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1、关于糖原的分解和生物合成(2)第1页，讲稿共50张，创作于星期二1 1、糖原的生物学意义、糖原的生物学意义2 2、糖原的降解、糖原的降解3 3、糖原的生物合成、糖原的生物合成4 4、糖原代谢的调控、糖原代谢的调控第2页，讲稿共50张，创作于星期二1.1.糖原的生物学意义糖原的生物学意义糖原糖原动物体内肝脏和肌肉中葡萄糖贮存方式动物体内肝脏和肌肉中葡萄糖贮存方式.肝糖原肝糖原的作用主要是迅速补充血糖的作用主要是迅速补充血糖；肌糖原肌糖原主要是供给肌肉收缩时能量主要是供给肌肉收缩时能量。淀粉淀粉植物体内葡萄糖贮存方式植物体内葡萄糖贮存方式.为何不是葡萄糖，而是以糖原形式贮存？为何不是葡萄糖，而是以
2、糖原形式贮存？为何是糖原，而不是脂类？为何是糖原，而不是脂类？第3页，讲稿共50张，创作于星期二（1 1）产生高渗性产生高渗性,导致尿量显著增多，可致机体脱水，甚至导致尿量显著增多，可致机体脱水，甚至发生高渗性非酮症糖尿病性昏迷，危及生命。发生高渗性非酮症糖尿病性昏迷，危及生命。（2 2）随着大量液体排出，体内电解质也随之排出，引起水、）随着大量液体排出，体内电解质也随之排出，引起水、电解质紊乱，极易并发各种急性病症。电解质紊乱，极易并发各种急性病症。（3 3）血糖增高，不断刺激胰岛）血糖增高，不断刺激胰岛-细胞分泌胰岛素，而且长期细胞分泌胰岛素，而且长期的刺激可使的刺激可使-细胞功能衰竭，而
3、加重糖尿病病情。细胞功能衰竭，而加重糖尿病病情。（4 4）长期高血糖使脏器）长期高血糖使脏器/组织病变组织病变,常见如常见如:毛细血管管壁增厚，毛细血管管壁增厚，管腔变细，红细胞不易通过，组织细胞缺氧；肾小球硬化管腔变细，红细胞不易通过，组织细胞缺氧；肾小球硬化,肾乳头坏死；神经细胞变性，神经纤维发生节段性脱髓鞘病变；肾乳头坏死；神经细胞变性，神经纤维发生节段性脱髓鞘病变；心、脑、下肢等多处动脉硬化等。心、脑、下肢等多处动脉硬化等。1.1 1.1 高血糖对人体的主要危害高血糖对人体的主要危害第4页，讲稿共50张，创作于星期二1.2 1.2 糖原比脂类更适为中转性贮存物质糖原比脂类更适为中转性贮
4、存物质高效能高效能:G:G是机体主要能源物质；糖原分解直接是机体主要能源物质；糖原分解直接产生产生G-1-PG-1-P无需进行生物转化即可分解代谢无需进行生物转化即可分解代谢 被迅速动用被迅速动用:多分支多分支,迅速分解释放迅速分解释放G G能灵敏地维持血糖水平能灵敏地维持血糖水平（动物不能将脂肪酸转变为葡萄糖前体）（动物不能将脂肪酸转变为葡萄糖前体）第5页，讲稿共50张，创作于星期二1.3 1.3 1.3 1.3 糖原的结构特点糖原的结构特点糖原的结构特点糖原的结构特点树枝状的多聚葡萄糖树枝状的多聚葡萄糖分子量分子量10010010001000万万含有多个非还原性末端（合成与分解均由此端开含
5、有多个非还原性末端（合成与分解均由此端开始延伸或降解）始延伸或降解）直链内葡萄糖单位以直链内葡萄糖单位以11，4-4-糖苷键（占总糖苷键糖苷键（占总糖苷键93%93%）连接；支链之间以）连接；支链之间以11，6-6-糖苷键（糖苷键（7 7）连接成）连接成分支。分支。第6页，讲稿共50张，创作于星期二肝糖原普通 显微观察肝糖原颗粒电子显微照片第7页，讲稿共50张，创作于星期二糖原结构示意糖原由聚糖链和生糖原蛋糖原由聚糖链和生糖原蛋白两种成分组成白两种成分组成.生糖原蛋白(糖原引物蛋白)聚糖链糖链非还原端第8页，讲稿共50张，创作于星期二还原端-具有C1游离半缩醛羟基非还原端-具有游离C6羟基16
