糖代谢糖原的分解和生物合成培训课件

糖代谢糖原的分解和生物合成 掌握掌握糖原的分解和生物合成途径及其关键酶糖原的分解和生物合成途径及其关键酶糖原的分解和生物合成途径及其关键酶糖原的分解和生物合成途径及其关键酶 掌握糖原代谢的调控因素掌握糖原代谢的调控因素学习目标学习目标第六节第六节 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成2糖代谢糖原的分解和生物合成一一糖原的生物学意义糖原的生物学意义二二糖原的分解糖原的分解(glycogen breakdown)(glycogen breakdown)三三糖原的生物合成糖原的生物合成(glycogen synthesis)(glycogen synthesis)四四糖原代谢的调控糖原代谢的调控主要内容主要内容第六节第六节 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成3糖代谢糖原的分解和生物合成 糖原（糖原（糖原（糖原（glycogenglycogen）：）：）：）：是动物细胞中葡萄糖的储存形式。是动物细胞中葡萄糖的储存形式。是动物细胞中葡萄糖的储存形式。是动物细胞中葡萄糖的储存形式。易于动员易于动员易于动员易于动员的的的的的能量贮存物质的能量贮存物质的能量贮存物质的能量贮存物质.糖原是葡萄糖以糖原是葡萄糖以糖原是葡萄糖以糖原是葡萄糖以 -1,4-1,4-糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键和和和和 -1,6-1,6-糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键连接起连接起连接起连接起来的多糖。来的多糖。来的多糖。来的多糖。糖原以颗粒状态存在，约糖原以颗粒状态存在，约糖原以颗粒状态存在，约糖原以颗粒状态存在，约1040nm1040nm，主要储存于肝，主要储存于肝，主要储存于肝，主要储存于肝脏（脏（脏（脏（肝糖原肝糖原肝糖原肝糖原）和肌肉组织（）和肌肉组织（）和肌肉组织（）和肌肉组织（肌糖原肌糖原肌糖原肌糖原）细胞质中。）细胞质中。）细胞质中。）细胞质中。糖原颗粒中包含：糖原颗粒中包含：糖原颗粒中包含：糖原颗粒中包含：糖原，催化糖原合成和降解酶类，调节蛋白。糖原，催化糖原合成和降解酶类，调节蛋白。糖原，催化糖原合成和降解酶类，调节蛋白。糖原，催化糖原合成和降解酶类，调节蛋白。第六节第六节 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成4糖代谢糖原的分解和生物合成细胞溶胶细胞溶胶细胞溶胶细胞溶胶5糖代谢糖原的分解和生物合成6糖代谢糖原的分解和生物合成一一糖原的生物学意义糖原的生物学意义 是在肝脏和骨骼肌中作为容易动员是在肝脏和骨骼肌中作为容易动员的能量贮存物质的能量贮存物质.糖原是葡萄糖的一种高效的贮能形式糖原是葡萄糖的一种高效的贮能形式.糖原糖原G-1-P G-6-P 31(33)个个ATP G G-6-P G-1-P UDPG 糖原糖原,贮能效益贮能效益贮能效益贮能效益:97%:97%耗耗耗耗1 1个个个个ATPATP糖原引物糖原引物糖原引物糖原引物耗耗耗耗1 1个个个个UTPUTP7糖代谢糖原的分解和生物合成选择糖原作为不可缺少的贮能物质的三重意义选择糖原作为不可缺少的贮能物质的三重意义:动员迅速动员迅速 无氧分解无氧分解 能分解成葡萄糖能分解成葡萄糖,维持血糖正常水平维持血糖正常水平8糖代谢糖原的分解和生物合成二二 糖原分解代谢糖原分解代谢 需要三种酶参与：需要三种酶参与：1.1.糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylaseglycogen phosphorylase）糖原糖原糖原糖原(n(n个残基个残基个残基个残基)+Pi )+Pi 磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶 (磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛,PLP),PLP)糖原糖原糖原糖原(n-1(n-1个残基个残基个残基个残基)+G-1-P)+G-1-P 2ATP 2ADP 2ATP 2ADP 磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b b 磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶 磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶a