糖原的合成和分解
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-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转移） 脱枝酶（催化1.6-糖苷键断裂）
还原端
糖 原 磷 酸 解 的 步 骤
非还原端
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
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
淀粉+nH3PO4
淀粉磷酸化酶 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
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
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
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 非还原端 残基
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） ADPG
6-磷酸葡萄糖的生成
ATP
ADP
磷酸激酶
1-磷酸葡萄糖的生成
变位酶
1-磷酸葡萄糖
UDP-葡萄糖的生成
ppi
+
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDP-葡萄糖
• 碳链的增长
UDP-葡萄糖
+
引物（Gn）
UDP
• 糖原的生成
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
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
UDPG的结构
G
UDP
糖核苷ห้องสมุดไป่ตู้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，
量的储存库。供应能量、维持血糖正常
水平
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
消化道吸收
氧化供能
合成糖原
肝糖原分解
血糖
变成其他糖类 随尿排出 变为非糖物质
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
2磷酸烯醇丙酮酸 丙酮酸 激酶 2丙酮酸 PEP羧激酶 2草酰乙酸 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
H
+ H2O
+Pi
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
糖异生途径关键反应之二
H2CO P O H H H2CO P HO OH 二磷酸果糖 磷酸酯酶
糖异生
淀粉和糖原结构
1.4nm
NRE
直链淀粉 NRE
RE
0.8nm
6个残基
直链淀粉的螺旋结构
(16)分支点
RE
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
纤维素链
纤维素一级结构
微纤维 细胞壁
植物细胞中的 纤维素微纤维
植物细胞壁与纤维素的结构 纤维素片层结构
多糖的酶促降解
1、糖原的分解 糖原的结构及其连接方式
C1
丙酮酸
乙酰CoA
TCA循环
糖分解和糖 异生的关系
（PEP） 丙酮酸
（胞液） （线粒体）
天冬氨酸
（转氨基作用）
谷氨酸
二、双糖的生物合成
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。
α －淀粉酶：在淀粉
分子内部任意水解α -1.4 糖苷键。（内切酶） 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
A
+
ADP 直链淀粉(Gn+1)
A
在Q酶作用下的支链淀粉的合成
m n
A Q酶（1）
B
m
+
B Q酶（2） A
m n
n
A
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。 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
光能 CO2+H2O (CH2O) +
1 2
O2
糖异生主要途径 和关键反应
非糖物质转化成 糖代谢的中间产 物后，在相应的 酶催化下,绕过糖 酵解途径的三个 不可逆反应,利用 糖酵解途径其它 酶生成葡萄糖的 途径称为糖异生
二磷酸果糖 磷酸酯酶
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 果糖 激酶 己糖激酶
• 糖原代谢的钙控制
葡萄糖
A
A G-6-P磷酸酯酶 B F-1.6-P磷酸酯酶 C1 丙酮酸羧化酶
G-6-P
F-6-P F-1.6-P 3-P-甘油醛
B
C2 PEP羧激酶
磷酸二羟丙酮
C2
天冬氨酸 -酮戊二酸 -酮戊二酸 天冬氨酸
PEP 草酰乙酸 丙酮酸 丙氨酸
3-P-甘油
乳酸
甘油
谷氨酸 谷氨酸 草酰乙酸
（胞液）
（线粒体）
H2CO P O H H OH H H2COH
+ H2O
HO
OH
+ Pi
H OH 1,6-二磷酸果糖
6-磷酸果糖
糖异生途径关键反应之三
CO2 ATP+H2O ADP+Pi
丙酮酸羧化酶 丙酮酸 PEP羧激酶 草酰乙酸 GTP
P
磷酸烯醇丙酮酸 （PEP）
GDP
CO2
糖 酵 解 和 葡 萄 糖 异 生 的 关 系
-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转移） 脱枝酶（催化1.6-糖苷键断裂）
还原端
糖 原 磷 酸 解 的 步 骤
非还原端
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
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
淀粉+nH3PO4
淀粉磷酸化酶 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
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
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
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 非还原端 残基
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） ADPG
6-磷酸葡萄糖的生成
ATP
ADP
磷酸激酶
1-磷酸葡萄糖的生成
变位酶
1-磷酸葡萄糖
UDP-葡萄糖的生成
ppi
+
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDP-葡萄糖
• 碳链的增长
UDP-葡萄糖
+
引物（Gn）
UDP
• 糖原的生成
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
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
UDPG的结构
G
UDP
糖核苷ห้องสมุดไป่ตู้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，
量的储存库。供应能量、维持血糖正常
水平
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
消化道吸收
氧化供能
合成糖原
肝糖原分解
血糖
变成其他糖类 随尿排出 变为非糖物质
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
2磷酸烯醇丙酮酸 丙酮酸 激酶 2丙酮酸 PEP羧激酶 2草酰乙酸 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
H
+ H2O
+Pi
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
糖异生途径关键反应之二
H2CO P O H H H2CO P HO OH 二磷酸果糖 磷酸酯酶
糖异生
淀粉和糖原结构
1.4nm
NRE
直链淀粉 NRE
RE
0.8nm
6个残基
直链淀粉的螺旋结构
(16)分支点
RE
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
纤维素链
纤维素一级结构
微纤维 细胞壁
植物细胞中的 纤维素微纤维
植物细胞壁与纤维素的结构 纤维素片层结构
多糖的酶促降解
1、糖原的分解 糖原的结构及其连接方式
C1
丙酮酸
乙酰CoA
TCA循环
糖分解和糖 异生的关系
（PEP） 丙酮酸
（胞液） （线粒体）
天冬氨酸
（转氨基作用）
谷氨酸
二、双糖的生物合成
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。
α －淀粉酶：在淀粉
分子内部任意水解α -1.4 糖苷键。（内切酶） 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
A
+
ADP 直链淀粉(Gn+1)
A
在Q酶作用下的支链淀粉的合成
m n
A Q酶（1）
B
m
+
B Q酶（2） A
m n
n
A
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。 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
光能 CO2+H2O (CH2O) +
1 2
O2
糖异生主要途径 和关键反应
非糖物质转化成 糖代谢的中间产 物后，在相应的 酶催化下,绕过糖 酵解途径的三个 不可逆反应,利用 糖酵解途径其它 酶生成葡萄糖的 途径称为糖异生
二磷酸果糖 磷酸酯酶
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 果糖 激酶 己糖激酶
• 糖原代谢的钙控制
葡萄糖
A
A G-6-P磷酸酯酶 B F-1.6-P磷酸酯酶 C1 丙酮酸羧化酶
G-6-P
F-6-P F-1.6-P 3-P-甘油醛
B
C2 PEP羧激酶
磷酸二羟丙酮
C2
天冬氨酸 -酮戊二酸 -酮戊二酸 天冬氨酸
PEP 草酰乙酸 丙酮酸 丙氨酸
3-P-甘油
乳酸
甘油
谷氨酸 谷氨酸 草酰乙酸
（胞液）
（线粒体）
H2CO P O H H OH H H2COH
+ H2O
HO
OH
+ Pi
H OH 1,6-二磷酸果糖
6-磷酸果糖
糖异生途径关键反应之三
CO2 ATP+H2O ADP+Pi
丙酮酸羧化酶 丙酮酸 PEP羧激酶 草酰乙酸 GTP
P
磷酸烯醇丙酮酸 （PEP）
GDP
CO2
糖 酵 解 和 葡 萄 糖 异 生 的 关 系