生物化学糖原的分解及合成
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.
糖原分解名词解释生物化学
糖原分解名词解释生物化学
糖原分解是一种生物化学过程，它是指在生物体内将储存的糖原分解成葡萄糖分子的过程。
糖原是一种多聚糖，主要储存在肝脏和肌肉中，作为能量的储存形式，在需要时可以被分解为葡萄糖，以供身体维持正常的生理功能。
糖原分解过程主要通过酶的作用来实现。
首先，糖原酶在糖原颗粒上作用，将其分解成小分子的糖基单元，称为葡萄糖单元。
随后，糖基单元被糖原磷酸化酶作用，进一步分解为葡萄糖-1-磷酸，然后通过糖酵解途径被转化为葡萄糖-6-磷酸。
最后，葡萄糖-6-磷酸经过糖酵解或糖异生途径，进一步转化为能供身体使用的能量。
糖原分解是维持血糖稳定的重要途径。
当身体需要能量时，比如在长时间不进食或进行剧烈运动时，胰岛素分泌减少，胰高血糖素和肾上腺素分泌增加，促进糖原分解。
分解后的葡萄糖可以进入血液循环，被组织和器官吸收利用，以满足身体的能量需求。
在某些疾病或病理状态下，糖原分解可能异常增加或减少。
例如，在糖原储存病中，由于某些酶的缺失或功能异常，糖原无法正常分解，导致糖原在肝脏和肌肉中过度积累，引发症状如肝肿大、肌肉无力等。
另一方面，在糖原合成酶缺乏的病例中，糖原分解能力减弱，导致低
血糖等症状。
综上所述，糖原分解是一种生物化学过程，通过酶的作用将储存在肝脏和肌肉中的糖原分解为葡萄糖，以供身体维持正常的生理功能。
这一过程对于维持血糖稳定和能量供应至关重要。
糖代谢的原理和过程
糖代谢的原理和过程
糖代谢是指机体对糖类物质进行利用和转化的过程。
糖类物质主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
糖的代谢过程分为两个主要阶段：糖的降解（糖原分解和糖酵解）和糖的合成（糖原合成和糖异生）。
1. 糖原分解：糖原是多个葡萄糖分子连接而成的多糖，主要储存在肝脏和肌肉中。
当机体需要能量时，糖原会被分解成葡萄糖，供给机体细胞使用。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉中，通过糖原磷酸化酶的作用，将糖原分子逐渐降解成葡萄糖-1-磷酸，然后转化为葡萄糖，进入细胞内进行能量供应。
2. 糖酵解：糖酵解是指糖分子在细胞质内通过一系列的反应逐步分解成乳酸或乙醇，同时产生少量的能量(ATP)。
这个过程主要发生在细胞质内，通过糖酵解途径，将葡萄糖分子转化为乳酸或乙醇，并释放出能量。
3. 糖原合成：当机体摄入过多的葡萄糖或其他糖类物质时，多余的葡萄糖通过一系列的反应被转化为糖原并储存在肝脏和肌肉中。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉细胞内，通过多糖合成酶的作用，将葡萄糖合成成糖原。
4. 糖异生：糖异生是指机体通过一系列的化学反应将非糖类物质（如氨基酸、乳酸、甘油等）转化为葡萄糖或其他糖类物质的合成过程。
这个过程主要发生在肝脏细胞中，通过糖异生途径，将非糖类物质转化为葡萄糖或其他糖类物质，提供能量或
储存为糖原。
总的来说，糖的代谢是一个复杂的生物化学过程，涉及多个酶和代谢途径的参与。
它在维持机体能量平衡、供给细胞能量和合成其他重要物质等方面发挥着重要的作用。
糖原的合成与分解
1.6-磷酸葡萄糖的生成 葡萄糖进入细胞后，在ATP和Mg2+存在时，由己糖激酶（肌细胞等）或葡萄糖激酶（肝细 胞）催化生成6-磷酸葡萄糖。此反应不可逆。
2.1-磷酸葡萄糖的生成 在磷酸葡萄糖变位酶的催化下，6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖。
3.尿苷二磷酸葡萄糖的生成 1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸（UTP）在尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）焦磷酸化酶的催化下生 成UDPG，同时释放出焦磷酸（PPi）。
生物化学
糖原的合成与分解
糖原的合成与分解不是简单 的可逆过程，而是由不同的酶体系 催化的不同反应过程。
