戊糖磷酸途径-异生-糖原合成与分解08Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望1. 1. 是糖代谢的第二条重要途径是糖代谢的第二条重要途径2. 2. 在细胞浆中进行在细胞浆中进行3. 3. 广泛存在于动植物细胞内广泛存在于动植物细胞内 第一节第一节 戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathwaypentose phosphate pathway， PPP PPP）一、一、 概念概念磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+HNADPH+H+ +，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-6-磷酸果糖的反应过程。磷酸果糖的反应过程。磷酸戊糖途径又称戊糖支路（磷酸戊糖途径又称戊糖支路（pentose shunt)pentose shunt)、己糖单磷酸途径（己糖单磷酸途径（hexose monophosphate hexose monophosphate pathway)pathway)、磷酸葡糖酸氧化途径、磷酸葡糖酸氧化途径（phosphogluconate oxidative pathway)phosphogluconate oxidative pathway)、戊、戊糖磷酸循环（糖磷酸循环（pentose phosphate cycle)pentose phosphate cycle)。这些这些名称均强调从磷酸化的六碳糖形成磷酸化的五碳名称均强调从磷酸化的六碳糖形成磷酸化的五碳糖。糖。二、磷酸戊糖途径的反应过程二、磷酸戊糖途径的反应过程 磷酸戊糖途径的核心反应式：磷酸戊糖途径的核心反应式： G-6-P + 2NADP+ + H2O R-5-P + 2NADPH + 2H+ +CO2全部代谢过程可分为两个阶段：全部代谢过程可分为两个阶段：氧化脱羧阶段氧化脱羧阶段：生成：生成NADPH及及CO2非氧化分子重排阶段非氧化分子重排阶段：一系列基团的转移：一系列基团的转移1. 1. 磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段G-6-PG-6-P6-P-6-P-葡萄糖酸内酯葡萄糖酸内酯6-P-6-P-葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶6-P-6-P-葡萄糖酸葡萄糖酸内酯酶内酯酶6-P-6-P-葡萄糖酸葡萄糖酸5-P-5-P-核酮糖核酮糖6-P-6-P-葡萄糖酸脱氢酶葡萄糖酸脱氢酶2.2.磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段6 核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸2 甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸2 景天庚酮糖景天庚酮糖-7-磷酸磷酸2 赤藓丁糖赤藓丁糖-4-磷酸磷酸2 果糖果糖-6-磷酸磷酸2 核糖核糖-5-磷酸磷酸2 木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸1 果糖果糖-1， 6-二磷酸二磷酸Pi H2O1 果糖果糖-6-磷酸磷酸转醛酶转醛酶异构酶异构酶转酮酶转酮酶2 果糖果糖-6-磷酸磷酸2 甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸转酮酶转酮酶醛缩酶醛缩酶阶阶段段之之一一阶阶段段之之二二阶阶段段之之三三葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸（55）异构酶异构酶2 木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸果糖果糖-1， 6-二磷酸酶二磷酸酶磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一（核酮糖（核酮糖-5-5-磷酸异构化）磷酸异构化）差向异构酶差向异构酶异构酶异构酶木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸核糖核糖-5-磷磷酸酸核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸磷酸戊糖途径的非氧化阶磷酸戊糖途径的非氧化阶段之二段之二（基团转移）（基团转移）转醛酶转醛酶+2赤藓糖赤藓糖-4-磷酸磷酸2果糖果糖-6-磷酸磷酸转酮酶转酮酶2甘油醛甘油醛-3-磷磷酸酸+景天庚酮糖景天庚酮糖-7-磷酸磷酸2H2+2核糖核糖-5-磷磷酸酸木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸基团转移（续前）基团转移（续前）+23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛26-磷酸果糖磷酸果糖转酮酶转酮酶+24-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖25-磷酸木酮糖磷酸木酮糖果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸醛缩酶醛缩酶果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸酯酶酯酶H2O