糖原的合成和分解

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淀粉和糖原结构
1.4nm
NRE NRE
直链淀粉
(1 6)分支点
RE
RE
0.8nm
6个残基
直链淀粉的螺旋结构
支链淀粉或糖原分子示意图
支链淀粉或糖原分支点的结构
纤维素一级结构
纤维素链
微纤维 细胞壁
纤维素片层结构
植物细胞中的 纤维素微纤维
植物细胞壁与纤维素的结构
多糖的酶促降解
1、糖原的分解 • 糖原的结构及其连接方式
-1，6糖苷键
-1，4-糖苷键
• 糖原的磷酸解
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
糖 非还原端 原 磷 酸 解 的 步 骤
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）
2、淀粉的分解
• 淀粉的酶促水解解
α－淀粉酶：在淀 粉分子内部任意水解α1.4糖苷键。（内切酶）
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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
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消化道吸收 肝糖原分解 糖异生
血糖
氧化供能 合成糖原 变成其他糖类 随尿排出 变为非糖物质
成糖代谢的中间
二磷酸果糖
产 物 后 ， 在 相 应 磷酸酯酶 的酶催化下,绕过 糖酵解途径的三
6-磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶
果糖 激酶
1，6-二磷酸果 糖
个不可逆反应,利 用糖酵解途径其
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
它酶生成葡萄糖 的途径称为糖异 生。
2磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸 激酶
PEP羧激酶 2草酰乙酸
2丙酮酸
丙酮酸羧化酶
糖异生途径关键反应之一
P
6-磷酸葡萄糖 磷酸酯酶
+ H2O
6-磷酸葡萄糖
H
+Pi
葡萄糖
糖异生途径关键反应之二
H2CO P O H2CO P
H HO
+ H2O
H
OH
OH H 1,6-二磷酸果糖
二磷酸果糖 磷酸酯酶
H2CO P
O H2COH
H HO + Pi
H
OH
OH H 6-磷酸果糖
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
6-磷酸葡萄糖的生成
ATP
ADP
磷酸激酶
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1-磷酸葡萄糖的生成
变位酶
1-磷酸葡萄糖
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UDP-葡萄糖的生成
+ UTP
1-磷酸葡萄糖
ppi UDP-葡萄糖
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• 碳链的增长
UDP-葡萄糖+
引物（Gn）
UDP
• 糖原的生成
非还原端 残基
淀粉的分枝结构
开始分枝的残基
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
直链淀粉的合成
+
引物（Gn）
A
ADPG
直链淀粉(Gn+1)
+
A
ADP
在Q酶作用下的支链淀粉的合成
m
n
A
B
Q酶（1）
m
+
n
A
B
Q酶（2）
A
m n
B
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。
UDPG的结构
G
UDP
糖核苷酸的生成
+
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDPG
+PPi
三、多糖的生物合成
1、 淀粉的生物合成 2、糖原的生物合成
淀粉的生物合成
• 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
第26章 糖原的分解和生物合 成
主要内容和要求： 明确糖原的生物学意义，讨论糖原的分
解与合成以及糖原代谢的调控，重点掌握糖原分 解与合成的途径。
思考
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
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
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糖原代谢的控制
• 变构控制和共价修饰 • 肾上腺素和胰高血糖素的调控作用 • 胰岛素激素的控制作用 • 糖原代谢的钙控制
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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
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
光合作用
光能 CO2+H2O
(CH2O) +
1 2
O2
糖异生主要途径 和关键反应
糖原（或淀粉 ）
1-磷酸葡萄糖
非糖物质转化
6-磷酸葡萄糖 己糖激酶 葡萄糖
磷酸二羟丙酮
糖 异 生 天冬氨酸
PEP
C2
草酰乙酸
丙酮酸
3-P-甘油 乳酸
甘油
的
-酮戊二酸 谷氨酸
关
系
-酮戊二酸 谷氨酸
丙氨酸Biblioteka Baidu
（胞液） （线粒体）
天冬氨酸
草酰乙酸 C1 丙酮酸
乙酰CoA
TCA循环
糖分解和糖 异生的关系
天冬氨酸
（PEP） 丙酮酸
（胞液） （线粒体）
（转氨基作用） 谷氨酸
二、双糖的生物合成
糖异生途径关键反应之三
丙酮酸
CO2
ATP+H2O
ADP+Pi
丙酮酸羧化酶
PEP羧激酶
P
磷酸烯醇丙酮酸
CO2
（PEP）
草酰乙酸 GTP GDP
糖
葡萄糖
A
A G-6-P磷酸酯酶
酵
G-6-P
B F-1.6-P磷酸酯 酶
解 和
F-6-P
B
C1 丙酮酸羧化酶
C2 PEP羧激酶
葡
F-1.6-P
萄
3-P-甘油醛
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
• 淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶
淀粉+nH3PO4 脱支酶
nG-1-p+少量葡萄糖
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