糖原的合成和分解

關(guān)于糖原的合成和分解目錄糖原的生物學(xué)意義糖原的降解糖原的生物合成糖原代謝的調(diào)控第2頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖原的生物學(xué)意義

糖原：葡萄糖分子聚合而成的高聚物生物學(xué)意義儲存能量、容易動員的多糖，是能量的儲存庫。供應(yīng)能量、維持血糖正常水平第3頁,共33頁，2024年2月25日，星期天血糖定義：血液中的葡萄糖表示方法：100ml血液中所含葡萄糖的毫克數(shù)正常水平：80mg-120mg/100ml意義：保持糖在體內(nèi)的運輸，氧化供能、診斷疾病血糖的來源和去路第4頁,共33頁，2024年2月25日，星期天血糖消化道吸收肝糖原分解糖異生氧化供能合成糖原變成其他糖類隨尿排出變?yōu)榉翘俏镔|(zhì)第5頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

淀粉和糖原結(jié)構(gòu)NRERE直鏈淀粉支鏈淀粉或糖原分支點的結(jié)構(gòu)RENRE(16)分支點支鏈淀粉或糖原分子示意圖直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)0.8nm1.4nm6個殘基第6頁,共33頁，2024年2月25日，星期天纖維素片層結(jié)構(gòu)

纖維素一級結(jié)構(gòu)植物細胞壁與纖維素的結(jié)構(gòu)微纖維纖維素鏈植物細胞中的纖維素微纖維細胞壁第7頁,共33頁，2024年2月25日，星期天多糖的酶促降解

1、糖原的分解

糖原的結(jié)構(gòu)及其連接方式

磷酸化酶（催化1.4-糖苷鍵斷裂）

三種酶協(xié)同作用：轉(zhuǎn)移酶（催化寡聚葡萄糖片段轉(zhuǎn)移）

脫枝酶（催化1.6-糖苷鍵斷裂）

糖原的磷酸解

-1，6糖苷鍵-1，4-糖苷鍵第8頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖原磷酸解的步驟非還原端還原端磷酸化酶（釋放8個1-P-G）轉(zhuǎn)移酶脫枝酶（釋放1個葡萄糖）第9頁,共33頁，2024年2月25日，星期天2、淀粉的分解淀粉磷酸化酶脫支酶淀粉+nH3PO4nG-1-p+少量葡萄糖

淀粉的磷酸解

淀粉的酶促水解解

α－淀粉酶：在淀粉分子內(nèi)部任意水解α-1.4糖苷鍵。（內(nèi)切酶）

β－淀粉酶:從非還原端開始，水解α－１.4糖苷鍵，依次水解下一個β－麥芽糖單位（外切酶）

脫支酶（R酶）:水解α－淀粉酶和β－淀粉酶作用后留下的極限糊精中的1.6－糖苷鍵。α－淀粉酶β－淀粉酶第10頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖的生物合成一、單糖的生物合成二、雙糖的生物合成三、多糖的生物合成第11頁,共33頁，2024年2月25日，星期天一、單糖的生物合成1、葡萄糖生物合成的最基本途徑：光合作用2、糖異生作用

糖異生作用的主要途徑和關(guān)鍵反應(yīng)

糖酵解與糖異生作用的關(guān)系

糖分解與糖異生作用的關(guān)系第12頁,共33頁，2024年2月25日，星期天光合作用

CO2+H2O(CH2O)+光能12O2第13頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖異生主要途徑和關(guān)鍵反應(yīng)

非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖代謝的中間產(chǎn)物后，在相應(yīng)的酶催化下,繞過糖酵解途徑的三個不可逆反應(yīng),利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖的途徑稱為糖異生。

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2

磷酸烯醇丙酮酸2

丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2

草酰乙酸PEP羧激酶第14頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一+H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖第15頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二

二磷酸果糖磷酸酯酶+

H2O+Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH第16頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三

PEP羧激酶ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2第17頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖酵解和葡萄糖異生的關(guān)系A(chǔ)BC1C2AG-6-P磷酸酯酶BF-1.6-P磷酸酯酶C1丙酮酸羧化酶C2PEP羧激酶（胞液）（線粒體）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羥丙酮3-P-甘油醛

-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循環(huán)乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸草酰乙酸谷氨酸

-酮戊二酸天冬氨酸3-P-甘油甘油第18頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（胞液）（線粒體）糖分解和糖異生的關(guān)系（PEP）丙酮酸天冬氨酸谷氨酸（轉(zhuǎn)氨基作用）第19頁,共33頁，2024年2月25日，星期天二、雙糖的生物合成

1、單糖基的活化——糖核苷酸（UDPG、ADPG、GDPG等）的合成

糖核苷二磷酸在不同聚糖形成時，提供糖基和能量。植物細胞中蔗糖合成時需UDPG，淀粉合成時需ADPG，纖維素合成時需GDPG和UDPG；動物細胞中糖元合成時需UDPG。2、蔗糖的合成

蔗糖合成酶途徑

磷酸蔗糖合成酶途徑

蔗糖磷酸化酶途徑第20頁,共33頁，2024年2月25日，星期天UDPG的結(jié)構(gòu)GUDP第21頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖核苷酸的生成++PPi1-磷酸葡萄糖UTPUDPG第22頁,共33頁，2024年2月25日，星期天三、多糖的生物合成

1、

淀粉的生物合成2、糖原的生物合成

第23頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

淀粉的結(jié)構(gòu)特點

直鏈淀粉合成

由淀粉合成酶催化，需引物（Gn）,ADPG供糖基，形成α－1.4糖苷鍵。

支鏈淀粉合成

淀粉合成酶:催化形成α-1.4糖苷鍵

Q酶（分支酶）:既能催化α-1.4糖苷鍵的斷裂，又能催化α-1、6糖苷鍵的形成淀粉的生物合成

第24頁,共33頁，2024年2月25日，星期天淀粉的分枝結(jié)構(gòu)開始分枝的殘基非還原端殘基兩個葡萄糖單位之間的1，6-糖苷鍵兩個葡萄糖單位之間的1，4-糖苷鍵第25頁,共33頁，2024年2月25日，星期天直鏈淀粉的合成AADPG引物（Gn）++直鏈淀粉(Gn+1)AADP第26頁,共33頁，2024年2月25日，星期天在Q酶作用下的支鏈淀粉的合成+Q酶（1）Q酶（2）BAAABBnmmmnn第27頁,共33頁，2024年2月25日，星期天糖原的生物合成

糖原生物合成過程與植物支鏈淀粉合成過程相似，但參與合成的引物、酶、糖基供體等是不相同的。

引物：結(jié)合有一個寡糖鏈的多肽

酶：糖原合成酶，分支酶

糖基供體：UDPG第28頁,共33頁，2024年2月25日，星期天6-磷酸葡萄糖的生成ATPADP磷酸激酶第29頁,共33頁，2024年2月25日，星期天1-磷酸葡萄糖的生成變位酶1-磷酸葡萄糖第30頁,共33頁，2024年2月25日，星期天