6、:支链点糖基连接支链点糖基连接14:直链中糖基连接直链中糖基连接糖原中的化学键非还原端二级结构：-螺旋第9页，讲稿共50张，创作于星期二2 2 糖原的降解糖原的降解糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶(辅酶辅酶PLPPLP)直链糖基降解直链糖基降解糖原脱支酶（糖基转移酶）糖原脱支酶（糖基转移酶）去分支糖基去分支糖基磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 G-1-PG-6-PG-1-PG-6-P葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 G-6-PGG-6-PG2.1 参与糖原降解的酶类酶 名 称酶催化反应骨骼肌细胞缺乏此酶骨骼肌细胞缺乏此酶（G G与与G-PG-P细胞通透性不同细胞通透性不同!）第10页，讲稿共50张，
7、创作于星期二糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶（磷酸吡多醛）（磷酸吡多醛）糖原降解概览糖原降解概览糖原糖原核心核心糖原糖原核心核心糖原糖原核心核心糖原糖原核心核心糖原脱支酶糖原脱支酶(寡寡糖基转移糖基转移)糖原脱支酶糖原脱支酶(糖糖苷键水解苷键水解)磷酸解水 解第11页，讲稿共50张，创作于星期二.糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶（磷酸吡多醛）（磷酸吡多醛）磷酸基团进攻非还原端的 1,4糖苷键的富电子O,导致糖苷键断裂,释放一个1-磷酸-葡萄糖(G-1-P)和减少一个糖基的糖原.2.2 糖原的磷酸解反应 O第12页，讲稿共50张，创作于星期二糖原(G)n+Pi G-1-P+糖原(G)n-1 磷酸解与水解的区别、
8、磷酸解的优越性？磷酸解与水解的区别、磷酸解的优越性？P178磷酸解是正磷酸作为一个基团加到游离出来的葡萄糖分子半缩醛羟基(C1)上磷酸解在体外是可逆反应,但是在细胞内,因Pi/G-1-P比值远大于100,所以,反应趋向于发生磷酸解.磷酸解产物已经磷酸化,不用再消耗ATP产生磷酸葡萄糖,为糖酵解提供方便.2.2.1 化学反应式 第13页，讲稿共50张，创作于星期二PLPPLP通过氢键结合转运无机磷酸基团通过氢键结合转运无机磷酸基团 HPOHPO4 42-2-(红色示红色示),),该磷该磷酸基团贡献其酸基团贡献其H H+给给-1,41,4糖苷键上的富电子糖苷键上的富电子O,O,导致电子云转移导致电
9、子云转移,糖苷键破裂糖苷键破裂,产生产生葡萄糖正碳离子过渡态葡萄糖正碳离子过渡态,然后接受磷酸基团然后接受磷酸基团的转移形成磷酸酯键的转移形成磷酸酯键,生成生成G-1-PG-1-P产物产物.2.2.2糖原磷酸解的反应机制糖原磷酸解的反应机制正碳离子中间体正碳离子中间体酶酶酶第14页，讲稿共50张，创作于星期二磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛(VitB(VitB6 6,PLP,PLP,红色部分示红色部分示)与糖原磷酸与糖原磷酸酶中的酶中的LysLys残基残基,通过希夫碱形式连接通过希夫碱形式连接.磷酸吡哆醛的化学结构及其与酶的希夫碱连接磷酸吡哆醛的化学结构及其与酶的希夫碱连接起传递游离Pi基团的作用.故PL
10、P是Pi的载体酶上一页中蓝色示意的P基团第15页，讲稿共50张，创作于星期二2.2.3 2.2.3 糖原磷酸化酶的分子结构糖原磷酸化酶的分子结构糖原磷酸化酶:调节糖原分解的关键酶（共价修饰调节糖原分解的关键酶（共价修饰+别构调节）别构调节）同二聚体同二聚体:含两个相同的亚基含两个相同的亚基两个结构域两个结构域a a和和b b两种形式两种形式N-端结构域端结构域C-端结构域端结构域界面亚结构域界面亚结构域Ser14P位点位点别构调节位点别构调节位点二聚体接触部位二聚体接触部位糖原结合亚结构域糖原结合亚结构域a:Ser14-P化化,高活性高活性 b:Ser14-去去P,低活性低活性 PLP结合部位