a (无活性，二聚体无活性，二聚体无活性，二聚体无活性，二聚体)(磷蛋白磷蛋白磷蛋白磷蛋白)磷酸酶磷酸酶磷酸酶磷酸酶1(PP1)1(PP1)(活性，二聚体活性，二聚体活性，二聚体活性，二聚体)磷酸化部位：磷酸化酶每个亚基上的磷酸化部位：磷酸化酶每个亚基上的磷酸化部位：磷酸化酶每个亚基上的磷酸化部位：磷酸化酶每个亚基上的SerSer1414（glycogenolysisglycogenolysis）9糖代谢糖原的分解和生物合成10糖代谢糖原的分解和生物合成 极限糊精极限糊精极限糊精极限糊精（limit dextrinlimit dextrin）:磷酸化酶对糖原磷酸解后形成的具有许多短分支链磷酸化酶对糖原磷酸解后形成的具有许多短分支链磷酸化酶对糖原磷酸解后形成的具有许多短分支链磷酸化酶对糖原磷酸解后形成的具有许多短分支链 的多糖分子。的多糖分子。的多糖分子。的多糖分子。糖原脱支酶：糖原脱支酶：糖基转移酶糖基转移酶糖基转移酶糖基转移酶 ：转移葡萄糖基：转移葡萄糖基：转移葡萄糖基：转移葡萄糖基 “双功能酶双功能酶”脱支酶：催化脱支酶：催化脱支酶：催化脱支酶：催化 -1,6-1,6 糖苷键断裂糖苷键断裂糖苷键断裂糖苷键断裂3.3.磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶（phosphoglucomutasephosphoglucomutase）：）：）：）：G-1-P G-1-P 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 G-6-P EMPG-6-P EMP等等等等 G-6-P G-6-P 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶磷酸酶磷酸酶 Glc+Pi Glc+Pi 血液血液血液血液 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶：存在于肝、肾、小肠细胞光滑内磷酸酶：存在于肝、肾、小肠细胞光滑内磷酸酶：存在于肝、肾、小肠细胞光滑内磷酸酶：存在于肝、肾、小肠细胞光滑内质网膜内侧。质网膜内侧。质网膜内侧。质网膜内侧。肌肉和脑中不存在肌肉和脑中不存在肌肉和脑中不存在肌肉和脑中不存在。所以肝糖原可以调节血。所以肝糖原可以调节血。所以肝糖原可以调节血。所以肝糖原可以调节血糖水平，而肌糖原不能调节血糖。糖水平，而肌糖原不能调节血糖。糖水平，而肌糖原不能调节血糖。糖水平，而肌糖原不能调节血糖。2.2.糖原脱支酶糖原脱支酶糖原脱支酶糖原脱支酶（glycogen debranching enzymeglycogen debranching enzyme）产物为产物为葡萄糖葡萄糖一条肽链上具有一条肽链上具有一条肽链上具有一条肽链上具有两种酶活力。两种酶活力。两种酶活力。两种酶活力。（-1.6-糖苷酶）糖苷酶）11糖代谢糖原的分解和生物合成糖糖原原分分解解图图示：示：G-6-PPiH2O12糖代谢糖原的分解和生物合成H2OPi复习复习13糖代谢糖原的分解和生物合成课外阅读课外阅读14糖代谢糖原的分解和生物合成糖原糖原H3PO4(磷酸解）磷酸解）磷酸化酶磷酸化酶脱支酶脱支酶G-1-PG-1-PG-6-P糖酵解糖酵解少量少量少量少量GGH2O(水解）水解）15糖代谢糖原的分解和生物合成16糖代谢糖原的分解和生物合成钙结合稳定蛋白钙结合稳定蛋白肝细胞肝细胞复复习习P182Pi transporterT2Glc transporterT317糖代谢糖原的分解和生物合成三三 糖原的生物合成糖原的生物合成 糖基的直接供体糖基的直接供体糖基的直接供体糖基的直接供体:UDPG:UDPG（尿苷二磷酸葡萄糖）（尿苷二磷酸葡萄糖）（尿苷二磷酸葡萄糖）（尿苷二磷酸葡萄糖）1 1.UDP-UDP-葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶:G1P+UTP G1P+UTP UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶焦磷酸化酶焦磷酸化酶 UDPG+PPiUDPG+PPi 催化催化催化催化单糖基的活化单糖基的活化单糖基的活化单糖基的活化,形成糖核苷二磷酸，形成糖核苷二磷酸，形成糖核苷二磷酸，形成糖核苷二磷酸，为各种聚糖形成时，提供糖基和能量。为各种聚糖形成时，提供糖基和能量。为各种聚糖形成时，提供糖基和能量。为各种聚糖形成时，提供糖基和能量。