2011-10-糖原的分解和生物合成－1.pptVIP

1、糖原的生物学意义 2、糖原的降解 3、糖原的生物合成 4、糖原代谢的调控 1.糖原的生物学意义 1.2 糖原比脂类更适为中转性贮存物质 2 糖原的降解 ①糖原磷酸化酶(辅酶PLP) 直链糖基降解 ②糖原脱支酶（糖基转移酶） 去分支糖基 ③磷酸葡萄糖变位酶 G-1-P→G-6-P ④葡萄糖-6-磷酸酶 G-6-P→G 磷酸葡萄糖?变位酶中的Ser残基结合有磷酸基团与底物中的磷酸基团发生交换，而使得磷酸基发生了分子内的转移。 磷酸葡萄糖变位酶催化机制 与糖酵解中的哪步反应机制相似？ 钙结合 稳定蛋白 G-6-P的水解与生物转运 内质网 细胞液 细胞膜外 血液循环 葡萄糖-6-磷酸酶仅存在于肝、肾及肠细胞 3 糖原的生物合成 糖原合成需要糖原引物：以细胞内生糖原蛋白为核心，在其上含4个以上葡萄糖残基作为糖原合成的引物。 新的葡糖残基以半缩醛羟基（C1－OH)与聚糖链非还原端末位糖残基的C4-OH脱水缩合，形成新的?－1，4 糖苷键，逐步聚合加长聚糖链。 细胞中糖原颗粒数目取决于糖原引物数目 糖原合成时葡萄糖的供体是UDPG 3.1 参与糖原合成的酶类 ① UDPG焦磷酸化酶 葡萄糖单位的活化 ② 糖原合酶（糖基聚合酶） 聚糖直链的延长 ③ 糖原分支酶 寡糖链转移 分支的形成 酶 名 称 酶催化反应 3.2 葡萄糖的活化反应 G-6-P P G-1-P P UDPG焦磷酸化酶 UDPG化学结构（高能化合物） 葡萄糖尿苷二磷酸 * 第26章 糖原的分解和生物合成 Glycogen Breakdown Biosynthesis of Glycogen 糖原－动物体内肝脏和肌肉中葡萄糖贮存方式. 肝糖原的作用主要是迅速补充血糖； 肌糖原主要是供给肌肉收缩时能量。 淀粉－植物体内葡萄糖贮存方式. 为何不是葡萄糖，而是以糖原形式贮存？ 为何是糖原，而不是脂类？ （1）产生高渗性,导致尿量显著增多，可致机体脱水，甚至发生高渗性非酮症糖尿病性昏迷，危及生命。 （2）随着大量液体排出，体内电解质也随之排出，引起水、电解质紊乱，极易并发各种急性病症。 （3）血糖增高，不断刺激胰岛β-细胞分泌胰岛素，而且长期的刺激可使β-细胞功能衰竭，而加重糖尿病病情。 （4）长期高血糖使脏器/组织病变,常见如:毛细血管管壁增厚，管腔变细，红细胞不易通过，组织细胞缺氧；肾小球硬化, 肾乳头坏死；神经细胞变性，神经纤维发生节段性脱髓鞘病变；心、脑、下肢等多处动脉硬化等。 1.1 高血糖对人体的主要危害 高效能:糖原分解是直接产生G-1-P不需消耗ATP分子;无需进行生物转化 被迅速动用:多分支,可迅速分解 在无氧条件下被分解 能灵敏地维持血糖水平 （动物不能将脂肪酸转变为葡萄糖前体） 1.3 糖原的结构特点 树枝状的多聚葡萄糖 分子量100～1000万 含有多个非还原性末端（合成与分解均由此端开始延伸或降解） 直链内葡萄糖单位以α1，4-糖苷键（占总糖苷键93%）连接；支链之间以α1，6-糖苷键（7％）连接成分支。 肝糖原普通 显微观察 肝糖原颗粒电子显微照片 糖原结构示意 糖原由聚糖链和生糖原蛋白两种成分组成. 生糖原蛋白 (糖原引物蛋白) 聚糖链 糖链非还原端 还原端-具有C1游离半缩醛羟基 非还原端-具有游离C6羟基 ?1?6: 支链点糖基连接 ?1?4: 直链中糖基连接 糖原中的化学键 非还原端 二级结构：?-螺旋 2.1 参与糖原降解的酶类 酶 名 称 酶催化反应 骨骼肌细胞缺乏此酶 糖原磷酸化酶 （磷酸吡多醛） 糖原降解概览 糖原核心 糖原核心 糖原核心 糖原核心 糖原脱支酶(寡糖基转移) 糖原脱支酶(糖苷键水解) 磷酸解 水 解 .. 糖原磷酸化酶 （磷酸吡多醛） 磷酸基团进攻非还原端的? 1,4糖苷键的富电子O, 导致糖苷键断裂,释放一个1-磷酸-葡萄糖(G-1-P)和减少一个糖基的糖原. 2.2 糖原的磷酸解反应 O 糖原(G)n + Pi G-1-P + 糖原(G)n-1 磷酸解与水解的区别、磷酸解的优越性？P178 磷酸解是正磷酸作为一个基团加到游离出来的葡萄糖分子半缩醛羟基(C1)上 磷酸解在体外是可逆反应,但是在细胞内,因[Pi]/[G-1-P]比值远大于100,所以,反应趋向于发生磷酸解. 磷酸解产物已经磷酸化,不用再消耗ATP产生磷酸葡萄糖,为糖酵解提供方便. 2.2.1 化学反应式 PLP通过氢键结合转运无机磷酸基团 HPO42- (红色示), 该磷酸基团贡献其H+给?-1,4糖苷键上的富电子O,导致电子云转移,糖苷键破裂,