11、结合部位;磷酸解催化中心磷酸解催化中心(疏水疏水)第16页，讲稿共50张，创作于星期二磷酸化酶磷酸化酶:各个亚基各个亚基(黄黄,白白)680Lys)680Lys结合结合PLPPLP辅基辅基,再与再与568 Lys568 Lys共同作用共同作用,结合结合Pi,Pi,发挥发挥PiPi载体作用载体作用.催化中心催化中心糖原结合糖原结合中心中心糖原结糖原结合中心合中心P位点位点别构中别构中心心C-C-端结构域端结构域N-N-端结构域端结构域第17页，讲稿共50张，创作于星期二肾上腺素肾上腺素受受体体腺苷环腺苷环化酶化酶腺苷环腺苷环化酶化酶ATPcAMP蛋白激蛋白激酶酶A蛋白激蛋白激酶酶A糖原磷酸糖原磷
12、酸化酶激酶化酶激酶糖原磷酸糖原磷酸化酶化酶b糖原磷酸糖原磷酸化酶激酶化酶激酶糖原磷酸糖原磷酸化酶化酶a2.2.4糖原磷酸化酶的调节糖原磷酸化酶的调节糖原分解激素（胰高血糖原分解激素（胰高血糖素，肾上腺素）作用糖素，肾上腺素）作用于细胞膜受体后，促进于细胞膜受体后，促进cAMPcAMP产生，引起信号产生，引起信号传导通路酶的逐级磷传导通路酶的逐级磷酸化，最终使糖原磷酸化，最终使糖原磷酸化酶发生磷酸化，酸化酶发生磷酸化，催化糖原磷酸解发生。催化糖原磷酸解发生。高活性高活性无活性无活性PP1：磷蛋：磷蛋白磷酸酶白磷酸酶1PPPPPP1第18页，讲稿共50张，创作于星期二激素的级联放大作用激素的级联放
13、大作用：信号分子（激素）结合于特：信号分子（激素）结合于特异性膜受体后，通过异性膜受体后，通过激酶级联事件，即：一系列蛋白激酶级联事件，即：一系列蛋白质（酶）的逐级磷酸化，籍此使信号逐级传送和放大。质（酶）的逐级磷酸化，籍此使信号逐级传送和放大。肾上腺素级联系统对糖原分解的调节肾上腺素级联系统对糖原分解的调节：信号分子（激素）信号分子（激素）G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体G G蛋白腺苷蛋白腺苷环化酶蛋白激酶环化酶蛋白激酶A A糖原糖原磷酸化酶激酶糖原磷酸磷酸化酶激酶糖原磷酸化酶化酶 糖原降解糖原降解关键酶关键酶第19页，讲稿共50张，创作于星期二酶的共价修饰调节酶的共价修饰调节共价修饰调节：共
14、价修饰调节：生物体的一些酶（尤其是一些限速酶）生物体的一些酶（尤其是一些限速酶），在细胞内其它酶的作用下在细胞内其它酶的作用下，其结构中某些特殊基团发，其结构中某些特殊基团发生可逆的共价键生成或断裂（例如磷酸化或去磷酸化作生可逆的共价键生成或断裂（例如磷酸化或去磷酸化作用），从而引起酶活性的激活或抑制，快速改变该酶活用），从而引起酶活性的激活或抑制，快速改变该酶活性，调节某一代谢途径路，称为性，调节某一代谢途径路，称为共价修饰调节共价修饰调节。第20页，讲稿共50张，创作于星期二最常见的共价修饰是磷酸化修饰。通过最常见的共价修饰是磷酸化修饰。通过蛋白激酶蛋白激酶(PK(PK）的催化，被修饰酶分
15、子中丝氨酸或酪氨酸侧链上的催化，被修饰酶分子中丝氨酸或酪氨酸侧链上的羟基进行磷酸化，也可通过的羟基进行磷酸化，也可通过各种磷酸酶各种磷酸酶（如：（如：磷蛋磷蛋白磷酸酶白磷酸酶 PP1PP1）将此类磷酸基团去除，从而形成可逆的）将此类磷酸基团去除，从而形成可逆的共价修饰。共价修饰。磷酸化修饰是体内重要的快速调节酶活磷酸化修饰是体内重要的快速调节酶活性的方式之一性的方式之一。不同的酶催化下级酶的磷酸化与去磷酸化的反应不同的酶催化下级酶的磷酸化与去磷酸化的反应PP1酶 P酶 PKA修饰前后的酶活性不同修饰前后的酶活性不同 第21页，讲稿共50张，创作于星期二酶的别构调节酶的别构调节:激活或抑制激活或
