糖代谢糖原的分解和生物合成

2、ATP
cAMP
2
102
3、蛋白激酶
R、cAMP
3
（无活性） 蛋白激酶（活性）
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、
ATP ADP
4、磷酸化酶激酶
4
（无活性） 磷酸化酶激酶（活性）
104
ATP ADP
5
106
5、磷酸化酶 b
二 乳糖的分解：
自学
• 乳糖酶附着于小肠上皮细胞的外表面 乳糖 乳糖酶 D -半乳糖 + D –葡萄糖
H2O
• 乳糖不耐症： 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
糖代谢糖原的分解和生物合成
三 糖蛋白的生物合成
自学
（一）糖蛋白糖链生物合成的特点 ◆ N-糖链的合成是和肽链的生物合成同时进行 ◆ O-糖链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。 ◆ 糖基转移酶催化 ◆ 糖基供体：
• 糖原颗粒中包含： 糖原，催化糖原合成和降解酶类，调节蛋白。
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
细胞溶胶
糖代谢糖原的分解和生物合成
一 糖原的生物学意义
是在肝脏和骨骼肌中作为容易动员的 能量贮存物质.
糖原是葡萄糖的一种高效的贮能形式.
糖原→G-1-P →G-6-P →31(33)个ATP
udpgudpg蔗糖蔗糖adpgadpg淀粉淀粉gdpggdpgudpgudpg2pi2pi纤维素纤维素编辑ppt19糖原合酶糖原合酶glycogensynthaseglycogensynthase生糖原蛋白糖原引物蛋白glycogeninglycogenin自动催化自动催化autocatalysisautocatalysisudpgudpg生糖原蛋白生糖原蛋白tyrtyrohoh生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白tyrtyr88个糖残基的个糖残基的引物引物糖原合酶糖原合酶催化14糖苷键合成生糖原蛋白形成了糖原分子的生糖原蛋白形成了糖原分子的核心核心corecore糖原颗粒的数目取决于生糖原蛋白的分子数目糖原颗粒的数目取决于生糖原蛋白的分子数目糖原分支酶糖原分支酶glycogenbranchingenzymeglycogenbranchingenzyme即淀粉即淀粉14141616转葡糖基酶糖基转葡糖基酶糖基4466转移酶转移酶催化形成催化形成1616糖苷键支链结构
糖 原 分 解 图 示：
Pi
G-6-P
H2O
糖代谢糖原的分解和生物合成
复习
Pi
H2O
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课外阅读
糖代谢糖原的分解和生物合成
磷酸化酶 糖原 ＋H3PO4 (磷酸解）
＋H2O (水解）
脱支酶
G-1-P 少量G
G-6-P
糖酵解
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
• 磷酸化部位：磷酸化酶每个亚基上的Ser14
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. 糖原脱支酶（glycogen debranching enzyme）
极限糊精（limit dextrin）: 磷酸化酶对糖原磷酸解后形成的具有许多短分支链
的多糖分子。
糖原脱支酶：糖基转移酶 ：转移葡萄糖基
(2) 受别构调节: • (-): AMP（肌肉）； • (+): ATP, G –6–P （肌肉）；Glc（肝脏）
AMP （+）
（-） 磷酸化酶
ATP, G–6–P和Glc
（+） 糖原合酶
糖代谢糖原的分解和生物合成
磷酸化酶b激酶
PP1
磷酸化酶b
(—)
磷酸化酶a
（钝化的T态）蛋白磷酸酶抑制剂(抑制剂1) （钝化的T态）
G → G-6-P →G-1-P →UDPG →糖原,
耗1个ATP
贮能效益:97%
耗1个UTP
糖原引物
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选择糖原作为不可缺少的贮能物质的三重意义: ☺ 动员迅速 ☺ 无氧分解 ☺ 能分解成葡萄糖, 维持血糖正常水平
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二 糖原分解代谢
（glycogenolysis）
• 需要三种酶参与： 1. 糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylase）
糖原(n个残基) + Pi
磷酸化酶
(磷酸吡哆醛, PLP)
糖原(n-1个残基) + G-1- P
