医学糖原分解合成代谢共88页

（1）合成以酯键相连的寡糖前体
（2）将前体转移到正在增长着的肽链上
（3）除去前体的某些糖单位
（4）在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子
2 O-连寡糖的生物合成
先合成蛋白质的多肽链，然后合成寡糖链，即翻译后
加工形成。
O-连寡糖部分在高尔基体合成，在相应肽链的Ser或
Thr残基上依次加入所需的单糖单位； Ser/Thr在肽链
DPP-Man, DPP-GlcNAc ◆ 肽链上（第一个）糖基接受位点：特定的氨基酸
如：Asn, Ser, Thr, Hyl, Hyp, Tyr
（二）糖蛋白寡糖链生物合成 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 1 N-连寡糖的生物合成
自学
开始合成是在内质网进行，随后又在高尔基体内加工
大约分4步合成：
6-7个Glc residues
非还原性末端
糖原核心 糖原核心
糖原分支酶
-1，6 糖苷键
≥ 4个Glc residues
糖原核心
糖原核心 -1，4 糖苷键
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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UTP PPi
引物
G-1-P
UDPG
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第六节 糖原的分解和生物合成
学习目标
◆ 掌握糖原的分解和生物合成途径及其关键酶 ◆ 掌握糖原代谢的调控因素
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
第六节 糖原的分解和生物合成
主要内容
一 糖原的生物学意义 二 糖原的分解(glycogen breakdown) 三 糖原的生物合成(glycogen synthesis) 四 糖原代谢的调控

双糖的种类和来源
总结词
双糖是由两个单糖分子连接而成的糖类，常见的双糖包括蔗糖、麦芽糖和乳糖。
详细描述
蔗糖广泛存在于植物中，尤其是甘蔗和甜菜中，麦芽糖主要存在于发芽的谷物中，乳糖主要存在于动物乳汁中。
多糖的种类和来源
总结词
多糖是由多个单糖分子连接而成的糖类 ，常见的多糖包括淀粉、糖原和纤维素 。
VS
磷酸戊糖途径的生理意义
磷酸戊糖途径是动物体内维生素C合成的主要途径，同时也可以为其他物质合成 提供原料。
05 糖类分解代谢的调节
激素对糖类分解代谢的调节
胰岛素
促进细胞摄取葡萄糖，抑制 糖原分解和糖异生，降低血 糖水平。
胰高血糖素
促进糖原分解和糖异生，升 高血糖水平。
肾上腺素
促进糖原分解和糖异生，升 高血糖水平；同时抑制胰岛 素分泌，进一步升高血糖。
包括口腔、食道、胃、小肠、大肠等器官。
消化系统的功能
将食物分解为小分子物质，如氨基酸、单糖 和脂肪酸，以便身体吸收和利用。
消化酶的作用
消化酶是由消化腺和消化管分泌的酶类物质 ，能够催化食物分解反应。
糖类的消化过程 糖类的消化方式：通过唾液、胃酸和胰液中的酶 类物质进行分解。
详细描述
淀粉是植物体内储存能量的形式，主要存 在于谷物、薯类和豆类等植物性食物中； 糖原是动物体内储存能量的形式，主要存 在于肝脏和肌肉中；纤维素是植物细胞壁 的主要成分，是维持人体正常消化功能的 重要营养素之一，广泛存在于蔬菜、水果 和全谷类食物中。
03 糖类的消化和吸收
消化系统的概述
消化系统的组成
03 糖类的消化产物：单糖，如葡萄糖、果糖和半乳 糖。
糖类的吸收过程
吸收部位：小肠。