Pi果糖果糖-6-磷酸磷酸磷酸戊糖途径的非氧化阶段之三磷酸戊糖途径的非氧化阶段之三 （甘油醛（甘油醛-3-3-磷酸异构、缩合与水解）磷酸异构、缩合与水解）2甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸异异构构酶酶葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶磷酸戊糖途径的总反应式磷酸戊糖途径的总反应式 6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O 5 G-6-P + 6CO2 + 12NADPH +12H+产生大量产生大量NADPH,NADPH,主要用于还原（加氢）反应，为细胞提主要用于还原（加氢）反应，为细胞提供还原力供还原力三、磷酸戊糖途径的生理意义三、磷酸戊糖途径的生理意义 产生大量的磷酸核糖和其它重要中间产物产生大量的磷酸核糖和其它重要中间产物 与光合作用联系，实现某些单糖间的转变与光合作用联系，实现某些单糖间的转变第二节第二节 糖的异生糖的异生（Gluconeogenesis)Gluconeogenesis)一、糖异生的概念一、糖异生的概念由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸、丙酸、甘油、氨基由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸、丙酸、甘油、氨基酸等酸等非糖物质非糖物质转变成葡萄糖的过程称为糖异生。转变成葡萄糖的过程称为糖异生。糖异生研究中最直接的证据来自动物实验：大鼠糖异生研究中最直接的证据来自动物实验：大鼠禁食禁食24小时，肝中糖原从小时，肝中糖原从7% 1%，若喂乳酸、，若喂乳酸、丙酮酸等肝糖原的量会增加。丙酮酸等肝糖原的量会增加。葡萄糖的来源葡萄糖的来源饮食摄入，体内糖原分解，糖异饮食摄入，体内糖原分解，糖异生。生。二、糖异生途径二、糖异生途径 酵酵解解途途径径中中有有3个个由由关关键键酶酶催催化化的的不不可可逆逆反反应应在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。 糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有、糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有、可逆的可逆的；基本上是糖酵解的逆过程，但必须基本上是糖酵解的逆过程，但必须克服三个克服三个“能障能障” 。场所：场所：主要在肝、肾细胞的主要在肝、肾细胞的胞浆胞浆及及线粒体线粒体 三、糖三、糖 酵酵 解解 过过 程程 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸6-磷酸果糖磷酸果糖葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ADPATP2Pi2NADH+ 2H+2NAD+21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2ADP2ATP2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2H2O2烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATP2丙酮酸丙酮酸2乳酸乳酸三三个个不不可可逆逆过过程程1 1、丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸PEPPEP羧激酶羧激酶（线粒体（线粒体/胞液）胞液）丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（线粒体）（线粒体）P磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸（PEP）丙酮酸丙酮酸GTPGDPCO2丙酮酸丙酮酸+ +ATPATP+ +GTPGTP+H+H2 2O O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+GDP+Pi+H+ADP+GDP+Pi+H+ +ATP+H2O ADP+PiCO2生物素生物素草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸线粒体中线粒体中草酰乙酸的转运草酰乙酸的转运线线粒粒体体内内膜膜线线粒粒体体基基质质细细胞胞浆浆糖异生糖异生磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸PEP羧激酶羧激酶丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶草酰乙酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶2 2、1,6-1,6-二磷酸果糖的水解二磷酸果糖的水解糖的异生作用糖的异生作用H3PO4 H2O果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1-1糖的分解代谢糖的分解代谢6-6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6- 1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADP磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1底物循环底物循环作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环就称为反应，这种互变循环就称为底物循环底物循环。