糖原分解和生物合成
生物化学下册第26章 糖原的分解和生物合成课件PPT
P178
糖原降解采用磷酸解而不是水解的生 物学意义： ① 磷酸解使降解下的葡萄糖分子带上 磷酸基团，形成葡萄糖-1-磷酸，消 耗无机磷酸，不消耗ATP；葡萄糖1-磷酸不需能量转变为葡萄糖-6-磷 酸，进入糖酵解等途径代谢，如水 解则生成葡萄糖，消耗1个ATP分子 转变为葡萄糖-6-磷酸； ② 磷酸解在肌肉细胞生成的葡萄糖-1磷酸不扩散到细胞外。
糖原磷酸化酶 糖原脱支酶 游离葡萄糖
葡糖磷酸 变位酶 葡萄糖-6-磷酸 糖酵解
糖原磷酸化酶
葡糖-1-磷酸
第26章 糖原的分解和生物合成
二、糖原的降解 (glycogen breakdown)
糖原磷酸化酶
催化非还原末端的α(1→4)糖苷键的磷酸解； 可连续移去非还原末端葡萄糖残基；
非还原末端
肝糖原
葡萄糖
葡糖-6-磷酸
葡萄糖-6-磷酸酶
糖酵解
丙酮酸
净生成 2个ATP
葡萄糖 血液 糖酵解 三羧酸循环 电子传递 脑细胞 红细胞 脂肪细胞
糖原
分解
葡糖-6-磷酸 （90%）
糖酵解
丙酮酸
净生成 3个ATP
肌糖原分解不能直接补充血糖的原因是：
肌肉组织缺乏葡萄糖-6-磷酸酶
第26章 糖原的分解和生物合成
游离葡萄糖
糖原分解是分支减少，分子变小的过程， 但糖原不能完全分解。
糖原磷酸化酶
第26章 糖原的分解和生物合成
二、糖原的降解 (glycogen breakdown)
葡萄糖磷酸变位酶
葡萄糖磷 酸变位酶
The reaction begins with the enzyme phosphorylated on a Ser residue.
糖原分解和合成
糖原分解和合成（原创版）目录1.糖原分解和合成的定义2.糖原分解的过程3.糖原合成的过程4.糖原分解和合成在生物体内的作用5.糖原分解和合成的调节机制正文糖原分解和合成是生物体中重要的代谢过程。
糖原是一种多糖体，由许多葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成。
糖原分解和合成是维持生物体正常生理功能的关键过程，涉及到能量储备和供应、血糖调控等多个方面。
糖原分解是指在生物体内，糖原分子被水解为葡萄糖单元的过程。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉中。
糖原分解的关键酶是糖原磷酸化酶，它能够将糖原分子从非还原端开始逐个水解，产生葡萄糖 -1-磷酸，然后进一步转化为葡萄糖。
在肝脏中，糖原分解产生的葡萄糖可以通过血液运输到全身各处供应能量，也可以转化为糖原或脂肪储存起来。
在肌肉中，糖原分解产生的葡萄糖主要用于肌肉收缩供能。
糖原合成是指在生物体内，葡萄糖单元通过糖原合成酶的作用，连接成糖原分子的过程。
糖原合成的关键酶是糖原合成酶，它能够将葡萄糖单元连接成糖原分子。
糖原合成主要发生在肝脏和肌肉中，其中肝脏的糖原合成能力最强。
在肝脏中，糖原合成可以消耗过多的葡萄糖，维持血糖稳定，同时也可以为身体储备能量。
在肌肉中，糖原合成主要用于肌肉收缩供能。
糖原分解和合成在生物体内起着重要的作用，包括能量储备和供应、血糖调控等。
当生物体需要能量时，糖原分解产生葡萄糖供应能量；当血糖浓度过高时，糖原合成可以消耗过多的葡萄糖，维持血糖稳定。
糖原分解和合成的调节机制包括激素调节、代谢物调节等。
例如，胰岛素能够促进糖原合成，抑制糖原分解；胰高血糖素则能够促进糖原分解，抑制糖原合成。
