9糖的生物合成-2
糖生物学
前沿计划”。2001年4月:启动了一项计划,
仅用于克隆糖基转移酶基因的年经费就达 到20亿日元(约2千万美元)。 欧盟1994~1998年的研究计划中有一项“欧 洲糖类研究开发网络”计划(European Carbohydrate Plaform)
糖生物学与糖化学-特征糖链结构与功能 及其调控机制(973项目)
密切的关系,而这些化学基团可通过人为
的化学反应来添加和消除。
多糖的结构修饰-----提高多糖的活性和
研究多糖构效关系的有力手段。
修饰手段----多糖衍生化,如降解、硫酸化、磺 酰化、乙酰化、烷基化等,有可能大大提高多糖 的生物活性。 其他----磷酸酯化、硬脂酰化、棕榈酰化、二乙 基氨基乙基化、碘化、氨化等 多糖常因分子质量大、粘度高、溶解度低等,影 响其应用。
糖类物质可以根据其水解情况分为:
Monosaccharide Oligosaccharide Polysaccharide 单糖 寡糖 多糖
在生物体内: 均一多糖 homopolysaccharide 杂多糖 heteropolysaccharide 糖复合物 glycoconjugate
二、多糖
量>95%
糖脂 Glycolipid: :由糖通过其半缩醛
羟基以糖苷键与脂质相连的化合物。
生物体内的糖蛋白的类别
人体蛋白中至少1/3是糖蛋白,存在于不同组织和 细胞中,特别是细胞表面膜上含量丰富. 许多膜蛋白和分泌蛋白是糖蛋白
血浆糖蛋白、免疫糖蛋白、激素糖蛋白 酶糖蛋白、卵清糖蛋白、细胞膜糖蛋白 结构糖蛋白、毒素糖蛋白
糖类作为信息分子
在受精、发生、发育、分化,神经系统和免疫系统衡
态的维持等方面起着重要作用
炎症和自身免疫疾病、老化、癌细胞的异常增殖和转
生物化学总结下生科第八章糖代谢一名词
⽣物化学总结下⽣科第⼋章糖代谢⼀名词⽣物化学总结下————By ⽣科2005 狐狸Z第⼋章糖代谢⼀、名词解释:糖酵解途径:是指糖原或葡萄糖分⼦分解⾄⽣成丙酮酸的阶段。
是体内糖代谢的最主要的途径。
糖酵解:是指糖原或葡萄糖分⼦在⼈体组织中,经⽆氧分解为乳酸和少量ATP的过程,和酵母菌使葡萄⽣醇发酵的过程基本相同,故称为糖酵解作⽤。
糖的有氧氧化:指糖原或葡萄糖分⼦在有氧条件下彻底氧化成⽔和⼆氧化碳的过程。
巴斯德效应:指有氧氧化抑制⽣醇发酵的作⽤糖原储积症:是⼀类以组织中⼤量糖原堆积为特征的遗传性代谢病。
引起糖原堆积的原因是患者先天性缺乏与糖代谢有关的酶类。
底物循环:是指两种代谢物分别由不同的酶催化的单项互变过程。
催化这种单项不平衡反应的酶多为代谢途径中的限速酶。
乳酸循环:指肌⾁收缩时(尤其缺氧)产⽣⼤量乳酸,部分乳酸随尿排出,⼤部分经⾎液运到肝脏,通过糖异⽣作⽤和成肝糖原或葡萄糖补充⾎糖,⾎糖可在被肌⾁利⽤,这样形成的循环(肌⾁-肝-肌⾁)称为乳酸循环。
磷酸戊糖途径:指机体某些组织(如肝,脂肪组织等)以6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸进⽽代谢⽣成磷酸戊糖为中间代谢物的过程,⼜称为⼰糖磷酸⽀路。
糖蛋⽩:由糖链以共价键与肽链连接形成的结合蛋⽩质。
蛋⽩聚糖:由糖氨聚糖和蛋⽩质共价结合形成的复合物。
别构调节:指某些调节物能与酶的调节部位以次级键结合,使酶分⼦的构想发⽣改变,从⽽改变酶的活性,称为酶的别构调节。
共价修饰:指⼀种酶在另⼀种酶的催化下,通过共价键结合或⼀曲某种集团,从⽽改变酶的活性,由此实现对代谢的快速调节。
底物⽔平磷酸化:底物⽔平磷酸化指底物在脱氢或脱⽔时分⼦内能量重新分布形成的⾼能磷酸根直接转移ADP给⽣成ATP的⽅式。
激酶:使底物磷酸化,但必须由ATP提供磷酸基团催化,这样反应的酶称为激酶。
三羧酸循环:⼄辅酶A的⼄酰基部分是通过三羧酸循环,在有氧条件下彻底氧化为⼆氧化碳和⽔的。
第二章糖类的生物化学
第二章糖类的生物化学第二章糖类的生物化学糖类生物化学是在以糖链为“生物信息分子”的水平上,阐明多细胞生物的高层次生命现象的一门科学。
它是20世纪90年代才发展起来的生物化学中最后一个广褒前沿。
1993年科学家们提出,将研究糖类的方法和基本技术,以及把基础研究获得的知识进一步转化为生产技术等领域称为“糖生物工程”。