3 3、6-6-磷酸葡萄糖的水解磷酸葡萄糖的水解糖的分解代谢糖的分解代谢葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP葡萄糖激酶葡萄糖激酶( (肝肝) )糖的异生作用糖的异生作用H3PO4 H2O葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肝肝底物循环底物循环糖酵解作用糖酵解作用葡萄糖异生作用葡萄糖异生作用1 1己糖激酶己糖激酶葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶2 2磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶果糖果糖-1,6-1,6-二磷酸酶二磷酸酶3 3丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶和磷酸丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶烯醇式丙酮酸羧激酶4、糖酵解和葡萄糖异生途径中酶的差异、糖酵解和葡萄糖异生途径中酶的差异葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶第第1步步第第2步步第第3步步草酰草酰乙酸乙酸丙酮酸羧丙酮酸羧化化酶酶 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶羧激酶 果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶ATPGTPATP四、由丙酮酸到葡萄糖的能量消耗四、由丙酮酸到葡萄糖的能量消耗2Pyr+4ATP+2GTP2NADH+6H2OG+4ADP+2GDP2NAD+2H1. 异生途径异生途径:2. EMP逆过程逆过程:2Pyr+2ATP+2NADH+2H2OG+2ADP+2Pi2NADG2Pyr：可产生：可产生2ATP异生消耗：异生消耗：4ATP2GTP额外消耗：额外消耗：4ATP五、葡萄糖异生作用的调节五、葡萄糖异生作用的调节1 1、磷酸果糖激酶（磷酸果糖激酶（PFKPFK）和果糖）和果糖-1-1、6-6-二磷酸酶的调节二磷酸酶的调节 当当AMPAMP水平高时，表明需要水平高时，表明需要ATPATP， PFKPFK激活，增加糖酵解激活，增加糖酵解，由于果糖，由于果糖-1-1、6-6-二磷酸酶受抑制，则糖异生关闭。当二磷酸酶受抑制，则糖异生关闭。当ATPATP和和柠檬酸柠檬酸水平高时，水平高时， PFKPFK受抑制，降低糖酵解的速受抑制，降低糖酵解的速率，柠檬酸增加果糖率，柠檬酸增加果糖-1-1、6-6-二磷酸酶活性，从而增加糖二磷酸酶活性，从而增加糖异生速率。异生速率。 当饥饿时当饥饿时，由于血糖水平低，激素胰高血糖素释放，由于血糖水平低，激素胰高血糖素释放，引起引起cAMP的级联作用，的级联作用， 使酶蛋白磷酸化（使酶蛋白磷酸化（FBPase2活化），降低活化），降低F-2、6-BP；当进食时当进食时，血糖水平较高，血糖水平较高，激素胰岛素释放，使激素胰岛素释放，使F-2、6-BP增加，激活增加，激活PFK，加速，加速酵解；同时酵解；同时F-2、6-BP的增加抑制果糖的增加抑制果糖-1、6-二磷酸酶二磷酸酶活性，使活性，使糖异生作用受抑制糖异生作用受抑制。 高水平的高水平的ATPATP和和AlaAla抑制抑制丙酮酸激酶丙酮酸激酶，从而抑制糖酵，从而抑制糖酵解；由于该情况下解；由于该情况下乙酰乙酰CoACoA亦是充裕的，则活化亦是充裕的，则活化丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶，有助于糖异生的进行。反之，在细胞供能状，有助于糖异生的进行。反之，在细胞供能状态较低时，态较低时，ADPADP水平较高，则抑制水平较高，则抑制丙酮酸羧化酶和丙酮酸羧化酶和PEPPEP羧激酶羧激酶，关闭糖异生作用。，关闭糖异生作用。 2 2、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和PEPPEP羧激酶的调节：羧激酶的调节：丙酮酸激酶丙酮酸激酶被被F-1、6BP活化（前馈激活），即需要糖活化（前馈激活），即需要糖酵解加速时该酶的活性被提高。酵解加速时该酶的活性被提高。 当饥饿时，由于血糖水平低，激素胰高血糖素释放，当饥饿时，由于血糖水平低，激素胰高血糖素释放，引起引起cAMP的级联作用，使丙酮酸激酶发生磷酸化，的级联作用，使丙酮酸激酶发生磷酸化，从而失去活性，抑制糖酵解。从而失去活性，抑制糖酵解。六、糖异生作用的意义六、糖异生作用的意义在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定在饥饿情况下保证血糖浓度的相对恒定补充糖原贮备补充糖原贮备有利于乳酸的利用有利于乳酸的利用植物油料种子萌发时，脂肪酸植物油料种子萌发时，脂肪酸糖异生糖异生 第三节、乙醛酸循环第三节、乙醛酸循环 （Glyoxylate pathway or Cycle) 由于循环中产物为乙醛酸而得名由于循环中产物为乙醛酸而得名 只有一些植物和微生物兼具有这样的途只有一些植物和微生物兼具有这样的途 径，动物中不存在。径，动物中不存在。 