16、抑制酶的别构调节酶的别构调节:酶分子中存在活性中心（催化亚基）酶分子中存在活性中心（催化亚基）和别构中心（调节亚基）和别构中心（调节亚基）,当调节物分子结合于别当调节物分子结合于别构中心时构中心时,引起酶的构象发生改变引起酶的构象发生改变,从而导致酶的从而导致酶的活性相应改变活性相应改变.这种酶活调节方式称为这种酶活调节方式称为酶的别构调节酶的别构调节.与别构中心特异性结合引起酶构象改变和酶活性改与别构中心特异性结合引起酶构象改变和酶活性改变的调节物质称为变的调节物质称为别构效应物别构效应物；具有别构调节机制；具有别构调节机制的酶成为的酶成为别构酶别构酶.别构调节与共价修饰调节均属于酶的快速调
17、节。别构调节与共价修饰调节均属于酶的快速调节。第22页，讲稿共50张，创作于星期二酶的别构抑制酶的别构抑制:酶分子与其底物有较高亲和性酶分子与其底物有较高亲和性,与与效应物结合后效应物结合后,引起酶构象发生改变引起酶构象发生改变,失去与底失去与底物的亲和力物的亲和力,导致酶活性降低或丧失导致酶活性降低或丧失.酶的别构激活酶的别构激活:酶分子与底物亲和力低酶分子与底物亲和力低,与效应物与效应物结合后结合后,引起酶构象发生改变引起酶构象发生改变,导致酶对底物的亲导致酶对底物的亲和力大大提高和力大大提高,增加酶催化活性增加酶催化活性.别构激活别构激活别构抑制别构抑制别构抑制剂别构抑制剂别构激活剂别构
18、激活剂第23页，讲稿共50张，创作于星期二肾上腺素肾上腺素受受体体腺苷环腺苷环化酶化酶腺苷环腺苷环化酶化酶ATPcAMP蛋白激蛋白激酶酶A蛋白激蛋白激酶酶A糖原磷酸糖原磷酸化酶激酶化酶激酶糖原磷酸糖原磷酸化酶化酶b糖原磷酸糖原磷酸化酶激酶化酶激酶糖原磷酸糖原磷酸化酶化酶a2.2.4糖原磷酸化酶的调节糖原磷酸化酶的调节糖原分解激素（胰高血糖原分解激素（胰高血糖素，肾上腺素）作用糖素，肾上腺素）作用于细胞膜受体后，促进于细胞膜受体后，促进cAMPcAMP产生，引起信号产生，引起信号传导通路酶的传导通路酶的逐级磷逐级磷酸化酸化，最终使糖原磷，最终使糖原磷酸化酶发生磷酸化，酸化酶发生磷酸化，催化糖原磷
19、酸解发生。催化糖原磷酸解发生。高活性高活性无活性无活性PP1：磷蛋：磷蛋白磷酸酶白磷酸酶1PPPPPP1第24页，讲稿共50张，创作于星期二激素激活的激素激活的蛋白激酶蛋白激酶A A使使糖原磷酸化酶激酶糖原磷酸化酶激酶的的 亚基发生亚基发生P P 化，同化，同时，时，CaCa 结合于其结合于其亚基，双重作用，使得亚基，双重作用，使得糖原磷酸化酶激酶糖原磷酸化酶激酶具有完全的催化活性，促使具有完全的催化活性，促使糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b b发生发生P P化，成为有活性的化，成为有活性的糖糖原磷酸化酶原磷酸化酶a a，促进糖原分解。促进糖原分解。糖原磷酸化酶激酶与糖原磷酸化酶的激活糖原磷酸化酶激
20、酶与糖原磷酸化酶的激活胰高血糖素胰高血糖素无活磷酸化酶激酶无活磷酸化酶激酶高活磷酸化酶激酶高活磷酸化酶激酶活性糖原磷酸化酶活性糖原磷酸化酶a无活糖原磷酸化酶无活糖原磷酸化酶b部分活化部分活化部分活化部分活化共价修饰别构激活第25页，讲稿共50张，创作于星期二磷酸化酶a:有有-P,-P,更趋于更趋于R R状态状态,高活性高活性磷酸化酶b:无无-P,-P,更趋于更趋于T T状态状态,无活性无活性糖原磷酸化酶的共价修饰调节与构象改变糖原磷酸化酶的共价修饰调节与构象改变R:松弛状态松弛状态T:紧张状态紧张状态R R态与态与T T态的平衡态的平衡酶酶a酶酶b活性活性中心中心第26页，讲稿共50张，创作于