此外，代谢物如 ATP、ADP、NADPH 等也能够影响糖原分解和合成的速率。
总之，糖原分解和合成是生物体中重要的代谢过程，它们在能量储备和供应、血糖调控等方面发挥着重要作用。
第十七章：糖原的分解和生物合成(1)
葡糖-6-磷酸 葡糖 磷酸
CO2+H2 O 核糖
戊糖磷 酸途径 戊糖磷酸 磷酸丙糖 丙酮酸
酵解
乳酸、 乳酸、乙醇 发酵
糖异生 生糖氨基酸
乙酰辅酶A 乙酰辅酶
三羧酸循环 乙醛酸循环
ATP CO2+H2 O
重点
本章回顾及小结： 本章回顾及小结：
糖原的分解过程（掌握三种酶）、 糖原的合成过程（三个步骤三种 酶）及其调节机制。
3、磷酸葡萄糖变位酶 、
1-磷酸葡萄糖需要转变为6-磷酸才能进入代谢 磷酸葡萄糖需要转变为6 主流。催化磷酸基团转移的酶称为磷酸葡萄糖 主流。催化磷酸基团转移的酶称为磷酸葡萄糖 变位酶。1,6-二磷酸葡萄糖转变为6 变位酶。1,6-二磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄 磷酸葡萄糖变位酶又恢复原来的形式。 糖，磷酸葡萄糖变位酶又恢复原来的形式。此 催化机理与3 磷酸甘油酸变为2 催化机理与3-磷酸甘油酸变为2-磷酸甘油酸的 机理很相似。 机理很相似。 磷酸葡萄糖变位酶发挥催化活性需要少量的 1,6-二磷酸葡萄糖的存在，1,61,6-二磷酸葡萄糖的存在，1,6-二磷酸葡萄糖 由1-磷酸葡萄糖在磷酸葡萄糖激酶的催化下形 如果1,6 1,6成。如果1,6-二磷酸葡萄糖从磷酸葡萄糖变位 酶分子上脱落，酶的活性就会钝化。 酶分子上脱落，酶的活性就会钝化。
3. 作为机体组织细胞的组成成分
是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。 是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。 4. 分子识别作用 血型物质A和 、粘附分子、整合素、 血型物质 和B、粘附分子、整合素、细菌 的各种凝集素等
二、糖类合成
A.植物的光合作用 A.植物的光合作用 在植物叶绿体中，在光能驱动下 在植物叶绿体中，在光能驱动下CO2与H2O合成葡萄 合成葡萄 放出氧气的过程。 糖，放出氧气的过程。 B.动物的糖异生 B.动物的糖异生 异生——非糖物质合成糖原。 非糖物质合成糖原。 异生 非糖物质合成糖原 部位： 部位：肝脏 a.过程 过程
简述糖原的合成与分解过程
简述糖原的合成与分解过程糖原是一种重要的非结构性碳水化合物，在植物、动物和微生物的细胞内都有存在。
它是一种由葡萄糖和葡糖苷组成的复合物，是细胞内最重要的多糖，可以构成各类多糖聚合物，参与大量的生物学反应，为生命体提供能量，是构成有机物质和维持细胞与组织结构的重要物质。
一、糖原的合成糖原的合成一般涉及到三步：一是葡萄糖的合成，二是葡糖苷的合成，三是糖原的组装。
（1）葡萄糖的合成葡萄糖是糖原的组成成分，它的原料是碳水化合物。
它通过碳水化合物代谢的产物经过糖异生酶的催化，生成葡萄糖。
这一步的反应也称为碳水化合物分解，分子式为C6H12O6。
（2）葡糖苷的合成以葡萄糖为原料，新陈代谢发生反应，经由糖组蛋白催化，形成葡糖苷，葡糖苷也称为糖原糖苷或辅酶糖苷，它是一种由葡萄糖和苏氨酸组成的混合物，分子式为C6H10O7、C7H14O7。
（3）糖原的组装由于葡萄糖和苏氨酸经过糖组蛋白的催化作用，结合形成糖原，糖原是一种由葡萄糖和葡糖苷组成的复杂物质，糖原分子量大，可能高达数百万，结构十分复杂，它能够参与多种生物反应，促进生物体的代谢，维持细胞活力和组织结构稳定。