乙醛酸途径中的酶存在于线粒体和植物乙醛酸途径中的酶存在于线粒体和植物的乙醛酸循环体（的乙醛酸循环体（GlyoxysomeGlyoxysome）中）中乙醛酸循环乙醛酸循环反应历程反应历程NAD +NADH苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶CoASH OCH3-CSCoA苹果酸苹果酸合成酶合成酶COOCOO- -CH2CH2CH2CH2COOCOO- -琥珀酸琥珀酸异柠檬酸异柠檬酸裂解酶裂解酶 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶CoASH顺乌头顺乌头酸酶酸酶 OCH3-CSCoA草酰乙酸草酰乙酸3 31 12 2 OCH3-C-SCoACoASH柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环1 1乙醛酸循环体乙醛酸循环体线粒体线粒体草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸转氨酶天冬氨酸转氨酶草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸转氨酶天冬氨酸转氨酶乙醛酸循环乙醛酸循环乙醛酸循环乙醛酸循环天冬氨酸天冬氨酸2 2PEP羧激酶羧激酶GTPGDP糖异生途径糖异生途径苹果酸苹果酸 COOH HO-CHCOOHH-C-H3 3乙醛酸循环体乙醛酸循环体胞液胞液NAD+ NADH+H+ 草酰乙酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶酶苹果酸脱氢酶酶乙醛酸循环总反应式乙醛酸循环总反应式草酰乙酸草酰乙酸+ 2CoASH+NADH+H+ 2CoASH+NADH+H+ + +FADH+FADH2 22 2乙酰乙酰CoA+NADCoA+NAD+ + FAD+ FAD糖异生糖异生油类植物种油类植物种子中的油子中的油脂脂代代谢谢糖糖乙醛酸循环乙醛酸循环草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA乙醛酸的生物意义乙醛酸的生物意义种子萌发种子萌发第四节第四节 糖原的分解与合成糖原的分解与合成糖原：糖原： 是由若干个葡萄糖单位组成的具有许多分支结构是由若干个葡萄糖单位组成的具有许多分支结构 的多糖，是动物体内糖的储存形式的多糖，是动物体内糖的储存形式。糖原以颗粒形式存在糖原以颗粒形式存在于细胞质中，颗粒中于细胞质中，颗粒中除含糖原外，还有催除含糖原外，还有催化其合成与降解的酶化其合成与降解的酶以及调节蛋白。糖原以及调节蛋白。糖原主要储存在肝和肌肉主要储存在肝和肌肉组织中组织中 糖原的结构糖原的结构糖原的分子结构：糖原的分子结构：糖原的结构糖原的结构肝糖原肝糖原分解主要是补分解主要是补充血糖充血糖肌糖原肌糖原分解主要是为分解主要是为肌肉收缩提供能量。肌肉收缩提供能量。一、糖原的分解一、糖原的分解 (Glycogen breakdown) (Glycogen breakdown)糖原（葡萄糖单位糖原（葡萄糖单位n n）H H3 3POPO4 4 糖原（葡萄糖单位糖原（葡萄糖单位n n1 1）葡萄糖）葡萄糖-1-1-磷酸磷酸糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶肝糖原分解后绝大部分转化为葡萄糖释放入血。肝糖原分解后绝大部分转化为葡萄糖释放入血。糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原脱枝酶糖原脱枝酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶糖原磷酸解的反应过程为：糖原磷酸解的反应过程为：糖原的降解需要三种酶：糖原的降解需要三种酶：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 从糖原的非还原端逐个断下葡萄糖分子，催化断裂的从糖原的非还原端逐个断下葡萄糖分子，催化断裂的是末端葡萄糖残基是末端葡萄糖残基C1C1与相邻葡萄糖残基与相邻葡萄糖残基C4C4之间的糖苷键之间的糖苷键（ -1-1，4-4-糖苷键糖苷键），断裂后氧原子留在），断裂后氧原子留在C4C4上。上。只作用只作用到糖原分支点前到糖原分支点前4 4个葡萄糖残基处即不能再继续催化个葡萄糖残基处即不能再继续催化。糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b b 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶a a无活性无活性磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶糖原糖原脱枝酶糖原糖原脱枝酶 具有糖基转移酶和具有糖基转移酶和 -(16)-(16)糖苷酶的活性糖苷酶的活性有活性有活性糖糖原原磷磷酸酸解解的的步步骤骤糖原核心糖原核心非还原端非还原端磷酸化酶磷酸化酶a转移酶转移酶 G -1-P脱枝酶脱枝酶（释放（释放1个葡萄糖个葡萄糖）G G -6-PG葡萄糖磷酸变位酶葡萄糖磷酸变位酶葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖-6-磷磷酸酸磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶乳酸循环（可立氏循环，乳酸循环（可立氏循环，Cori 循环循环）乳酸循环的生理意义乳酸循环的生理意义：促进乳酸再利用，更新肝糖原，防止酸中毒促进乳酸再利用，更新肝糖原，防止酸中毒+H+H+ +CoriCori循环循环在激烈运动时，在激烈运动时，糖酵解作用产生的糖酵解作用产生的NADHNADH的速度超出通过呼吸链再的速度超出通过呼吸链再形成形成NADNAD+ +的能力的能力。