动物细胞：动物细胞：动物细胞：动物细胞：UDPGUDPG糖原糖原糖原糖原植物细胞：植物细胞：植物细胞：植物细胞：UDPG UDPG 蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖 ADPG ADPG 淀粉淀粉淀粉淀粉 GDPGGDPG UDPG UDPG 2Pi纤维素纤维素纤维素纤维素18糖代谢糖原的分解和生物合成2.2.糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase)(glycogen synthase)生糖原蛋白生糖原蛋白,糖原引物蛋白糖原引物蛋白(glycogenin)(glycogenin)自动催化自动催化自动催化自动催化(autocatalysis)(autocatalysis)UDPG+UDPG+生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白-Tyr-OH -Tyr-OH 生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白 生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白-Tyr-Tyr-8 8个糖残基的个糖残基的个糖残基的个糖残基的引物引物引物引物 糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶 糖链糖链糖链糖链 催化催化-1，4-糖苷键糖苷键合成合成生糖原蛋白形成了糖原分子的生糖原蛋白形成了糖原分子的生糖原蛋白形成了糖原分子的生糖原蛋白形成了糖原分子的核心核心核心核心(core)(core)糖原颗粒的数目取决于生糖原蛋白的分子数目糖原颗粒的数目取决于生糖原蛋白的分子数目糖原颗粒的数目取决于生糖原蛋白的分子数目糖原颗粒的数目取决于生糖原蛋白的分子数目3.3.糖原分支酶糖原分支酶糖原分支酶糖原分支酶（glycogen branching enzymeglycogen branching enzyme）即淀粉即淀粉即淀粉即淀粉1,4 1,4 1,61,6转葡糖基酶，糖基转葡糖基酶，糖基转葡糖基酶，糖基转葡糖基酶，糖基 4 46-6-转移酶转移酶转移酶转移酶 催化形成催化形成催化形成催化形成 -1,6-1,6-糖苷键支链结构。糖苷键支链结构。糖苷键支链结构。糖苷键支链结构。19糖代谢糖原的分解和生物合成UTPUTP生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白-Tyr-OH-Tyr-OHUDPGUDPG20糖代谢糖原的分解和生物合成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UTPUDPG2Pi课外阅读课外阅读21糖代谢糖原的分解和生物合成糖糖原原合合酶酶催催化化的的反反应应UDPGUDP糖原（糖原（n个个Glc残基）残基）糖原（糖原（n+1）课外阅读课外阅读22糖代谢糖原的分解和生物合成课外阅读课外阅读23糖代谢糖原的分解和生物合成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 糖苷键糖苷键糖原分支酶糖原分支酶 11 11个个个个Glc residuesGlc residues 4 4个个个个Glc residuesGlc residues-1，6 糖苷键糖苷键6-76-7个个个个Glc residuesGlc residues24糖代谢糖原的分解和生物合成25糖代谢糖原的分解和生物合成26糖代谢糖原的分解和生物合成G-1-PUDP-G糖原糖原UTPPPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶引物引物糖原合酶糖原合酶 分支酶分支酶27糖代谢糖原的分解和生物合成糖原的生物合成糖原的生物合成 引物：引物：生糖原蛋白生糖原蛋白,结合有一个寡糖链的多肽结合有一个寡糖链的多肽 酶：酶：酶：酶：UDP-葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶 糖原合酶糖原合酶 糖原分支酶糖原分支酶 糖基供体：糖基供体：UDPG28糖代谢糖原的分解和生物合成UDPGGUTPPPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶引物引物糖原合酶糖原合酶 分支酶分支酶糖原糖原磷酸化酶磷酸化酶脱支酶脱支酶G-1-PG-6-PH3PO4 EMP途径途径29糖代谢糖原的分解和生物合成三三 糖原代谢的调节糖原代谢的调节(一一一一)糖原分解与合成的协调控制糖原分解与合成的协调控制糖原分解与合成的协调控制糖原分解与合成的协调控制:1 1 