糖代谢糖原的分解和生物合成课件

1、糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成 掌握掌握 掌握糖原代谢的调控因素掌握糖原代谢的调控因素学习目标学习目标糖代谢糖原的分解和生物合成主要内容主要内容糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成 需要三种酶参与：需要三种酶参与： 糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成产物为产物为葡萄糖葡萄糖（ -1.6-糖苷酶）糖苷酶）糖代谢糖原的分解和生物合成 G-6-PPiH2O糖代谢糖原的分解和生物合成H2OPi糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成

2、糖原糖原H3PO4 (磷酸解）磷酸解）磷酸化酶磷酸化酶脱支酶脱支酶G-6-P糖酵解糖酵解H2O (水解）水解）糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成钙结合稳定蛋白钙结合稳定蛋白肝细胞肝细胞P182Pi transporterT2Glc transporterT3糖代谢糖原的分解和生物合成 . 糖代谢糖原的分解和生物合成生糖原蛋白生糖原蛋白, 糖原引物蛋白糖原引物蛋白催化催化 -1，4-糖苷键糖苷键合成合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖核苷酸的生成糖核苷酸的生成+PPi1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUDPG2Pi糖代谢糖原的分解和生物合成糖糖原原合合酶酶催催

3、化化的的反反应应UDPGUDP糖原（糖原（n个个Glc残基）残基）糖原（糖原（n+1）糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心非还原性末端非还原性末端 -1，4 糖苷键糖苷键糖原分支酶糖原分支酶 -1，6 糖苷键糖苷键糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成G-1-PUDP-G糖原糖原UTPPPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶引物引物糖原合酶糖原合酶 分支酶分支酶糖代谢糖原的分解和生物合成糖原的生物合成糖原的生物合成 引物：引物：生糖原蛋白生糖原蛋白, 结合有一个寡糖链的多肽结合有一

4、个寡糖链的多肽 UDP-葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶 糖原合酶糖原合酶 糖原分支酶糖原分支酶 糖基供体：糖基供体：UDPG糖代谢糖原的分解和生物合成UDPGGUTPPPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶引物引物糖原合酶糖原合酶 分支酶分支酶糖原糖原磷酸化酶磷酸化酶脱支酶脱支酶G-1-PG-6-PH3PO4 EMP途径途径糖代谢糖原的分解和生物合成激酶激酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶1 PP1糖代谢糖原的分解和生物合成 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶1phosphoprotein phosphatase 1, PP1蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶1protein phosphatase-1糖代谢糖原的分解和生物合成

5、糖代谢糖原的分解和生物合成 PP1 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 磷酸化酶磷酸化酶a （钝化的（钝化的T态）态） 磷酸化酶磷酸化酶b （钝化的（钝化的T态）态） 磷酸化酶磷酸化酶b （活化的（活化的R态）态） 磷酸化酶磷酸化酶a （活化的（活化的R态）态） 蛋白磷酸酶抑制剂蛋白磷酸酶抑制剂(抑制剂抑制剂1) ()PPKA (+)糖代谢糖原的分解和生物合成磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶1糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成(Tyr-Pi)ab磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂抑制剂b（无活性）（无活性）磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂抑制剂a(Thr-Pi)(Ser-Pi)PP1（无活性）（无

6、活性）磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂抑制剂a(Thr-Pi)PP1（活性）（活性）糖代谢糖原的分解和生物合成 激素对肝糖原合成激素对肝糖原合成与分解的调控与分解的调控意义意义：由于由于酶的共价修饰酶的共价修饰反应是酶促反反应是酶促反应，只要有少应，只要有少量信号分子量信号分子（如激素）存（如激素）存在，即可通过在，即可通过加速这种酶促加速这种酶促反应，而使大反应，而使大量的另一种酶量的另一种酶发生化学修饰，发生化学修饰，从而获得放大从而获得放大效应。这种调效应。这种调节方式快速、节方式快速、效率极高。效率极高。肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸环化酶、腺苷酸环化酶（无活性）（无

7、活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶、蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶、磷酸化酶激酶（无活性）（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456糖代谢糖原的分解和生物合成InsulinInsulin：胰岛：胰岛 细胞