这时肌肉中酵解过程形成的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳。这时肌肉中酵解过程形成的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸使酸使NADNAD+ +再生，这样糖酵解作用才能继续提供再生，这样糖酵解作用才能继续提供ATPATP。肌肉细胞内的乳酸扩散。肌肉细胞内的乳酸扩散到血液并随着血流进入肝脏细胞，在肝脏中通过糖异生途径转变为葡萄糖，到血液并随着血流进入肝脏细胞，在肝脏中通过糖异生途径转变为葡萄糖，又回到血液，随血流供应肌肉和脑对葡萄糖的需要。这个循环过程称又回到血液，随血流供应肌肉和脑对葡萄糖的需要。这个循环过程称CoriCori循循环环二、糖原的生物合成二、糖原的生物合成3. 3. 糖原分枝酶（糖原分枝酶（glycogen branching enzymeglycogen branching enzyme） 催化催化 - -1 1，6-6-糖苷键合成糖苷键合成糖原的生物合成通过三个步骤，包括三种酶。糖原的生物合成通过三个步骤，包括三种酶。1. UDP-1. UDP-葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶 (UDP-glucose pyrophosphorylase) 催化催化形成（尿苷二磷酸葡萄糖形成（尿苷二磷酸葡萄糖UDPGUDPG）2. 2. 糖原合成酶（糖原合成酶（glycogen synthaseglycogen synthase） 催化催化 - -1 1，4-4-糖苷键合成糖苷键合成尿苷二磷酸葡萄糖的生成尿苷二磷酸葡萄糖的生成+PPi1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUDPGUDP-UDP-葡萄糖葡萄糖焦磷酸化酶焦磷酸化酶+PPi糖糖原原合合成成酶酶反反应应UDPGUDP糖原（糖原（n个个G分子）分子）糖原（糖原（n+1）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 -1，6 糖苷键糖苷键糖原分支酶糖原分支酶76-74三、糖原分解和合成的调控三、糖原分解和合成的调控UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 关键酶关键酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 l它们的快速调节有共价修饰和变构调节二它们的快速调节有共价修饰和变构调节二种方式。种方式。l它们都以活性、无（低）活性二种形式存它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。化而相互转变。这两种关键酶的重要特点这两种关键酶的重要特点： 调节有级联放大作用，效率高；调节有级联放大作用，效率高； 两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反； 此调节为酶促反应，调节速度快；此调节为酶促反应，调节速度快； 受激素调节。受激素调节。 1 1. . 共价修饰调节共价修饰调节 腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性） 激素（胰高血糖素等）激素（胰高血糖素等）+ 受体受体 ATP cAMP PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶-P PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 糖原合酶糖原合酶 磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂 PKA（有活性）（有活性） AMP 磷酸二酯酶磷酸二酯酶胰岛素胰岛素受体（酪氨酸激酶）受体（酪氨酸激酶）胰岛素敏感蛋白激酶胰岛素敏感蛋白激酶()2. 2. 别构调节别构调节磷磷酸酸化化酶酶二二种种构构像像紧紧密密型型(T)和和疏疏松松型型(R) ，其其中中T型型的的磷磷酸酸化化的的14位位Ser暴暴露露，在在磷磷蛋蛋白白磷酸酶磷酸酶-1催化下去磷酸化催化下去磷酸化糖原合成糖原合成葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。 磷酸化酶磷酸化酶 a 疏松型疏松型(R) 磷酸化酶磷酸化酶 a 紧密型紧密型(T) 葡萄糖葡萄糖 糖原合成糖原合成 糖原分解糖原分解3 3、肌肉内糖原代谢的二个关键酶、肌肉内糖原代谢的二个关键酶 的调节与肝糖原不同的调节与肝糖原不同 在在糖原分解代谢时糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调肝主要受胰高血糖素的调节，而肌肉主要受肾上腺素调节。节，而肌肉主要受肾上腺素调节。 肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为要为AMPAMP、ATPATP及及6-6-磷酸葡萄糖。磷酸葡萄糖。 Ca Ca2+2+升高，激活肌肉磷酸化酶升高，激活肌肉磷酸化酶b b激酶激酶糖原合酶糖原合酶磷酸化酶磷酸化酶a-Pa-P磷酸化酶磷酸化酶b bAMPAMPATPATP及及6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