节酶：即糖原磷酸化酶和糖原合酶的活性的改
变来完成的。 两种酶的活性是受磷酸化或脱磷酸化的共价修 饰调节及别构效应的调节。 二种酶磷酸化及脱磷酸化的方式相似，但有相
反的生物功能。
这种精细的调控可避免由于分解、合成两个途 径同时有活性而造成ATP的浪费。
第24页
糖原合成酶与糖原磷酸化酶的协调 控制
第25页
第34页
5.糖代谢紊乱
(Metabolic Block)
两个主要原因可导致糖代谢的紊乱：
代谢酶的先天性缺陷； 调节作用的失调；
第35页
半乳糖血症（Galactosemia）
患者先天缺乏半乳糖1-磷酸尿苷酰转 移酶 ，不能把 Gal-1-P 转化为 UDPGal ， Gal不能进入EMP，血中Gal增多，引起半 乳糖血，严重时导致半乳糖尿，患儿生 长迟缓、喝奶后呕吐、腹泻、肝肿大、 黄疸、智力迟钝，继续摄入Gal会中毒死 亡。
第 5页
糖 6 原分 降枝 解附 近 的
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-
1
,
糖原降解示意图
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磷酸葡萄糖变位酶
经磷酸解产生的葡萄糖-1-磷酸，在磷酸
葡萄糖变位酶的催化下，经过1，6-二磷 酸中间产物生成G-6-P，可进入酵解。 磷酸葡萄糖变位酶 葡萄糖-1-磷酸 磷酸 葡萄糖-6-
第 8页
葡萄糖-6-磷酸酶的存在及作用
糖原合酶活性的调节
PP1
PKA
合成酶-磷 酸化酶激 酶 与激素有关
与激素无关
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肾上腺素或胰高血糖素 腺苷酸环化酶
蛋白激酶A
PP1: 磷酸蛋 白磷酸酶
合成酶-磷酸 化酶激酶
糖 原 合 成 级 联 调 节
糖原 1-磷酸葡萄糖 第23页

α-1，6糖苷键
淀粉的磷酸解
淀粉磷酸化酶 糖原磷酸化酶
细胞壁多糖的酶促降解
纤维素降解
果胶物质降解：原果胶，果胶，果胶酸
三、糖酵解
1.糖酵解途径(glycolysis) （Embden-Meyerhof-Parnas，EMP）
(1) EMP途径的生化历程
糖酵解过程
糖 原 a
b
1 -磷 酸 葡 萄 糖 1
二、双糖和多糖的酶促降解 重要中间代谢产物: 5-磷酸核糖和NADPH
生成乙酰辅酶A。 β-半乳糖苷酶
三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生的中间产物也是生物合成的前体。 整个代谢途径在胞液进行。 循环中底物上有4对氢原子通过4步氧化反应脱下，其中3对是在异柠檬酸、酮戊二酸及苹果酸氧化时用以还原NAD+，1对是琥珀酸氧化时用以 还原FAD 焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、 可衍生许多其他物质
按照一个NADH能够产生3个ATP，1个FADH2能够产生 2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生38
个ATP：
4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP
3. 丙酮酸羧化支路（回补途径）
三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生 的中间产物也是生物合成的前体。例如卟 啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，谷氨酸、 天冬氨酸是从α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生 而成。一旦草酰乙酸浓度下降，势必影响 三羧酸循环的进行。
个糖单位切下来，故水解直链淀粉产物为麦芽糖，水 解支链淀粉为麦芽糖和极限糊精。 麦芽糖酶专一水解麦芽糖为两分子葡萄糖；
水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是脱支酶（α-1，
6糖苷键酶）
前四步反应为三羧酸反应，后五步为二羧酸反应。 (1) EMP途径的生化历程 丙酮酸羧化支路（回补途径） 由琥珀酰CoA形成琥珀酸时偶联有底物水平磷酸化生成ATP 动物 大多数糖类化合物可用通式Cn(H2O)m表示，又称为碳水化合物； 4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP β-淀粉酶:外切酶，只能从非还原端开始水解，以两个糖单位切下来，故水解直链淀粉产物为麦芽糖，水解支链淀粉为麦芽糖和极限糊精。 （1） 乳酸发酵（同型乳酸发酵）lactic fermation EMP pyr TCA

糖原的分解合成代谢
2.脱枝酶的作用 ①转移葡萄糖残基 ②水解-1,6-糖苷键
磷酸化酶
脱枝酶 (debranching enzyme)
转移酶活性
α-1,6糖 苷酶活性
在几个酶的共同作用下，最终产物中约85% 为1-磷酸葡萄糖，15糖%原的为分解游合成离代谢葡萄糖。
3.葡萄糖-1-磷酸转变成葡萄糖-6-磷酸
α-1,6-糖苷键
糖原的分解合成代谢
糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子 从何而来？
近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为 glycogenin的蛋白质。Glycogenin可对其自身进行 共价修饰，将UDP-葡萄糖分子的C1结合到其酶分 子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合 上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。
磷酸化酶b激酶- Ｐ
磷酸化酶b （活性低）
磷酸化酶a-Ｐ （活性高）
糖原的分解合成代谢
（二）糖原合酶是糖原合成的关键酶
糖原合酶的共价修饰调节
糖原合酶
糖原合酶-Ｐ
糖原的分解合成代谢
激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体
腺苷环化酶
腺苷环化酶（有活性）
（无活性） ATP
cAMP
PKA
(无活性)
PKA
(uridine diphosphate glucose, UDPG)
UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充 作葡萄糖供体。 糖原的分解合成代谢
4.α-1,4-糖苷键式结合
糖原合酶
(glycogen synthase)
糖原n + UDPG
糖原n+1 + UDP
UDP
UTP
核苷二磷酸激酶
ATP