1993年5月在美国旧金山召开首届“国际糖生物工程会议”。
在生物体内,除核酸和蛋白质外,糖类是第三大类信息分子。
与DNA不同,糖类的作用不是贮存信息,而是进行通讯识别。
核酸和蛋白质是以分子量大为基础贮存大量的生物信息,而糖类作为信息分子则是以其结构多样性为特征。
6种不同结构的单糖可形成108种异构体,糖类化合物所拥有的异构体数和多种多样的连接方式可以构成一个巨大的信息库。
如果把20种氨基酸构成千变万化的蛋白质比拟为由26个字母组成一本厚厚的词典,那么由不到10种常见单糖构成种类纷繁的寡糖和多糖,则可比喻为由7个音符组成无数优美动听的乐谱。
糖类物质的生物学功能1 糖类是生物细胞结构的组成成分2 糖类是生物体中重要的能源物质3 糖类参与细胞识别和细胞信息传递4 糖类是合成其他重要生物分子的碳架来源5 糖类对生物机体具有保护和润滑作用第一节天然单糖天然单糖是指已在自然界发现或从生物材料中检出,并已确认其存在的单糖及其衍生物。
不包括人工合成的糖。
一、天然单糖的分布:六十年代后期,人们应用层析技术检测了多种动物、植物和生物材料,其结果是在动物体内糖含量只占其干重的2%左右,这表明动物极少贮存糖类物质,而不是不需要糖类物质。
植物体内,糖含量占干重的85-95%,表明植物体的结构和贮存物绝大多数是糖类化合物。
在微生物体内,糖含量约占其干重的10-30%,居中。
对其中的单糖进行统计分析结果表明,醛糖及其衍生物约600多种、酮糖及其衍生物180多种。
游离单糖中除D-葡萄糖和D-果糖大量存在外,其它天然存在的单糖基本上是以微量存在的。
[整理]1996-真题答案.
华东理工大学历年真题答案1996年一、判断题1.所有光合细菌,化能自养菌均为原核生物。
(对)2.真核生物与原核生物的好氧呼吸作用的酶系都分布在细胞膜上。
(错)3.固氮酶对氧极为敏感,所以固氮微生物均为专性厌氧菌。
(错)4.高压蒸汽灭菌法是一种利用蒸汽的高压来杀死微生物的方法。
(错)5.在筛选抗青霉素突变株时在培养基中必须加入青霉素做为诱变剂。
(错)6. 所谓病毒的主要特点是他只有单链DNA而没有蛋白外壳。
(错)7.微生物一般可采用溶菌酶去掉细胞壁而得到原生质体。
(对)8.凡能进行转导的噬菌体都是缺陷噬菌体。
(对)9.能否形成芽孢杆菌是细菌的种的特征,在杆菌中只有好氧芽孢杆菌是产生芽孢的。
(错)10.免疫是机体对微生物或其它抗原性异物的刺激所产生的保护性反应,所以对机体是有益的。
(错)11.用显微镜做细胞计数时,用次甲基蓝染色可区分死活,能染上颜色的细胞是活的。
(错)12.分解代谢一般受基质而不是受终产物的控制。
(对)13.酶的诱导物只能是基质。
(错)14. 对热处理过的天冬氨酸转氨甲酰酶,加CTP会是酶反应速度对基质浓度的曲线更呈S形。
(错)15.在细胞得率相同的情况下,生长在甲烷比甲醇的热得率要高。
(对)16.兼性厌氧菌如酵母,无论在何种情况下,只要其生长环境有氧,便不会产生乙醇。
(错)17.一种碳源起分解代谢物阻遏作用的效能取决于它的化学结构。
(错)18. 青霉素G分子的侧链是a-氨基已二酸。
(对)19.用结构类似物筛选耐反馈阻遏突变株的原理是结构类似物的诱变作用。
(错)20.对所需产物为细胞(菌体)时,要设法提高维持方面所需要的能。
(错)二、填空题1、构成细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,它是由N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸和四肽链组成的多层网状大分子化合物,其主要功能是固定细胞外形和保护细胞不受损伤。
2、所谓微生物的原生质体和球状体的主要区别在于:细胞壁去壁是否完全。
3、病毒一种是超显微的、无细胞结构的、专性活细胞内寄生的实体。
生物化学第三版习题答案第八章
生物化学第三版习题答案第八章自养生物分解代谢糖代谢包括异养生物自养生物合成代谢异养生物能量转换〔能源〕糖代谢的生物学功能物质转换〔碳源〕可转化成多种中间产物,这些中间产物可进一步转化成氨基酸、脂肪酸、核苷酸。
糖的磷酸衍生物能够构成多种重要的生物活性物质:NAD、FAD、DNA、RNA、ATP。
