生物化学(2)第三章 糖原的分解及合成
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糖代谢第一节概述一、糖的生理功能:1. 氧化供能。
是糖类最主要的生理功能。
2. 提供合成体内其他物质的原料。
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。
3. 作为机体组织细胞的组成成分。
如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。
二、糖的消化吸收消化部位:主要在小肠,少量在口腔唾液和胰液中都有α-淀粉酶,可水解淀粉分子内的α-1,4糖苷键。
淀粉消化主要在小肠内进行。
在胰液内的α-淀粉酶作用下,淀粉被水解为麦芽糖和麦芽三糖,及含分支的异麦芽糖和α-临界糊精。
寡糖的进一步消化在小肠粘膜刷状缘进行。
α-葡萄糖苷酶水解没有分支的麦芽糖和麦芽三糖;α-临界糊精酶则可水解α-1,4糖苷键和α-1,6糖苷键,将α-糊精和异麦芽糖水解成葡萄糖。
肠粘膜细胞还存在有蔗糖酶和乳糖酶等,分别水解蔗糖和乳糖。
糖被消化成单糖后才能在小肠被吸收,再经门静脉进入肝。
小肠粘膜细胞对葡萄糖的摄人是一个依赖于特定载体转运的、主动耗能的过程,在吸收过程中同时伴有Na+的转运。
三、糖代谢的概况在供氧充足时,葡萄糖进行有氧氧化彻底氧化成C02和H20;在缺氧时,则进行糖酵解生成乳酸。
此外,葡萄糖也可进入磷酸戊糖途径等进行代谢,以发挥不同的生理作用。
葡萄糖也可经合成代谢聚合成糖原,储存于肝或肌组织。
有些非糖物质如乳酸、丙氨酸等还可经糖异生途径转变成葡萄糖或糖原。
以下将介绍糖的主要代谢途径、生理意义及其调控机制。
三、糖代谢的概况葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧无氧ATP H 2O CO 2乳酸糖异生途径乳酸、氨基酸、甘油糖原肝糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径核糖NADPH+H+淀粉消化吸收第二节 糖的无氧分解一、糖酵解的反应过程在缺氧情况下,葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖酵解。
糖酵解的全部反应在胞浆中进行。
(一) 葡萄糖分解成丙酮酸(糖酵解途径)1.葡萄糖磷酸化成为6-磷酸葡萄糖: 葡萄糖进入细胞后首先的反应是磷酸化。
磷酸化后葡萄糖即不能自由通过细胞膜而逸出细胞。
糖原代谢与合成糖原有支链也有直链, 有许多非还原性末端和一个还原性末端. 一般分解糖原需要从链的非还原性末端入手, 如果支链较多, 那么就可以同时分解多个支链, 加快糖原分解速度. 糖原一般储存在肝, 肌肉中1.糖原的第一步降解称为磷酸解发生在糖原的非还原性末端, 由糖原磷酸化酶催化, 消耗一个磷酸根. 生成G1P和缩短的糖原.磷酸解的好处在于直接生成带磷酸根的葡萄糖, 不需要消耗ATP了. 只有水解下来的才是普通的葡萄糖.需要磷酸吡哆醛做辅酶(转氨基作用也需要这个)2.糖原脱支糖原磷酸化酶只能作用在1,4糖苷键上, 故分支点上的用不了, 这时候需要脱支酶, 它既可以把剩的的很短的一段支链拿走3个到别的支链上, 又可以把剩下的最后一个支点水解掉. 产生脱支的糖原和一分子葡萄糖. 也就是说脱支酶既有转移酶的活性, 又有糖苷酶的活性.3.G1P变位使用磷酸葡萄糖变位酶可以把G1P变为G6P, 从而进入糖酵解, 或者通过葡萄糖6磷酸酶变为葡萄糖运输到其它地方.糖原的合成之前说糖原代谢可以直接磷酸解, 从而看起来省了能量, 但是有代价的, 那就是合成糖原时需要额外消耗ATP.1.合成糖原需要首先活化葡萄糖, 并不是用ATP, 而是用UTP, 并且不是上磷酸根, 而是去掉磷酸根上UDP. 首先葡萄糖用HK变G6P, 然后用磷酸葡萄糖变位酶, 变成G1P, 与UTP反应生成UDPGlc与焦磷酸PPi, 焦磷酸极易水解, 所以推动该反应发生. 