8、分泌的蛋白激素。细胞分泌的蛋白激素。 刺激糖原合刺激糖原合成，降血糖。缺乏时，出现糖尿病。成，降血糖。缺乏时，出现糖尿病。是胰岛素受体是胰岛素受体( ( 2 2 2 2) )的的 亚基亚基也称蛋白磷酸酶也称蛋白磷酸酶1 1或或PP1PP1。催化从酶上水。催化从酶上水解下磷酸基。解下磷酸基。糖代谢糖原的分解和生物合成Casein kinase II 糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成 糖原代谢的调控因素糖原代谢的调控因素要点回顾要点回顾糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成二二 乳糖的分解：乳糖的分解：附着于小肠上皮细胞的外表面附着于小肠

9、上皮细胞的外表面 乳糖乳糖 乳糖酶乳糖酶 D -半乳糖半乳糖 + D 葡萄糖葡萄糖 H2O： 成年后乳糖酶活性下降或消失，乳糖不成年后乳糖酶活性下降或消失，乳糖不能被利用，而导致腹胀、腹泻等临床症状能被利用，而导致腹胀、腹泻等临床症状糖代谢糖原的分解和生物合成三三 糖蛋白的生物合成糖蛋白的生物合成（一）糖蛋白糖链生物合成的特点（一）糖蛋白糖链生物合成的特点N-糖链糖链的合成是和肽链的生物合成同时进行的合成是和肽链的生物合成同时进行O-糖链糖链的合成是在肽链合成后，对肽链进行修饰加工的合成是在肽链合成后，对肽链进行修饰加工时将糖基逐个连接上去的。时将糖基逐个连接上去的。糖基转移酶糖基转移酶催化催

10、化糖基供体：糖基供体： 核苷二磷酸形式（核苷二磷酸形式（UDPG，UDP-Man） 长醇焦磷酸（长醇焦磷酸（dolichol pyrophosphate,DPP)形式形式 DPP-Man, DPP-GlcNAc肽链上（第一个）糖基接受位点：特定的氨基酸肽链上（第一个）糖基接受位点：特定的氨基酸 如：如：Asn, Ser, Thr, Hyl, Hyp, Tyr糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成四四 糖醛酸途径（糖醛酸途径（glucuronic acid cycle）糖代谢糖原的分解和生物合成（二）（二） 糖醛酸途径糖醛酸途径（glucuronic ac

11、id cycle） UTP PPi G-6-P G-1-P UDPG 差向异构酶差向异构酶 UDP-艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸 L -古洛糖酸古洛糖酸 L-抗坏血酸抗坏血酸 5 P- 木酮糖木酮糖HMS D -葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸合成多种粘多糖，如肝素、合成多种粘多糖，如肝素、硫酸软骨素、透明质酸等硫酸软骨素、透明质酸等与药物或氨基、巯基异物结合，解毒作用与药物或氨基、巯基异物结合，解毒作用糖代谢糖原的分解和生物合成内酯酶内酯酶L-古洛糖古洛糖酸酸-内酯内酯氧化酶氧化酶糖代谢糖原的分解和生物合成UTPPPiATP ADPGATPADPNADP+NADPH+H+NADPH+H+NADP+CO2CO2N

12、ADP+NADPH+H+UTPPPiNAD+NADH+H+NADH+H+NAD+HCHOCOHCCHCHOHHOHCOOHHCOHCCHHOHHOH2COHHOHCOHCCHCHOHHOHHOOCH2COHHOHCOHCCHCHOHCOOHOH2COHHOHCOHCCHOH2COHH2COHH2COHHOCCCHHOHH2COHH2COHHOOD-葡糖醛酸L-古洛酸3-酮-古洛酸L-木酮糖木糖醇D-木酮糖D-木酮糖-5-PG-6-PG-1-PUDPGUDP-葡糖醛酸半乳糖-1-PUDP-半乳糖醇解三羧酸循环2-酮-L-古洛酸内酯抗坏血酸 图10-9 糖醛酸途径 G=葡萄糖；P=磷酸；PPi=焦

13、磷酸；UTP=尿苷三磷酸；UDP=尿苷二磷酸D-葡糖醛酸-1-P磷酸己糖旁路糖原合成L-古洛酸内酯糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖代谢糖原的分解和生物合成糖原累积症糖原累积症 P194糖代谢糖原的分解和生物合成二、低血糖症（二、低血糖症（hypoglycemia)：1. 病因：病因： 胰岛素分泌过多或治疗上胰岛素使用过量胰岛素分泌过多或治疗上胰岛素使用过量 肾上腺皮质或脑垂体机能衰退肾上腺皮质或脑垂体机能衰退 长期不能进食长期不能进食 严重肝脏疾病严重肝脏疾病2. 症状：症状： 低血糖：血糖浓度低于低血糖：血糖浓度低于6070mg/100ml 低血糖昏迷（休克）：血糖浓度