分解代谢:酵解〔共同途径〕、三羧酸循环〔最后氧化途径〕、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
合成代谢:糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。
分解代谢和合成代谢,受神经、激素、别构物调剂操纵。
第一节糖酵解glycolysis一、酵解与发酵1、酵解glycolysis 〔在细胞质中进行〕酵解酶系统将Glc降解成丙酮酸,并生成ATP的过程。
它是动物、植物、微生物细胞中Glc分解产生能量的共同代谢途径。
在好氧有机体中,丙酮酸进入线粒体,经三羧酸循环被完全氧化成CO2和H2O,产生的NADH经呼吸链氧化而产生ATP 和水,因此酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。
假设供氧不足,NADH把丙酮酸还原成乳酸〔乳酸发酵〕。
2、发酵fermentation厌氧有机体〔酵母和其它微生物〕把酵解产生的NADH上的氢,传递给丙酮酸,生成乳酸,那么称乳酸发酵。
假设NAPH中的氢传递给丙酮酸脱羧生成的乙醛,生成乙醇,此过程是酒精发酵。
、视网膜。
二、糖酵解过程〔EMP〕Embden-Meyerhof Pathway ,1940在细胞质中进行1、反应步骤P79 图13-1 酵解途径,三个不可逆步骤是调剂位点。
(1)、葡萄糖磷酸化形成G-6-P反应式此反应差不多不可逆,调剂位点。
△G0= - 4.0Kcal/mol使Glc活化,并以G-6-P形式将Glc限制在细胞内。
催化此反应的激酶有,已糖激酶和葡萄糖激酶。
激酶:催化ATP分子的磷酸基〔r-磷酰基〕转移到底物上的酶称激酶,一样需要Mg2+或Mn2+作为辅因子,底物诱导的裂缝关闭现象看起来是激酶的共同特点。
糖生物学复习资料
第一章:序言糖生物学:广义来说,糖生物学可定义为研究自然界广泛分布的糖类(糖链和聚糖)其结构、生物合成及生物学的一门学科。
糖缀合物:单糖、寡糖或多糖与蛋白质和脂质连接形成糖缀合物。
一种酶,一连键规则:由于糖基转移酶对供体和接纳体有严格的专一性要求,在特异的连键上一种酶只能添加一种形式的糖。
微不均一性: 在一种特殊型细胞中的一种给定蛋白质的任何给定糖基化位点上合成的聚糖的精确结构中发现有一定范围的变化。
聚糖功能的研究方法:1.应用凝集素或抗体对特异聚糖的定域或干扰;2.利用糖基化的代谢抑制或变更;3.发现特异性受体的天然聚糖配体;4.发现识别特异聚糖的受体;5.可溶性聚糖或结构模拟物的干扰;6.应用糖苷酶去除特异的聚糖结构;7.对天然或遗传工程的聚糖突变株进行研究;8.对天然或遗传工程的聚糖受体突变株的研究。
第二章:糖的结构和性质α-D-吡喃葡萄糖 α-D-吡喃半乳糖 β-D-吡喃甘露糖常用单糖的字母缩写:单糖的物理、化学性质:糖链结构的测定:主要解决的问题——单糖的组成、糖之间的连接位置和顺序、苷键构型.1.单糖的组成2.单糖之间连接位置的决定3.糖链连接顺序的决定4.苷键构型的决定5.13C-NMR 在糖链结构测定中的应用糖苷分类:糖匀体:均由糖组成的物质。
如单糖、低聚糖、多糖等。
糖杂体:糖与非糖组成的化合物——苷苷的分类:1.按苷原子不同分类:⑴氧苷:如红景天苷 ;⑵氮苷:如腺苷;⑶硫苷:如萝卜苷;⑷碳苷:如牡荆素。
2.按苷元不同分类:如:黄酮苷、蒽醌、香豆素、强心苷、皂苷等。
3.按苷键不同分类:⑴醇苷:是通过醇羟基与糖端基羟基脱水而成的苷,如红景天苷;⑵酚苷:是通过酚羟基而成的苷,如天麻苷;⑶酯苷:苷元以-COOH 和糖的端基碳相连接的是酯苷,如山慈菇苷A ;⑷氰苷:是指一类α羟腈的苷。
第三章:单糖代谢转运子的分类:易扩散转运子(GLUT )特点:不需能量 ,Km=2-20mmol/l能量依赖型转运子 特点:需能,转运效率高 (1)离子偶联型:钠-葡萄糖转运子SGLT,Km=1mmol/l (2)ATP 依赖的磷酸化偶联型:Km 微摩尔数量级(细菌)胞内单糖的来源:(1)胞外糖源(2)胞内糖源(补救途径)单糖在细胞的代谢过程(以Man 为例)HH细胞外的Man被细胞膜上的甘露糖转运子转移到细胞内,在细胞质中在甘露糖激酶的作用下形成Man-6-P。
糖类在生物体内的作用和代谢途径