酶是UDPGlc焦磷酸化酶. 这种PPi推动反应的例子还有很多2.糖原合酶催化合成. UDP-G直接加在已有糖原的非还原性末端. 这是糖原合成需要引物的体现. UDP被脱掉.3.形成引物. 糖原素引起引物合成, 糖原素不断催化UDP-G到自己身上来,直到形成7个分子长的链, 就形成了引物, 但糖原素并未解离.4.形成分支. 分支酶能够将一个7糖单位转移到临近的糖链上糖原代谢的调节糖原磷酸化酶和糖原合酶应该交互调节.1.别构调节肌糖原磷酸化酶的别构调节它有a, b, 两种形式, a有活性而b没有活性. 只是前者被磷酸化修饰了. 两种形式的酶都有T和R两种构象, a形的R多, b形的T多, T态的活性较低.肌糖原磷酸化酶的别构效应物有ATP, G6P, AMP, 只作用于b形, 该酶可以结合核苷酸, 从而改变构象. 高浓度的ATP可以与b形结合, 转化为无活性的T态, 而高浓度的AMP则促使转变为R态. 同样的, G6P多了也可以抑制该酶.大多数情况下, ATP与G6P共同抑制该酶的b形, 但a形总是有活性. 如果受到肾上腺素的刺激, b形会变成a形.肝糖原磷酸化酶的别构调节.与肌细胞中类似, 但是a形对别构效应物反应强烈, 并且a形的别构效应物是葡萄糖.糖原合酶的别构调节其也有a, b形, 但a为去磷酸化状态, b为磷酸化状态, G6P是其正别构效应物1.可逆磷酸化调节糖原磷酸化酶b激酶可以使b变为a形, 也可以磷酸化糖原合酶a其有4个亚基, 被肾上腺素或胰高血糖素激活后, β亚基被磷酸化修饰, 此时有部分活性, 若想有完全活性, 则要有钙离子结合. 这两个是与门. 有活性的糖原磷酸化酶b激酶可以把b形转化为有活性的a形, 做到升血糖.磷蛋白磷酸酶PP-1,PP1可以与糖原结合, 可以催化有磷酸的蛋白质去磷酸化. 这正是上述的两种反应的a,b形磷酸化恰好相反的原因. 在PP1活性高的情况下, 所及之处, 没有磷酸化的蛋白, 即糖原磷酸化酶处于b形, 磷酸化酶b激酶与门条件不达成, 糖原合酶处于a形, 即糖原合成处于活性, 而糖原降解被抑制。
糖原合成分解的特点
糖原合成和分解的特点如下:
1. 糖原合成:糖原合成是指将葡萄糖分子连接成糖原的过程。
这个过程需要消耗能量(ATP),并且由糖原合成酶催化完成。
糖原合成的速度受到多种因素的调节,包括胰岛素、血糖水平和细胞内能量状态等。
2. 糖原分解:糖原分解是指将糖原分解成葡萄糖分子的过程。
这个过程由糖原磷酸化酶催化,可以分为两个阶段:糖原磷酸化和葡萄糖-1-磷酸的生成。
糖原分解的速度也受到多种因素的调节,包括胰高血糖素、肾上腺素和细胞内能量需求等。
3. 调节机制:糖原合成和分解的过程受到精细的调节,以维持血糖水平的稳定。
胰岛素促进糖原合成,而胰高血糖素和肾上腺素则促进糖原分解。
此外,细胞内的能量状态和其他激素也会影响糖原合成和分解的速度。
4. 能量储存:糖原是动物细胞内的一种重要能量储存形式。
在需要能量时,糖原可以迅速分解为葡萄糖,为细胞提供燃料。
糖原的储存和分解对于维持细胞的能量平衡和正常功能至关重要。
小节练习第五节糖原的合成与分解2015-07-07 71699 0摄入的糖类除分解供能外,大部分转变成脂肪(甘油三酯)储存于脂肪组织内,还有一小部分合成糖原。
糖原( glycogen)是葡萄糖的多聚体,是体内糖的储存形式。
葡萄糖单位主要以α-1,4-糖苷键连接,分支处为α-1,6-糖苷键。
糖原分子呈树枝状,中心分支多,外区分支较少。
糖原的合成具有重要意义,当机体需要葡萄糖时它可以被迅速动用,而脂肪则不能。
肝和骨骼肌是储存糖原的主要组织器官,但肝糖原和肌糖原的生理意义不同。
肝糖原是血糖的重要来源,这对于某些依赖葡萄糖供能的组织(如脑、红细胞等)尤为重要。
而肌糖原主要为肌收缩提供急需的能量。
一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体糖原合成( glycogenesis)是指由葡萄糖生成糖原的过程,主要发生在肝和骨骼肌。