21、星期二当细胞能荷低时，当细胞能荷低时，AMPAMP浓度升高，结合于浓度升高，结合于磷酸化酶磷酸化酶b b的的AMPAMP结合位点，导致酶构象由无活性的结合位点，导致酶构象由无活性的T T状态改变为高活性的状态改变为高活性的 R R状态，状态，促进糖原磷酸解发生，增加血糖供应，促进糖酵促进糖原磷酸解发生，增加血糖供应，促进糖酵解和氧化产能；解和氧化产能；ATPATP则相反。则相反。糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b的别构调节的别构调节I活性失活核苷酸结核苷酸结合位点合位点第27页，讲稿共50张，创作于星期二当机体营养充沛，代谢正常，细胞中葡萄糖浓度高时，当机体营养充沛，代谢正常，细胞中葡萄糖浓度高时，葡
22、萄糖葡萄糖结合于结合于磷酸化酶磷酸化酶a a的的G G结合位点结合位点，导致其构象从有，导致其构象从有活性的活性的R R状态改变为无活性的状态改变为无活性的T T状态，因而，阻断糖原状态，因而，阻断糖原的分解。的分解。磷酸化酶活性的别构调节磷酸化酶活性的别构调节II G结合位点结合位点失活活性第28页，讲稿共50张，创作于星期二2.3 糖原分支处葡糖基的水解糖原脱支酶糖原脱支酶(糖糖苷键水解苷键水解)第29页，讲稿共50张，创作于星期二糖原脱支酶：糖原脱支酶：糖基转移酶活性糖基转移酶活性糖原脱支酶：糖原脱支酶：a-1,6a-1,6糖苷酶活性糖苷酶活性G-1-P90H H2 2O OPPPP正常
23、生理糖正常生理糖原降解：原降解：P糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶10第30页，讲稿共50张，创作于星期二G-1-PG-1-P由由磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶催化，经过催化，经过G-1,6-2PG-1,6-2P中间产中间产物生成物生成G-6-PG-6-P（此酶需少量（此酶需少量G-1,6-2PG-1,6-2P发挥充分活性），发挥充分活性），即可进入糖酵解。即可进入糖酵解。某些组织中某些组织中G-6-PG-6-P由由葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶催化水解生成葡催化水解生成葡萄糖（肝、肾及肠细胞含此酶，脑、肌肉细胞中无此萄糖（肝、肾及肠细胞含此酶，脑、肌肉细胞中无此酶），进入血液运送全身。酶），进
24、入血液运送全身。葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶存在光面内质网磷酸酶存在光面内质网,它的作用共需它的作用共需5 5种蛋白。种蛋白。2.4 G-1-P2.4 G-1-P的转化的转化第31页，讲稿共50张，创作于星期二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶中的变位酶中的SerSer残基结合有磷酸基团与残基结合有磷酸基团与底物中的磷酸基团发生交换，而使得磷酸基发生了底物中的磷酸基团发生交换，而使得磷酸基发生了分子内的转移。分子内的转移。磷酸葡萄糖变位酶催化机制磷酸葡萄糖变位酶催化机制回顾：与糖酵解中的哪步反应机制相似？回顾：与糖酵解中的哪步反应机制相似？第32页，讲稿共50张，创作于星期二钙结合钙结合稳定蛋白稳定蛋
25、白G-6-PG-6-P的水解与生物转运的水解与生物转运内质网内质网细胞液细胞液细胞膜外细胞膜外血液循环血液循环葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶仅存在于肝、肾及肠细胞仅存在于肝、肾及肠细胞(联系糖联系糖异生途径）异生途径）G体内转运形式体内转运形式局限于胞内局限于胞内p182第33页，讲稿共50张，创作于星期二扩展学习：蛋白质的合成与转运（细胞生物学）扩展学习：蛋白质的合成与转运（细胞生物学）滑面内质网滑面内质网粗面内质网粗面内质网转运泡转运泡高尔基体高尔基体顺面顺面分泌泡分泌泡（定（定向转运成熟蛋向转运成熟蛋白质）白质）接受内质网转运的待接受内质网转运的待加工蛋白加工蛋白蛋白质在内质网中合成