2ATP
2ADP
磷酸化酶b
磷酸化酶激酶
磷酸化酶a
(无活性，二聚体) (磷蛋白)磷酸酶1(PP1) ( 活性，二聚体)
（无活性） 磷酸化酶 a（活性）
6
108
6、糖原
1-磷酸葡萄糖
葡萄糖
效率极高。
血液
葡萄糖
糖代谢糖原的分解和生物合成
6-磷酸葡萄糖
（2）胰岛素的调节作用：
Insulin：胰岛细胞分泌的蛋白激素。 刺激糖原合 成，降血糖。缺乏时，出现糖尿病。
是胰岛素受体(22)的亚基 也称蛋白磷酸酶1或 PP1。催化从酶上水 解下磷酸基。
磷蛋白磷酸酶 抑制剂b（无活性）
磷蛋白磷酸酶 抑制剂a(Thr-Pi)
糖代谢糖原的分解和生物合成
糖原合成和分解有关酶的修饰/去修饰情况
激素对肝糖原合成 与分解的调控
肾上腺素或 胰高血糖素
肾上腺素或课后复习
胰高血糖素
意义：由于
1、腺苷酸环化酶
（无活性）
腺苷酸环化酶（活性）
1
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
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
第六节 糖原的分解和生物合成
要点回顾
◆ 糖原的分解和生物合成途径及其关键酶 ◆ 糖原代谢的调控因素
糖代谢糖原的分解Βιβλιοθήκη 生物合成自学第七节 寡糖合成和分解与糖醛酸途径
P (+)
PKA
磷酸化酶b （活化的R态）
磷酸化酶a 糖代谢糖原的（分活解和化生的物合R成态）
磷蛋白磷酸酶1
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2. 激素的调节作用：
（1）肾上腺素、胰高血糖素的调节作用： 促进糖原分解，升血糖。
• 胰高血糖素: 胰岛 细胞分泌，29肽。 主要作用于肝脏，不促进肌糖原分解。
一. 乳糖的合成：
UDPG + Gal-1-P 半乳糖-1-P尿苷酰转移酶 UDP-Gal + G-1P
• 正常组织：半乳糖基转移酶 UDP-Gal +N-乙酰-葡萄糖胺 D-半乳糖-N-乙酰-葡萄糖胺
• 哺乳期乳腺组织：产生 - 乳清蛋白 （ - 乳清蛋白 + 半乳糖基转移酶 乳糖合酶） UDP-Gal + D-葡糖代萄谢糖糖原的分解和生物D合-成乳糖 + UDP
UTP
UDPG 生糖原蛋白-Tyr-OH
糖代谢糖原的分解和生物合成
糖核苷酸的生成
课外阅读
+
1-磷酸葡萄糖
UTP
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UDPG
+PPi 2Pi
课外阅读
糖
原
合
UDPG
酶
UDP
催
化
的
反
糖原（n个Glc残基）
应
糖原（n+1）
糖代谢糖原的分解和生物合成
课外阅读
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
第六节 糖原的分解和生物合成
学习目标
◆ 掌握糖原的分解和生物合成途径及其关键酶 ◆ 掌握糖原代谢的调控因素
糖代谢糖原的分解和生物合成
第六节 糖原的分解和生物合成
主要内容
一 糖原的生物学意义 二 糖原的分解(glycogen breakdown) 三 糖原的生物合成(glycogen synthesis) 四 糖原代谢的调控
UTP
G-1-P
H3PO4
磷酸化酶 脱支酶
G-6-P
G
EMP途径
糖代谢糖原的分解和生物合成
三 糖原代谢的调节
(一) 糖原分解与合成的协调控制:
1 限速酶: 磷酸化酶（糖原分解） 糖原合酶（糖原合成）
2 调节方式：
(1) 共价调节(磷酸化/去磷酸化)：效果相反
磷酸化酶b (非活性) 糖原合酶a (活性)
糖代谢糖原的分解和生物合成
第六节 糖原的分解和生物合成
• 糖原（glycogen）：
是动物细胞中葡萄糖的储存形式。易于动员的 的能量贮存物质. • 糖原是葡萄糖以-1,4-糖苷键和-1,6-糖苷键连接起 来的多糖。
• 糖原以颗粒状态存在，约10~40nm，主要储存于肝 脏（肝糖原）和肌肉组织（肌糖原）细胞质中。
激酶
磷酸化 去磷酸化
磷酸化酶a（活性） 糖原合酶b (非活性)
磷蛋白磷酸酶1 糖代谢糖原的分解和生P物P合1成
磷蛋白磷酸酶1 phosphoprotein phosphatase 1, PP1 蛋白磷酸酶1
protein phosphatase-1
课外阅读
胰高血糖素 肾上腺素
糖代谢糖原的分解和生物合成
引物
G-1-P
UDPG
UDP-G 糖原合酶
焦磷酸化酶
分支酶
糖原
糖代谢糖原的分解和生物合成
糖原的生物合成
引物：生糖原蛋白, 结合有一个寡糖链的多肽 酶： UDP-葡萄糖焦磷酸化酶
糖原合酶 糖原分支酶 糖基供体：UDPG
糖代谢糖原的分解和生物合成
糖原
引物
糖原合酶 分支酶
UDPG
UDPG
PPi
焦磷酸化酶
糖原新分支的形成
≥ 11个Glc residues
