第七章 糖代谢3糖原的合成与分解

主讲教师：季祥邮箱： 糖原的结构与分布糖原的合成糖原的分解糖原合成与分解的调节糖原合成与分解的意义非还原端：非还原端：多个多个还原端还原端 非还原端非还原端形形 状：状：树枝状树枝状分子量：分子量：10010010001000万万还原端：还原端：一个一个返回肝糖原：肝糖原： 含量可达肝重的含量可达肝重的5%(5%(总量为总量为90-10090-100g)g)肌糖原：肌糖原： 含量为肌肉重量的含量为肌肉重量的1 12%(2%(总量为总量为200-400200-400g)g)糖原的分布部位：部位： 肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中定义：定义： 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合由单糖合成糖原的过程称为糖原的合 成成(glycogenesis(glycogenesis) )。单糖单糖: : 葡萄糖葡萄糖( (主要主要) )、果糖、半乳糖等、果糖、半乳糖等糖原合成返回ATP 葡萄糖激酶葡萄糖激酶Mg2+葡萄糖葡萄糖(glucose)OHHHHOHOHHOHOHCH2OH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2葡萄糖葡萄糖 + ATP ATP 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+ADPADP葡萄糖ADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶POOHOHOOCH2OHOHOHOH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)OHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHOH1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)UTPUTPOHHHHOHOHHOHOCH2OHPOOHO尿苷POOHO尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(uridine diposphate glucose)PPiPPiUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶UTP+1-UTP+1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 UDPG+ PPiUDPG+ PPiH2O2Pi尿苷尿苷PPOHHHHOHOHHOHCH2OH尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)ROHOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OH糖原引物糖原引物(Gn)(glycogen primer)ROOOHHHHOHHOHCH2OHOOHHHHOHHOHCH2OHOHHHHOHOHHOHCH2OH糖原合酶糖原合酶糖原糖原(Gn+1n+1)(glycogen)UDP返回返回尿苷糖原引物糖原引物糖原合酶糖原合酶分枝酶分枝酶糖原合成的限速酶糖原合成的限速酶1218G 消耗能量消耗能量 需要引物需要引物 非还原端非还原端糖基供体：糖基供体： UDPG葡萄糖葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原糖原(含含1,4和和1,6糖苷键糖苷键)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPADPADPUDPGUDPGUTPUTPPPiPPi直链糖原直链糖原(含含1，4糖苷键糖苷键)糖原引物糖原引物UDPUDP分支酶分支酶糖原合酶糖原合酶焦磷酸化酶焦磷酸化酶 部位：部位：肝脏肝脏产物：产物：葡萄糖葡萄糖糖原分解：糖原分解：指糖原分解为葡萄糖的过程。指糖原分解为葡萄糖的过程。返回 (1) (1)糖原糖原磷酸解为磷酸解为1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸化酶磷酸化酶糖原分解的限速酶糖原分解的限速酶糖糖 原原G Gn n糖糖 原原G Gn-1n-1H H3 3POPO4 4OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)G Gn n+ H+ H3 3POPO4 4 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + G Gn n-1-1G GG-1-PG-1-PPiPi脱支酶脱支酶: :专门水解专门水解 -1,6-1,6-糖苷键糖苷键磷酸化酶磷酸化酶脱支酶脱支酶G3转移酶转移酶OHOHOPOHOCH2OHOHOHO1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)POOHOHOOCH2OHOHOHOH磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖(glucose)OHHHHOHOHHOHOHCH2OH6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)OHHHHOHOHHOHOHCH2OPO3H2H H3 3POPO4 4H H2 2O O葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶（肝）（肝）肌肉中缺乏此酶肌肉中缺乏此酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+ H H2 2O O 葡萄糖葡萄糖 + H H3 3POPO4 4 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP糖的分解代谢糖的分解代谢已糖激酶已糖激酶H3PO4 H2O 糖原的分解糖原的分解葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肝肝糖原分解图1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PiPiG Gn n磷酸化酶磷酸化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖（血糖）葡萄糖（血糖）H H2 2O OPiPi葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶糖分解代谢糖分解代谢糖糖 原原 Gn+1肌肉肌肉肝脏肝脏葡萄糖葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖 原原Gn+1UDPGUDPG糖原引物糖原引物G Gn nUDPGUDPGUTPUTPPPiPPiATPATPADPADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPATPADPADPPiPiH H2 2O OPiPiG Gn n 肝糖原肝糖原 肌糖原肌糖原贮贮 量量 90-100g 200-500g 5% 1-2%合成原料合成原料 单糖单糖/非糖物质非糖物质 葡萄糖葡萄糖分解产物分解产物 葡萄糖葡萄糖 乳乳 酸酸功功 能能 维持血糖浓度维持血糖浓度 满足剧烈运动时满足剧烈运动时 的相对恒定的相对恒定 肌肉对能量的需要肌肉对能量的需要消消 耗耗 餐后餐后12-18h 剧烈运动后剧烈运动后 磷酸化酶磷酸化酶 共价修饰调节共价修饰调节糖原合成酶糖原合成酶受同一调节系统控制受同一调节系统控制即：激素即：激素- -cAMPcAMP- -蛋白激酶蛋白激酶有两种类型有两种类型即：活性形式即：活性形式和无活性形式和无活性形式变构调节变构调节返回变构激活剂：变构激活剂： 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖结论：结论： 当葡萄糖充足时，体内糖原合成当葡萄糖充足时，体内糖原合成加强，糖原分解减弱。加强，糖原分解减弱。A A激酶激酶( (有活性有活性) )ATPATPADPADPH H2 2O OPiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1糖原合酶糖原合酶a（有活性（有活性）糖原合酶糖原合酶b-（无活性（无活性）P PA A激酶激酶( (无活性无活性) )cAMPcAMP+A A激酶激酶( (有活性有活性) )A A激酶激酶( (无活性无活性) )cAMPcAMP+A A激酶激酶( (有活性有活性) )+磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶- （有活性）有活性）P P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 (无活性无活性)ATPATPADPADP磷酸化酶磷酸化酶b（无活性（无活性）2ATP2ATP2ADP2ADP磷酸化酶磷酸化酶a- （高活性（高活性）P P 糖原合酶糖原合酶a（有活性（有活性）糖原合酶糖原合酶b-（无活性（无活性）+P PH H2 2O OPiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1H H2 2O OPiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 胰高血糖胰高血糖素和肾上腺素和肾上腺素对糖原合素对糖原合成与分解的成与分解的调节调节胰高血糖素、肾上腺素胰高血糖素、肾上腺素腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶+ATPATPcAMPcAMP+蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶+高活性的高活性的糖原合酶糖原合酶低活性的低活性的糖原合酶糖原合酶+无活性的磷无活性的磷酸化酶酸化酶b b激酶激酶有活性的磷有活性的磷酸化酶酸化酶b b激酶激酶+无活性的无活性的磷酸化酶磷酸化酶b b有活性的有活性的磷酸化酶磷酸化酶a a+糖原分解加强糖原分解加强糖原合成下降糖原合成下降级联放大效应级联放大效应 对维持血糖浓度的相对恒定对维持血糖浓度的相对恒定和肌肉组织对和肌肉组织对能量的需要能量的需要起重要作用。起重要作用。 糖原合成与分解是通过两条不同的代谢糖原合成与分解是通过两条不同的代谢途径，这是生化物质代谢的共同特点。途径，这是生化物质代谢的共同特点。 激素介导对糖原合成与分解的调节在生物激素介导对糖原合成与分解的调节在生物体内具有普遍的意义。体内具有普遍的意义。返回