二、糖原的分解糖原的分解是指将糖原组成的葡萄糖和葡糖苷分开的过程，它的分解是分子量更小的一种分子构建。
糖原的分解涉及到三步：一是葡萄糖的解离，二是葡糖苷的分解，三是糖原的分解。
（1）葡萄糖的解离葡萄糖是糖原的组成成分，它经过水解酶的催化作用，分解为两个葡萄糖分子。
此时，葡萄糖的分子式为C6H12O6。
（2）葡糖苷的分解葡糖苷是一种由葡萄糖和苏氨酸组成的混合物，它也是糖原的组成成分，糖原分解酶的催化作用，将葡糖苷分解为葡萄糖和苏氨酸，其分子式分别为C6H10O7、C7H14O7。
（3）糖原的分解糖原是由葡萄糖和葡糖苷组成的复杂物质，糖原分解酶可以将其分解为葡萄糖和苏氨酸，以及少量其他物质。
此外，当糖原经过糖原水解酶的催化，也可以分解成葡萄糖，并释放出能量。
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
糖类生物合成途径及其应用研究
糖类生物合成途径及其应用研究糖类是人类和其他生物体内不可或缺的重要营养物质，也是许多药物的基础。
糖类的合成和利用涉及多种生物化学反应，其中最重要的是糖类的生物合成途径。
本文将介绍糖类的生物合成途径及其应用研究。
一、糖类生物合成途径1. 糖原生物合成途径糖原是一种储存多余能量的多糖，也是人体内最重要的能量储备物质。
糖原的生物合成途径包括两种途径：糖原合成途径和糖原分解途径。
糖原合成途径主要涉及到葡萄糖，通过多个酶催化反应将葡萄糖转化为α-1,4- -D-葡萄糖苷键之间的分枝多糖分子，最终形成糖原。
糖原分解途径，则是糖原的分解过程，将其转化为葡萄糖分子释放能量。
2. 葡萄糖合成途径葡萄糖是生命活动所必需的主要能量源，其生物合成途径也是多种反应的复杂组合。
葡萄糖的生物合成途径同样需要多种酶的参与，在体内主要通过六碳糖的环化来合成葡萄糖分子。
此外，生命体需要维持体内葡萄糖水平的稳定，因此在葡萄糖的生物合成途径中，还需要进行调节糖联的产生和分解等。
3. 糖类的修饰途径糖类的修饰起到了重要的作用，可以改变糖类的结构、功能、稳定性、相互作用等等。
常见的糖类修饰途径包括糖基化、乙酰化、硫化、酯化等。
其中，糖基化是最为常见和复杂的一种修饰方式，通过酶的催化反应将糖分子与蛋白质、核酸等生物大分子连接，形成糖蛋白、糖核酸等新的复合生物大分子，所修饰的糖类不仅可做生物活性调节剂，同时也被广泛应用于医药、农业等领域。
二、糖类合成途径在医药、化妆品等领域的应用研究1. 新型药物开发糖类合成途径在新型药物开发领域有着广泛的应用。
糖蛋白、糖核酸等复合生物大分子是人体内最基本的分子之一，其糖基化修饰的差异常常会影响到人体生理状况。
因此，针对人体糖基化修饰失调的疾病，如糖尿病、肿瘤等，研究人员可以开发新型药物，调节糖基化修饰的平衡，减轻疾病症状。
2. 化妆品制造糖类作为功能性成分，除了在医药领域广泛应用外，在化妆品领域也有着广泛的应用。
名词解释糖原的合成与分解
名词解释糖原的合成与分解糖原是一种在动植物体内广泛存在的多糖类物质，作为体内能量的储存形式之一，其合成与分解在维持生命活动和能量平衡方面发挥着重要的作用。
下面我们将从糖原的结构、合成与分解过程以及调控机制等方面来进行解释。
糖原由许多葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成，呈分支状结构。
