第三节糖原的合成与分解

糖原的分解合成代谢一、糖原的定义糖原(glycogen)是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。

糖原是由葡萄糖残基构成的含许多分支的大分子高聚物。

1、糖原储存的主要器官及其生理意义：a.肌肉：肌糖原，180—300g，主要供肌肉收缩所需。

b.肝脏：肝糖原，70—100g，维持血糖水平。

2、糖原的结构特点及其意义：a.葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键形成长链。

b.约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以α-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。

c.每条链都终止于一个非还原端，非还原端增多，以利于其被酶分解。

二、糖原的分解代谢A.定义：糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程，反应部位在胞浆中进行。

B.肝糖原分解过程：1.糖原的磷酸解。

2.脱枝酶的作用。

a.转移葡萄糖残基；b.水解α-1,6-糖苷键；3.1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖。

4.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖。

C.肌糖原的分解：肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢，肌糖原的分解与Cori循环有关。

三、糖原的合成代谢1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖。

2.6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖。

3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖。

4.α-1,4-糖苷键式结合。

备注：糖原n为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)，作为UDPG上葡萄糖基的接受体。

5、糖原分枝的形成。

糖原的合成与分解总图思维导图。

简述糖原的合成与分解过程糖原是一种重要的非结构性碳水化合物，在植物、动物和微生物的细胞内都有存在。

它是一种由葡萄糖和葡糖苷组成的复合物，是细胞内最重要的多糖，可以构成各类多糖聚合物，参与大量的生物学反应，为生命体提供能量，是构成有机物质和维持细胞与组织结构的重要物质。

一、糖原的合成糖原的合成一般涉及到三步：一是葡萄糖的合成，二是葡糖苷的合成，三是糖原的组装。

（1）葡萄糖的合成葡萄糖是糖原的组成成分，它的原料是碳水化合物。

它通过碳水化合物代谢的产物经过糖异生酶的催化，生成葡萄糖。

这一步的反应也称为碳水化合物分解，分子式为C6H12O6。

（2）葡糖苷的合成以葡萄糖为原料，新陈代谢发生反应，经由糖组蛋白催化，形成葡糖苷，葡糖苷也称为糖原糖苷或辅酶糖苷，它是一种由葡萄糖和苏氨酸组成的混合物，分子式为C6H10O7、C7H14O7。

（3）糖原的组装由于葡萄糖和苏氨酸经过糖组蛋白的催化作用，结合形成糖原，糖原是一种由葡萄糖和葡糖苷组成的复杂物质，糖原分子量大，可能高达数百万，结构十分复杂，它能够参与多种生物反应，促进生物体的代谢，维持细胞活力和组织结构稳定。

二、糖原的分解糖原的分解是指将糖原组成的葡萄糖和葡糖苷分开的过程，它的分解是分子量更小的一种分子构建。

糖原的分解涉及到三步：一是葡萄糖的解离，二是葡糖苷的分解，三是糖原的分解。

（1）葡萄糖的解离葡萄糖是糖原的组成成分，它经过水解酶的催化作用，分解为两个葡萄糖分子。

此时，葡萄糖的分子式为C6H12O6。

（2）葡糖苷的分解葡糖苷是一种由葡萄糖和苏氨酸组成的混合物，它也是糖原的组成成分，糖原分解酶的催化作用，将葡糖苷分解为葡萄糖和苏氨酸，其分子式分别为C6H10O7、C7H14O7。

