糖原的合成和分解

关于糖原的合成和分解目录糖原的生物学意义糖原的降解糖原的生物合成糖原代谢的调控第2页,共33页，2024年2月25日，星期天糖原的生物学意义

糖原：葡萄糖分子聚合而成的高聚物生物学意义储存能量、容易动员的多糖，是能量的储存库。供应能量、维持血糖正常水平第3页,共33页，2024年2月25日，星期天血糖定义：血液中的葡萄糖表示方法：100ml血液中所含葡萄糖的毫克数正常水平：80mg-120mg/100ml意义：保持糖在体内的运输，氧化供能、诊断疾病血糖的来源和去路第4页,共33页，2024年2月25日，星期天血糖消化道吸收肝糖原分解糖异生氧化供能合成糖原变成其他糖类随尿排出变为非糖物质第5页,共33页，2024年2月25日，星期天

淀粉和糖原结构NRERE直链淀粉支链淀粉或糖原分支点的结构RENRE(16)分支点支链淀粉或糖原分子示意图直链淀粉的螺旋结构0.8nm1.4nm6个残基第6页,共33页，2024年2月25日，星期天纤维素片层结构

纤维素一级结构植物细胞壁与纤维素的结构微纤维纤维素链植物细胞中的纤维素微纤维细胞壁第7页,共33页，2024年2月25日，星期天多糖的酶促降解

1、糖原的分解

糖原的结构及其连接方式

磷酸化酶（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-糖苷键断裂）

糖原的磷酸解

-1，6糖苷键-1，4-糖苷键第8页,共33页，2024年2月25日，星期天糖原磷酸解的步骤非还原端还原端磷酸化酶（释放8个1-P-G）转移酶脱枝酶（释放1个葡萄糖）第9页,共33页，2024年2月25日，星期天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-1.4糖苷键。（内切酶）

β－淀粉酶:从非还原端开始，水解α－１.4糖苷键，依次水解下一个β－麦芽糖单位（外切酶）

脱支酶（R酶）:水解α－淀粉酶和β－淀粉酶作用后留下的极限糊精中的1.6－糖苷键。α－淀粉酶β－淀粉酶第10页,共33页，2024年2月25日，星期天糖的生物合成一、单糖的生物合成二、双糖的生物合成三、多糖的生物合成第11页,共33页，2024年2月25日，星期天一、单糖的生物合成1、葡萄糖生物合成的最基本途径：光合作用2、糖异生作用

糖异生作用的主要途径和关键反应

糖酵解与糖异生作用的关系

糖分解与糖异生作用的关系第12页,共33页，2024年2月25日，星期天光合作用

CO2+H2O(CH2O)+光能12O2第13页,共33页，2024年2月25日，星期天糖异生主要途径和关键反应

非糖物质转化成糖代谢的中间产物后，在相应的酶催化下,绕过糖酵解途径的三个不可逆反应,利用糖酵解途径其它酶生成葡萄糖的途径称为糖异生。

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮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页,共33页，2024年2月25日，星期天糖异生途径关键反应之一+H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖第15页,共33页，2024年2月25日，星期天糖异生途径关键反应之二

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页,共33页，2024年2月25日，星期天糖异生途径关键反应之三

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页,共33页，2024年2月25日，星期天糖酵解和葡萄糖异生的关系ABC1C2AG-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）（线粒体）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羟丙酮3-P-甘油醛

-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循环乙酰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页,共33页，2024年2月25日，星期天（胞液）（线粒体）糖分解和糖异生的关系（PEP）丙酮酸天冬氨酸谷氨酸（转氨基作用）第19页,共33页，2024年2月25日，星期天二、双糖的生物合成

1、单糖基的活化——糖核苷酸（UDPG、ADPG、GDPG等）的合成

糖核苷二磷酸在不同聚糖形成时，提供糖基和能量。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；动物细胞中糖元合成时需UDPG。2、蔗糖的合成

蔗糖合成酶途径

磷酸蔗糖合成酶途径

蔗糖磷酸化酶途径第20页,共33页，2024年2月25日，星期天UDPG的结构GUDP第21页,共33页，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页,共33页，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页,共33页，2024年2月25日，星期天

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24页,共33页，2024年2月25日，星期天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25页,共33页，2024年2月25日，星期天直链淀粉的合成AADPG引物（Gn）++直链淀粉(Gn+1)AADP第26页,共33页，2024年2月25日，星期天在Q酶作用下的支链淀粉的合成+Q酶（1）Q酶（2）BAAABBnmmmnn第27页,共33页，2024年2月25日，星期天糖原的生物合成

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：糖原合成酶，分支酶

糖基供体：UDPG第28页,共33页，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页,共33页，2024年2月25日，星期天1-磷酸葡萄糖的生成变位酶1-磷酸葡萄糖第30页,共33页，2024年2月25日，星期天