这种分支结构不仅有利于糖原的合成和分解，还增加了其在细胞内的溶解度和储存效率。
糖原的合成过程又称为糖原的生物合成，主要发生在肝脏和肌肉细胞中。
合成的过程可以分为两个主要阶段：糖基链的合成和分支链的形成。
首先，糖基链的合成。
在细胞质中，葡萄糖通过糖原合成酶的作用，将葡萄糖转化为葡萄糖-1-磷酸（G1P），然后再经过糖原合成酶的作用，将G1P转化为UDP-葡萄糖，进而与已有的糖基链连接形成长链。
然后，分支链的形成。
在长链形成后，糖原分支酶通过切割长链，将一部分葡萄糖分子与长链的氧原子连接，形成分支链。
这种分支结构能够提高糖原的溶解度和储存效率，并且增加糖原的受磷酸化速率。
糖原的分解过程，也称为糖原的糖解，与合成相反，主要在需要能量的时候发生。
在分解过程中，糖原磷酸化酶能够将糖原分子上的磷酸基团切割下来，形成G1P，并进一步被磷酸解糖酶催化分解成葡萄糖-6-磷酸（G6P）。
G6P可以通过糖解途径进入糖酵解过程或者通过糖原糖解酶反应产生游离葡萄糖。
糖原的合成与分解过程是一个动态平衡的过程，受到多种因素的调控。
其中，胰岛素和糖原糖解酶是两个重要的调控因子。
胰岛素是一种由胰腺β细胞分泌的激素，其作用主要是降低血糖浓度，并促进糖原的合成。
胰岛素能够通过激活糖原合成酶的活性，增加葡萄糖向糖原的转化速度，从而促进糖原的合成。
另一个调控因子是糖原糖解酶。
糖原糖解酶是一种调控糖原分解的关键酶，通过磷酸化酶的调控，能够使糖原糖解酶活性发生变化，从而控制糖原的分解速率。
此外，一些激素如胰高血糖素和肾上腺素等也对糖原的合成与分解起调控作用。
第3章 第四节糖原的分解和生物合成(总)
• 丝氨酸残基上带有一个磷酸基团
葡萄糖-1,6-二磷酸
葡萄糖-1-磷酸
磷酸葡萄
糖变位酶 葡萄糖-6-磷酸
• 需少量葡萄糖-1，6-二磷酸存在
（四）葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖-6-磷酸 + H2O
葡萄糖 + Pi
• 存在于肝细胞、肾细胞及肠细胞光滑内质网膜
的内腔面，脑细胞和肌肉细胞都无此酶。
• 通过转运蛋白进出内质网腔
糖原的降解：
1.糖原磷酸化酶 2.糖原脱支酶 3.磷酸葡萄糖变位酶 4.葡萄糖-6-磷酸酶
三、糖原的生物合成
• 糖原的生物合成指由葡萄糖合成糖原的过程
（一）UDP-葡萄糖焦磷酸化酶
• UDPG是葡萄糖的活化形式，是糖基供体
UDP-葡萄糖
G-1-P + UTP 焦磷酸化酶 UDPG + PPi 2Pi
糖原分子结构： 糖原分子只有一个还原端。糖原的合成分解都是在 非还原端上进行的。
糖原
非还原性 末端
α -1,4-糖苷键
α -1,6-糖苷键
分支
二、糖原的降解
• 糖原降解习惯上指肝糖原分解成为葡萄 糖。
• 降解是从非还原端按顺序一个个地移去 葡萄糖残基。
Pi Gn-1 Gn 磷酸化酶 G-1-P
质功能低下等） ④ 肿瘤（胃癌等） ⑤ 饥饿或不能进食
糖 耐 量 曲 线
正常人：服糖后1/2~1h达到高峰，然后逐渐降低， 一般2h左右恢复正常值。
糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓 度急剧升高，2h后仍可高于正常。
第三章 糖代谢
第一节 糖酵解作用 第二节 柠檬酸循环 第三节 磷酸戊糖途径和糖的其他代谢途径 第四节 糖原的分解和生物合成
第二十四章 糖原的分解与合成代谢
ATP
Mg2+
ADP
H OH HO H OH H H
O H
葡萄糖激酶
OH
2.