糖类在生物体内的作用和代谢途径糖类是生物体内起着重要作用的一类有机化合物,它们为维持生命活动提供能量,构建细胞结构,并参与生物代谢过程。
本文将探讨糖类在生物体内的作用以及其代谢途径。
一、糖类的作用1. 能量提供:糖类是生物体最主要的能量来源。
在细胞内,糖类通过酵解反应转化为能量,用于维持细胞的生命活动。
当身体需求能量时,糖类可以迅速被分解释放出能量,满足身体对能量的需求。
2. 构建细胞结构:糖类是生物体构建细胞壁、细胞膜以及其他细胞结构的重要成分。
在植物细胞中,纤维素是由糖类组成的主要成分,赋予植物细胞结构稳定性。
而在动物细胞中,糖类则参与构建细胞膜,形成细胞的外部边界。
3. 能量储存:糖类在生物体内可以以多种形式储存,供应体内需要能量和营养素的时候使用。
糖类的主要储存形式包括糖原和淀粉。
糖原主要存在于动物体内,以肝脏和肌肉为主要储存器官。
淀粉则主要存在于植物体内,以植物种子、根茎和储藏器官中。
二、糖类的代谢途径1. 糖酵解:糖酵解是糖类代谢的主要途径之一。
它将葡萄糖分解为乳酸或丙酮酸,产生ATP能量。
糖酵解包括糖的磷酸化、糖酸分解和乙酸氧化三个步骤。
其中,糖的磷酸化将糖类分子磷酸化为磷酸糖,糖酸分解将磷酸糖分解为丙酮酸或乳酸,乙酸氧化将丙酮酸进一步分解为CO2和H2O。
2. 糖异生:糖异生是指生物体内非糖类物质转化为糖类的途径。
在动物体内,糖异生主要在肝脏和肾脏进行,通过将无机物质如乳酸、丙酮酸等转化为葡萄糖,供给其他组织细胞使用。
而在植物体内,糖异生发生在叶绿体中,通过光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖。
3. 糖原合成和分解:糖原是动物体内糖类的主要储存形式,其合成和分解过程称为糖原合成和糖原分解。
当身体需要能量时,糖原分解为葡萄糖,供给细胞进行酵解反应产生能量。
而当体内能量过剩时,多余的葡萄糖会转化为糖原,储存在肝脏和肌肉中。
4. 糖醇代谢:糖醇是糖类的一个衍生物,它们可以在细胞质内通过糖醇还原酶催化作用与糖类相互转化。
第9章 糖代谢(讲座)
医药资料
23
三、糖原累积症(glycogen storage diseases)
特点: 遗传性代谢病,体内某些器官组织中有大量糖
原堆积。 原因:
患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。
医药资料
24
糖原积累症分型
型别
缺陷的酶
受害器官 糖原结构
Ⅰ 葡萄糖-6-磷酸酶缺陷 肝、肾 正常
Ⅱ 溶酶体α1→4和1→6葡 所有组织 正常 萄糖苷酶
Ⅲ 脱支酶缺失
肝、肌肉 分支多,外周 糖链短
Ⅳ 分支酶缺失
所有组织 分支少,外周 糖链特别长
Ⅴ 肌磷酸化酶缺失
肌肉
正常
Ⅵ 肝磷酸化酶缺陷
肝
正常
Ⅶ 肌肉和红细胞磷酸果糖 肌肉、红 正常
激酶缺陷
细胞
Ⅷ 肝脏磷酸化酶激酶缺医药陷资料 脑、肝
正常
25
9.2 糖的分解代谢
9.2.1 糖的无氧分解 9.2.2 糖的有氧氧化 9.2.3 戊糖磷酸途径(胞液)
医药资料
4
9.1 多糖的酶促降解和合成
9.1.1 蔗糖的酶促降解和合成 9.1.2 淀粉的酶促水解和合成 9.1.3 糖原的分解和合成
医药资料
5
9.1.1 蔗糖的酶促降解和合成 蔗糖的酶促降解
蔗糖+H2O 蔗糖酶 葡萄糖 + 果糖
其它常见双糖的酶促降解
麦芽糖酶
麦芽糖+H2O
2 葡萄糖
乳糖 +H--2O β-半乳糖苷酶
酮酸,并伴随生成ATP的过程。
此过程在细胞质中进行,是动物、植物和微生物细胞 中葡萄糖分解的共同代谢途径。
医药资料
28
发酵作用(fermentation):葡萄糖或其他有机营
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
第16页
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
第17页
4 磷酸盐调整
过量磷酸盐对四环类、氨基糖苷类和多 烯类、大环内酯类等32种抗生素生物合 成产生阻抑作用。这些次级代谢产物生 物合Hale Waihona Puke 只有在适当磷酸盐浓度下才能进 行。