1.1糖原的合成
由单糖（主要是葡萄糖）合成糖原的过程称为糖原合成，如图1-6所示。
图1-6糖原合成与分解的过程
糖原合成是耗能过程，由ATP和UTP供能，每增加1个葡萄糖单位需消耗相当于2分子ATP的 能量。糖原合成的关键酶是糖原合成酶，合成过程需要引物。
图1-9糖原合成酶与糖原磷酸化酶的共价修饰调节
糖原合成酶还可通过变构效应调节糖原的合成与分解，6-磷酸葡萄糖为 其变构激活剂。
生物化学
图1-7糖原分支链形成
1.2糖原的分解
糖原分解是指糖原分解生成葡萄糖的过程，如图1-8所示。糖原分解的关键酶包括磷酸化酶、 脱支酶、葡萄糖-6-磷酸酶，其中磷酸化酶是限速酶。
图1-8糖原分支链分解
1.1-磷酸葡萄糖的生成 磷酸化酶识别了糖原的非还原性末端后，将葡萄糖残基之间的α-1，4-糖苷键磷酸化 分解生成1-磷酸葡萄糖。由于磷酸化酶不能催化α-1，6-糖苷键断裂，所以磷酸化分解反 应到距离分支点约4个葡萄糖残基时即停止。 2.6-磷酸葡萄糖的生成 1-磷酸葡萄糖在变位酶催化下转变成6-磷酸葡萄糖。 3.葡萄糖的生成 6-磷酸葡萄糖在葡萄糖-6-磷酸酶的催化下水解生成葡萄糖。葡萄糖-6-磷酸酶主要存 在于肝，少量存在于肾，而肌肉及脑等组织中不含该酶，故只有肝、肾中的糖原可以分 解为葡萄糖补充血糖，且肝脏是补充血糖的主要器官。
生物化学学习题碳水化合物代谢途径
生物化学学习题碳水化合物代谢途径生物化学学习题：碳水化合物代谢途径碳水化合物代谢是生物体内一系列复杂的生化过程，包括糖原合成、糖原分解、糖酵解、柠檬酸循环和呼吸链等途径。
这些途径相互关联，构成了生物体内碳水化合物代谢的重要组成部分。
本文将详细介绍这些代谢途径及其相关的反应和调控。
1. 糖原合成糖原合成是将多余的葡萄糖合成为糖原储存在肝脏和肌肉中，以供生物体在需要能量时进行分解。
糖原合成主要发生在肝脏和肌肉细胞内，通过磷酸化作用将葡萄糖-6-磷酸转化为糖原。
2. 糖原分解糖原分解是将储存在肝脏和肌肉中的糖原分解为葡萄糖，以供生物体在能量需求增加时进行利用。
糖原分解主要发生在肝脏和肌肉细胞内，通过糖原磷酸化酶的作用将糖原逐步分解为葡萄糖-1-磷酸，然后通过磷酸葡萄糖异构酶和蔗糖酶的作用将其转化为葡萄糖。
3. 糖酵解糖酵解是将葡萄糖分解为乳酸或乙酸，产生少量ATP的过程。
糖酵解主要发生在细胞质中，包括糖酵解途径中的十个反应。
在细胞质中，葡萄糖经过一系列酶催化反应，生成两个丙酮酸分子，然后通过乳酸脱氢酶的作用将丙酮酸转化为乳酸。
4. 柠檬酸循环柠檬酸循环是将乙酸等中间产物氧化为二氧化碳和水，并生成较多的ATP的过程。
柠檬酸循环主要发生在线粒体的基质中，通过一系列酶催化反应将乙酸转化为柠檬酸，再逐步氧化为苹果酸、柠檬酸、草酰乙酸等，最终生成辅酶NADH和FADH2，为呼吸链提供电子。
5. 呼吸链呼吸链是将柠檬酸循环和糖酵解过程中生成的辅酶NADH和FADH2的电子流转化为ATP的过程。
呼吸链主要发生在线粒体内膜上的电子传递链上，通过电子传递过程中的氧化还原反应，将电子从高能态的NADH和FADH2转移至终电子受体氧分子，产生水分子，并伴随着质子泵的作用，形成质子梯度，通过ATP合酶酶的作用合成ATP。
这些碳水化合物代谢途径共同参与了生物体内碳水化合物的合成、分解和能量转化等重要生化过程。
不同组织和不同生理状态下，这些代谢途径受到多种调控机制的精细调节，以满足生物体的能量需求和代谢平衡。
动物生物化学 第六章 糖的代谢
2. 糖原的 合成
（UDP-葡萄 糖焦磷酸化 酶、糖原合 成酶、糖原 分支酶）
糖原合成酶催化的反应
糖原的合成与分解总反应示意图
3. 糖原代谢的调节
• 葡萄糖分解代谢总反应式 • C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP +
4Pi 6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP • 按照一个NADH能够产生3个ATP，1个FADH2能够产 生2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产 生38个ATP： • 4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP
