第第26章章 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成主要内容和要求：主要内容和要求： 明确糖原的生物学意义，讨论糖原的分解与明确糖原的生物学意义，讨论糖原的分解与合成以及糖原代谢的调控，重点掌握糖原分解与合成以及糖原代谢的调控，重点掌握糖原分解与合成的途径。合成的途径。思考思考糖原的合成和分解课件目目 录录糖原的生物学意义糖原的生物学意义糖原的降解糖原的降解糖原的生物合成糖原的生物合成糖原代谢的调控糖原代谢的调控糖原的合成和分解课件糖原的生物学意义糖原的生物学意义糖原糖原：葡萄糖分子聚合而成的高聚物：葡萄糖分子聚合而成的高聚物生物学意义生物学意义 储存能量、容易动员的多糖，是能储存能量、容易动员的多糖，是能量的储存库。供应能量、维持血糖正常量的储存库。供应能量、维持血糖正常水平水平糖原的合成和分解课件血糖血糖定义：血液中的葡萄糖定义：血液中的葡萄糖表示方法：表示方法：100ml血液中所含葡萄糖的毫血液中所含葡萄糖的毫克数克数正常水平：正常水平：80mg-120mg/100ml意义：保持糖在体内的运输，氧化供能、意义：保持糖在体内的运输，氧化供能、诊断疾病诊断疾病血糖的来源和去路血糖的来源和去路糖原的合成和分解课件血糖血糖消化道吸收消化道吸收肝糖原分解肝糖原分解糖异生糖异生氧化供能氧化供能合成糖原合成糖原变成其他糖类变成其他糖类随尿排出随尿排出变为非糖物质变为非糖物质糖原的合成和分解课件淀粉和糖原结构淀粉和糖原结构NRERE直链淀粉直链淀粉支链淀粉或糖原分支点的结构支链淀粉或糖原分支点的结构RENRE (16)分支点分支点支链淀粉或糖原分子示意图支链淀粉或糖原分子示意图直链淀粉的螺旋结构直链淀粉的螺旋结构0.8nm1.4nm6个残基个残基糖原的合成和分解课件纤维素片层结构纤维素片层结构纤维素纤维素一级一级结构结构植物细胞壁与纤维素的结构植物细胞壁与纤维素的结构微纤维微纤维纤维素链纤维素链植物细胞中的植物细胞中的纤维素微纤维纤维素微纤维细胞壁细胞壁糖原的合成和分解课件多糖的酶促降解多糖的酶促降解1、糖原的分解、糖原的分解 糖原的结构及其连接方式糖原的结构及其连接方式 磷酸化酶磷酸化酶（催化（催化1.4-糖苷键断裂糖苷键断裂） 三种酶协同作用：三种酶协同作用： 转移酶转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）（催化寡聚葡萄糖片段转移） 脱枝酶脱枝酶（催化（催化1.6-糖苷键断裂糖苷键断裂） 糖原的糖原的磷酸解磷酸解 -1，6糖苷键糖苷键 -1，4-糖苷键糖苷键糖原的合成和分解课件糖糖原原磷磷酸酸解解的的步步骤骤非还原端非还原端还原端还原端磷酸化酶磷酸化酶（释放（释放8个个1-P-G）转移酶转移酶脱枝酶脱枝酶（释放（释放1个葡萄糖个葡萄糖）糖原的合成和分解课件2、淀粉的分解、淀粉的分解淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶 脱支酶脱支酶淀粉淀粉+nH+nH3 3POPO4 4 nG-1-p+ nG-1-p+少量葡萄糖少量葡萄糖 淀粉的淀粉的磷酸解磷酸解 淀粉的酶促水解解淀粉的酶促水解解 淀粉酶淀粉酶：在淀粉在淀粉分子内部任意水解分子内部任意水解-1.4-1.4糖苷键。（内切酶）糖苷键。（内切酶） 淀淀粉粉酶酶: :从从非非还还原原端端开开始始，水水解解.4.4糖糖苷苷键键，依依次次水水解解下下一一个个麦芽糖单位（外切酶）麦芽糖单位（外切酶） 脱脱支支酶酶（R R酶酶）: :水水解解淀淀粉粉酶酶和和淀淀粉粉酶酶作作用用后后留留下下的的极极限限糊糊精精中中的的1.6 1.6 糖苷键糖苷键。淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶糖原的合成和分解课件糖的生物合成糖的生物合成一一、单糖的生物合成单糖的生物合成二、二、双糖的生物合成双糖的生物合成三、三、多糖的生物合成多糖的生物合成糖原的合成和分解课件一、单糖的生物合成一、单糖的生物合成1 1、葡萄糖生物合成的最基本途径：、葡萄糖生物合成的最基本途径：光合作用光合作用2 2、糖异生作用、糖异生作用 糖异生作用的糖异生作用的主要途径主要途径和和关键反应关键反应 糖酵解与糖异生作用的糖酵解与糖异生作用的关系关系 糖分解与糖异生作用的糖分解与糖异生作用的关系关系糖原的合成和分解课件光合作用光合作用CO2+H2O(CH2O) +光能光能12O2糖原的合成和分解课件糖异生主要途径糖异生主要途径和关键反应和关键反应 非非糖糖物物质质转转化化成成糖糖代代谢谢的的中中间间产产物物后后，在在相相应应的的酶酶催催化化下下,绕绕过过糖糖酵酵解解途途径径的的三三个个不不可可逆逆反反应应,利利用用糖糖酵酵解解途途径径其其它它酶酶生生成成葡葡萄萄糖糖的的途径称为糖异生。途径称为糖异生。 