磷酸盐浓度高低还能调整次级代谢产物 合成期出现早晚,当磷酸盐靠近耗尽时, 才开始进入次级代谢产物合成期。磷酸 盐起始浓度高,耗尽时间长,合成期就 向后拖延。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
第30页
比如,在合成杀假丝菌素灰色链霉菌培养 液中添加5 mmol/L磷酸盐,产生菌对氧需 要量显著增加,细胞内ATP浓度增大,抗 生素合成马上停顿,同时还伴有RNA、 DNA和蛋白质合成速率恢复到菌体生长久 速率水平,促进了初级代谢;当磷酸盐被 耗尽时,菌体生长速率开始下降,抗生素 合成又重新开始。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
第38页
诱导酶合成诱导剂有些需外源加入,称 外源诱导剂,
有些是菌体代谢过程中本身产生,则称 内源诱导剂。
在抗生素发酵过程中,有初级代谢产物 似乎对次级代谢产物合成酶也起诱导作 用。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
第39页
4.7 反馈调整
在次级代谢产物合成中,反馈调整起着主要作
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
第2页
1 初级代谢对次级代谢调整
微生物初级代谢对次级代谢含有调整作 用。当初级代谢和次级代谢含有共同合 成路径时,初级代谢终产物过量,往往 会抑制次级代谢合成,这是因为这些终 产物抑制了在次级代谢产物合成中主要 分叉中间体合成。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
糖链的生物合成
糖链的生物合成糖链是一种重要的生物分子,它在生物体内起着十分关键的作用。
生物体中的细胞膜、蛋白质和核酸等都包含着糖链,这些糖链不仅具有结构支撑和维持细胞形态的功能,还能调节细胞信号传导、参与细胞识别和参与免疫应答等重要生理过程。
糖链的生物合成是一个复杂的过程,它需要多种酶和底物的共同参与,并受到基因调控的影响。
糖链的生物合成可以分为两个主要的途径,即N-糖链和O-糖链的合成途径。
N-糖链的合成是通过N-糖基转移酶的催化作用将糖基转移到蛋白质的亚氨基上来完成的。
大部分N-糖链的合成发生在内质网上。
首先,核糖核苷二磷酸(GDP)被转化成对应的N-糖核糖核苷二磷酸(GDP-sugar),然后GDP-sugar和蛋白质相互作用,酶催化反应将糖基从GDP-sugar转移到蛋白质的亚氨基上,最终形成糖链。
O-糖链的合成主要发生在高尔基体上。
在O-糖链的合成过程中,糖基转移酶将不同的糖基转移到蛋白质的羟基上。
合成O-糖链的过程中,先将核糖核苷二磷酸转化成N-糖核糖核苷二磷酸,然后通过酶催化将糖基转移到蛋白质的羟基上。
最终,通过多次的糖基转移反应,形成复杂的糖链结构。
糖链的生物合成受到基因调控的影响。
研究发现,糖链合成酶的基因表达受到正常细胞生长和分化的多种信号通路的调控。
这些信号通路包括细胞外信号分子的作用、细胞内信号传导通路的调控以及转录因子的表达调控等。
通过调控糖链合成酶的基因表达,可以实现对糖链合成过程的调控,从而对细胞的生理功能产生影响。
糖链的生物合成对于维持细胞功能的正常运行具有重要的意义。
糖链作为细胞膜的一部分,能够调节细胞膜的渗透性、稳定性和机械强度,维持细胞的形态结构和功能。
此外,糖链还能通过与其他生物分子的相互作用,参与细胞间的信号传导和细胞识别。
糖链还能作为细胞识别抗原,参与机体的免疫应答。
总结起来,糖链的生物合成是一个复杂而又精密的过程,它需要多种酶和底物的配合,并受到基因调控的影响。
糖链的合成过程涉及到不同的途径和酶催化反应,最终形成复杂的糖链结构。
糖原合成与分解的原理
糖原合成与分解的原理糖原合成和分解是机体中糖类代谢的重要过程,既是能量存储的一种形式,也是供给机体运动和生物合成所需的重要物质。
糖原是由葡萄糖分子通过糖合酶的作用在细胞质中合成的多聚糖,是一种高度分支的链状聚合物,由数千个葡萄糖分子组成。
糖原合成从糖原核心部分的基板开始,通过连续添加葡萄糖分子生成一个高度分支的糖原分子。
糖原分解则是通过糖原分解酶的作用,将糖原分子中的葡萄糖分子逐渐剥离出来,以供能量供应或转化为其他有机物质。