Байду номын сангаас
CH2OH CO
HO C H
CHO
H C OH + H C OH
H C OH H C OH
CH2O P
转醛酶
CH2O P
7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛
CHO
H C OH +
H C OH CH2O P
4-磷酸赤藓糖
CH2OH CO HO C H HO C H H C OH CH2O P
6-磷酸果糖
H
O
H
OH H HO
H OH
H2O
H C OH
HO C H
O 内酯酶
H C OH
H C OH
G-6-P
6-磷酸葡萄 糖酸内酯
CH2O P 6-磷酸葡萄糖酸
COOH H C OH
NADP+
+ NADPH + H
生物化学复习笔记-糖原代谢与合成
糖原代谢与合成糖原有支链也有直链, 有许多非还原性末端和一个还原性末端. 一般分解糖原需要从链的非还原性末端入手, 如果支链较多, 那么就可以同时分解多个支链, 加快糖原分解速度. 糖原一般储存在肝, 肌肉中1.糖原的第一步降解称为磷酸解发生在糖原的非还原性末端, 由糖原磷酸化酶催化, 消耗一个磷酸根. 生成G1P和缩短的糖原.磷酸解的好处在于直接生成带磷酸根的葡萄糖, 不需要消耗ATP了. 只有水解下来的才是普通的葡萄糖.需要磷酸吡哆醛做辅酶(转氨基作用也需要这个)2.糖原脱支糖原磷酸化酶只能作用在1,4糖苷键上, 故分支点上的用不了, 这时候需要脱支酶, 它既可以把剩的的很短的一段支链拿走3个到别的支链上, 又可以把剩下的最后一个支点水解掉. 产生脱支的糖原和一分子葡萄糖. 也就是说脱支酶既有转移酶的活性, 又有糖苷酶的活性.3.G1P变位使用磷酸葡萄糖变位酶可以把G1P变为G6P, 从而进入糖酵解, 或者通过葡萄糖6磷酸酶变为葡萄糖运输到其它地方.糖原的合成之前说糖原代谢可以直接磷酸解, 从而看起来省了能量, 但是有代价的, 那就是合成糖原时需要额外消耗ATP.1.合成糖原需要首先活化葡萄糖, 并不是用ATP, 而是用UTP, 并且不是上磷酸根, 而是去掉磷酸根上UDP. 首先葡萄糖用HK变G6P, 然后用磷酸葡萄糖变位酶, 变成G1P, 与UTP反应生成UDPGlc与焦磷酸PPi, 焦磷酸极易水解, 所以推动该反应发生. 酶是UDPGlc焦磷酸化酶. 这种PPi推动反应的例子还有很多2.糖原合酶催化合成. UDP-G直接加在已有糖原的非还原性末端. 这是糖原合成需要引物的体现. UDP被脱掉.3.形成引物. 糖原素引起引物合成, 糖原素不断催化UDP-G到自己身上来,直到形成7个分子长的链, 就形成了引物, 但糖原素并未解离.4.形成分支. 分支酶能够将一个7糖单位转移到临近的糖链上糖原代谢的调节糖原磷酸化酶和糖原合酶应该交互调节.1.别构调节肌糖原磷酸化酶的别构调节它有a, b, 两种形式, a有活性而b没有活性. 只是前者被磷酸化修饰了. 两种形式的酶都有T和R两种构象, a形的R多, b形的T多, T态的活性较低.肌糖原磷酸化酶的别构效应物有ATP, G6P, AMP, 只作用于b形, 该酶可以结合核苷酸, 从而改变构象. 高浓度的ATP可以与b形结合, 转化为无活性的T态, 而高浓度的AMP则促使转变为R态. 同样的, G6P多了也可以抑制该酶.大多数情况下, ATP与G6P共同抑制该酶的b形, 但a形总是有活性. 如果受到肾上腺素的刺激, b形会变成a形.肝糖原磷酸化酶的别构调节.与肌细胞中类似, 但是a形对别构效应物反应强烈, 并且a形的别构效应物是葡萄糖.糖原合酶的别构调节其也有a, b形, 但a为去磷酸化状态, b为磷酸化状态, G6P是其正别构效应物1.可逆磷酸化调节糖原磷酸化酶b激酶可以使b变为a形, 也可以磷酸化糖原合酶a其有4个亚基, 被肾上腺素或胰高血糖素激活后, β亚基被磷酸化修饰, 此时有部分活性, 若想有完全活性, 则要有钙离子结合. 这两个是与门. 有活性的糖原磷酸化酶b激酶可以把b形转化为有活性的a形, 做到升血糖.磷蛋白磷酸酶PP-1,PP1可以与糖原结合, 可以催化有磷酸的蛋白质去磷酸化. 这正是上述的两种反应的a,b形磷酸化恰好相反的原因. 在PP1活性高的情况下, 所及之处, 没有磷酸化的蛋白, 即糖原磷酸化酶处于b形, 磷酸化酶b激酶与门条件不达成, 糖原合酶处于a形, 即糖原合成处于活性, 而糖原降解被抑制。
