第二十六章糖原的分解和生物合成课件.ppt

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1、第二十六章糖原的分解和生物合成第1页，此课件共23页哦糖糖原原（glycogen)是是由由许许多多葡葡萄萄糖糖分分子子聚聚合合而而成成的的带带有有分分支支的的高高分分子子多多糖糖类类化化合物。合物。糖糖原原分分子子的的直直链链部部分分借借-1,4-糖糖苷苷键键而而将将葡葡萄萄糖糖残残基基连连接接起起来来，其其支支链链部部分分则是借则是借-1,6-糖苷键糖苷键而形成分支。而形成分支。第2页，此课件共23页哦-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第3页，此课件共23页哦糖糖原原有有动动物物淀淀粉粉之之称称，细细菌菌细细胞胞中中也也有有存存在在，动动物物组组织织内内主主要要

2、的的贮贮藏藏多多糖糖。肝肝脏脏、肌肌肉肉中中含含量量多多，分分别别称称为为肝肝糖糖元元、肌肌糖糖元元。水水解解终终产产物物是是葡葡萄萄糖糖-1-磷磷酸酸（90%）和和葡葡萄糖（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。糖糖原原合合成成或或分分解解时时，其其葡葡萄萄糖糖残残基基的的添添加加或去除，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、糖原的生物学意义第4页，此课件共23页哦二、糖原的降解二、糖原的降解 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

3、糖基转移酶转移酶（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-糖苷键糖苷键第5页，此课件共23页哦磷磷 酸酸 解解：由由 糖糖 原原 磷磷 酸酸 化化 酶酶(glycogenphosphorylase)催催化化对对-1,4-糖糖苷苷键键磷磷酸酸解解，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*第6页，此课件共23页哦糖原磷酸化酶的作用位点及产物糖原磷酸化酶的作用位点及产物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+

4、断键部位断键部位第7页，此课件共23页哦*转转寡寡糖糖链链：当当糖糖原原被被水水解解到到离离分分支支点点四四个个葡葡萄萄糖糖残残基基时时，由由葡葡聚聚糖糖转转移移酶酶催催化化，将将分分支支链链上上的的三三个个葡葡萄萄糖糖残残基基转转移移到到直直链链的的非还原端，使分支点暴露。非还原端，使分支点暴露。*脱脱支支：由由-1,6-葡葡萄萄糖糖苷苷酶酶催催化化。将将-1,6-糖糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖。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第8页，此课件共23页哦糖原脱支酶、糖基转移酶催化的反应第9页，此课件共23页哦糖糖原原磷磷酸酸解解

5、的的步步骤骤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）第10页，此课件共23页哦*磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖变位酶变位酶(phospphosphogluhoglucomutcomutase)ase)的的作用作用第11页，此课件共23页哦*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第12页，此课件共23页哦总结糖原分解的特点：总结糖原分解的特点：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关关键键酶酶是是糖糖

6、原原磷磷酸酸化化酶酶(glycogenphosphorylase)，为为一一共共价价修修饰饰酶酶，其其辅酶是磷酸吡哆醛。辅酶是磷酸吡哆醛。第13页，此课件共23页哦三、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。第14页，此课件共23页哦（二）、催化糖原合成的三种酶（二）、催化糖原合成的三种酶1 1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶（UDP-glucosepytophosphorylase）催催化化单单糖糖基基的的活活化化形形成成糖糖核核苷苷二二磷磷酸酸

7、，为为各各种种聚聚糖糖形形成成时时，提提供供糖糖基基和和能能量量。动动物物细细胞胞中中糖糖元元合合成成时时需需UDPGUDPG；植植物物细细胞胞中中蔗蔗糖糖合合成成时时需需UDPGUDPG，淀淀粉粉合合成成时时需需ADPGADPG，纤纤维维素素合合成成时时需需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（glycogenglycogenbranchingenzyme）催化催化-1 1，6-6-糖苷键合成糖苷键合成第15页，此课件

8、共23页哦UDPG的结构的结构GUDP第16页，此课件共23页哦糖核苷酸的生成糖核苷酸的生成+PPi1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUDPG第17页，此课件共23页哦糖糖原原合合成成酶酶反反应应UDPGUDP糖原（糖原（n个个G分子）分子）糖原（糖原（n+1）第18页，此课件共23页哦糖原新分支的形成糖原新分支的形成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第19页，此课件共23页哦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 活活 化化：由由 葡葡 萄萄 糖糖 生

9、生 成成 UDPG(uridinediphosphateglucose)，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)*糖原的合成代谢反应过程总结糖原的合成代谢反应过程总结第20页，此课件共23页哦异构：异构：G-6-P转变为转变为G-1-P：G-6-PG-1-P 转转形形：G-1-P转转变变为为尿尿苷苷二二磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖（UDPG）：G-1-P+UTPUDPG+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第21页，此课件共23页哦2缩合：缩合：UDPG+(G)n (G)n+1+UDP3分支：分支：当当直直链链长长度度达达12个个葡葡萄萄糖糖残残基基以以上上时时，在在分分支支酶酶(branchingenzyme)的的催催化化下下，将将距距末末端端67个个葡葡萄萄糖糖残残基基组组成成的的寡寡糖糖链链由由-1,4-糖糖苷苷键键转转变变为为-1,6-糖糖苷苷键键，使使糖糖原原出现分支。出现分支。糖原合酶糖原合酶*第22页，此课件共23页哦第23页，此课件共23页哦