糖原合成的原理主要与糖原合成酶以及相关调节因子的作用有关。
糖原合成酶主要由磷酸葡萄糖单酯合成酶(UDP-Glc合成酶)和糖原合成酶(GS)组成。
在糖原合成过程中,糖原核心部分的基板首先通过UDP-Glc合成酶的作用将葡萄糖与尿苷酸结合形成UDP-Glc,然后通过糖原合成酶的作用将UDP-Glc添加到已存在的糖原链上,形成新的糖原分子。
同时,还有一些辅助因子对糖原合成的调节起到重要作用,如磷酸化酶和糖源性转录调控因子等。
磷酸化酶主要通过对GS的磷酸化和去磷酸化来调节GS的活性,进而影响糖原合成速率。
糖源性转录调控因子主要参与调节相关基因的转录水平,从而控制糖原合成酶和其他调节因子的表达水平。
糖原分解的原理主要与糖原分解酶以及相关调节因子的作用有关。
糖原分解酶主要由糖原磷酸酶(GP)和磷酸葡萄糖磷酸酶(PP)组成。
在糖原分解过程中,糖原磷酸酶将糖原链中的葡萄糖分子从糖原链上剥离下来,形成糖-1-磷酸(G1P)。
然后,磷酸葡萄糖磷酸酶将G1P进一步催化为葡萄糖-6-磷酸(G6P)。
G6P可以进一步通过糖酮酸途径产生ATP或者通过磷酸异构酶的作用转化为葡萄糖,以供给机体细胞能量需要。
同时,糖原分解也受到一些调控因子的调节,如激素和神经调节因子等。
胰岛素作为一种重要的激素,能够通过激活糖原合成酶和抑制糖原分解酶的活性来促进糖原合成和抑制糖原分解。
而其他激素如肾上腺素和胰高血糖素等则能够通过反向的作用来抑制糖原合成和促进糖原分解。
糖代谢-糖原的分解和生物合成
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。
动物细胞:UDPG→糖原
植物细胞:UDPG →蔗糖
ADPG →淀粉
4
细胞溶胶5
6
一 糖原的生物学意义
二 是在肝脏和骨骼肌中作为容易动 员的能量贮存物质.
三 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
耗1个ATP
G → G-6-P
→G-1-P耗1→个UUTPDPG糖原→引糖物 原,
7
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
糖 原 分 解 图 示:
Pi
G-6-P
H2O
12
复习
Pi
H2O
13
课外阅读
14
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
15
16
钙结合稳定蛋白
肝细胞
复
习
Glc transporter T3
Pi transporter T2
P11782
38
Casein kinase II
39
40
41
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
糖原的分解和生物合成(讲座)
糖原磷酸 化酶激酶
糖原磷酸 化酶激酶 P
糖原磷酸
PP1:磷蛋 无活性 化酶 b
白磷酸酶1
医药资料
糖原磷酸 化酶 a
P高活性
PP1
18
激素的级联放大作用:信号分子(激素)结合 于特异性膜受体后,通过激酶级联事件,即: 一系列蛋白质(酶)的逐级磷酸化,籍此使信 号逐级传送和放大。
肾上腺素级联系统对糖原分解的调节:
葡萄糖尿苷二磷酸
医药资料
37
葡萄糖
G-1-P
核糖 尿嘧啶 UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(可逆)
葡萄糖
核糖 尿嘧啶
焦磷酸的迅速水解,使 反应在细胞内不可逆。
UDPG
葡萄糖参与糖原合成的活化形式
医药资料
38
3.3 糖原合酶及其催化的反应
糖原合酶:只能催化UDPG加在已有4个 (或 4个以上)糖基聚合的寡糖链非还原末端。
(3)血糖增高,不断刺激胰岛β-细胞分泌胰岛素,而 且长期的刺激可使β-细胞功能衰竭,而加重糖尿病病情。
(4)长期高血糖使脏器/组织病变,常见如:毛细血管管 壁增厚,管腔变细,红细胞不易通过,组织细胞缺氧; 肾小球硬化, 肾乳头坏死;神经细胞变性,神经纤维发 生节段性脱髓鞘病变;心、脑、下肢等多处动脉硬化等。
淀粉-植物体内葡萄糖贮存方式.
为何不是葡萄糖,而是以糖原形式贮存? 为何是糖原,而不是脂类?
