糖原的分解和生物王镜岩生物化学(全).ppt

主要内容,一、糖原的分解二、糖原的生物合成三、糖原代谢的调控,糖原的酶促降解,糖原的结构及其连接方式,非还原性末端,磷酸化酶（催化1.4-糖苷键断裂三种）转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）脱枝酶（催化1.6-糖苷键断裂）,糖原的磷酸解,三种酶协同作用,糖原磷酸解的步骤,非还原端,糖原核心,磷酸化酶a,转移酶,脱枝酶（释放1个葡萄糖）,G-1-P,G,极限糊精,双重功能酶,糖原磷酸化酶的作用位点及产物,G-1-P,磷酸化酶a(PLP),非还原性末端,磷酸,+,断键部位,糖原磷酸化酶的特点：,1、作用于非还原性末端的-1，4-糖苷键。2、磷酸解而不是水解，由磷酯键取代糖苷键，产物是G-1-P。3、G很小，反应可逆。但在体内Pi与G-1-P的比值大于100，反应向分解进行。4、该酶是共价修饰酶，磷酸化（a）有活性。,磷酸化酶的分子结构,磷酸化酶bSer14-OH,磷酸化酶aSer14-P,磷酸酶,磷酸化酶激酶,磷酸葡萄糖变位酶,葡萄糖-1-磷酸,葡萄糖-6-磷酸,葡萄糖-1，6-二磷酸,葡萄糖-1-磷酸转变为葡萄糖,葡萄糖-6-磷酸,葡萄糖,葡萄糖-6-磷酸酶,存在于肝、肾等细胞，脑细胞和肌肉细胞无。,二、糖原的生物合成,1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶催化单糖基的活化形成糖核苷二磷酸，为各种聚糖形成时，提供糖基和能量。动物细胞中糖元合成时需UDPG；植物细胞中蔗糖合成时需UDPG，淀粉合成时需ADPG，纤维素合成时需GDPG和UDPG。2、糖原合酶催化-1，4-糖苷键合成3.糖原分支酶催化-1，6-糖苷键合成,糖原的生物合成,糖原生物合成过程与植物支链淀粉合成过程相似，但参与合成的引物、酶、糖基供体等是不相同的。引物：结合有一个寡糖链的多肽酶：糖原合酶，分支酶糖基供体：UDPG,UDPG的结构,1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶作用形成糖核苷酸,PPi,2Pi,G=-30kj/mol,G=0,UDP-葡萄糖焦磷酸化酶,生糖原蛋白：可自动催化大约8个葡萄糖以-1，4糖苷键连接,2、糖原合酶反应（需要引物）断开磷酯键形成糖苷键,UDPG,UDP,糖原（n个G分子至少4个）,糖原（n+1）,3、糖原分支酶使糖原形成分支,糖原核心,糖原核心,糖原核心,糖原核心,非还原性末端,-1，4糖苷键,-1，6糖苷键,糖原分支酶,1,2,3,4,5,6,7,三、糖原分解和合成的调控,糖原的分解和合成都是根据机体的需要由一系列的调控机制进行调控，其限速酶分别为磷酸化酶和糖原合酶。它们的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰的调节及变构效应的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。,激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图,内在蛋白质的磷酸化作用,改变细胞的生理过程,细胞膜,细胞膜,蛋白激酶A（无活性）,蛋白激酶A（有活性）,受体,非磷酸化蛋白激酶,cAMP激活蛋白激酶A的作用机理,激素对肝糖原合成与分解的调控（见书192页）,肾上腺素或胰高血糖素,1、腺苷酸环化酶（无活性）,腺苷酸环化酶（活性）,2、ATP,cAMP,R、cAMP,3、蛋白激酶（无活性）,蛋白激酶（活性）,4、磷酸化酶激酶（无活性）,磷酸化酶激酶（活性）,5、磷酸化酶b（无活性）,磷酸化酶a（活性）,6、糖原,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,葡萄糖,血液,肾上腺素或胰高血糖素,1,108,葡萄糖,4,5,6,意义：由于酶的共价修饰反应是酶促反应，只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。,胰岛素对糖原代谢的调节与肾上腺素或胰高血糖素作用相反。抑制磷酸化酶和激活糖原合酶。,糖尿病是一种有遗传倾向的慢性代谢紊乱疾病或内分泌疾病。其内分泌改变主要是由于胰岛素分泌绝对或相对不足所引起的碳水化物、脂肪、蛋白质、水及电解质的代谢紊乱。祖国医学对糖尿病认识较早。战国时期内经素问中，名之为消渴症。病因与肥胖有关，提出“此肥美之所发也”,胰岛素是体内唯一的降血糖激素，也是唯一的促使能源贮留的激素。生理功能是促进合成代谢，抑制分解代谢。一旦胰岛素缺乏，物质代谢即发生紊乱。严重时出现酮症酸中毒，甚至昏迷死亡。,其临床表现有糖耐量低减