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第八章糖代谢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。
糖的磷酸衍生物可以构成多种重要的生物活性物质：NAD、F AD、DNA、RNA、A TP。
分解代谢：酵解（共同途径）、三羧酸循环（最终氧化途径）、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、别构物调整掌握。
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A TP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，经三羧酸循环被彻底氧化成CO2和H2O，产生的NADH经呼吸链氧化而产生A TP 和水，所以酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。
若供氧不足，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，则称乳酸发酵。
若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，三个不行逆步骤是调整位点。
（1）、葡萄糖磷酸化形成G-6-P反应式此反应基本不行逆，调整位点。
△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A TP分子的磷酸基（r-磷酰基）转移究竟物上的酶称激酶，一般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子，底物诱导的裂缝关闭现象好像是激酶的共同特征。
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。
生物化学的名词解释和问答题答案
24、胆汁酸的肠肝循环：在肠道中重吸收的各种胆汁酸，经门静脉重新入肝脏。肝脏再把游离胆汁酸转变成结合胆汁酸，与重吸收的结合胆汁酸一道，重新随胆汁排入肠腔，此过程称为胆汁酸的肠肝循环。
25、胆色素：胆色素是铁卟啉化合物在体内的主要分解代谢产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等，主要随胆汁、粪便排出。
17、中心法则：是DNA、RNA和蛋白质之间基本功能关系的解释，即DNA是自身复
制及转录合成RNA的模板，RNA是翻译合成蛋白质的模板，因此，遗传信息的流向是DNA →RNA →蛋白质
18、半保留复制：（半保留复制是DNA复制最重要的特征。）当DNA进行复制时，亲代DNA双链必须解开，两股链分别作为模板，按照碱基互补配对原则指导合成一股新的互补链，最终得到与亲代DNA碱基序列完全一样的两个子代DNA分子，每个子代DNA分子都含有一股亲代DNA链和一股新生DNA链，这种复制方式称为半保留复制。
(3)神经和激素调节：正副交感神经调节；胰岛β细胞分泌的胰岛素是唯一能降低血糖的激素；而能升高血糖浓度的激素主要有胰岛细胞分泌的胰高血糖素、肾上腺髓质分泌的肾上腺素、肾上腺皮质分泌的糖皮质激素、腺垂体分泌的生长激素和甲状腺分泌的甲状腺激素等。这些激素主要通过调节糖代谢的各主要途径来维持血糖浓度。
2、试叙述DNA与RNA的结构和组分的异同点。
4、试叙述进食过量糖类食物可导致发胖的生化机理
答：体内糖转化成脂肪的过程：
糖代谢产生的乙酰CoA可以合成脂肪酸和胆固醇，糖代谢产生的磷酸二羟丙酮可以还原生成3-磷酸甘油。糖代谢可产生ATP、NADPH＋H＋，然后由ATP供能，NADPH＋H＋供氢，在3-磷酸甘油基础上逐步结合3分子脂肪酸，合成甘油三脂。所以从食物中摄取的糖可以生成脂肪酸和3-磷酸甘油，进而合成甘油三酯，进入脂库。
糖原合成和糖原分解的共同中间产物
糖原是一种多聚体多糖，是动植物细胞内的能量储备物质。
在动物细胞内，糖原主要储存于肝脏和肌肉组织中，而在植物细胞内，糖原则主要以淀粉的形式存在于叶片和块茎等组织中。