有构成组织间质，润滑剂、防护剂等多方面作用。
多糖研究近20年来取得了突破性的进展，并已成 为近代生物化学中一个新兴的活跃领域。
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5.3 双糖和多糖的酶促降解 5.3.1 蔗糖、麦芽糖、乳糖的酶促降解 5.3.1.1 蔗糖的水解
蔗糖是植物光合作用产物的主要运输形式。
在溶液中，六元环结构己糖常与极少量1: 4氧桥五元环 结构(呋喃型)糖成平衡状态。戊糖以呋喃型结构存在。
在环状结构中戊糖、己糖分别含有四个、五个不对称 碳原子，它们分别有24，25种同分异构体。
每种糖依据第一碳原子上羟基和氢的相对空间位置分为 和型两类，它们互为异头物。
2019/12/28
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5.1.2.2 抗代谢物、酶抑制剂的应用
在离体条件下，使用抗代谢物和酶抑制剂阻抑、改变 反应, 2019/12/28 观察被抑制或改变后的结果, 推测中间代谢。
5.1.2.3 体内试验和体外试验
①体内研究(in vivo) 以生物整体进行中间代谢研究称为体内研究，包括用
整体器官或微生物细胞群进行的研究。 Knoop以犬为研究对象，饲喂苯环标记的脂肪酸，
OH H 果糖
第二阶段：1, 6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛
H2O3PO CH2 O CH2OPO3H2
OH
醛缩酶
H
OH
OH H
1,6-二磷酸果糖
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CH2OPO3H2
CO
96％
CH2OH 磷酸二羟丙酮
磷酸丙糖异构酶
CHO
CHOH
4％
CH2OPO3H2 3－磷酸甘油醛
第三阶段：3-磷酸甘油醛 丙酮酸

（3C） 3-磷酸甘油醛
4-磷酸赤藓糖 （4C）
F-6-P（6C）
5-磷酸木酮糖 （5C）
3-磷酸甘油醛 （3C）
F-6-P（6C）
基团 转移
乙醛酸循环 与 TCA 关系
① 异柠檬 酸裂合酶 ②苹果酸 合酶
1、磷酸戊糖途径中需要的酶有（ ）
A、异柠檬酸脱氢酶 B、6-磷酸果糖激酶 C、6-磷酸葡萄糖脱氢酶 D、转氨酶
磷酸化酶b
活化的R态
2Pi 2H2O

2ATP 2ADP
P
P
磷酸化酶a 钝化的T态
P
磷酸化酶a 活化的R态
2. 共价修饰调节 c-AMP
c-AMP 依赖性蛋白激酶 c-AMP 依赖性蛋白激酶
活性
无活性
其他激酶
P
磷酸化酶激酶b 磷酸化酶激酶a
无活性
活性 Ca 2+
P
糖原磷酸化酶b 糖原磷酸化酶a
糖原合酶a 活性
分支
二、糖原的降解
? 糖原降解习惯上指肝糖原分解成为葡萄 糖。
? 降解是从非还原端按顺序一个个地移去 葡萄糖残基。
Pi Gn-1
Gn
G-1-P
磷酸化酶
H2O Pi
G-6-P
G
G-6-P酶
（一）糖原磷酸化酶
1. 催化特点： ? 催化糖原1→4糖苷键磷酸解 ? 催化糖原非还原性末端磷酸解
非还原性 末端
血糖水平异常 （一）高血糖及糖尿症 ? 空腹血糖水平高于7.22-7.78mmol/L 称为 高血糖。 ? 当血糖浓度高于 8.89-10.00 mmol/L 时， 可出现糖尿。此血糖值称为肾糖阈。 ? 高血糖见于：糖尿病、肾脏疾病、情绪激动 等。