6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖（异构）
OH O P O CH2 OH OH OH
HO CH2 O
O
磷酸葡萄糖变位酶
OH
OH
OH OH OH O P HO O
OH
6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
3.1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 （转形） CH OH
2、作用
在高等动植物体内，糖核苷酸是合成双 糖和多糖过程中单糖的活化形式与供体。
3、形成
1-磷酸葡萄糖（G-1-P）+尿苷三磷酸（UTP） UDPG焦磷酸化酶 尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）
二、蔗糖的生物合成
1、蔗糖磷酸化酶（微生物）
蔗糖磷酸化酶
G-1-P + F 2、蔗糖合酶
蔗糖+Pi
蔗糖合酶
UDPG + 果糖 糖 3、蔗糖磷酸合酶
G-6-P在糖代谢中的作用
G （补充血糖） （分解代谢）
（糖原合成）
Gn
G-6-P UDPG G-1-P 6-磷酸葡萄糖酸 内酯 （磷酸戊糖途径）（糖异生） （酵解途径） （糖原分解）
F-6-P 丙酮酸 （有氧氧化） CO2+H2O
（无氧酵解）
乳酸
肝脏：肝糖原，70—100g，维持血糖水平
• 糖原的结构特点及其意义
1. 葡萄糖单元以α-1,4-糖苷 键 形成长链。 2. 约10个葡萄糖单元处形成分 枝，分枝处葡萄糖以α-1,6糖苷键连接，分支增加，溶 解度增加。 3. 每条链都终止于一个非还原 端.非还原端增多，以利于其
糖原分解和合成
糖原分解和合成糖原分解和合成是生物体内糖代谢的重要环节，它们在维持血糖稳定、调节能量代谢等方面起着关键作用。
本文将介绍糖原分解和合成的基本概念、过程及作用，并探讨调控因素以及在疾病和健康中的作用，最后给出提高糖原分解与合成能力的实践建议。
一、糖原分解与合成的基本概念糖原是一种多糖，由葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成。
糖原分解和合成是指在生物体内，通过酶的作用使糖原分子断裂和重新组合的过程。
糖原分解产生的葡萄糖分子可以补充血糖，为生物体提供能量；糖原合成则将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用。
二、糖原分解的过程及作用糖原分解主要通过糖原酶的作用进行，分为两个步骤。
首先，糖原酶使糖原分子中的α-1,4-糖苷键断裂，产生葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-6-磷酸。
葡萄糖-6-磷酸可以通过酵解或糖异生途径生成丙酮酸，进一步分解为二氧化碳和水，释放能量。
糖原分解的作用主要有两点：一是为细胞提供能量，满足生命活动需求；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。
三、糖原合成的过程及作用糖原合成与糖原分解相反，是通过酶的作用将葡萄糖分子连接起来形成糖原分子。
糖原合成过程分为两个步骤：首先，葡萄糖-6-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸通过糖原合酶的作用，与另一个葡萄糖分子连接，形成糖原分子。
糖原合成的作用主要有两点：一是将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。
四、糖原分解与合成的生理意义糖原分解与合成在生物体内具有重要的生理意义。
首先，它们有助于维持血糖水平的稳定，满足生物体各种细胞的能量需求。
其次，糖原分解与合成参与调节胰岛素和胰高血糖素的作用，影响脂肪、蛋白质和核酸的合成。
最后，糖原分解与合成还与许多疾病的发生和发展密切相关，如糖尿病、肥胖症等。
五、调控糖原分解与合成的因素糖原分解与合成的调控受到多种因素的影响，包括激素、酶活性、基因表达等。
糖原的分解和生物合成
第26章糖原的分解和生物合成26.1 本章主要内容1）糖原的结构2）糖原的分解代谢3）糖原的合成4）糖原代谢的调控5）血糖的概念与意义26.2 教学目的和要求：通过本章学习，使学生掌握大分子——糖原的代谢与合成、以及调控机理。
26.3 重点难点1.糖原的结构2.糖原的代谢3.糖原的生物合成26.4 教学方法与手段讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。
26.5授课内容一、糖原的结构糖原和淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的高聚物（葡聚糖）。
糖原是动物细胞中储存多糖的形式。
淀粉是植物细胞中储存多糖的形式。
二、糖原的生物学意义1．糖原是储存能量的、容易动员的多糖。
当机体细胞中能量充足时，细胞即合成糖原将能量储存；当能量供应不足时，储存的糖原即降解为葡萄糖从而提供ATP。
因此，糖原是生物体的能量储存库。
2.糖原降解：糖原＋磷酸→葡萄糖—1—磷酸（90%）→葡萄糖—6—磷酸→彻底氧化降解3.机体储存糖原的器官主要是肝脏和肌肉。
肌糖原（占肌肉组织的1-2%）和肝糖原（占肝组织7-10%）4.血糖水平的稳定对确保执行其正常功能具有重要意义。
血糖是指血液中的葡萄糖。
正常人血糖的水平为80mg %，相当于4.5mmol%。
肝糖原在维持血糖的水平的稳定中起着重要的作用。
人脑的代谢速度很快，在安静状态下它消耗的能量也占全身总能量消耗的20%以上。