糖原的合成和分解是维持动植物体内能量平衡的重要过程。
在糖原合成和糖原分解的过程中，有一些共同的中间产物起着重要的作用。
1. 葡萄糖-1-磷酸（G1P）糖原的合成和分解都离不开葡萄糖-1-磷酸（G1P）。
在糖原合成过程中，葡萄糖-1-磷酸是糖原合成酶的底物，通过一系列的反应，最终形成糖原分子。
在糖原分解过程中，糖原磷酸酶能够催化糖原的水解反应，生成葡萄糖-1-磷酸（G1P），这一中间产物随后通过磷酸化反应得到游离的葡萄糖。
2. 磷酸葡糖基（G6P）在糖原合成的过程中，磷酸葡糖基（G6P）是糖原的另一个前体物质。
G6P由葡萄糖和ATP生成，是糖原合成酶的底物，在一系列反应的催化下，形成糖原。
而在糖原分解的过程中，G6P是糖原分解酶的底物，通过磷酸化反应生成葡萄糖，参与血糖平衡。
3. 乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）糖原的合成和分解过程也会涉及乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）。
在糖原的合成过程中，乙酰辅酶A是脂肪酸氧化产生的，可以通过卡苷酸循环转化为柠檬酸，从而参与甘油磷酸和丙酮磷酸的合成，最终形成糖原。
而在糖原的分解过程中，乙酰辅酶A则是丙酮酸生成的底物，参与糖原的分解过程。
4. 三酰甘油（Triglyceride）在糖原的合成和分解过程中，三酰甘油也是一个重要的中间产物。
在能量过剩的情况下，多余的葡萄糖会转化为脂肪酸和甘油，形成三酰甘油，储存在脂肪细胞中，起到能量储备的作用。
而当机体需要能量时，三酰甘油会被分解成脂肪酸，进入线粒体内氧化产生ATP，维持机体生命活动。
糖原的合成和分解是一个动态平衡过程，共同的中间产物在这一过程中起着至关重要的作用。
了解这些共同的中间产物有助于我们更好地理解糖原的合成和分解过程，从而为相关疾病的治疗以及新药物的研发提供理论基础。
生物化学第五节 糖原的合成与分解
小节练习第五节糖原的合成与分解2015-07-07 71699 0摄入的糖类除分解供能外，大部分转变成脂肪（甘油三酯）储存于脂肪组织内，还有一小部分合成糖原。
糖原( glycogen)是葡萄糖的多聚体，是体内糖的储存形式。
葡萄糖单位主要以α-1，4-糖苷键连接，分支处为α-1，6-糖苷键。
糖原分子呈树枝状，中心分支多，外区分支较少。
糖原的合成具有重要意义，当机体需要葡萄糖时它可以被迅速动用，而脂肪则不能。
肝和骨骼肌是储存糖原的主要组织器官，但肝糖原和肌糖原的生理意义不同。
肝糖原是血糖的重要来源，这对于某些依赖葡萄糖供能的组织（如脑、红细胞等）尤为重要。
而肌糖原主要为肌收缩提供急需的能量。
一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体糖原合成( glycogenesis)是指由葡萄糖生成糖原的过程，主要发生在肝和骨骼肌。
糖原合成时，葡萄糖先活化，再连接形成直链和支链（图6-11）。
图6-11 糖原的合成与分解(a)磷酸葡萄糖变位酶；(b)UDPG焦磷酸化酶；(c)糖原合酶和分支酶；(d)糖原磷酸化酶和脱支酶（一）葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖糖原合成起始于糖酵解的中间产物葡糖-6-磷酸。
首先，葡糖-6-磷酸变构生成葡糖-1-磷酸。
后者再与尿苷三磷酸( UTP)反应生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)和焦磷酸，此反应可逆，由UDPG焦磷酸化酶（UDPG pyrophosphorylase）催化。
由于焦磷酸在体内迅速被焦磷酸酶水解，使反应向糖原合成方向进行。
体内许多合成代谢反应都伴有副产物焦磷酸生成，因此焦磷酸水解有利于合成代谢的进行。
UDPG可看作“活性葡萄糖”，是体内的葡萄糖供体。
（二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链UDPG的葡萄糖基不能直接与游离葡萄糖连接，而只能与糖原引物相连。
糖原引物是指细胞内原有的较小的糖原分子，这些寡糖链的合成依赖一种糖原蛋白( glycogenin)作为葡萄糖基的受体。