14、低于低血糖昏迷（休克）：血糖浓度低于45mg/100ml糖代谢糖原的分解和生物合成1.高血糖及糖尿：高血糖及糖尿：空腹时血糖浓度超过空腹时血糖浓度超过7.22mmol/L(Folin-吴法吴法)称为高称为高血糖血糖(hyperglycemia)。血糖超过肾糖阈血糖超过肾糖阈8.89 9.99mmol/L时则出现尿糖。时则出现尿糖。正常人偶尔可以出现高血糖和糖尿正常人偶尔可以出现高血糖和糖尿 糖尿：尿中有明显的葡萄糖或者其它糖类。糖尿：尿中有明显的葡萄糖或者其它糖类。2. 生理性糖尿：生理上的暂时性变化引起。生理性糖尿：生理上的暂时性变化引起。饮食性糖尿饮食性糖尿妊娠性糖尿妊娠性糖尿肾上腺性糖尿

15、肾上腺性糖尿病理性糖尿病理性糖尿三、糖尿病（三、糖尿病（diabetes mellitus)：糖代谢糖原的分解和生物合成常见的糖尿病有两类：即胰岛素依赖型常见的糖尿病有两类：即胰岛素依赖型(I型型)和非胰岛和非胰岛素依赖型素依赖型(II型型)。我国糖尿病患者以。我国糖尿病患者以II型居多。型居多。糖尿病糖尿病的病因的病因：胰岛：胰岛细胞功能减低，胰岛素分泌量绝对或细胞功能减低，胰岛素分泌量绝对或相对不足，或其靶细胞膜上胰岛素受体数量不足、亲相对不足，或其靶细胞膜上胰岛素受体数量不足、亲和力降低或由于胰高血糖素分泌过量等。胰岛和力降低或由于胰高血糖素分泌过量等。胰岛细胞细胞功能减低的原因可能是多

16、源性的，如基因遗传缺陷，功能减低的原因可能是多源性的，如基因遗传缺陷，病毒感染和自身免疫反应等，其中胰岛素受体基因缺病毒感染和自身免疫反应等，其中胰岛素受体基因缺陷已被证实是陷已被证实是II型糖尿病的病因之一。型糖尿病的病因之一。糖代谢糖原的分解和生物合成患糖尿病时，可出现下列糖代谢紊乱。患糖尿病时，可出现下列糖代谢紊乱。糖酵解和糖酵解和有氧氧化减弱。有氧氧化减弱。糖原合成减少。糖原合成减少。糖原分解增加。糖原分解增加。糖异生作用加强。糖异生作用加强。糖转化为脂肪减少。糖转化为脂肪减少。 糖代谢糖原的分解和生物合成501501002002503503004001501801203060 90糖

17、尿病患者（重症）糖尿病患者（轻症）健康人肾上腺皮质机能减退者高胰岛素血症者时间（分）血糖浓度（mg/dl)图9-16 耐糖曲线糖代谢糖原的分解和生物合成复习题复习题 为什么说为什么说6-磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的交叉点磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的交叉点? 从葡萄糖从葡萄糖-6-磷酸合成糖原所需的能量是否等同于糖磷酸合成糖原所需的能量是否等同于糖 原降解为葡萄糖原降解为葡萄糖-6-磷酸需要的能量？磷酸需要的能量？3. 从肝病患者得到的糖原样品与磷酸盐、糖原磷酸化从肝病患者得到的糖原样品与磷酸盐、糖原磷酸化 酶、转移酶和去分支酶共同保温。结果在该混合物酶、转移酶和去分支酶共同保温。结果在该混合物 中所形成的葡萄糖中所形成的葡萄糖-1-磷酸与葡萄糖之比为磷酸与葡萄糖之比为100。这。这 一患者最有可能缺乏的是什么酶？一患者最有可能缺乏的是什么酶？4. P195, 1-7.糖代谢糖原的分解和生物合成2. 答答: 从葡萄糖从葡萄糖-6-磷酸合成糖原需要更多的能量，磷酸合成糖原