09章糖代谢3

第六节糖原的合成与分解GlycogenesisandGlycogenolysis糖原(glycogen，Gn)是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。糖原颗粒：糖原，合成、降解酶，调节蛋白糖原储存的主要器官及其生理意义肌肉：肌糖原，主要供肌肉收缩所需肝脏：肝糖原，维持血糖水平糖原的结构特点1.葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键形成长链。2.约8-12个葡萄糖单元处形成分支(α-1,6-糖苷键)，分支增加溶解度。3.每条链都终止于一个非还原端。非还原端增多，以利于其被酶分解。一、糖原的降解(glycogenolysis)1.糖原主链的断裂糖原磷酸化酶：糖原磷酸解糖原降解限速酶AMP别构激活剂；ATP,葡萄糖-6-磷酸别构抑制剂磷酸化活性状态；去磷酸化非活性状态糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶脱支酶(debranchingenzyme)磷酸化酶转移酶活性α-1,6糖苷酶活性2.糖原的去分支作用①转移葡萄糖残基②水解-1,6-糖苷键1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖6-磷酸葡萄糖3.1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖4.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖（肝细胞）肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。二、糖原的合成代谢UDP葡萄糖是糖原合成的糖基供体葡萄糖葡萄糖-6-磷酸ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖-6-磷酸2.葡萄糖-6-磷酸转变成葡萄糖-1-磷酸OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHPPPPPOCH2OHHOOHHOHHOHHH*UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量葡萄糖-1-磷酸OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHPPP尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHPPP尿苷P尿苷PP3.葡萄糖-1-磷酸转变成尿苷二磷酸葡萄糖糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶(glycogensynthase)UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷键式结合*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上葡萄糖基的接受体。糖原合酶：关键酶引物的形成糖原合酶不催化从零开始的两个葡萄糖分子的连接糖原蛋白(glycogenin):糖原的第1个葡萄糖单位的C1，在酪氨酸葡萄糖基转移酶作用下，共价结合到糖原蛋白分子Tyr194残基上，进一步将约7个葡萄糖单位以α-1,4-糖苷键相连成链,作为糖原合成时的引物。分支酶(branchingenzyme)α-1,6-糖苷键α-1,4-糖苷键5.糖原分枝的形成6-7≥4G（补充血糖）G-6-PF-6-P（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）UDPG6-磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）小结⑴反应部位：胞浆⑵G-6-P的代谢去路UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原nPi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n3.糖原的合成与分解总图三、糖原合成与分解的调节这两种关键酶的重要特点：*它们的快速调节有共价修饰和变构调节二种方式。*它们都以活性、无（低）活性二种形式存在。关键酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶葡萄糖/葡萄糖-6-磷酸的别构调节糖原磷酸化酶的调节糖原合酶的调节别构调节：激活剂——G-6-P、G共价调节：磷酸化/脱磷酸化糖原合酶激酶3酪蛋白激酶II四、糖代谢的概况葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧H2O及CO2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径磷酸戊糖+NADPH+H+淀粉消化与吸收ATP五、血糖*血糖:指血液中的葡萄糖。正常血糖浓度：4.4~6.7mmol/L80-120mg/ml血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物质糖异生氧化分解CO2+H2O糖原合成肝（肌）糖原磷酸戊糖途径等其它糖脂类、氨基酸合成代谢脂肪、氨基酸血糖来源和去路血糖水平的调节*主要依靠激素的调节主要调节激素降低血糖：胰岛素(insulin)升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、肾上腺素(epinephrine)胰岛素对糖原合酶的调节作用糖原合酶激酶3蛋白激酶B磷脂酰肌醇-3-激酶胰岛素受体底物胰岛素促进肌糖原合成激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+G蛋白偶联受体腺苷环化酶（无活性）腺苷环化酶（有活性）ATPcAMPPKA(无活性)PKA(有活性)磷酸化酶b激酶磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1糖原合酶糖原合酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1磷酸化酶b磷酸化酶a-PPi磷蛋白磷酸酶-1糖原n+11-磷酸葡萄糖糖原n糖原n糖原n+1UDPG糖原降解糖酵解糖异生