26、和初步加工，然后进入高尔基体进一步加工，最后定向运送到特定场所，执行其生理功能。内质网内质网第34页，讲稿共50张，创作于星期二3 3 3 3 糖原的生物合成糖原的生物合成糖原的生物合成糖原的生物合成糖原合成需要糖原引物：糖原合成需要糖原引物：以细胞内以细胞内生糖原蛋白为核生糖原蛋白为核心心，在其上含在其上含4 4个以上葡萄糖残基作为糖原合成的个以上葡萄糖残基作为糖原合成的引物引物。新的葡糖残基以半缩醛羟基（新的葡糖残基以半缩醛羟基（C C1 1OH)OH)与聚糖链非还原与聚糖链非还原端末位糖残基的端末位糖残基的C C4 4-OH-OH脱水缩合，形成新的脱水缩合，形成新的 1 1，4 4 糖苷
27、键，糖苷键，逐步聚合加长聚糖链。逐步聚合加长聚糖链。细胞中糖原颗粒数目取决于糖原引物数目细胞中糖原颗粒数目取决于糖原引物数目糖原合成时葡萄糖的供体是糖原合成时葡萄糖的供体是UDPGUDPG（高能活化态）（高能活化态）第35页，讲稿共50张，创作于星期二3.1 3.1 参与糖原合成的酶类参与糖原合成的酶类 UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 葡萄糖单位的活化葡萄糖单位的活化 糖原合酶糖原合酶（糖基聚合酶）（糖基聚合酶）聚糖聚糖直链的延长直链的延长 糖原分支酶糖原分支酶 寡糖链转移寡糖链转移 分支的形成分支的形成酶 名 称酶催化反应第36页，讲稿共50张，创作于星期二3.2 葡萄糖的活化反应G-
28、6-PPG-1-PPUDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶UDPGUDPG化学结构（高能化合物）化学结构（高能化合物）葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸（活化共消耗（活化共消耗2ATP）第37页，讲稿共50张，创作于星期二UDP-UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（可逆）葡萄糖焦磷酸化酶（可逆）尿嘧啶尿嘧啶核糖核糖葡萄糖葡萄糖核糖核糖尿嘧啶尿嘧啶UDPG葡萄糖参与糖原合成的活化形式葡萄糖参与糖原合成的活化形式焦磷酸的迅速水解，使反应焦磷酸的迅速水解，使反应在细胞内不可逆。在细胞内不可逆。G-1-P第38页，讲稿共50张，创作于星期二糖原合酶糖原合酶：只能催化只能催化UDPG加在已有加在已有4个个（或（或4个
29、个以上）糖基聚合的寡糖链非还原末端。以上）糖基聚合的寡糖链非还原末端。生糖原蛋白生糖原蛋白：具有自动催化作用，催化具有自动催化作用，催化8个个G单位单位 14 成键成键聚合，形成糖原核心。聚合，形成糖原核心。细胞内糖原颗粒数目取决于生糖原蛋白分子数细胞内糖原颗粒数目取决于生糖原蛋白分子数目。目。糖原合酶必需与生糖原蛋白紧密结合才能有效发挥糖原合酶必需与生糖原蛋白紧密结合才能有效发挥活性；一旦脱离生糖原蛋白，丧失催化糖单位聚合活性；一旦脱离生糖原蛋白，丧失催化糖单位聚合功能。功能。3.3 糖原合酶及其催化的反应第39页，讲稿共50张，创作于星期二3.3.1生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白生糖原蛋白
