生物体内糖类的合成、分解以及相互转变的过程。糖类代谢不仅为生物体组成提供了结构材料，并为生命活动提供了所需能量。糖的合成代谢通常以光合作用中合成的己糖为起点，在有关酶类和一些辅助因子的参与下，先经过磷酸化形成磷酸己糖。然后聚合成低聚糖和多聚糖。糖的分解代谢包括在酶的作用下多聚糖和低聚糖的降解，以及单糖的进一步氧化分解。各种单糖在有关酶类和辅助因子参与之下可以互变。

单糖主要有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖以及核糖、脱氧核糖等种。前四种是己糖、后二种是戊糖。葡萄糖在己糖激酶的催化下，由ATP磷酸化形成葡萄糖—6—磷酸，（G-6-P），G-6-P在糖代谢中占有中心位置，也可以看作是生物体内其他六碳糖转化的枢纽。体内单糖的相互转变基本如下图。

图1 各种单糖的相互转化

蔗糖的生物合成

已知其合成途径有三：①由葡萄糖-1-磷酸经蔗糖磷酸化酶作用，与果糖结合成蔗糖，放出磷酸。这一途径见于微生物中。

糖类代谢

②由二磷酸腺苷葡萄糖（ADPG）和二磷酸尿苷葡萄糖（UDPG）等作葡萄糖的供体，然后在蔗糖合成酶的催化下，与果糖缩合成蔗糖。

糖类代谢

UDPG是在UDPG合成酶催化下由葡萄糖-1-磷酸与三磷酸尿苷（UTP）形成的。ADPG是在ADPG合成酶催化下由葡糖-1-磷酸与三磷酸腺苷（ATP）形成的。

③由UDPG作葡萄糖供体，在蔗糖磷酸合成酶的催化下，与果糖-6-磷酸作用，生成磷酸蔗糖，然后在磷酸酯酶作用下，水解成蔗糖和磷酸。

糖类代谢

蔗糖的分解

通过蔗糖酶（转化酶）的催化，将蔗糖水解成葡萄糖和果糖。这一反应是不可逆的。蔗糖酶属糖苷酶类，广泛存在于植物体内。

糖类代谢

淀粉的生物合成和降解

植物经光合作用所合成的糖，大部分转化为淀粉，高等植物中谷类、豆类、薯类等作物的籽粒及其贮藏组织，都含有丰富的淀粉。淀粉的生物合成途径与其降解途径是不同的。

直链淀粉的生物合成，是UDPG或ADPG在淀粉合成酶的催化下将其上的葡萄糖转移给低聚葡糖受体（引物）的非还原性末端，形成一个新的α-1，4键。上述反应继续下去，多聚葡糖链愈来愈长，形成直链淀粉，在植物体内，合成淀粉的主要途径是通过ADPG。

支链淀粉分子上除α-1·4糖苷键外，尚有α-1·6糖苷键。该键是在Q酶的作用下，由α-1·4糖苷键转换形成的。在淀粉合成酶和Q酶共同作用下，合成支链淀粉（见图2）。

图2 淀粉的合成

糖类代谢

淀粉的降解

在淀粉酶催化下，可将淀粉降解成葡萄糖。淀粉酶有两种：一种是α-淀粉酶（α-1·4葡聚糖水解酶）。能水解直链淀粉内部的键，生成葡萄糖及麦芽糖的混合物。另一种是β-淀粉酶（α-1，4葡聚糖基—麦芽糖基水解酶），能水解多糖非还原性端，故水解产物为麦芽糖。由于α-及β-淀粉酶只能水解淀粉的α-1·4键，所以它们只能使支链淀粉水解近50%，余下不能被水解的分支组成叫极限糊精。这部分可用脱支酶（又叫R-酶）水解，当淀粉酶和脱支酶共同作用时，则支链淀粉完全可降解成麦芽糖和葡萄糖。在植物体内，麦芽糖酶常与淀粉酶同时存在，所以在植物体内很少积累麦芽糖，都降解成葡萄糖被利用。淀粉除上述降解之外，尚可利用磷酸化酶催化，使其生成葡萄糖-1-磷酸，然后被磷酸葡萄糖变位酶转化成葡萄糖-6-磷酸，所生成的葡萄糖-6-磷酸，可被葡萄糖-6-磷酸酯酶所催化，生成游离的葡萄糖和磷酸。磷酸化酶只能催化α-1·4糖苷键的磷酸解，对α-1·6支链淀粉的降解是由α-1·6糖苷酶催化。

糖原的生物合成

糖原的合成与淀粉合成相似，其合成的唯一原料是葡萄糖。其他单糖都要通过磷酸葡萄糖，才能转变为糖原。在合成过程中需要葡萄糖激酶、磷酸葡萄糖变位酶，UDPG焦磷酸化酶、糖原合成酶、分枝酶以及R引物和ATP的作用。糖原合成过程如下图。

图3 糖原的合成

UDPG中的葡萄糖是活化了的单体，容易形成糖苷键，在有引物时，通过糖原合成酶催化，UDPG中的葡萄糖即以1·4糖苷键与小分子糖原连接增长成糖原的直链分子链。然后分枝酶可将部分α-1·4糖苷键转变成α-1·6糖苷键形成糖原支链。

糖原的降解

糖原亦能在α-和β-淀粉酶作用下降解，形成葡萄糖、麦芽糖和极限糊精。极限糊精可用脱支酶和小肠粘膜上的糊精酶（即1·6糖苷键酶）水解成葡萄糖。

糖原在细胞内的降解，也是经磷酸解作用而生成葡萄糖-1-磷酸，其过程与支链淀粉一样，需经磷酸化酶磷酸解α-1·4糖苷键。对α-1·6糖苷键的降解必须在寡（1，4→1，4）葡聚糖转移酶和脱支酶的协同作用下（见下图），才能完成。

图4 糖原的酶促降解

纤维素是植物细胞壁中的主要结构多糖。它是一种线性的由D-吡喃葡萄糖单位以β-1，4连结而成的多糖。在一些植物中二磷酸鸟苷葡萄糖（GDPG）是纤维素合成的前体，而在其他植物中则由UDPG来合成。

UDPG+（葡萄糖）n→UDP+（葡萄糖）n+1

有人研究认为纤维素可先在细胞膜生成纤维素碎片，然后这种前体物从细胞内被挤压出来，并在膜外装配成细胞壁结构，这过程受脂类中间产物（类异戊二烯醇的磷酸酯）参与的影响，它可将亲水的糖残基穿过细胞膜。

与淀粉相比，纤维素的降解对酸有较强的抵抗力。用强硝酸和纤维素酶水解，可产生D-葡萄糖。水解不完全时可产生还原性二糖和纤维二糖。人和高等动物消化道中的糖苷酶，不能水解β-1，4糖苷键，但反刍动物和蜗牛体内有水解纤维素的纤维素酶，能将纤维素水解成D-葡萄糖。

综上所述，多种双糖、多糖经酶降解后变成葡萄糖。葡萄糖在细胞中氧化分解，得到化学能（ATP）和其他物质。