例如,100克大约是400卡路里。过多的葡萄糖,虽然,与某些疾病有关,如糖尿病在这样的条件下高血糖糖尿肥胖


葡萄糖也是其他几种生物化合物的重要组成部分,如结构碳水化合物:纤维素和几丁质。它也是双糖的重要组成部分,如乳糖(乳糖),麦芽糖(麦芽糖),和蔗糖(餐桌糖)葡萄糖也可以进一步分解,然后转化成脂类。它也是抗坏血酸合成的前体。也可通过戊糖磷酸途径提供戊糖用于DNA和RNA的生物合成。


补充

词源学

  • 古希腊语γλε_κο_(格尔科斯,意思是“甜蜜”)

缩写(s)

  • 谷氨酸

IUPAC

  • (2R,3S4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛

化学式

  • CH十二O

同义词(s)

  • 血糖
  • 葡萄糖
  • 玉米糖
  • D-葡萄糖
  • 右旋糖

派生的条款


进一步阅读

另请参阅


参考

  1. 坎贝尔N。一个。(1996)。生物学。加州:本杰明/卡明出版公司,公司。页。159 - ff。
  2. 葡萄糖摄取的调节。(2002年,7月19日)。检索自[链接]
  3. 博文,R.(2019)。胰岛素的生理效应。检索自[链接]
  4. 博文,R.(N.D)。胰高血糖素检索自[链接]



©生物学在线。内容提供和版主188bet服务中心