限速酶限速酶限速酶限速酶:磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶（糖原分解）（糖原分解）（糖原分解）（糖原分解）糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶（糖原合成）（糖原合成）（糖原合成）（糖原合成）2 2 调节方式：调节方式：调节方式：调节方式：(1)(1)共价调节共价调节共价调节共价调节(磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化去磷酸化去磷酸化)：效果相反：效果相反：效果相反：效果相反 磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b b(非活性非活性非活性非活性)磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化 磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶a a（活活活活性）性）性）性）糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶a a(活性活性活性活性)去磷酸化去磷酸化去磷酸化去磷酸化 糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶b b(非活非活非活非活性性性性)激酶激酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶1 PP130糖代谢糖原的分解和生物合成胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素 肾上腺素肾上腺素肾上腺素肾上腺素 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶1phosphoprotein phosphatase 1,PP1蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶1protein phosphatase-1课外阅读课外阅读31糖代谢糖原的分解和生物合成(2)(2)受别构调节受别构调节受别构调节受别构调节:(-):AMP(-):AMP（肌肉）；（肌肉）；（肌肉）；（肌肉）；(+):ATP,G 6P(+):ATP,G 6P（肌肉）；（肌肉）；（肌肉）；（肌肉）；GlcGlc（肝脏）（肝脏）（肝脏）（肝脏）磷酸化酶磷酸化酶ATP,G6PATP,G6P和和和和GlcGlc（-）糖原合酶糖原合酶（+）AMPAMP（+）32糖代谢糖原的分解和生物合成 PP1 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 磷酸化酶磷酸化酶a （钝化的（钝化的T态）态）磷酸化酶磷酸化酶b （钝化的（钝化的T态）态）磷酸化酶磷酸化酶b （活化的（活化的R态）态）磷酸化酶磷酸化酶a （活化的（活化的R态）态）蛋白磷酸酶抑制剂蛋白磷酸酶抑制剂(抑制剂抑制剂1)()PPKA (+)33糖代谢糖原的分解和生物合成磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶134糖代谢糖原的分解和生物合成2.激素的调节作用：激素的调节作用：（1 1）肾上腺素、胰高血糖素的调节作用肾上腺素、胰高血糖素的调节作用肾上腺素、胰高血糖素的调节作用肾上腺素、胰高血糖素的调节作用：促进糖原分解，升血糖。促进糖原分解，升血糖。促进糖原分解，升血糖。促进糖原分解，升血糖。胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素:胰岛胰岛胰岛胰岛 细胞分泌，细胞分泌，细胞分泌，细胞分泌，2929肽。肽。肽。肽。主要作用于主要作用于主要作用于主要作用于肝脏肝脏肝脏肝脏，不促进肌糖原分解。，不促进肌糖原分解。，不促进肌糖原分解。，不促进肌糖原分解。肾上腺素及正肾上腺素肾上腺素及正肾上腺素肾上腺素及正肾上腺素肾上腺素及正肾上腺素：作用于：作用于：作用于：作用于肌肉及其它组织肌肉及其它组织肌肉及其它组织肌肉及其它组织。