第26章 糖原的分解与合成代谢2010

生物科学专业生物化学课程课件

第26章 26章 糖原的分解与生物合成

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一 糖原的生物学意义 二 糖原的降解 三 糖原的生物合成 四 糖原代谢的调控

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糖原的结构特点及其意义1. 葡萄糖单元以α-1,4-糖苷 键 葡萄糖单元以α 1,4形成长链。 形成长链。 2. 约10个葡萄糖单元处形成分 10个葡萄糖单元处形成分 枝，分枝处葡萄糖以α-1,6分枝处葡萄糖以α 1,6糖苷键连接，分支增加， 糖苷键连接，分支增加，溶 解度增加。 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 非还原端增多， 被酶分解。 被酶分解。

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一 糖原的生物学意义糖原的生物学意义就在于它是贮存能量的， 糖原的生物学意义就在于它是贮存能量的， 贮存能量的 容易动员的多糖 是葡萄糖的高效能的贮存形 的多糖， 容易动员的多糖，是葡萄糖的高效能的贮存形 式。 脑和肌肉紧张活动时提供能量； 脑和肌肉紧张活动时提供能量； 不间断的供给维持衡定水平的血糖 糖原→葡萄糖- 磷酸→葡萄糖糖原→葡萄糖-1-磷酸→葡萄糖-6-磷酸 CO2+H2O( ATP) →CO2+H2O(31 ATP) 糖原的降解不用消耗ATP分子， 糖原的降解不用消耗ATP分子，G-1-P ATP分子 可直接转变为G 6P从而进入糖酵解 而不用消耗ATP 从而进入糖酵解， 可直接转变为G-6P从而进入糖酵解，而不用消耗ATP

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二 糖原的降解

糖原的分布肝糖原： 肝糖原：含量可达肝重 5%(总量为90 90的5%(总量为90100g) 100g)

肌糖原： 肌糖原：含量为肌肉重量 2%(总量为200总量为200 的1~2%(总量为20000g) 400g)

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肝糖原 非糖物质

分解

血糖 4.44~ 4.44~6.67mmol/L>8.89mmol/L

合成

糖原 脂肪、 脂肪、 氨基酸、 氨基酸、 核糖等

随尿排出

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亚细胞定位： * 亚细胞定位：胞 浆 糖元的分解需要三种酶： 糖元的分解需要三种酶： 糖元的分解需要三种酶

糖原磷酸化酶 糖原磷酸化酶 糖原脱枝酶 糖原脱枝酶 磷酸葡萄糖 变位酶 磷酸葡萄糖

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还原端：半缩醛羟基

α-1,6糖苷键 ， 糖苷键非还原性末端

α-1,4-糖苷键 ， 糖苷键

三种酶协同作用： 三种酶协同作用：糖原磷酸化酶(催化 糖苷键断裂) 糖原磷酸化酶(催化1.4-糖苷键断裂) 磷酸化酶 糖苷键断裂 糖原脱枝酶(催化寡聚葡萄糖片段转移和 糖苷键水解断裂) 糖原脱枝酶(催化寡聚葡萄糖片段转移和1.6-糖苷键水解断裂 脱枝酶 糖苷键水解断裂 磷酸葡糖变位酶(催化葡萄糖磷酸基团变位) 磷酸葡糖变位酶(催化葡萄糖磷酸基团变位)

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(一) 糖原磷酸化酶糖原n+1断键部位 糖原磷酸化酶 磷酸吡哆醛

1糖原n + 1-磷酸葡萄糖

非还原性末端

磷酸化酶 a (PLP)

磷酸

+G-1-P

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1.磷酸化酶催化糖原非还原性末端的磷酸

解 该酶的特点是，每次从糖原的非还原性 末端断下一个葡萄糖分子，这样连续的从 末端逐个切下葡萄糖残基，一直至分支点 前第四个葡萄糖残基处

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2.磷酸化酶催化糖原1-4糖苷键的磷酸解

糖原磷酸化酶只断裂α-1,4糖苷键。

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糖原降解采用磷酸解而不是水解。 磷酸解使降解下来的葡萄糖分子带上磷酸基团 (1)葡萄糖-1P不需要能量的供应可容易的转变 为葡萄糖-6P从而直接进入糖酵解途径 (2)在生理条件下，磷酸解形成的葡萄糖-1-P 以解离形式存在，不致扩散到细胞外

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Pi

3.磷酸化酶的分子结构磷酸酶

磷酸化酶a 磷酸化酶a磷酸化酶激酶 Pi

磷酸化酶b 磷酸化酶b 失活形式

活性形式

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(二)糖原脱支酶脱支酶的作用 ①转移葡萄糖残基 ②水解α-1,6-糖苷键(不是磷酸解) 水解α 1,6-糖苷键(不是磷酸解)

(debranching enzyme)

脱枝酶

磷酸化酶

转移酶活性

α-1,6糖苷 1,6糖苷 酶活性

在几个酶的共同作用下，最终产物中约90 90% 磷酸葡萄糖， 在几个酶的共同作用下，最终产物中约90%为1- 磷酸葡萄糖， 10%为游离葡萄糖。 10%为游离葡萄糖。

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3、磷酸葡萄糖变位酶

磷酸葡萄糖变位酶发挥其充分活性需要少量的G 磷酸葡萄糖变位酶发挥其充分活性需要少量的G1,6- 存在，如果它从变位酶分子上脱落， 1,6-P存在，如果它从变位酶分子上脱落，就会 发生酶活性的钝化。 发生酶活性的钝化。 该反应机制与磷酸甘油变位酶十分相似， 该反应机制与磷酸甘油变位酶十分相似，前者磷 酸基是连接在E Ser上 后者磷酸基是连接在E 酸基是连接在E的Ser上,后者磷酸基是连接在E的 His上 His上。

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