形成α-1,4-糖苷键： 该反应必须有 一个4个糖基以上的引物存在。循环进行
关键酶：糖原合酶
(五) 形成α-1,6-糖苷键 分支酶
(六) UDP的再生
（一）6-P-葡萄糖的生成：
ATP
ADP
葡萄糖
Mg2+
己糖激酶 葡糖激酶（肝）
葡萄糖-6-P
（二）1-P-葡萄糖的生成：
葡萄糖-6-P
磷酸葡糖变位酶
响糖原合成速度。
变位酶
激酶
三、糖原代谢的调控 (一) 糖原磷酸化酶的别构调节因素
血糖浓度下降 肾上腺素
胰高血糖素
+
ATP G-6-P ADP Pi可解除抑制
c AMP
蛋白激酶A -
磷酸化酶b激酶
ATP
ADP
糖原合酶
糖原Gn
UDPG
磷酸化酶
Mg2+
磷酸化酶
2b
P
磷酸化酶a磷酸酶
Pi
1a
蛋白激酶A使磷酸化酶 磷酸化而激活, 糖原降解
尿糖
脂肪、核糖、 氨基酸等
二. 糖原的生物合成
• 糖原生成作用：体内由单糖(葡萄糖、果糖、 半乳糖等)合成糖元的过程。
糖原的合成：在细胞浆内进行。 体内由单糖合成糖元的过程。
反应： （一）G-6-P的生成（消耗1个ATP） （二）G-1-P的生成 （三）UDPG的生成（消耗1个UTP）
• （四）糖原的生成：
第24章 糖原的分解与合成代谢
一、糖原的分解代谢 降解方式 细胞外：水解 糖苷酶 细胞内：磷酸解 磷酸化酶
消化部位：口腔、小肠。
消化酶：
酶的名称 底物 作用方式 产物
存在
α-淀粉酶 淀粉

单糖: 葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等
部位：
肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中
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（1）葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖
CH2OH
H H
OH
OH H
HO
OH
H
OH
葡萄糖 (glucose)
ADP
CH2OPO3H2
ATP Mg2+
H H
OH
OH H
葡萄糖激酶 HO
OH
H
OH
6-磷酸葡萄糖
(glucose-6-phosphate)
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
(uridine diposphate glucose)
UTP+1-磷酸葡萄糖
UDPG+ PPi
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（4）UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上
CH2OH
CH2OH
CH2OH
H H
OH
HO
OH
H
H
P P 尿尿苷苷 HO
H OH
OH H
H
H
OH
O
O H
H OR
H
OH
12~18G
糖原合酶
分枝酶
糖原引物
糖原第8页合/共成25页的限速酶
糖原合成图:
葡萄糖
ATP ADP
1-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
焦磷酸化酶
UTP
PPi
UDPG
糖原合酶
糖原引物
➢ 消耗能量
➢ 需要引物
UDP
➢ 非还原端
直链糖原(含α—1，4糖苷键)
➢糖基供体：
分支酶
糖原(含α—1,4和α—1,6糖苷键) 第9页/共25页

2. 淀粉的磷酸解
四、淀粉的降解
其中，淀粉磷酸化酶又叫P-酶。
其产物为： 若直链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 低聚糖 若支链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 极限糊精
1. 淀粉的水解
四、淀粉的降解
(1)淀粉酶： β-淀粉酶： 也水解a-1,4-糖苷键，但须从非还原末端开始 切，每次切下两个葡萄糖基。又称为外切淀粉酶。
其产物为： 若直链淀粉 → 麦芽糖 若支链淀粉 → 麦芽糖 + 极限糊精（P140）
第一节 重要糖类结构和双糖、多糖的降解
单糖（monosaccharide）是指最简单的糖 ，即在温和条件下不能再分解成更小的单体糖， 如葡萄糖、果糖等。按碳原子的数目单糖又可分 为三碳（丙）糖、四碳（丁）糖、五碳（戊）糖 、六碳（已）糖、七碳（庚）糖等。
一、 一些重要单糖的结构
甘油醛
Hale Waihona Puke 三 糖二羟丙酮淀粉
直链： a-1,4-糖苷键 分支点： a-1,6-糖苷键
三、 一些重要多糖的结构
淀粉
三、 一些重要多糖的结构
-1,4-糖苷键
纤维素
三、 一些重要多糖的结构
Chitin
四、淀粉的降解
淀粉分解有两条途径： 水解 → 产生葡萄糖
磷酸解 → 产生磷酸葡萄糖
1. 淀粉的水解
四、淀粉的降解
参与淀粉水解的酶主要有三种：淀粉酶、脱支酶、 麦芽糖酶
O H
O H
） HO OH H —O— H
OH CH2OH
果
H OH
糖
苷
OH H
蔗糖
二、 一些重要双糖结构