OH OH HO-CH CH HO-CH CH2 2 NH NH2 2 X X OH OH （X=CH X=CH3 3：肾上腺素：肾上腺素：肾上腺素：肾上腺素 X=H X=H：正肾上腺素）：正肾上腺素）：正肾上腺素）：正肾上腺素）35糖代谢糖原的分解和生物合成(Tyr-Pi)ab磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂抑制剂b（无活性）（无活性）磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂抑制剂a(Thr-Pi)(Ser-Pi)糖原合成和分解有关酶的修饰糖原合成和分解有关酶的修饰糖原合成和分解有关酶的修饰糖原合成和分解有关酶的修饰/去修饰情况去修饰情况去修饰情况去修饰情况PP1（无活性）（无活性）磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶抑制剂抑制剂a(Thr-Pi)PP1（活性）（活性）36糖代谢糖原的分解和生物合成 激素对肝糖原合成激素对肝糖原合成与分解的调控与分解的调控意义意义：由于由于酶的共价修饰酶的共价修饰反应是酶促反反应是酶促反应，只要有少应，只要有少量信号分子量信号分子（如激素）存（如激素）存在，即可通过在，即可通过加速这种酶促加速这种酶促反应，而使大反应，而使大量的另一种酶量的另一种酶发生化学修饰，发生化学修饰，从而获得放大从而获得放大效应。这种调效应。这种调节方式快速、节方式快速、效率极高。效率极高。肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸环化酶、腺苷酸环化酶（无活性）（无活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶、蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶、磷酸化酶激酶（无活性）（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456课后复习课后复习37糖代谢糖原的分解和生物合成（2 2）胰岛素的调节作用）胰岛素的调节作用）胰岛素的调节作用）胰岛素的调节作用：InsulinInsulin：胰岛：胰岛 细胞分泌的蛋白激素。细胞分泌的蛋白激素。刺激糖原刺激糖原合成，降血糖。缺乏时，出现糖尿病。合成，降血糖。缺乏时，出现糖尿病。是胰岛素受体是胰岛素受体(2 2 2 2)的的 亚基亚基也称蛋白磷酸酶也称蛋白磷酸酶1 1或或PP1PP1。催化从酶上水。催化从酶上水解下磷酸基。解下磷酸基。38糖代谢糖原的分解和生物合成Casein kinase II 39糖代谢糖原的分解和生物合成40糖代谢糖原的分解和生物合成41糖代谢糖原的分解和生物合成 糖原的分解和生物合成途径及其关键酶糖原的分解和生物合成途径及其关键酶糖原的分解和生物合成途径及其关键酶糖原的分解和生物合成途径及其关键酶 糖原代谢的调控因素糖原代谢的调控因素要点回顾要点回顾第六节第六节 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成42糖代谢糖原的分解和生物合成第七节第七节 寡糖合成和分解与糖醛酸途径寡糖合成和分解与糖醛酸途径一一.乳糖的合成：乳糖的合成：UDPGUDPG+Gal-1-P +Gal-1-P 半乳糖半乳糖-1-P尿苷酰转移酶尿苷酰转移酶 UDP-GalUDP-Gal +G-1-+G-1-P P 正常组织：正常组织：正常组织：正常组织：半乳糖基转移酶半乳糖基转移酶半乳糖基转移酶半乳糖基转移酶 UDP-Gal+N-UDP-Gal+N-乙酰乙酰乙酰乙酰-葡萄糖胺葡萄糖胺葡萄糖胺葡萄糖胺 D-D-半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖-N-N-乙酰乙酰乙酰乙酰-葡萄糖胺葡萄糖胺葡萄糖胺葡萄糖胺 哺乳期乳腺组织：产生哺乳期乳腺组织：产生哺乳期乳腺组织：产生哺乳期乳腺组织：产生 -乳清蛋白乳清蛋白乳清蛋白乳清蛋白 （-乳清蛋白乳清蛋白乳清蛋白乳清蛋白 +半乳糖基转移酶半乳糖基转移酶半乳糖基转移酶半乳糖基转移酶 乳糖合酶乳糖合酶乳糖合酶乳糖合酶）UDP-Gal+D-UDP-Gal+D-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 D-D-乳糖乳糖乳糖乳糖 +UDP +UDP自学自学43糖代谢糖原的分解和生物合成二二 乳糖的分解：乳糖的分解：乳糖酶乳糖酶乳糖酶乳糖酶附着于小肠上皮细胞的外表面附着于小肠上皮细胞的外表面 乳糖乳糖 乳糖酶乳糖酶 D-半乳糖半乳糖+D 葡萄糖葡萄糖 H2O乳糖不耐症乳糖不耐症乳糖不耐症乳糖不耐症：成年后乳糖酶活性下降或消失，乳糖不能成年后乳糖酶活性下降或消失，乳糖不能被利用，而导致腹胀、腹泻等临床症状被利用，而导致腹胀、腹泻等临床症状自学自学44糖代谢糖原的分解和生物合成三三 糖蛋白的生物合成糖蛋白的生物合成（一）糖蛋白糖链生物合成的特点（一）糖蛋白糖链生物合成的特点 N-糖链糖链的合成是和肽链的生物合成同时进行的合成是和肽链的生物合成同时进行 O-糖链糖链的合成是在肽链合成后，对肽链进行修饰加工的合成是在肽链合成后，对肽链进行修饰加工时将糖基逐个连接上去的。