第二十六章糖原的分解和生物合成.ppt

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1、现在学习的是第1页，共23页 糖原糖原（glycogen)是由许多葡萄糖分子聚是由许多葡萄糖分子聚合而成的带有分支的高分子多糖类化合而成的带有分支的高分子多糖类化合物。合物。糖原分子的直链部分借糖原分子的直链部分借-1,4-糖苷键糖苷键而而将葡萄糖残基连接起来，其支链部分则将葡萄糖残基连接起来，其支链部分则是借是借-1,6-糖苷键糖苷键而形成分支。而形成分支。现在学习的是第2页，共23页-1,4-糖苷键糖苷键-1,6-糖苷键糖苷键糖原示意图糖原示意图现在学习的是第3页，共23页 糖原有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存糖原有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存在，动物组织内主要的贮藏多糖。肝脏、在，动物

2、组织内主要的贮藏多糖。肝脏、肌肉中含量多，分别称为肝糖元、肌糖元肌肉中含量多，分别称为肝糖元、肌糖元。水解终产物是葡萄糖。水解终产物是葡萄糖-1-磷酸（磷酸（90%）和）和葡萄糖（葡萄糖（10%）。糖原是一种糖原是一种无还原性的多糖无还原性的多糖。糖原合成或分解时，其葡萄糖残基的添加糖原合成或分解时，其葡萄糖残基的添加或去除，均在其或去除，均在其非还原端非还原端进行。进行。一、糖原的生物学意义一、糖原的生物学意义现在学习的是第4页，共23页 糖原的结构及其连接方式糖原的结构及其连接方式 磷酸化酶磷酸化酶（催化（催化1.4-糖苷键断裂糖苷键断裂）三种酶协同作用：三种酶协同作用：糖基糖基转移酶转移

3、酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）（催化寡聚葡萄糖片段转移）糖原糖原脱枝酶脱枝酶（催化（催化1.6-糖苷键断裂糖苷键断裂）糖原的磷酸解糖原的磷酸解 -1，6糖苷键糖苷键-1，4-糖苷键糖苷键现在学习的是第5页，共23页 磷酸解：由磷酸解：由糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase)催化对催化对-1,4-糖苷键磷酸解糖苷键磷酸解，生成，生成G-1-P。(G)n+Pi (G)n-1+G-1-P糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶*现在学习的是第6页，共23页G-1-P磷酸化酶磷酸化酶 a非还原性末端非还原性末端磷酸磷酸+断键部位断键部位现在学习的是第7页，共23页*转寡糖链：当糖原被水

4、解到离分支点四个转寡糖链：当糖原被水解到离分支点四个葡萄糖残基时，由葡萄糖残基时，由葡聚糖转移酶葡聚糖转移酶催化，将催化，将分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链的分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链的非还原端，使分支点暴露。非还原端，使分支点暴露。*脱支：由脱支：由-1,6-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶催化。将催化。将-1,6-糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖。糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖。(G)n+H2O (G)n-1+G-1,6-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶现在学习的是第8页，共23页糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应现在学习的是第9页，共23页非还原端非还原端还原端还原端磷酸化酶磷酸化酶（释放（释放8个个

5、1-P-G）糖基转移酶糖基转移酶糖原脱枝酶糖原脱枝酶（释放（释放1个葡萄糖个葡萄糖）现在学习的是第10页，共23页*磷酸磷酸葡萄葡萄糖变糖变位酶位酶(phospphosphogluchoglucomutasomutase)e)的的作用作用现在学习的是第11页，共23页*葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖-6-磷酸酶的反应机制葡萄糖-6-磷酸酶定位内在内质网膜现在学习的是第12页，共23页1水解反应在水解反应在糖原的非还原端糖原的非还原端进行；进行；2是一是一非耗能非耗能过程；过程；3关键酶是关键酶是糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase)，为一，为一共价修饰共价修饰酶，其

6、酶，其辅酶是磷酸吡哆醛。辅酶是磷酸吡哆醛。现在学习的是第13页，共23页三、糖原的生物合成 活化的单糖单位：核苷二磷酸糖活化的单糖单位：核苷二磷酸糖（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。现在学习的是第14页，共23页1 1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶（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供糖基和能量。动物细胞中糖元合成时需UDPGUDPG；植物细胞

7、中蔗糖合成时；植物细胞中蔗糖合成时需需UDPGUDPG，淀粉合成时需，淀粉合成时需ADPGADPG，纤维素合成时需，纤维素合成时需GDPGGDPG和和UDPGUDPG。2、糖原合成酶（、糖原合成酶（glycogen synthaseglycogen synthase）催化催化-1 1，4-4-糖苷键合成糖苷键合成3.3.糖原分支酶糖原分支酶（glycogenglycogen branching enzyme）催化催化-1 1，6-6-糖苷键合成糖苷键合成现在学习的是第15页，共23页GUDP现在学习的是第16页，共23页+PPi1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUDPG现在学习的是第17页，共23

8、页UDPGUDP糖原（糖原（n个个G分子）分子）糖原（糖原（n+1）现在学习的是第18页，共23页糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心非还原性末端非还原性末端-1，4 糖苷键糖苷键-1，6 糖苷键糖苷键糖原分支酶糖原分支酶现在学习的是第19页，共23页 糖原合成的反应过程可分为三个阶段：糖原合成的反应过程可分为三个阶段：1活化：活化：由葡萄糖生成由葡萄糖生成UDPG(uridine diphosphate glucose)，是一耗能过程。，是一耗能过程。磷酸化：磷酸化：G+ATP G-6-P+ADP 己糖激酶己糖激酶(葡萄糖激酶葡萄糖激酶)现在学习的是第20页，共2

9、3页 异构：异构：G-6-P转变为转变为G-1-P：G-6-P G-1-P 转形：转形：G-1-P转变为转变为尿苷二磷酸葡萄糖（尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）：G-1-P+UTP UDPG+PPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶现在学习的是第21页，共23页2缩合：缩合：UDPG+(G)n (G)n+1+UDP3分支：分支：当直链长度达当直链长度达12个葡萄糖残基以上时，在个葡萄糖残基以上时，在分支酶分支酶(branching enzyme)的催化下，将的催化下，将距末端距末端67个葡萄糖残基组成的寡糖链由个葡萄糖残基组成的寡糖链由-1,4-糖苷键转变为糖苷键转变为-1,6-糖苷键糖苷键，使糖原，使糖原出现分支。出现分支。糖原合酶糖原合酶*现在学习的是第22页，共23页现在学习的是第23页，共23页