30、是具有自我催化功能的酶，以同二聚体是具有自我催化功能的酶，以同二聚体的形式存在，彼此催化另一亚基中的的形式存在，彼此催化另一亚基中的Tyr残基中的残基中的羟基与羟基与G相连，相连，UDPG作为作为G供体，聚合供体，聚合8个个G后，后，由糖原合酶催化后续由糖原合酶催化后续G单位聚合单位聚合第40页，讲稿共50张，创作于星期二生糖原蛋白引物的形成生糖原蛋白引物的形成脱水脱水糖基加长糖基加长延伸延伸第41页，讲稿共50张，创作于星期二糖原合酶糖原合酶合成方向合成方向U非还原末端非还原末端3.3.2 糖原合酶催化的反应41糖原糖原糖原糖原GnGn1还原端非还原端第42页，讲稿共50张，创作于星期二G-
31、6-P ATP 糖原糖原Gn H2O 糖原糖原G n 1 ADP 2Pi 总反应：总反应：第43页，讲稿共50张，创作于星期二3.3.3糖原合酶上的电荷分布糖原合酶上的电荷分布磷酸化前的电荷分布；磷酸化前的电荷分布；磷酸化后的电荷分布磷酸化后的电荷分布肽链上存在多个磷酸化位点肽链上存在多个磷酸化位点P P化残基集中在酶肽链的化残基集中在酶肽链的N N末端和末端和C C末端末端完全磷酸化后，完全磷酸化后，C-C-末端的静电荷极大提高末端的静电荷极大提高磷酸化的糖原合酶失去催化活性磷酸化的糖原合酶失去催化活性糖原合酶肽链糖原合酶肽链第44页，讲稿共50张，创作于星期二3.3.4糖原合酶的调控糖原合
32、酶的调控高活性高活性无活性无活性激素信号的磷激素信号的磷酸化级联放大酸化级联放大机制同前机制同前。糖。糖原合酶有多个原合酶有多个P化位点，逐化位点，逐步步P化，活性化，活性降低，致完全降低，致完全失活。失活。P肾上腺素肾上腺素受受体体腺苷环腺苷环化酶化酶cAMPATP蛋白激蛋白激酶酶A腺苷环化酶蛋白激酶A糖原合酶 aPPPP1糖原合糖原合酶酶bPP第45页，讲稿共50张，创作于星期二糖原合酶糖原合酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶两种酶的空间结构高度相似两种酶的空间结构高度相似，磷酸化修饰效应相反，磷酸化修饰效应相反。第46页，讲稿共50张，创作于星期二糖原分支酶糖原分支酶3.4 3.4 糖原分支酶与
33、糖原分支酶与 1 1，6 6糖苷键形成糖苷键形成寡糖链转移寡糖链转移糖原分支酶糖原分支酶断开断开断开断开1111，4-4-4-4-糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键(自由能自由能自由能自由能-15.5kJ/mol)-15.5kJ/mol)-15.5kJ/mol)-15.5kJ/mol)形成形成形成形成1111，6-6-6-6-糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键(自由能自由能自由能自由能-7.1kJ/mol)-7.1kJ/mol)-7.1kJ/mol)-7.1kJ/mol)转移转移转移转移6 6 6 67 7 7 7个葡萄糖短链个葡萄糖短链个葡萄糖短链个葡萄糖短链第47页，讲稿共50张，创作于星期二糖原多分支：增加
34、可溶性、增加非还原性末端，大大提糖原多分支：增加可溶性、增加非还原性末端，大大提糖原多分支：增加可溶性、增加非还原性末端，大大提糖原多分支：增加可溶性、增加非还原性末端，大大提高糖原分解和合成效率。高糖原分解和合成效率。高糖原分解和合成效率。高糖原分解和合成效率。分支点之间相隔至少分支点之间相隔至少分支点之间相隔至少分支点之间相隔至少4 4个葡萄糖残基个葡萄糖残基糖原分支酶糖原分支酶糖原分支酶糖原分支酶第48页，讲稿共50张，创作于星期二寡糖链与酶分子中保守的寡糖链与酶分子中保守的AspAsp共价相连，形成稳定中间体共价相连，形成稳定中间体 与糖原脱支酶属于同与糖原脱支酶属于同一蛋白质家族一蛋白质家族.糖原分支酶结构糖原分支酶结构第49页，讲稿共50张，创作于星期二感谢大家观看第50页，讲稿共50张，创作于星期二