时将糖基逐个连接上去的。糖基转移酶糖基转移酶催化催化 糖基供体：糖基供体：核苷二磷酸形式（核苷二磷酸形式（UDPG，UDP-Man）长醇焦磷酸（长醇焦磷酸（dolichol pyrophosphate,DPP)形式形式 DPP-Man,DPP-GlcNAc 肽链上（第一个）糖基接受位点：特定的氨基酸肽链上（第一个）糖基接受位点：特定的氨基酸 如：如：Asn,Ser,Thr,Hyl,Hyp,Tyr自学自学45糖代谢糖原的分解和生物合成（二）糖蛋白寡糖链生物合成（二）糖蛋白寡糖链生物合成（二）糖蛋白寡糖链生物合成（二）糖蛋白寡糖链生物合成1 N-1 N-连寡糖的生物合成连寡糖的生物合成连寡糖的生物合成连寡糖的生物合成开始合成是在内质网进行，随后又在高尔基体内加工开始合成是在内质网进行，随后又在高尔基体内加工开始合成是在内质网进行，随后又在高尔基体内加工开始合成是在内质网进行，随后又在高尔基体内加工大约分大约分大约分大约分4 4步合成：步合成：步合成：步合成：（1 1）合成以酯键相连的寡糖前体）合成以酯键相连的寡糖前体）合成以酯键相连的寡糖前体）合成以酯键相连的寡糖前体（2 2）将前体转移到正在增长着的肽链上）将前体转移到正在增长着的肽链上）将前体转移到正在增长着的肽链上）将前体转移到正在增长着的肽链上（3 3）除去前体的某些糖单位）除去前体的某些糖单位）除去前体的某些糖单位）除去前体的某些糖单位（4 4）在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子）在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子）在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子）在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子2 O-2 O-连寡糖的生物合成连寡糖的生物合成连寡糖的生物合成连寡糖的生物合成先合成蛋白质的多肽链，然后合成寡糖链，即翻译后先合成蛋白质的多肽链，然后合成寡糖链，即翻译后先合成蛋白质的多肽链，然后合成寡糖链，即翻译后先合成蛋白质的多肽链，然后合成寡糖链，即翻译后加工形成。加工形成。加工形成。加工形成。O-O-连寡糖部分在高尔基体合成，在相应肽链的连寡糖部分在高尔基体合成，在相应肽链的连寡糖部分在高尔基体合成，在相应肽链的连寡糖部分在高尔基体合成，在相应肽链的SerSer或或或或ThrThr残基上依次加入所需的单糖单位；残基上依次加入所需的单糖单位；残基上依次加入所需的单糖单位；残基上依次加入所需的单糖单位；Ser/Thr Ser/Thr在肽链在肽链在肽链在肽链中的位置与肽链的二、三级结构有关。中的位置与肽链的二、三级结构有关。中的位置与肽链的二、三级结构有关。中的位置与肽链的二、三级结构有关。自学自学46糖代谢糖原的分解和生物合成四四 糖醛酸途径（糖醛酸途径（glucuronic acid cycle）（一）糖醛酸途径的生理意义（一）糖醛酸途径的生理意义（一）糖醛酸途径的生理意义（一）糖醛酸途径的生理意义48糖代谢糖原的分解和生物合成（二）（二）糖醛酸途径糖醛酸途径（glucuronic acid cycle）UTP PPiG-6-P G-1-P UDPG 差向异构酶差向异构酶 UDP-UDP-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 UDP-艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸 L-古洛糖酸古洛糖酸 L-抗坏血酸抗坏血酸 5 P-木酮糖木酮糖HMS D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸合成多种粘多糖，如肝素、合成多种粘多糖，如肝素、硫酸软骨素、透明质酸等硫酸软骨素、透明质酸等与药物或氨基、巯基异物结合，解毒作用与药物或氨基、巯基异物结合，解毒作用UDP-UDP-葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶2NADH2NADH49糖代谢糖原的分解和生物合成内酯酶内酯酶L-古洛糖古洛糖酸酸-内酯内酯氧化酶氧化酶50糖代谢糖原的分解和生物合成糖醛酸途径糖醛酸途径糖醛酸途径糖醛酸途径课外阅读课外阅读课外阅读课外阅读51糖代谢糖原的分解和生物合成第八节第八节 糖代谢紊乱糖代谢紊乱糖代谢紊乱糖代谢紊乱糖代谢紊乱糖代谢紊乱：因糖代谢调节失常，或者先天性缺失：因糖代谢调节失常，或者先天性缺失：因糖代谢调节失常，或者先天性缺失：因糖代谢调节失常，或者先天性缺失某种糖代谢过程中的酶而导致的糖代谢异常。