糖原合成时,葡萄糖先活化,再连接形成直链和支链(图6-11)。
图6-11 糖原的合成与分解(a)磷酸葡萄糖变位酶;(b)UDPG焦磷酸化酶;(c)糖原合酶和分支酶;(d)糖原磷酸化酶和脱支酶(一)葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖糖原合成起始于糖酵解的中间产物葡糖-6-磷酸。
首先,葡糖-6-磷酸变构生成葡糖-1-磷酸。
后者再与尿苷三磷酸( UTP)反应生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)和焦磷酸,此反应可逆,由UDPG焦磷酸化酶(UDPG pyrophosphorylase)催化。
由于焦磷酸在体内迅速被焦磷酸酶水解,使反应向糖原合成方向进行。
体内许多合成代谢反应都伴有副产物焦磷酸生成,因此焦磷酸水解有利于合成代谢的进行。
UDPG可看作“活性葡萄糖”,是体内的葡萄糖供体。
(二)尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链UDPG的葡萄糖基不能直接与游离葡萄糖连接,而只能与糖原引物相连。
糖原引物是指细胞内原有的较小的糖原分子,这些寡糖链的合成依赖一种糖原蛋白( glycogenin)作为葡萄糖基的受体。
糖原蛋白是一种自身糖基化酶,将UDPG分子的葡萄糖基连接到自身的酪氨酸残基上,这种糖基化的糖原蛋白可作为糖原合成的引物。
0、两性离子:指在同一氨基酸分子上含有等量的正负两种电荷,又称兼性离子或偶极离子。
1、糖酵解:在供氧不足时,葡萄糖在细胞液中分解成丙酮酸,丙酮酸进一步还原成乳酸(同时释放少量能量合成ATP)的过程2、糖原合成与分解:由单糖合成糖原的过程成为糖原的合成。
糖原的分解就是指由糖原分解成葡萄糖的过程3、糖异生:由非糖类物质合成葡萄糖的过程4、有氧氧化:在供氧充足时,葡萄糖在细胞液中分解生成的丙酮酸进入线粒体,彻底氧化成CO2与H2O,并释放大量能量5、三羧酸循环:在线粒体内,乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸,柠檬酸再经过一系列酶促反应之后又生成草酰乙酸,形成一个反应循环,该循环生成的第一个化合物就是柠檬酸,它含有三个羧基,所以称为三羧酸循环6、血糖:血液中的单糖,主要就是葡萄糖7、血脂:血浆中脂类的总称,主要包括甘油三酯,磷脂,胆固醇与游离脂肪酸8、血浆脂蛋白:就是脂类在血浆中的存在形式与转运形式,一类由脂肪,磷脂,胆固醇及其酯与不同的载脂蛋白按不同比例组成的,便于通过血液运输的复合体。
9、脂肪动员:脂肪内的甘油三酯被脂肪酶水解生成甘油与脂肪酸,释放入血,供给全身各组织氧化利用的过程10.酮体:包括乙酰乙酸,B—羟丁酸与丙酮,就是脂肪酸分解代谢的正常产物11、必需脂肪酸:人体生命活动所必不可少的几种多不饱与脂肪酸,在人体内不能合成,必须由食物来供给。
包括亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸12、必需氨基酸:体内需要而自身又不能合成、必须由食物供给的氨基酸。
包括:异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸13、蛋白质互补作用:将不同种类营养价值较低的蛋白质混合食用,可以相互补充所缺少的必须氨基酸,从而提高其营养价值,称为蛋白质的互补作用14、转氨基作用:就是指由氨基转移酶催化,将氨基酸的a-氨基转移到一个a-酮酸的羰基位置上,生成相应的a-酮酸与新的a-氨基酸。
该过程只发生氨基转移,不产生游离的氨气15、一碳单位:有些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的活性基团,称为一碳单位16、密码子:在mRNA的开放阅读框架区,以每3个相邻的核苷酸为一组,代表一种氨基酸(或其她信息),这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。
