生物化学第23章 糖原的分解和生物.pptVIP

第23章 糖原的分解和生物合成 主要内容 糖原的降解 糖原的生物合成 糖原的分解和生物合成 糖原的结构 糖原的分解和生物合成 糖原的降解需要三种 酶的作用： 1、糖原磷酸化酶 2、糖原脱支酶 3、磷酸葡萄糖变位酶 糖原的分解 一、糖原的分解 1、糖原磷酸化酶Glycogen phosphorylase 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，这样一直至分支点前第四个葡萄糖残基处。 糖原的分解 糖原磷酸化酶只断裂?-1,4糖苷键。 糖原的分解 糖原的分解 糖原磷酸化酶是高度调控的酶 2、糖原脱支酶Glycogen debranching enzyme 统称为 糖原脱支酶 糖原的分解 磷酸葡萄糖变位酶发挥其充分活性需要少量的G-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。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的Ser上,后者磷酸基是连接在E的His上。 3、磷酸葡萄糖变位酶Phosphoglucomutase 糖原的分解 糖原的分解 糖原的分解 肌肉中，G-6-P直接进入糖酵解途径；肝脏中，G-6-P在内质网膜上的葡萄糖-6-磷酸酶的作用下生成Glc，通过特殊转运蛋白进入毛细血管 糖原的生物合成 糖原的合成与分解 途径是完全不一样的。 催化糖原合成的三种酶 二、糖原的生物合成 1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶 糖原的生物合成 2、糖原合酶 糖原的生物合成 糖原合酶只能催化葡萄糖残基加到含4个残基以上的葡聚糖分子上，并且只能以1-4糖苷键相连。糖原合酶不可能从头开始将二个葡萄糖残基连接，它需要一个“引物”存在，该引物称为生糖原蛋白，该蛋白质上带有一个有?-1,4葡萄糖单位的寡糖分子，生糖蛋白具有自动糖基化功能，可催化8个UDPG以?-1,4成链。在此基础上，糖原合酶再继续延长糖基链。糖原合酶一旦与生糖蛋白脱离，将不再行使其合成作用。 糖原的生物合成 3、糖原分支酶 该酶又称淀粉1,4?1,6转葡糖基酶，或称糖基4?6转移酶。 其作用是断开? (1?4)糖苷键并形成?(1?6)糖苷键。该酶催化从一条至少有11个残基的非还原末端约第7个残基的? (1?4)糖苷键断开，并转移到同一个或其它糖原分子比较内部的残基的第六位碳的羟基上形成?(1?6)糖苷键。 糖原的生物合成 糖原代谢的调控 糖原的合成与分解过程是根据机体代谢的需要进行调节的，当机体缺少供能物质时，糖原分解加强。当供能物质充足时，能量可以以糖原形式贮存起来。糖原合成与分解代谢的调节点是糖原合酶和磷酸化酶，其活性决定不同途径的代谢速率，从而影响糖原代谢的方向。糖原合酶和磷酸化酶的快速调节有共价修饰和变构调节两种方式。 糖原代谢的调控 磷酸化酶 肝糖原磷酸化酶有磷酸化和去磷酸化两种形式。当磷酸化时，活性很低的磷酸化酶（磷酸化酶b）就转变成活性很强的磷酸化酶（磷酸化酶a），反应由磷酸化酶b激酶催化。磷酸化酶b激酶也有磷酸化和去磷酸化两种形式，去磷酸化的磷酸化酶b激酶没有活性。 糖原代谢的调控 糖原合酶 糖原合酶也有D，I两种形式。糖原合酶I有活性，磷酸化后的糖原合酶即失去活性。 激素对糖原合成与分解的调节 糖原合成与分解的生理性调节主要靠胰岛素和胰高血糖素。机体血糖降低可引起胰高血糖素和肾上腺素分泌增加，此时细胞内cAMP含量增加，促使有活性的A激酶增加。A激酶一方面时糖原合酶磷酸化失去活性，一方面通过磷酸化酶b激酶使磷酸化酶变成有活性的磷酸化酶a，最终结果使糖原合成减少，糖原分解增加，使血糖升高。 降血糖激素 胰岛素是体内唯一的降血糖激素，它的作用有几个方面： （1） 促进葡萄糖进入细胞 （2） 抑制糖原磷酸化酶，激活糖原合酶，加速肌、肝糖原的合成。 （3） 激活丙酮酸脱氢酶，加速丙酮酸脱羧生成乙酰辅酶A。 （4） 抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的活性，降低糖异生。 （5） 减少脂肪组织动员脂肪酸，促进糖的有氧氧化。 Questions 肌肉糖原磷酸化酶完全缺乏个体（McArdle‘s disease，麦卡德尔氏病）由于肌肉痉挛不能强力运动。这种病人的运动将导致细胞内ADP和Pi的增加比正常者高得多，而且在这些病人的肌肉中乳酸不会积累。请解释麦卡德尔氏病这种化学上的不平衡。 2) 一分子的膳食葡萄糖完全氧化产生32分子的ATP。若该葡萄糖在它被分解代谢之前以糖原储存，其后又被降解用于氧化产生ATP。计算这一迂回路线所造成的能量损失份额。 3) 在哺乳动物中，生物需要葡萄糖的信号是分泌肾上腺素和胰高血糖素。这两种激素刺激蛋白激酶的活性。蛋白激酶的激活如何引起糖元降解的加强？又如何影响糖元的合成? 4) 许多糖尿病人对胰岛素不