某种糖代谢过程中的酶而导致的糖代谢异常。某种糖代谢过程中的酶而导致的糖代谢异常。某种糖代谢过程中的酶而导致的糖代谢异常。一、先天性糖代谢酶的缺陷病一、先天性糖代谢酶的缺陷病一、先天性糖代谢酶的缺陷病一、先天性糖代谢酶的缺陷病：1.1.半乳糖血症：先天缺乏半乳糖血症：先天缺乏半乳糖血症：先天缺乏半乳糖血症：先天缺乏1-1-磷酸磷酸磷酸磷酸-半乳糖尿苷酰转移半乳糖尿苷酰转移半乳糖尿苷酰转移半乳糖尿苷酰转移酶酶酶酶，无法，无法，无法，无法 将半乳糖将半乳糖将半乳糖将半乳糖-1-P-1-P转变为转变为转变为转变为UDP-UDP-半乳糖而进入半乳糖而进入半乳糖而进入半乳糖而进入EMPEMP。血中半乳糖增多，出现半乳糖尿。患儿吃乳后呕吐、血中半乳糖增多，出现半乳糖尿。患儿吃乳后呕吐、血中半乳糖增多，出现半乳糖尿。患儿吃乳后呕吐、血中半乳糖增多，出现半乳糖尿。患儿吃乳后呕吐、腹泻，肝肿大，生长迟缓、智力迟钝，继续摄入会腹泻，肝肿大，生长迟缓、智力迟钝，继续摄入会腹泻，肝肿大，生长迟缓、智力迟钝，继续摄入会腹泻，肝肿大，生长迟缓、智力迟钝，继续摄入会中毒死亡。中毒死亡。中毒死亡。中毒死亡。血液中毒物之一为血液中毒物之一为血液中毒物之一为血液中毒物之一为半乳糖醇半乳糖醇半乳糖醇半乳糖醇。可在眼晶状体内积累，。可在眼晶状体内积累，。可在眼晶状体内积累，。可在眼晶状体内积累，形成形成形成形成白内障白内障白内障白内障。自学自学52糖代谢糖原的分解和生物合成2.2.丙酮酸激酶缺乏丙酮酸激酶缺乏丙酮酸激酶缺乏丙酮酸激酶缺乏：不能正常的进行酵解，产物不能正常进入不能正常的进行酵解，产物不能正常进入不能正常的进行酵解，产物不能正常进入不能正常的进行酵解，产物不能正常进入TCATCA循环；循环；循环；循环；ATPATP减少，离子泵不能正常工作，细胞不能维持正常离子减少，离子泵不能正常工作，细胞不能维持正常离子减少，离子泵不能正常工作，细胞不能维持正常离子减少，离子泵不能正常工作，细胞不能维持正常离子浓度而肿胀，破裂；出现浓度而肿胀，破裂；出现浓度而肿胀，破裂；出现浓度而肿胀，破裂；出现溶血性贫血溶血性贫血溶血性贫血溶血性贫血。3.3.粘多糖过多症：粘多糖过多症：粘多糖过多症：粘多糖过多症：缺少缺少缺少缺少 -艾杜糖醛酸水解酶，艾杜糖醛酸水解酶，艾杜糖醛酸水解酶，艾杜糖醛酸水解酶，粘多糖过量积聚，骨质粘多糖过量积聚，骨质粘多糖过量积聚，骨质粘多糖过量积聚，骨质缺损，角膜浑浊，面容奇异，智力迟钝。缺损，角膜浑浊，面容奇异，智力迟钝。缺损，角膜浑浊，面容奇异，智力迟钝。缺损，角膜浑浊，面容奇异，智力迟钝。4.4.糖原病糖原病糖原病糖原病：病人缺少糖原合成或分解的酶。至少发现病人缺少糖原合成或分解的酶。至少发现病人缺少糖原合成或分解的酶。至少发现病人缺少糖原合成或分解的酶。至少发现1212种，如：种，如：种，如：种，如：缺少肌肉糖原磷酸化酶（缺少肌肉糖原磷酸化酶（缺少肌肉糖原磷酸化酶（缺少肌肉糖原磷酸化酶（V V型），血糖正常，肌糖原增加，型），血糖正常，肌糖原增加，型），血糖正常，肌糖原增加，型），血糖正常，肌糖原增加，肌肉痛不能剧烈运动。肌肉痛不能剧烈运动。肌肉痛不能剧烈运动。肌肉痛不能剧烈运动。5.5.其它先天性糖代谢病。其它先天性糖代谢病。其它先天性糖代谢病。其它先天性糖代谢病。自学自学53糖代谢糖原的分解和生物合成糖原累积症糖原累积症 P194自学自学54糖代谢糖原的分解和生物合成二、低血糖症（二、低血糖症（hypoglycemia)：1.病因：病因：胰岛素分泌过多或治疗上胰岛素使用过量胰岛素分泌过多或治疗上胰岛素使用过量肾上腺皮质或脑垂体机能衰退肾上腺皮质或脑垂体机能衰退长期不能进食长期不能进食严重肝脏疾病严重肝脏疾病2.症状：症状：低血糖：血糖浓度低于低血糖：血糖浓度低于6070mg/100ml低血糖昏迷（休克）：血糖浓度低于低血糖昏迷（休克）：血糖浓度低于45mg/100ml自学自学55糖代谢糖原的分解和生物合成1.高血糖及糖尿：高血糖及糖尿：空腹时血糖浓度超过空腹时血糖浓度超过7.22mmol/L(Folin-吴法吴法)称为高称为高血糖血糖(hyperglycemia)。血糖超过肾糖阈血糖超过肾糖阈8.89 9.99mmol/L时则出现尿糖。时则出现尿糖。正常人偶尔可以出现高血糖和糖尿正常人偶尔可以出现高血糖和糖尿 糖尿：尿中有明显的葡萄糖或者其它糖类。糖尿：尿中有明显的葡萄糖或者其它糖类。2.生理性糖尿：生理上的暂时性变化引起。生理性糖尿：生理上的暂时性变化引起。