医药资料
3
1.1 高血糖对人体的主要危害
(1)产生高渗性,导致尿量显著增多,可致机体脱水, 甚至发生高渗性非酮症糖尿病性昏迷,危及生命。
(2)随着大量液体排出,体内电解质也随之排出,引起 水、电解质紊乱,极易并发各种急性病症。
糖原磷酸化酶的共价修饰调节与构象改变
糖原的合成
糖原的合成
糖原是生物体的主要能量来源,在不同的有机物中都扮演着重要的角色。
它的合成是通过多种形式的生物反应而实现的,可以分为光合糖原合成和非光合糖原合成,这些反应同时在植物和人体中发生。
光合糖原是通过光合作用而生成的,从两个氨基酸或其它碳水化合物中分离出糖原。
这反应需要足够的光能和氧气,并且在植物体内需要特殊的细胞结构叶绿体进行光合作用,以将CO2分解成碳水化合物,而水则提供了氢原子来作为产物的元素。
除了光合作用之外,糖原也可以通过非光合糖原合成来生成。
这种形式的糖原合成不需要太多的能量,并且不需要光源,但它们需要其它物质,例如氨基酸、磷酸氢酶和酮类型的有机物,才能完成糖原的合成过程。
人体也可以完成糖原的合成,这种合成可以通过葡萄糖脱氢酶、葡萄糖-3-磷酸酶和乳酸脱氢酶来实现。
这些酶活性可以在肝脏和脑部等器官中积累,以用于糖原的生成。
无论是在动植物体中,还是人体,糖原的合成都是重要的。
通过正确的糖原合成方式,生物体可以确保身体保持健康,以及健康的机体状态。
糖原合成所提供的能量可以帮助有机体运行,也可以帮助有机体生存。
此外,糖原合成还可以帮助有机体维持正常的生理功能,并使有机体免受疾病和感染的侵害。
总之,糖原的合成对于有机体的健康非常重要。
- 1 -。
有机化学第14章糖类
有机化学第14章糖类一、教学内容本节课的教学内容选自有机化学第14章,主要讲述糖类这一大类有机化合物的结构和性质。
具体包括:糖的定义、分类和命名规则;单糖、双糖和多糖的结构特点;糖的化学性质,如还原性、氧化性和羟基反应等;糖的生物合成途径,如光合作用和糖酵解等。
二、教学目标1. 让学生掌握糖类的定义、分类和命名规则,了解各种糖的结构特点。
2. 培养学生理解糖的化学性质,如还原性、氧化性和羟基反应等。
3. 使学生了解糖的生物合成途径,提高其对生物学知识的运用能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:糖的化学性质,如还原性、氧化性和羟基反应等。
2. 教学重点:糖的结构特点,糖的生物合成途径。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 实践情景引入:以生活中的糖果为例,引导学生思考糖果中的糖类物质是什么,有什么特点。
2. 知识讲解:(1)介绍糖类的定义、分类和命名规则。
(2)讲解单糖、双糖和多糖的结构特点。
(3)阐述糖的化学性质,如还原性、氧化性和羟基反应等。
(4)讲解糖的生物合成途径,如光合作用和糖酵解等。
3. 例题讲解:分析并解答有关糖类结构的题目。
4. 随堂练习:让学生完成教材中的相关练习题。
5. 课堂互动:邀请学生分享他们对糖类知识的理解和感悟。
六、板书设计1. 糖类的定义、分类和命名规则。
2. 单糖、双糖和多糖的结构特点。
3. 糖的化学性质,如还原性、氧化性和羟基反应等。
4. 糖的生物合成途径,如光合作用和糖酵解等。
七、作业设计1. 题目:请简述糖类的定义、分类和命名规则。
答案:糖类是有机化合物的一大类,根据分子结构可分为单糖、双糖和多糖。
糖的命名通常以糖的分子结构为基础,如葡萄糖、果糖等。
2. 题目:请描述单糖、双糖和多糖的结构特点。
答案:单糖是不能被水解的糖,如葡萄糖、果糖等;双糖是由两个单糖分子通过酯键连接而成,如蔗糖、乳糖等;多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成,如淀粉、纤维素等。
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非还原端
糖原分支酶<淀粉-(1,41,6)-转葡萄糖基酶> glycogen-branching enzyme (amylo (14) to (16) transglycosylase
糖原分支酶
4、糖原分支的合成 Branch synthesis in glycogen
转移7个残基
两分支点至少相距 4个糖残基
ADP-葡萄糖是植物质体淀粉合成和细菌糖原 合成的底物 UDP-葡萄糖是叶片细胞胞液蔗糖的合成底物
ADP-葡萄糖 焦磷酸化酶
淀粉合成 Starch synthesis
淀粉合酶
蔗糖-6-磷 酸合成酶
蔗糖合成 Sucrose synthesis
蔗糖-6-磷 酸磷酸酶
9 糖的生物合成
9.2 糖原代谢
糖原
糖原降解
葡萄糖
糖原合成
5-磷酸核糖 葡萄糖-6-磷酸 磷酸戊糖途径 糖酵解 糖异生 丙酮酸
氨基酸 乙酰CoA
乳酸
柠檬酸循环
葡萄糖的代谢去向
糖 原
1 2
1 – 糖原 (红色或红紫色) 2 – 细胞核
肝细胞中的糖原颗粒 Glycogen granules in a hepatocyte.