三、糖原的降解糖原磷酸化酶糖原（n个残基）+Pi ←------- →糖原 (n-1个残基) + 葡萄糖—1—磷酸1.糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶催化糖原非还原性末端磷酸解，催化糖原1→4糖苷键磷酸解磷酸化酶的作用只作用到糖原的分支点前4个，葡萄糖残基处即不能再继续进行催化。
2. 磷酸化酶修饰磷酸化酶是两个相同的亚基构成的二聚体，Ser14的羟基磷酸化与否决定着该酶的活性。
四、糖原的生物合成1．催化糖原合成的三种酶1）UDP—葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖—1—磷酸 + UTP → UDP—葡萄糖(UDPG) + PPi2）糖原合酶UDP—1—葡萄糖 + 糖原（n个葡萄糖）→糖原（n+1，1→4）(非还原性末端)合成直链淀粉3）糖原分支酶即淀粉1，4 →1，6-转葡萄糖基酶五、糖原代谢的调控糖原磷酸化酶和糖原合酶的作用都受到严格的调控，两种酶都受到效应物的别构调控：磷酸化酶：受AMP的活化；受ATP和G-6-P和葡萄糖的抑制。
生物化学 第26章 糖原分解和生物合成
UTP
G-1-P
磷酸葡糖变位酶
葡糖-6-磷酸酶（肝）
G-6-P
G
己糖(葡萄糖)激酶
四、糖代谢的调节
1、糖酵解（EMP途径）的调节
三种关键酶
己糖激酶（入口） 二磷酸果糖激酶（限速酶，最重要）
丙酮酸激酶（出口）
四、糖代谢的调节
1、糖酵解（EMP途径）的调节
影响因素
（1）ATP和AMP的浓度比 （2）柠檬酸可增加ATP对酶的抑制作用 （3）磷酸果糖激酶的活性还可被H+抑制 （4）底物和产物的浓度关系对酶活性的影响
四、糖代谢的调节
4、糖原代谢的调节（187页）
重点了解激素对糖原代谢的调节和激素效应 的级联放大系统。
4、糖原代谢的调节
关键酶
① 糖原合成：糖原合酶 ② 糖原分解：糖原磷酸化酶
这两种关键酶的重要特点： 快速调节有共价修饰和 别构调节二种方式。 都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形
式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。
糖原n + UDPG
糖原合酶
糖原n+1 + UDP
( glycogen synthase )
UDP
UTP
核苷二磷酸激酶
ATP
ADP
糖原合成途径
4. α-1,4-糖苷n synthase)
糖原n + UDPG
糖原n+1 + UDP
* 糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为 糖原引物(primer)， 作为UDPG 上葡糖基的接 受体。
Pi
磷蛋白磷酸酶-1
Pi
磷蛋白磷酸酶-1
–
–
磷蛋白磷酸酶抑制剂-P
第二十六章糖原的分解和生物合成(共22张PPT)
磷 酸 解 ： 糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应 由 糖 原 磷 酸 化 酶 (glycogen
phosphorylase)催化对α-1,4-糖苷键磷酸解， —— 催化 -1，4-糖苷键合成
糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应 糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应
生成G-1-P。 1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（ UDP -glucose pytophosphorylase）
磷酸化酶（释放8个1-P-G）
水解终产物是葡萄糖-1-磷酸（90%）和葡 (G)n + Pi
(G)n-1 + G-1-P
*磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucomutase)的作用
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。
萄糖（10%） 。 糖原分支酶 （ glycogen branching enzyme）
磷酸化酶） 1．活化：由葡萄糖生成UDPG(uridine diphosphate glucose)，是一耗能过程。
（二）、催化糖原合成的三种酶
• 糖原是一种无还原性的多糖。 1．活化：由葡萄糖生成UDPG(uridine diphosphate glucose)，是一耗能过程。
糖原分子的直链部分借α-1,4-糖苷键而将葡萄糖残基连接起来，其支链部分则是借α-1,6-糖苷键而形成分支。 磷酸解：由糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase)催化对α-1,4-糖苷键磷酸解，生成G-1-P。
三、 糖原的生物合成
（一）、糖原生物合成的研究经历了缓慢的历程，直到
1957年，才发现糖原生物合成中，糖基的供体是 UDPG。
活化的单糖单位：核苷二磷酸糖
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2.丙酮酸与PEP： 丙酮酸羧化酶 激活剂：乙酰辅酶A
抑制剂：ADP 丙酮酸激酶：激活剂：ADP AMP
抑制剂：ATP NADH 丙氨酸
问 答题
1、何谓三羧酸循环？它有何特点和生物学意义？ 2、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学意义何在？ 3、何谓糖酵解？糖酵解与糖异生途径有那些差异？糖酵解 与糖的无氧氧化有何关系?