糖原蛋白是一种自身糖基化酶，将UDPG分子的葡萄糖基连接到自身的酪氨酸残基上，这种糖基化的糖原蛋白可作为糖原合成的引物。
生物化学2012-05-12 糖原代谢
三、糖原代谢的调节
1、糖原合成与分解的关键酶是糖原磷酸化酶和糖原合成酶 ，两者均存在磷酸化和去磷酸化两种形式，受共价修饰
和别构效应的协同调节。
2、当两种酶磷酸化时，磷酸化的糖原磷酸化酶a活性高，磷 酸化的糖原合酶b活性低，糖原分解增强、合成下降。 当两种酶去磷酸化时，去磷酸化的糖原磷酸化酶b活性 低，去磷酸化的糖原合成酶a活性高，糖原合成加强、 分解下降。（进行共价修饰）
3、糖原磷酸化酶a和b均有活化的R和钝化的T别构状态，a
偏向R型，b偏向T型。（别构抑制）*
2 -
OH -D-Glucose-6-phosphate
-D-Glucose-1-phosphate
二、糖原的合成
1、糖原的合成需要3种酶：UDPG焦磷酸化酶、糖原合酶和糖原分支酶。 2、食物降解的Glc或糖异生的Glc经血液循环进入靶细胞生成Glc-6-P， 再转变为Glc-1-P。UDPG焦磷酸化酶催化Glc-1-P生成UDP-Glc。
H OH
3、糖原合酶将UDPG上Glc残基加到至少具有4个以α-1,4-糖
苷键相连的Glc残基链的非还原端形成α-1,4-糖苷键相连 的延长链。
当从头合成时，糖原合酶在引物生糖原蛋白自我催化形成的大约8个 以上α-1,4-糖苷键相连的Glc残基链上延长糖链，和生糖原蛋白 相连的第一个Glc是以共价键连在生糖原蛋白的Tyr的-OH上
糖 原 合 酶 b去 磷 酸 化
磷蛋白磷酸酶激活
磷酸化酶激酶去磷酸化失活 糖 原 合 酶 a激 活 糖 原 合 酶 b形 成 抑 制 糖原合成加强
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
糖原的分解和生物生物化学(全)
UTP
Δ0 2 Δ30
UDPG
+PPi
• 生糖原蛋白：可自动催化大约8个葡萄糖 以 -1，4 糖苷键连接
2、糖原合 酶反应
（需要引 物）断开 磷酯键形 成糖苷键
糖原（n个G分子至少4个） 糖原（1）
3、糖原分支酶使糖原形成分支
2 3 4 56 7 1
非还原性末端
糖原核心 糖原核心
糖原分支酶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-1，6 糖苷键
糖原核心
糖原核心 -1，4 糖苷键
三、糖原分解和合成的调控
糖原的分解和合成都是根据机体的需要由一系 列的调控机制进行调控，其限速酶分别为磷酸化 酶和糖原合酶。它们的活性是受磷酸化或去磷酸 化的共价修饰的调节及变构效应的调节。二种酶 磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。
Pi H2O
糖原合酶 a ( 有活性)
第26章糖原的分解和生物合成
主要内容
一、糖原的分解 二、糖原的生物合成 三、糖原代谢的调控
糖原的酶促降解
糖原的结构及其连接方式
非还原性末端
-1，6糖苷键
-1，4-糖苷键
糖原的磷酸解
三 种
磷酸化酶（催化1.4-糖苷键断裂三种）
酶
协 转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）
同
作 用
脱枝酶（催化1.6-糖苷键断裂）
存在于肝、肾等细胞， 脑细胞和肌肉细胞无。
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖-6-磷酸
葡萄糖
二、糖原的生物合成
1、葡萄糖焦磷酸化酶
—— 催化单糖
基的活化形成糖核苷二磷酸，为各种聚糖形成
时，提供糖基和能量。动物细胞中糖元合成时
需；植物细胞中蔗糖合成时需，淀粉合成时需
糖原合成与分解的异同
糖原合成与分解的异同一、糖原的合成与分解简介糖原是动物体内主要的储能物质，其合成与分解过程涉及到复杂的生物化学反应。
糖原的合成是指将葡萄糖逐步聚合形成糖原的过程，而糖原的分解则是将糖原逐步水解成葡萄糖的过程。
这两种过程在生物体内均具有重要意义，但在反应机制、调节因素以及功能上存在差异。
二、糖原的合成糖原的合成主要发生在肝脏和肌肉中。