肾上腺素和胰高血糖素作用的 级联调节机制 Cascade mechanism of epinephrine and glucagon action
胰高血糖素
肾上腺素
肾上腺素
胰岛素
β-肾上腺素 能受体
α-肾上腺素 能受体 糖原合成
糖原降解 糖原代谢的激素控制
三、淀粉和蔗糖的生物合成 Biosynthesis of Starch and Sucrose
Glycogen breakdown near an (α16) branch point
糖原脱支酶
糖原脱支酶催化的反应
葡萄糖磷酸变位酶 反应开始于酶上丝 氨酸残基的磷酸化 葡萄糖-1-磷酸
葡萄糖-1,6-二磷酸
葡萄糖-6-磷酸 葡萄糖磷酸变位酶催化的反应 Reaction catalyzed by phosphoglucomutase
The role of sugar nucleotides in the biosynthesis of glycogen and many other carbohydrate derivatives was first discovered by the Argentine biochemist Luis Leloir.
葡(萄)糖基 转移酶活性
链延伸 活性
Glycogenin(糖原蛋白,生糖蛋 白) and the structure of the glycogen(糖原) particle
糖原合成的酶 UDP-葡萄糖焦磷酸化酶 糖原合酶 糖原分支酶
二、糖原代谢的调节
Coordinated Regulation of Glycogen Synthesis and Breakdown
亲核攻击
NDP-糖焦 磷酸化酶
焦磷酸酶
Net reaction: Sugar phosphate+NTPNDP-sugar+2Pi 糖核苷酸的形成 Formation of a sugar nucleotide
3、糖原合成 Glycogen synthesis
糖原合酶
n个残基的糖原链的 非还原端(n>4)
质膜
毛细血管
葡萄糖转运蛋白
肝脏细胞内质网上的葡萄糖-6-磷酸酶催化 葡萄糖-6-磷酸水解
2、磷酸核糖UDP-葡萄糖为糖原合成提供葡萄糖 The Sugar Nucleotide UDP-Glucose Donates Glucose for Glycogen Synthesis
糖基的直接供体形式 蔗糖:UDPG 淀粉:ADPG(UDPG) 纤维素:NDPG 果胶:UDPG
糖原磷酸化酶 AMP激活、ATP抑制
糖原磷酸化酶 和糖原合酶
别构调节
糖原合酶
AMP抑制、ATP激活
共价修饰调节 酶促级联调节
依赖于cAMP的蛋白 激酶系统 磷蛋白磷酸酶-1系统 (PP1)
激素对糖原代谢的影响
胰高血糖素 肾上腺素 胰岛素
共价修饰
胰高血糖素
磷酸化酶 磷酸酶
肌肉糖原磷酸化酶 的共价修饰 磷酸化 Regulation of 酶激酶 muscle glycogen 肾上腺素 phosphorylase by covalent modification
一、动物体内糖原的代谢
The Metabolism of Glycogen in Animals
1、糖原磷酸化酶催化糖原的降解
Glycogen Breakdown Is Catalyzed by Glycogen Phosphorylase
非还原端
糖原磷 酸化酶
葡萄糖-1-磷酸
磷酸吡哆醛部位 催化部位
共价修饰
磷蛋白磷 酸酶 蛋白激酶 磷酸化酶 激酶 磷酸化酶 磷酸酶 糖原合成酶 糖原磷酸化酶 共价修饰
激素调节
Epinephrine —肾上腺素 Glucagon —胰高血糖素 Myocyte —肌细胞 Hepatocyte —肝细胞 Adenylyl cyclase —腺苷酸环化酶 PKA(protein kinase A)—蛋白激酶A phosphorylase b kinase —磷酸化酶激酶 Glycogen phosphorylase b —糖原磷酸 化酶 Glycogen —糖原 Glucose 1-phosphate —葡萄糖-1-磷酸 Glycolysis —糖酵解 Muscle contraction —肌肉收缩 Glucose —葡萄糖
磷酸化部位 糖原结合部位 别构效应物 结合部位
兔肌糖原磷酸化酶的模式图
从非还原端开始 直到距分支点四个葡萄糖处 葡萄糖-1-磷酸进入糖酵解或 补充血糖 脱支酶是双功能酶
转移酶活性:转移三个葡 萄糖残基(分支点邻近非还 原末端)(α14)
糖原磷 酸化酶
脱支酶
葡(萄)糖苷酶活性(α16)
5、糖原蛋白催化糖原合成所需引物 Glycogenin Primes the Initial Sugar Residues in Glycogen
UDP-glucose Mn2+ ion Tyr194 residues Asp162
Muscle Glycogenin structure(二聚体) 肌肉糖原蛋白(生糖蛋白)结构