糖原的分解和生物合成

糖原的分解和生物合成第一页，共二十五页，2022年，8月28日主要内容一、糖原的分解二、糖原的生物合成三、糖原代谢的调控第二页，共二十五页，2022年，8月28日一、糖原的酶促磷酸解

糖原的结构及其连接方式

磷酸化酶a（催化1.4-糖苷键断裂）

三种酶协同作用：转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）

脱枝酶（催化1.6-糖苷键水解断裂）

-1，4-糖苷键-1，6糖苷键非还原性末端第三页，共二十五页，2022年，8月28日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-PG

G

-6-PG极限糊精

双重功能酶磷酸葡萄糖变位酶第四页，共二十五页，2022年，8月28日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+断键部位第五页，共二十五页，2022年，8月28日磷酸化酶的分子结构

磷酸化酶b

Ser14-OH

磷酸化酶aSer14-P磷酸化酶phosphatase

磷酸化酶激酶(phosphorylasekinase)

第六页，共二十五页，2022年，8月28日磷酸葡萄糖变位酶

葡萄糖-1-磷酸

葡萄糖-6-磷酸

葡萄糖-1，6-二磷酸

磷酸葡萄糖变位酶-Ser-P第七页，共二十五页，2022年，8月28日二、糖原的生物合成

1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UDP-glucosepytophosphorylase）

——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、糖原合成酶（glycogensynthase）

——催化-1，4-糖苷键合成3.

糖原分支酶

（glycogenbranchingenzyme）

——催化-1，6-糖苷键合成第八页，共二十五页，2022年，8月28日UDPG的结构GUDP第九页，共二十五页，2022年，8月28日糖核苷酸的生成

（UDP-葡萄糖焦磷酸化酶）++PPi1-磷酸葡萄糖UTPUDPG第十页，共二十五页，2022年，8月28日糖原合成酶反应UDPGUDP糖原（n个G分子）糖原（n+1）生糖原蛋白-Tyr-OH，自动糖基化第十一页，共二十五页，2022年，8月28日糖原新分支的形成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1234567第十二页，共二十五页，2022年，8月28日三、糖原代谢的调控

糖原的合成和分解通过对糖原磷酸化酶和糖原合成酶

的调节机制进行调控

别构调控

共价修饰

1.糖原磷酸化酶：AMP；

ATP、6-P-G、Glc2.糖原合成酶：6-P-G、Glc第十三页，共二十五页，2022年，8月28日

磷酸化酶和糖原合成酶的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。糖原合成酶a(有活性)糖原磷酸化酶b(无活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合成酶b(无活性)糖原磷酸化酶a(有活性)PP第十四页，共二十五页，2022年，8月28日b第十五页，共二十五页，2022年，8月28日cAMP结构第十六页，共二十五页，2022年，8月28日

四、激素对糖原合成与分解的调控意义：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。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、ATPcAMPR、cAMP3、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132102104106108葡萄糖ATPADPATPADP456第十七页，共二十五页，2022年，8月28日激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图

ATP

cAMP+PPi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cR蛋白激酶（无活性）c+RcAMP蛋白激酶（有活性）受体环化酶激素G蛋白非磷酸化蛋白激酶ATPADP磷酸化蛋白激酶第十八页，共二十五页，2022年，8月28日G蛋白（GTP结合蛋白）第十九页，共二十五页，2022年，8月28日cAMP激活蛋白激酶的作用机理

第二十页，共二十五页，2022年，8月28日双糖的酶促降解

蔗糖+H2O葡萄糖+果糖蔗糖酶麦芽糖+H2O2葡萄糖麦芽糖酶乳糖+H2O葡萄糖+半乳糖--β-半乳糖苷酶第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日

淀粉的结构特点

直链淀粉合成

由淀粉合成酶催化，需引物（Gn）,ADPG供糖基，形成α－1.4糖苷键。

支链淀粉合成

淀粉合成酶:催化形成α-1.4糖苷键

Q酶（分支酶）:既能催化α-1.4糖苷键的断裂，又能催化α-1、6糖苷键的形成淀粉的生物合成

第二十二页，共二十五页，2022年，8月28日淀粉的分枝结构开始分枝的残基非还原端残基两个葡萄糖单位之间的1，6-糖苷键两个葡萄糖单位之间的1，4-糖苷键第二十三页，共二十五页，2022年，8月28日直链淀粉的合成AADPG引物（Gn）++直链淀粉(Gn+1)AADP第二十四页，共二十五页，2022年，8月28日2、淀粉的分解淀粉磷酸化酶脱支酶淀粉+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：在淀粉分子内部任意水解α-