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糖原的分解和生物化学糖原的分解和生物化学1糖原的酶促降解糖原的结构及其连接方式-1，6糖苷键-1，4-糖苷键非还原性末端糖原的酶促降解糖原的结构及其连接方式-1，6糖苷键-1，2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磷酸化酶(催化1、4-糖苷键断裂三种)糖原的磷酸解三种酶协同3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4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作用位点及产物G-1-P磷酸化酶a非还原性末5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、ΔG特别小,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。糖原磷酸化酶的特点:1、作用于非还原性末端的-1,4-糖6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化酶的分子结构磷酸化酶b磷酸化酶a磷酸酶磷酸化酶7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

转变为葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸葡萄糖8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。葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶存在于肝、肾等细胞,9二、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-糖苷键合成二、糖原的生物合成1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶10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糖原的生物合成糖原生物合成过程与植物支链淀粉合11UDPG的结构GUDPUDPG的结构GUDP121、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶作用形成糖核苷酸++PPi1-磷酸葡萄糖UTPUDPGPPi2PiΔG=-30kj/molΔG=0UDP-葡萄糖焦磷酸化酶1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶作用形成糖核苷酸++PPi1-13生糖原蛋白:可自动催化大约8个葡萄糖以

-1,4糖苷键连接生糖原蛋白:可自动催化大约8个葡萄糖以-1,4糖苷键连142、糖原合酶反应

(需要引物)断开磷酯键形成糖苷键UDPGUDP糖原(n个G分子至少4个)糖原(n+1)2、糖原合酶反应

(需要引物)断开磷酯键形成糖苷键UDPGU153、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12345673、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16三、糖原分解和合成的调控

糖原的分解和合成都是依照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。三、糖原分解和合成的调控糖原的分解和合成都是依照机17糖原合酶a(有活性)糖原磷酸化酶b(无活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合酶b(无活性)糖原磷酸化酶a(有活性)PP糖原合酶a(有活性)糖原磷酸化酶b18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A(无活性)c+RcAMP蛋白激酶A(有活性)受体环化酶激素G蛋白非磷酸化蛋白激酶ATPADP磷酸化蛋白激酶激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图ATPcAMP+19cAMP激活蛋白激酶A的作用机理

cAMP激活蛋白激酶A的作用机理

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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、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激素对肝糖原合成与分解的调控(见书192页)肾上腺素或胰21亿元万户宣威养猪22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。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23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。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。24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