合成糖原的葡萄糖单位称为葡萄糖-6-磷酸，来源于从肠道吸收的葡萄糖或从其他糖类物质转化而来的葡萄糖。
在糖原合成过程中，葡萄糖-6-磷酸先被转化为葡萄糖-1-磷酸，然后逐步聚合形成糖原。
糖原的合成需要消耗能量，并由一系列酶促反应完成。
三、糖原的分解糖原的分解主要发生在需要能量的时候，如运动、摄食后等情况。
糖原的分解过程与合成过程相反，首先是水解成葡萄糖-1-磷酸，然后逐步转化为葡萄糖-6-磷酸，最后释放出葡萄糖。
在这一过程中，能量以磷酸的形式被释放出来。
糖原分解的反应同样需要一系列酶的参与。
四、糖原合成与分解的异同点1.反应过程：糖原的合成和分解在反应过程上呈现出明显的差异。
合成过程是逐步聚合，而分解过程则是逐步水解。
在合成过程中，葡萄糖逐步聚合形成糖原分子，而在分解过程中，糖原分子被逐步水解成葡萄糖。
2.能量消耗与生成：糖原的合成需要消耗能量，主要是ATP，而分解过程中则会释放能量，主要以磷酸的形式释放。
这是糖原合成与分解在能量转换上的主要区别。
3.调节因素：糖原的合成与分解受到多种因素的调节。
合成主要受胰岛素和葡萄糖浓度的调节，而分解则受到激素敏感性脂肪酶、胰高血糖素和肾上腺素的调节。
此外，肌肉收缩和缺氧等生理条件也会影响糖原的合成与分解。
4.组织特异性：肝脏和肌肉是糖原合成与分解的主要场所，但它们在这两种过程中的作用有所不同。
肝脏主要负责糖原的合成与储存，而肌肉则主要负责糖原的分解和供能。
此外，脂肪组织也可以合成糖原，但主要用于供能而非储存。
5.生理意义：糖原的合成与分解在生理上具有重要意义。
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（3）脂肪水解产生的甘油转变为磷酸二羟丙酮 后转变为葡萄糖，但动物体中脂肪氧化分解 产生的乙酰CoA不能逆转为丙酮酸，故不能 异生成葡萄糖；
6-磷酸葡萄糖。
磷酸葡萄糖变位酶
3、葡萄糖的生成 6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖酶的催化下
水解生成葡萄糖。
其中，6-磷酸葡萄糖酶主要存在于肝脏， 少量存在于肾脏。肌肉和脑中无此酶，所以只 有肝、肾中的糖原可以分解为葡萄糖补充血糖。
二、糖原的合成 （一）概念
葡萄糖或其它单糖为原料，合成糖 原的过程称为糖原合成(glycogenesis) 。 （二）进行部位
糖原合成和分解与钾代谢有关
葡萄糖进入细胞合成糖原过程中， 伴有K+转移入细胞，使血K+趋于降低， 所以输注胰岛素和大量葡萄糖时，要注 意防止低血钾。
四、糖原合成与分解的调节
糖原的分解和合成都是根据机体的需 要由一系列的调控机制进行调控，其限速 酶分别为磷酸化酶和糖原合成酶。
糖原合成的调节
主要受糖原合成酶影响
糖原的结构及其连接方式
非还原性末端
-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l磷酸解断裂） 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-糖苷键水解断裂）
磷酸化酶
8分子G-1-P
转移酶
脱枝酶
1分子G
2、6-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖在变位酶催化下转化为
四、糖原合成与分解的调节 五、糖原的异生作用
第三章 糖原的分解及合成 （ Glycogenolysis and Glycogenesis ） 一、糖原的分解
进行部位
细胞液
肌肉：肌糖原，180 ~ 300g，主要供肌肉收缩所需
肝脏：肝糖原，70 ~ 100g，维持血糖水平
反应步骤 1、1-磷酸葡萄糖的生成
糖原分支酶
糖原合成的本质
在引物上不断增长碳链，并不是 从头合成。每增加一个葡萄糖残基就 消耗1分子UTP。
总结
1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（ UDP -glucose pytophosphorylase） 催化单糖基的活化形成糖核苷二磷酸，为 各种聚糖形成时，提供糖基和能量。 动物细胞中糖原合成时需UDPG；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。
