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1、糖原的分解和生物合成第1页，此课件共25页哦主要内容主要内容一、一、糖原的分解糖原的分解二、二、糖原的生物合成糖原的生物合成三、三、糖原代谢的调控糖原代谢的调控第2页，此课件共25页哦一、糖原的酶促磷酸解一、糖原的酶促磷酸解 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a（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-糖苷键水解断裂糖苷键水解断裂）-1，4-糖苷键糖苷键-1，6糖苷键糖苷键非还原性末端非还原性末端第3页，此课件共25页哦糖糖原原磷磷酸酸解解
2、的的步步骤骤非还原端非还原端糖原核心糖原核心磷酸化酶磷酸化酶a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）G-1-PG G-6-PG极限糊精极限糊精 双重功能酶双重功能酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶第4页，此课件共25页哦糖原磷酸化酶的作用位点及产物糖原磷酸化酶的作用位点及产物G-1-P磷酸化酶磷酸化酶 a(PLP)非还原性末端非还原性末端磷酸磷酸+断键部位断键部位第5页，此课件共25页哦磷酸化酶的分子结构磷酸化酶的分子结构 磷酸化酶磷酸化酶b Ser14-OH 磷酸化酶磷酸化酶aSer14-P磷酸化酶磷酸化酶 phosphatase 磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶(phosphor
3、ylase kinase)第6页，此课件共25页哦磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖-1，6-二磷酸二磷酸 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶-Ser-P-Ser-P第7页，此课件共25页哦二、糖原的生物合成二、糖原的生物合成1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶葡萄糖焦磷酸化酶（UDP-glucose pytophosphorylase）催催化化单单糖糖基基的的活活化化形形成成糖糖核核苷苷二二磷磷酸酸，为为各各种种聚聚糖糖形形成成时时，提提供供糖糖基基和和能能量量。动动物物细细胞胞中中糖糖元元合合成成时时需需UDPG；植植物物细细胞胞中
4、中蔗蔗糖糖合合成成时时需需UDPG，淀淀粉粉合合成成时时需需ADPG，纤纤维维素素合合成成时时需需GDPG和和UDPG。2、糖原合成酶糖原合成酶（glycogen synthase）催化催化-1，4-糖苷键合成糖苷键合成3.糖原分支酶糖原分支酶（glycogen branching enzyme）催化催化-1，6-糖苷键合成糖苷键合成第8页，此课件共25页哦UDPG的结构的结构GUDP第9页，此课件共25页哦糖核苷酸的生成糖核苷酸的生成（UDP-葡萄糖焦磷酸化酶）葡萄糖焦磷酸化酶）+PPi1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UTPUDPG第10页，此课件共25页哦糖糖原原合合成成酶酶反反应应UDPGUDP
5、糖原（糖原（n个个G分子）分子）糖原（糖原（n+1）生糖原蛋白生糖原蛋白-Tyr-OH，自动糖基化，自动糖基化第11页，此课件共25页哦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1234567第12页，此课件共25页哦三、糖原代谢的调控三、糖原代谢的调控 糖原的合成和分解通过对糖原的合成和分解通过对糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶和和糖原合成酶糖原合成酶 的调节机制进行调控的调节机制进行调控 别构调控别构调控 共价修饰共价修饰 1.糖原磷酸化酶：糖原磷酸化酶：A
6、MP；ATP、6-P-G、Glc2.糖原合成酶：糖原合成酶：6-P-G、Glc第13页，此课件共25页哦磷酸化酶和糖原合成酶磷酸化酶和糖原合成酶的活性是受磷酸化或去磷酸化的的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰共价修饰的的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。糖原合成酶糖原合成酶 a (有活性有活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 b (无活性无活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合成酶糖原合成酶 b (无活性无活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 a (有活性有活性)PP第14页，此课件共25页哦b第15页，此课件共25页哦cAMP
7、结构结构第16页，此课件共25页哦 四、四、激素对糖原合成与激素对糖原合成与分解的调控分解的调控意义意义：由于由于酶酶的共价修饰反应的共价修饰反应是酶促反应，只是酶促反应，只要有少量信号分要有少量信号分子（如激素）存子（如激素）存在，即可通过加在，即可通过加速这种酶促反应，速这种酶促反应，而使大量的另一而使大量的另一种酶发生化学修种酶发生化学修饰，从而获得放饰，从而获得放大效应。这种调大效应。这种调节方式快速、效节方式快速、效率极高。率极高。肾上腺素或胰肾上腺素或胰高血糖素高血糖素1、腺苷酸环化酶（无活、腺苷酸环化酶（无活性）性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、c
8、AMP3、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（无、磷酸化酶激酶（无活性）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（无活性）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胰高肾上腺素或胰高血糖素血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456第17页，此课件共25页哦激素通过激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图蛋白激酶调节代谢示意图 ATP cAMP+PPi内在蛋白质的磷酸化作
9、用内在蛋白质的磷酸化作用改变细胞的生理过程改变细胞的生理过程细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜cR蛋白激酶蛋白激酶 （无活性）（无活性）c+RcAMP蛋白激酶（有活性）蛋白激酶（有活性）受体受体环化酶环化酶激素激素G蛋白蛋白非磷酸化蛋白激酶非磷酸化蛋白激酶ATP ADP磷酸化蛋白激酶磷酸化蛋白激酶第18页，此课件共25页哦G蛋白（蛋白（GTP结合蛋白）结合蛋白）第19页，此课件共25页哦cAMP激活蛋白激激活蛋白激酶的作用机理酶的作用机理第20页，此课件共25页哦双糖的酶促降解双糖的酶促降解 蔗糖蔗糖+H2O 葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖酶蔗糖酶麦芽糖麦芽糖+H2O 2 葡萄糖葡萄糖麦芽糖酶麦芽糖酶乳糖乳
10、糖+H2O 葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖-半乳糖苷酶半乳糖苷酶第21页，此课件共25页哦 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，形形成成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，又又能能催催化化-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第22页，此课件共25页哦淀粉的分枝结构淀粉的分枝结构开始分枝的
11、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-糖苷键糖苷键第23页，此课件共25页哦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第24页，此课件共25页哦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：在淀粉分子在淀粉分子内部任意水解内部任意水解-1.4-1.4糖苷键。糖苷键。（内切酶）（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麦芽芽糖糖单位（外切酶）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第25页，此课件共25页哦