饮食性糖尿饮食性糖尿妊娠性糖尿妊娠性糖尿肾上腺性糖尿肾上腺性糖尿病理性糖尿病理性糖尿三、糖尿病（三、糖尿病（diabetes mellitus)：自学自学56糖代谢糖原的分解和生物合成3.3.真性糖尿病真性糖尿病真性糖尿病真性糖尿病：胰岛素缺乏或受体异常引起。胰岛素缺乏或受体异常引起。胰岛素缺乏或受体异常引起。胰岛素缺乏或受体异常引起。先天性糖尿病先天性糖尿病先天性糖尿病先天性糖尿病后天病理性代谢失调后天病理性代谢失调后天病理性代谢失调后天病理性代谢失调 常见的糖尿病有两类：即胰岛素依赖型常见的糖尿病有两类：即胰岛素依赖型(I型型)和非胰和非胰岛素依赖型岛素依赖型(II型型)。我国糖尿病患者以。我国糖尿病患者以II型居多。型居多。糖糖尿病的病因尿病的病因：胰岛：胰岛细胞功能减低，胰岛素分泌量绝细胞功能减低，胰岛素分泌量绝对或相对不足，或其靶细胞膜上胰岛素受体数量不足、对或相对不足，或其靶细胞膜上胰岛素受体数量不足、亲和力降低或由于胰高血糖素分泌过量等。胰岛亲和力降低或由于胰高血糖素分泌过量等。胰岛细细胞功能减低的原因可能是多源性的，如基因遗传缺陷，胞功能减低的原因可能是多源性的，如基因遗传缺陷，病毒感染和自身免疫反应等，其中胰岛素受体基因缺病毒感染和自身免疫反应等，其中胰岛素受体基因缺陷已被证实是陷已被证实是II型糖尿病的病因之一。型糖尿病的病因之一。自学自学57糖代谢糖原的分解和生物合成患糖尿病时，可出现下列糖代谢紊乱。患糖尿病时，可出现下列糖代谢紊乱。糖酵解和糖酵解和有氧氧化减弱。有氧氧化减弱。糖原合成减少。糖原合成减少。糖原分解增加。糖原分解增加。糖异生作用加强。糖异生作用加强。糖转化为脂肪减少。糖转化为脂肪减少。5.5.检测：检测：检测：检测：糖耐量试验糖耐量试验糖耐量试验糖耐量试验人体处理所给予葡萄糖的能力称为葡萄糖耐量人体处理所给予葡萄糖的能力称为葡萄糖耐量人体处理所给予葡萄糖的能力称为葡萄糖耐量人体处理所给予葡萄糖的能力称为葡萄糖耐量(glucose tolerance)(glucose tolerance)或耐糖现象。或耐糖现象。或耐糖现象。或耐糖现象。它是临床上检查它是临床上检查它是临床上检查它是临床上检查糖代谢的常用方法糖代谢的常用方法糖代谢的常用方法糖代谢的常用方法 4.4.症状：糖尿病患者除表现出高血糖及糖尿外，症状：糖尿病患者除表现出高血糖及糖尿外，症状：糖尿病患者除表现出高血糖及糖尿外，症状：糖尿病患者除表现出高血糖及糖尿外，尚有尚有尚有尚有“三多一少三多一少三多一少三多一少”的症状。所谓的症状。所谓的症状。所谓的症状。所谓“三多一少三多一少三多一少三多一少”即多即多即多即多食、多饮、多尿和体重减轻。食、多饮、多尿和体重减轻。食、多饮、多尿和体重减轻。食、多饮、多尿和体重减轻。严重糖尿病人还可出严重糖尿病人还可出严重糖尿病人还可出严重糖尿病人还可出现酮血症及酸中毒等现酮血症及酸中毒等现酮血症及酸中毒等现酮血症及酸中毒等 自学自学58糖代谢糖原的分解和生物合成自学自学59糖代谢糖原的分解和生物合成复习题复习题1.为什么说为什么说6-磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的交叉点磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的交叉点?2.从葡萄糖从葡萄糖-6-磷酸合成糖原所需的能量是否等同于糖磷酸合成糖原所需的能量是否等同于糖 原降解为葡萄糖原降解为葡萄糖-6-磷酸需要的能量？磷酸需要的能量？3.从肝病患者得到的糖原样品与磷酸盐、糖原磷酸化从肝病患者得到的糖原样品与磷酸盐、糖原磷酸化 酶、转移酶和去分支酶共同保温。结果在该混合物酶、转移酶和去分支酶共同保温。结果在该混合物 中所形成的葡萄糖中所形成的葡萄糖-1-磷酸与葡萄糖之比为磷酸与葡萄糖之比为100。这。这 一患者最有可能缺乏的是什么酶？一患者最有可能缺乏的是什么酶？4.P195,1-7.60糖代谢糖原的分解和生物合成2.答答:从葡萄糖从葡萄糖-6-磷酸合成糖原需要更多的能量，磷酸合成糖原需要更多的能量，在糖原合成的过程中，有一个高能磷酸酐键在糖原合成的过程中，有一个高能磷酸酐键(UTP)被被水解，即由水解，即由UDP-葡萄糖焦磷酸酶作用下形成的葡萄糖焦磷酸酶作用下形成的PPi很很快地水解为快地水解为2Pi；而糖原降解生成葡萄糖；而糖原降解生成葡萄糖-6-磷酸不需磷酸不需要能量，因为葡萄糖残基是通过磷酸解反应被移去的。要能量，因为葡萄糖残基是通过磷酸解反应被移去的。3.答答:缺少分支酶，因为大约每隔缺少分支酶，因为大约每隔10个葡萄糖残基就个葡萄糖残基就 会出现一个由会出现一个由-1,6糖苷键造成的分支。糖苷键造成的分支。61糖代谢糖原的分解和生物合成