6-7个Glc residues
非还原性末端
糖原核心 糖原核心
糖原分支酶
-1，6 糖苷键
≥ 4个Glc residues
糖原核心
糖原核心 -1，4 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
UTP PPi
生糖原蛋白-Tyr - 8个糖残基的引物 糖原合酶 糖链 催化-1，4-糖苷键合成 生糖原蛋白形成了糖原分子的核心(core)
糖原颗粒的数目取决于生糖原蛋白的分子数目 3. 糖原分支酶（glycogen branching enzyme）
即淀粉1,4 1,6转葡糖基酶，糖基 46-转移酶 催化形成 -1,6糖-代糖谢糖苷原的键分解和支生物链合成结构。
• 肾上腺素及正肾上腺素：作用于肌肉及其它组织。
OH HO- - CH – CH2 – NH2 – X
OH （ X = CH3：肾上腺素 X = H：正肾上腺素）
糖代谢糖原的分解和生物合成
a (Ser-Pi)
b (Tyr-Pi)
PP1 （活性）
（无P活P1性）·抑磷制蛋剂白a磷(T酸hr酶-Pi)
糖代谢糖原的分解和生物合成
四 糖醛酸途径（glucuronic acid cycle）
（一）糖醛酸途径的生理意义
糖代谢糖原的分解和生物合成
（二） 糖醛酸途径（glucuronic acid cycle）
• G-6-P
UTP
G-1-P
UDP-葡萄糖醛酸 差向异构酶
PPi
UDP-葡萄糖脱氢酶
UDPG
Thr残基上依次加入所需的单糖单位； Ser/Thr在肽链
中的位置与肽链的二糖、代谢三糖原级的分解结和生构物合有成 关。
（三）糖蛋白糖链的分解代谢
自学
在溶酶体中进行。 蛋白水解酶和糖苷酶
1 N-连蛋白的水解 先水解裸露在糖链外的肽链→水解糖链核心→当糖 链和肽链分开后，两部分则分别进行水解
2 O-连蛋白的水解 根据糖链的密集程度不同，其多肽链和寡糖链水解 的先后也不同，但也可同时进行。
自学
开始合成是在内质网进行，随后又在高尔基体内加工
大约分4步合成：
（1）合成以酯键相连的寡糖前体
（2）将前体转移到正在增长着的肽链上
（3）除去前体的某些糖单位
（4）在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子
2 O-连寡糖的生物合成
先合成蛋白质的多肽链，然后合成寡糖链，即翻译后
加工形成。
O-连寡糖部分在高尔基体合成，在相应肽链的Ser或
2NADH
UDP-艾杜糖醛酸
合成多种粘多糖，如肝素、 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
D -葡萄糖醛酸
L -古洛糖酸 L-抗坏血酸 5 – P- 木酮糖HMS
糖代谢糖原的分解和生物合成
内酯酶
糖代谢糖原的分解和生物合成
L-古洛糖 酸-γ-内酯 氧化酶
糖醛酸途径
D -葡 糖 醛 酸 -1-P
动物细胞：UDPG→糖原 植物细胞：UDPG →蔗糖
ADPG →淀粉
GDPG →纤维素 UDPG
糖代谢糖原的分解和生物合成
2 . 糖原合酶(glycogen synthase) 生糖原蛋白, 糖原引物蛋白(glycogenin) 自动催化(autocatalysis) UDPG+ 生糖原蛋白-Tyr-OH 生糖原蛋白
酶”
脱（支-1酶.6-：糖苷催酶化）-1,6 糖苷键断裂
一条肽链上具有 两种酶活力。
“双功能
产物为 葡萄糖
3. 磷酸葡萄糖变位酶（phosphoglucomutase）：
G-1-P 磷酸葡萄糖变位酶
G- 6- P
EMP等
• G- 6- P 葡萄糖-6-磷酸酶 Glc + Pi
血液
葡萄糖-6-磷酸酶：存在于肝、肾、小肠细胞光滑内 质网膜内侧。肌肉和脑中不存在。所以肝糖原可以调节血 糖水平，而肌糖原不糖能代谢调糖原节的分血解和糖生物。合成
核苷二磷酸形式（UDPG，UDP-Man） 长醇焦磷酸（dolichol pyrophosphate,DPP)形式
DPP-Man, DPP-GlcNAc ◆ 肽链上（第一个）糖基接受位点：特定的氨基酸
如：Asn, Ser, T糖代h谢r糖,原H的分y解l和, 生H物合y成p, Tyr
（二）糖蛋白寡糖链生物合成 1 N-连寡糖的生物合成
半 乳 糖 -1-P
UT P PP i
U D P -葡 糖 醛 酸
N AD H +H + N AD +
钙结合稳定蛋白
肝细胞
复
习
Glc transporter T3
Pi transporter T2
糖代谢糖原的分解和生物合成
P182
三 糖原的生物合成
糖基的直接供体: UDPG（尿苷二磷酸葡萄糖） 1. UDP- 葡萄糖焦磷酸化酶:
G–1–P + UTP UDPG焦磷酸化酶 UDPG + PPi
催化单糖基的活化, 形成糖核苷二磷酸， 2Pi 为各种聚糖形成时，提供糖基和能量。