Q酶
（C4）O-O-O-O-O （C1） + O-O-O-O-O-O-O-O（C1） Q
O-O-O-O-O-O-O-O（C1）
+ Q酶
α -1.6糖苷键
O-O-O-O-O （C4）
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
2 多糖的酶促降解
多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才 能被吸收利用，生产中常称为糖化。
乙酰辅酶A
ATP
草酰乙酸 柠檬酸
苹果酸
丙酮酸氧化
P和
异柠檬酸
延胡索酸
三羧酸循环 的调节
NADH
琥珀酸
α-酮戊二酸
琥珀酰CoA
琥珀酰CoA、 NADH、ATP
磷酸戊糖途径： 最重要的调节因素是：NADP+的水平
糖异生的调节：
1. 6-P-G与1.6-FBP： 促进异生，抑制酵解：高浓度的6-P-G 、ATP
产物反馈抑制
有
激素调控
仅在肝脏和胰腺 β细胞存在
低
Km: 10～100mmol/L
无
受激素调控
三羧酸循环的调节酶及其调节
酶 的 名 称 变构激活剂 变构抑制剂
柠檬酸合酶
ATP
异柠檬酸脱氢酶 ADP、AMP
NADH
α-酮戊二酸脱氢酶系
ATP、NADH、 琥珀酰CoA
丙酮酸 乙酰CoA、NADH、ATP
3. ADPG转G基酶系
ATP
1-P-G Gn(引DPG
ADP
直链淀粉的合成
+
引物（Gn）
A
ADPG
直链淀粉(Gn+1)
+
A
ADP
支链淀粉的合成
支链淀粉的合成是在直链淀粉合成的基础上合成的, 直链淀粉在分枝酶(Q酶)的作用下形成α-1.6糖苷键。
（C4）O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O（C1）
动物 （非）α-1.4 葡萄糖
•
α-1.6
• R-酶
植物，微生物 α-1.6 切下分枝
• 又称异淀粉酶
直链多糖
α-淀粉酶
广泛分布于动物（唾液、胰脏等）、植物 （麦芽、山萮菜）及微生物。此酶以Ca2+为 必需因子并作为稳定因子，既作用于直链淀 粉，亦作用于支链淀粉，无差别地切断α－1， 4-糖苷键。因此，其特征是引起底物溶液粘 度的急剧下降和碘反应的消失，最终产物在 分解直链淀粉时以麦芽糖为主。
糖代谢的调节过程
一、无氧酵解的调节 二、TCA 的调节 三、磷酸戊糖途径调节 四、糖异生的调节 五、糖原代谢的调节 六、神经和激素对糖的调节
糖酵解过程的调节酶：
酶的名称
变构激活剂 变构抑制剂
已糖激酶
Mg2+, Mn2+
G-6-P
葡萄糖激酶(肝) 磷酸果糖激酶-1
丙酮酸激酶
Mg2+, Mn2+
-
2 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糖 酶：糖原合成酶，分支酶 糖基供体：UDPG
糖 原 合成
1 定义： 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合 成(glycogenesis)。
单糖: 葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等
分支酶
(branching enzyme)
-1,4-糖苷键
糖原的生成
糖原合成的场所是肝脏和肌肉细胞的细胞质中进行.