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖果糖激酶激酶二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸酯酶磷酸酯酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2 草酰乙酸草酰乙酸PEP羧激酶羧激酶糖原的合成和分解课件糖异生途径关键反应之一糖异生途径关键反应之一+ H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸酯酶磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖H葡萄糖葡萄糖糖原的合成和分解课件糖异生途径关键反应之二糖异生途径关键反应之二二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸酯酶磷酸酯酶+ H2O+ Pi1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖磷酸果糖POH2COHOOHHHH糖原的合成和分解课件糖异生途径关键反应之三糖异生途径关键反应之三PEP羧激酶羧激酶ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸CO2CO2糖原的合成和分解课件糖糖酵酵解解和和葡葡萄萄糖糖异异生生的的关关系系ABC1C2A G-6-P磷酸酯酶磷酸酯酶B F-1.6-P磷酸酯酶磷酸酯酶C1 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶C2 PEP羧激酶羧激酶（胞液）（胞液）（线粒体）（线粒体）葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-P-甘油醛甘油醛 -酮戊二酸酮戊二酸乳酸乳酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸TCA循环循环乙酰乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸丙酮酸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天冬氨酸3-P-甘油甘油甘油甘油糖原的合成和分解课件（胞液）（胞液）（线粒体）（线粒体）糖分解和糖糖分解和糖异生的关系异生的关系（PEP）丙酮酸丙酮酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸（转氨基作用）（转氨基作用）糖原的合成和分解课件二、双糖的生物合成二、双糖的生物合成1 1 、单单糖糖基基的的活活化化糖糖核核苷苷酸酸（UDPG、ADPG、GDPG等）的等）的合成合成 糖糖核核苷苷二二磷磷酸酸在在不不同同聚聚糖糖形形成成时时，提提供供糖糖基基和和能能量量。植植物物细细胞胞中中蔗蔗糖糖合合成成时时需需UDPGUDPG，淀淀粉粉合合成成时时需需ADPGADPG，纤纤维维素素合合成成时时需需GDPGGDPG和和UDPGUDPG；动物细胞中糖元合成时需；动物细胞中糖元合成时需UDPGUDPG。2 2、蔗糖的合成、蔗糖的合成 蔗糖合成酶途径蔗糖合成酶途径 磷酸蔗糖合成酶途径磷酸蔗糖合成酶途径 蔗糖磷酸化酶途径蔗糖磷酸化酶途径糖原的合成和分解课件UDPG的结构的结构GUDP糖原的合成和分解课件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UTPUDPG糖原的合成和分解课件三、多糖的生物合成三、多糖的生物合成1、 淀粉的生物合成淀粉的生物合成2、糖原的生物合成糖原的生物合成 糖原的合成和分解课件 淀粉的结构特点淀粉的结构特点 直链淀粉合成直链淀粉合成 由由淀淀粉粉合合成成酶酶催催化化，需需引引物物（GnGn）,ADPG,ADPG供供糖糖基基，形成形成1.41.4糖苷键。糖苷键。 支链淀粉合成支链淀粉合成 淀粉合成酶淀粉合成酶: :催化形成催化形成-1.4-1.4糖苷键糖苷键 Q Q酶酶（分分支支酶酶）: :既既能能催催化化-1.4-1.4糖糖苷苷键键的的断断裂裂，又又能催化能催化-1-1、6 6糖苷键的形成糖苷键的形成淀粉的生物合成淀粉的生物合成糖原的合成和分解课件淀粉的分枝结构淀粉的分枝结构开始分枝的残基开始分枝的残基非还原端非还原端残基残基两个葡萄糖单位之两个葡萄糖单位之间的间的1，6-糖苷键糖苷键两个葡萄糖单位之两个葡萄糖单位之间的间的1，4-糖苷键糖苷键糖原的合成和分解课件直链淀粉的合成直链淀粉的合成AADPG引物（引物（Gn）+直链淀粉直链淀粉(Gn+1)AADP糖原的合成和分解课件在在Q酶作用下的支链淀粉的合成酶作用下的支链淀粉的合成+Q酶（酶（1）Q酶（酶（2）BAAABBnmmmnn糖原的合成和分解课件糖原的生物合成糖原的生物合成 糖原生物合成过程与植物支链淀粉合成过糖原生物合成过程与植物支链淀粉合成过程相似，但参与合成的引物、酶、糖基供体程相似，但参与合成的引物、酶、糖基供体等是不相同的。等是不相同的。 引物引物：结合有一个寡糖链的多肽结合有一个寡糖链的多肽 酶酶：糖原合成酶，分支酶糖原合成酶，分支酶 糖基供体糖基供体：UDPG糖原的合成和分解课件6-磷酸葡萄糖的生成磷酸葡萄糖的生成ATP ADP磷酸激酶磷酸激酶糖原的合成和分解课件1-磷酸葡萄糖的生成磷酸葡萄糖的生成变位酶变位酶1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原的合成和分解课件UDP-葡萄糖的生成葡萄糖的生成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+UTPppiUDP-葡萄糖葡萄糖糖原的合成和分解课件碳链的增长碳链的增长 UDP-葡萄糖葡萄糖糖原的生成糖原的生成引物（引物（Gn）+UDP糖原的合成和分解课件糖原代谢的控制糖原代谢的控制变构控制和共价修饰变构控制和共价修饰肾上腺素和胰高血糖素的调控作用肾上腺素和胰高血糖素的调控作用胰岛素激素的控制作用胰岛素激素的控制作用糖原代谢的钙控制糖原代谢的钙控制糖原的合成和分解课件