1- 磷 酸 葡 萄 糖 与 尿 苷 三 磷 酸 （ UTP ） 在 UDPG焦磷酸化酶催化下生成UDPG，同时释放 出焦磷酸PPi。
+
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDPG
+PPi
4、以α-1，4-糖苷键连接的葡萄糖聚合物的生 成 在糖原合成酶催化下，UDPG中的葡萄 糖基以α-1，4-糖苷键与引物的非还原性末端 相连，每反应一次，糖原引物上便增加1分 子葡萄糖单位。多次循环后，则生成一个线 状大分子。
糖原分解的调节 主要受磷酸化酶活性影响
1、两种酶的活性均受磷酸化和脱磷酸化 的共价修饰调节 磷酸化的磷酸化酶有活性， 磷酸化的糖原合成酶则失去活性；
脱磷酸化的糖原磷酸化酶失去活性， 糖原合成酶则增加活性。
2、两种酶活性均受激素的调节
例如 胰岛素促进糖原
合成并降低血糖浓度； 肾上腺素、胰高血
糖素等促进糖原降解并增加血糖浓度。
五、糖原的异生作用 （一）概念
由非糖物质转化成葡萄糖或糖原 的过程叫做糖原的异生作用。
非糖物质
糖原（葡萄糖）
研究实验
用整体动物做实验，禁食24 小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降 低到1%，饲喂乳酸、丙酮酸或三 羧酸循环代谢的中间物后可以使 大鼠肝糖原增加。
根皮苷是一种从梨树茎皮中提取的有 毒的糖苷，它能抑制肾小管将葡萄糖重吸 收进入血液中，这样血液中的葡萄糖就不 断地由尿中排出。当给用根皮苷处理过的 动物饲喂三羧酸循环中间代谢物或生糖氨 基酸后，这些动物尿中的糖含量增加。
进行部位
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞液
（三）反应步骤
1、葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖 葡萄糖进入细胞后，在ATP和Mg2+存
在下，由葡萄糖激酶催化生成6-磷酸葡萄 糖。
反应不可逆。
ATP
ADP
2、6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖 在磷酸葡萄糖变位酶催化下生成。
磷酸葡萄糖变位酶
3、尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的生成
糖原分子在“磷酸化酶”催化下， 糖原的非还原性末端的葡萄糖间的α-1， 4-糖苷键被磷酸解生成1-磷酸葡萄糖。
在磷酸化酶不断催化下，糖原分 子逐渐变小。
由于磷酸化酶不能催化α-1，6-糖 苷键，所以磷酸解反应到距离分支点约 4个葡萄糖残基时，磷酸化酶的催化作 用停止。
此时剩下4个葡萄糖残基由“转移 酶”催化，将其中3个葡萄糖残基转移 到邻近的糖链上，并以α-1，4-糖苷键 相连，为磷酸化酶继续催化其磷酸解创 造条件，剩下一个以α-1，6-糖苷键相 连的葡萄糖残基则由“脱支酶”（α-1， 6-糖苷酶）催化，水解生成游离葡萄糖。
引物
糖原合成时需要体内原有的小分子糖原 参与，此小分子糖原称为“引物”。
5、糖原的生成
糖原合成酶只能催化合成α-1， 4-糖苷键，不能形成分支。
分支链的形成需要“糖原分支 酶”催化：将α-1，4-糖苷键连接的 糖链中的一段（6个或7个葡萄糖残 基）转移，并以α-1，6-糖苷键与原 糖链中的葡萄糖残基连接成分支链。
2、糖原合成酶（glycogen synthase） 催化-1，4-糖苷键合成
3. 糖原分支酶 （ glycogen branching enzyme） 催化-1，6-糖苷键合成
糖原的合成与分解总图
三、糖原合成与分解的意义
维持血中葡萄糖浓度相对恒定
糖原是糖在体内的贮存形式。进食 后多余的糖可在肝脏或其他组织合成糖 原，以免血糖浓度过度升高；不进食期 间，肝糖原则分解为葡萄糖释放入血， 使血糖浓度不至于太低。
糖尿病人或切除胰岛的动物，他们从 氨基酸转化成糖的过程十分活跃。当摄入 生糖氨基酸时，尿中糖含量增加。
（二）糖原异生的前体及途径 1、前体
（1）凡是能生成丙酮酸的物质均可 转变为葡萄糖：
如乳酸、三羧酸 循环的中间产物（柠檬酸、酮戊二 酸、苹果酸等）；
（2）凡是能转变成丙酮酸、α-酮戊二酸、 草酰乙酸的氨基酸均可转变成葡萄糖：