1.G
6-P-G
2.6-P-G
1-P-G
3.1-P-G
UDPG
4.UDPG + Gn
Gn+1 + UDP
5.在分枝酶作用下分枝生成糖原。
糖原的合成与分解代谢
UDP
Gn+1
Pi
Gn
phosphory-lase)，为一共价修饰酶，其辅 酶是磷酸吡哆醛。
单糖的吸收
• 单糖的吸收速度:
半乳糖 ≻ 葡萄糖 ≻ 果糖 ≻ 甘露糖 ≻ 木糖 ≻ 阿拉伯 糖
• 食物(消化吸收)
• 糖原(分解)
血糖
(氧化分解)CO2+H2O+ATP (合成) 糖原
• 非糖物质(异生)
(转化) 脂肪,氨基酸
12~18G
糖原合酶
分枝酶
糖原引物
糖原合成的限速酶
（二）糖原合成的特点：
1. 必须以原有糖原分子作为引物； 2. 合成反应在糖原的非还原端进行； 3. 合成为一耗能过程，每增加一个葡萄糖残基，
需消耗2个高能磷酸键（2分子ATP）； 4.关键酶是糖原合酶(glycogen synthase)，为
一共价修饰酶； 5. 需UTP参与（以UDP为载体）。
糖原的降解
糖原由肝脏和骨骼肌作为储能 而贮存。肌肉中贮存糖原提供 能量；在肝脏中贮存糖原是维 持血糖稳定。
糖原的降解
• 酶：糖原磷酸化酶和糖原脱支酶
• 反应：糖原磷酸化酶从糖原分子的非还 原端末端断裂1，4 糖苷键，以葡萄糖1磷酸的形式释放葡萄糖单元。需要无机 磷酸，引入磷酸基断裂共价键。
• 反应式：糖原（n）+Pi 葡萄糖-1-磷酸
HO
O
OO P O P O 尿尿苷苷
H
OH
OH HO
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
(uridine diposphate glucose)
UTP+1-磷酸葡萄糖
UDPG+ PPi
（4）UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上
CH2OH
CH2OH
CH2OH
H H
OH
HO
OH
H
H
P P 尿尿苷苷 HO
H OH
糖原合酶
UDPG
糖原磷酸化酶
Gn
PPi
UDPG焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
磷酸葡萄糖变位酶
葡萄糖-6-磷酸酶（肝）
G-6-P
G
己糖(葡萄糖)激酶
（1）葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖
CH2OH
H H
OH
OH H
HO
OH
H
OH
葡萄糖
(glucose)
ADP
CH2OPO3H2
ATP Mg2+
H H
OH
OH H
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
1.磷酸化酶
1-P-G+Gn(引物）
Gn+1 + Pi
2.UDPG转G基酶系
ATP ADP
UDP UTP
Gn+1
UDPG转G基酶
UDPG
Gn(引物）
UDPG焦磷酸化酶
1-P-G PPi
葡萄糖1-磷酸转变为葡萄糖-6-磷酸。 肝脏中含有葡萄糖-6-磷酸酶，将其转化为 葡萄糖，扩散到血液中维持血糖浓度。 肌肉中没有葡萄糖-6-磷酸酶，进入酵解途 径产生能量，供肌肉收缩。
（二）糖原分解的特点：
1. 水解反应在糖原的非还原端进行； 2. 是一非耗能过程； 3. 关键酶是糖原磷酸化酶(glycogen
第 26 章 多糖的生物降解与合成
1、 淀粉的降解与生物合成 2、糖原的降解与生物合成 3、纤维素的生物合成（自学）
1、淀粉的生物合成与降解
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
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成
CH2OH
H H
OH
OH H
HO
O
O P OH
H
OH
OH
1-磷酸葡萄糖
(glucose-1-phosphate)
H2O
PPi 2Pi
UTP
UDPG焦磷酸化酶
CH2OH
H H
OH
OH H
淀粉
还原末端 非还原末端 α-1，4糖苷键 α-1，6糖苷键
淀粉 糊精 寡糖 麦芽糖 G
• (一).细胞外淀粉的酶促水解
• 酶的名称
来源
作用方式
水解产物
• α-淀粉酶
动，植物 α-1.4
麦芽糖
• 又称α-糊精酶 细菌，霉菌
糊精
• β-淀粉酶
植物 （非）α-1.4 β-麦芽糖
•
细菌，霉菌
核心糊精
• r-淀粉酶
• 在分解支链淀粉时，除麦芽糖、葡萄糖外， 还生成分支部分具有α-1，6-键的α-极限糊 精。一般分解限度以葡萄糖为准35-50％， 但在细菌淀粉酶中，呈现高达70％分解限 度（最终游离出葡萄糖）；
β-淀粉酶
与α-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次 以麦芽糖为单位切断α－1，4-葡聚糖链。主要见于 高等植物中（大麦、小麦、甘薯、大豆等），但也 有报告在细菌、牛乳、霉菌中存在。对于象直链淀 粉那样没有分支的底物能完全分解得到麦芽糖和少 量的葡萄糖。作用于支链淀粉或葡聚糖的时候，切 断至α－1，6-键的前面反应就停止了，因此生成分 子量比较大的极限糊精。。