（3）糖原的分解糖原是由葡萄糖和葡糖苷组成的复杂物质，糖原分解酶可以将其分解为葡萄糖和苏氨酸，以及少量其他物质。

此外，当糖原经过糖原水解酶的催化，也可以分解成葡萄糖，并释放出能量。

糖原的合成与分解糖原是人体内重要的能量物质，它能够供给肝脏和肌肉组织所需的能量，以保持身体正常的生理功能。

在我们的日常生活中，食物中的碳水化合物会被分解成葡萄糖，随后再被合成成糖原存储在肝脏和骨骼肌里。

本文将对糖原的合成和分解进行探讨。

一、糖原的合成糖原的合成是通过糖异生途径完成的。

我们先来看一下这个过程的主要步骤：1.葡萄糖-6-磷酸酶催化下，葡萄糖形成葡糖醛酸。

2.葡糖醛酸先在核心蛋白质上形成个人工基底，然后再和UDP-葡萄糖结合，生成UDP-葡糖醛酸。

3. UDP-葡糖醛酸在磷酸醛酸转移酶的作用下，转化成为ATP-葡糖醛酸，并释放出UDP。

4. ATP-葡糖醛酸通过磷酸化作用，生成ATP-磷酸葡糖醛酸。

5. ATP-磷酸葡糖醛酸在支链酶的作用下，形成支链糖原。

通过上述步骤，我们可以得出一个结论：肝脏细胞和肌肉细胞能够自主地合成和分解糖原，并且维持一定的水平以供能量供给。

二、糖原的分解糖原的分解是通过糖异生途径完成的，也就是糖原通过一系列的反应转化成为葡萄糖。

关键酶是磷酸酯酶，主要控制糖原过程的速率。

具体步骤如下：1.肝脏或肌肉酶将糖原转化为葡萄糖-1-磷酸。

2.葡萄糖-1-磷酸酯酶的作用下，葡萄糖-1-磷酸转化为葡萄糖，并且释放出磷酸。

3.葡萄糖向到达全身各组织细胞的血液中流通，以为身体提供能量。

糖原在体内的分解一般分为糖原保护和糖原降解两种。

糖原保护指的是在饥饿、运动、压力等情况下，糖原会被分解为葡萄糖提供能量维持生理功能，但是人体会保留一定数量的糖原，以确保临界值的能量供给。

糖原降解指的是在糖尿病或酮症酸中毒的病人体内由于胰岛素水平偏低而导致身体无法充分利用葡萄糖，因此需要补充外源性胰岛素。

三、总结糖原的合成和分解是相辅相成的过程，它们保证了人类正常的生理功能和生存需要。

糖原在体内的含量是平衡而动态的，不同的环境因素（例如：节食、运动）都会影响糖原的合成和分解的速率，因此糖原作为人体内的重要储能物质需要人们高度重视和关注。

糖原分解和合成糖原分解和合成是生物体内糖代谢的重要环节，它们在维持血糖稳定、调节能量代谢等方面起着关键作用。

本文将介绍糖原分解和合成的基本概念、过程及作用，并探讨调控因素以及在疾病和健康中的作用，最后给出提高糖原分解与合成能力的实践建议。

一、糖原分解与合成的基本概念糖原是一种多糖，由葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成。

糖原分解和合成是指在生物体内，通过酶的作用使糖原分子断裂和重新组合的过程。

糖原分解产生的葡萄糖分子可以补充血糖，为生物体提供能量；糖原合成则将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用。

二、糖原分解的过程及作用糖原分解主要通过糖原酶的作用进行，分为两个步骤。

首先，糖原酶使糖原分子中的α-1,4-糖苷键断裂，产生葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-6-磷酸。

葡萄糖-6-磷酸可以通过酵解或糖异生途径生成丙酮酸，进一步分解为二氧化碳和水，释放能量。

糖原分解的作用主要有两点：一是为细胞提供能量，满足生命活动需求；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。

三、糖原合成的过程及作用糖原合成与糖原分解相反，是通过酶的作用将葡萄糖分子连接起来形成糖原分子。

糖原合成过程分为两个步骤：首先，葡萄糖-6-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸通过糖原合酶的作用，与另一个葡萄糖分子连接，形成糖原分子。

糖原合成的作用主要有两点：一是将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。

四、糖原分解与合成的生理意义糖原分解与合成在生物体内具有重要的生理意义。

首先，它们有助于维持血糖水平的稳定，满足生物体各种细胞的能量需求。

其次，糖原分解与合成参与调节胰岛素和胰高血糖素的作用，影响脂肪、蛋白质和核酸的合成。

最后，糖原分解与合成还与许多疾病的发生和发展密切相关，如糖尿病、肥胖症等。

五、调控糖原分解与合成的因素糖原分解与合成的调控受到多种因素的影响，包括激素、酶活性、基因表达等。

一、分解代谢（一)糖原磷酸化酶从非还原端水解α-1，4糖苷键，生成1-磷酸葡萄糖。

到分支点前4个残基停止，生成极限糊精。

可分解40%。

有a,b两种形式，b为二聚体，磷酸化后生成有活性的a型四聚体。

b也有一定活性，受AMP显著激活。

（二)去分支酶：有两个活性中心，一个是转移酶，将3个残基转移到另一条链，留下以α-1，6键相连的分支点。

另一个活性中心起脱支酶作用，水解分支点残基，生成游离葡萄糖。

（三)磷酸葡萄糖变位酶：催化1-磷酸葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖，经1，6-二磷酸葡萄糖中间物。

（四)肝脏、肾脏、小肠有葡萄糖6-磷酸酶，可水解生成葡萄糖，补充血糖。

肌肉和脑没有，只能氧化供能。

二、合成：与分解不同（一)在UDP-葡萄糖焦磷酸化酶作用下，1-磷酸葡萄糖生成UDP-葡萄糖，消耗一个UTP，生成焦磷酸（二)糖原合成酶将UDP-葡萄糖的糖基加在糖原引物的非还原端葡萄糖的C4羟基上。

引物至少要有4个糖基，由引发蛋白和糖原起始合成酶合成，将UDP-葡萄糖加在引发蛋白的酪氨酸羟基上。

糖原合成酶a磷酸化后活性降低，称为b，其活性依赖别构效应物6-磷酸葡萄糖激活。

（三)分支酶合成支链。

从至少11个残基的链上将非还原端7个残基转移到较内部的位置，形成1，6键分支。

新的分支必需与原有糖链有4个残基的距离。

分支可加快代谢速度，增加溶解度。

三、衍生糖的合成（一)GDP-岩藻糖Glc→Glc-6-P→Fru-6-P→Man-6-P→Man-1-P→GDP-Man→GDP-岩藻糖（二)UDP-葡萄糖胺Fru-6-P→葡萄糖胺-6-P→NacG-6-P→NAcG-1-P→UDP-NacG（三)CMP-唾液酸UDP-NAcG→N-乙酰神经氨酸-9-磷酸→N-乙酰神经氨酸（唾液酸）→CMP-唾液酸。