《生物化学》——糖代谢基本信息:[矩阵文本题] *您的性别: [单选题] *○男○女1. 糖原分解过程中,可被调节的酶是磷酸化酶。
[单选题] *对(正确答案)错2. 糖酵解在细胞质中进行,而有氧氧化只在线粒体中进行。
[单选题] *对错(正确答案)3. 糖酵解过程只因磷酸果糖激酶催化的是单向反应,所以整条代谢途径不可逆。
[单选题] *对错(正确答案)4. 糖酵解是在无氧条件下分解糖,产生ATP的代谢途径。
所以在供氧充足条件下,所有组织细胞是通过有氧氧化来供能。
[单选题] *对错(正确答案)5. 糖酵解过程的特点之一是不需氧分子参加,无氧化反应,故称之为糖的无氧分解。
[单选题] *对错(正确答案)6. 肝糖原分解是指肝脏中的糖原磷酸解转变为葡萄糖的过程,而肌糖原分解是指肌肉中糖原转变成乳酸的过程,后者不能直接生成葡萄糖。
[单选题] *对(正确答案)错7. 糖原合成中UDPG是6-磷酸葡萄糖与UTP反应生成的。
[单选题] *对错(正确答案)8. 血糖基本来源靠食物提供。
[单选题] *对(正确答案)错9. 肌糖原经磷酸化酶作用后生成葡萄糖。
[单选题] *对错(正确答案)10. 在饥饿时维持血糖浓度的恒定主要依靠糖异生作用。
[单选题] *对(正确答案)错11. 糖异生作用只能在肝脏中进行。
[单选题] *对错(正确答案)12. 血糖浓度降低时,肝糖原和肌糖原可分解成葡萄糖。
[单选题] *对错(正确答案)13. 降低血糖的激素有胰岛素,肾上腺皮质激素。
[单选题] *对错(正确答案)14. 三羧酸循环不仅是糖代谢的重要途径也是糖、脂肪、蛋白质,彻底氧化共同途径。
[单选题] *对(正确答案)错15. 由于肝细胞膜对葡萄糖自由通过,不依赖于胰岛素,所以肝脏的糖代谢不受胰岛素的影响。
[单选题] *对错(正确答案)16. 在三羧酸循环中琥珀酸脱下的2H是经NADH氧化呼吸链传递最后与氧结合成水并产生3分子ATP。
糖原的合成与分解及糖异生作用说课设计车莉波【期刊名称】《卫生职业教育》【年(卷),期】2013(031)010【总页数】2页(P76-77)【关键词】糖原合成;糖异生;说课设计【作者】车莉波【作者单位】天水市卫生学校,甘肃天水741000【正文语种】中文【中图分类】G4201 教材分析1.1 教学内容在教材中的地位和作用本节课所用教材是车龙浩主编的《生物化学》第二版,该教材的主体是三大营养物质的代谢,其中糖代谢又是脂类代谢和蛋白质代谢的基础,可谓本书的重中之重。
糖代谢一章中的糖原合成与分解及糖异生作用是糖酵解途径的深化,为本章重点内容,对血糖的来源和去路做了铺垫,在糖代谢一章中起到承上启下的作用。
1.2 学情分析笔者授课的对象是初中毕业后入学的普通中专学生,他们学习主动性、积极性不够强,化学基础较差,理解、分析能力也有限,所以,在教学过程中,笔者轻代谢的反应过程,重问题的结果,这也符合教材的指导思想:够用和必需的原则,既降低了学生的学习难度,又为临床课奠定了理论基础。
1.3 教学目标知识目标:(1)掌握糖异生作用的生理意义;(2)熟悉糖异生作用的概念,了解糖异生作用的过程;(3)熟悉糖原的分解,了解糖原的合成。
能力目标:培养学生的学习能力和运用知识解决临床问题的能力。
情感目标:(1)引导学生树立爱护身体,预防疾病的意识;(2)教育学生相互理解,和睦相处。
1.4 教学重点及难点重点:糖异生作用的生理意义。
难点:(1)糖原合成与分解的过程;(2)糖异生作用的反应过程。
2 教法和学法指导2.1 教法(1)层进设问法。
这是本次课的主要教法,它贯穿于整个教学过程中,目的是让学生带着问题去思考、去探究。
这样不但可以激发学生的求知欲,调动学生学习的主动性,还能使本节课的全部内容前后贯通、逐步深入,使学生获得的知识既完整又系统。
(2)直观教学法。
采用多媒体动画课件,让学生在获得感性认识的同时加深对知识的理解,从而培养学生的理解和记忆能力。