第26章-糖原的分解和生物合成

2019年10月28日星期一1糖原的分解糖原的合成？Chapter26糖原的分解和生物合成糖原glycogen淀粉starch2019年10月28日星期一2一、糖原的特点和生物学意义特点：α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键（分枝点）合成、分解速度受激素和别构酶的精细调节，直接影响血糖水平葡萄糖分子聚合而成的带有分支的高分子多糖类化合物2019年10月28日星期一3-1,4-糖苷键-1,6-糖苷键无还原性多糖糖原合成、分解：G残基的添加或去除，非还原端部位：肝、肾、肌肉组织细胞的胞液2019年10月28日星期一4α-1,4-糖苷键α-1,6-糖苷键1，4：末端葡萄糖残基C1和C4还原性、非还原性末端2019年10月28日星期一5二、糖原分解代谢（glycogenolysis）肝脏、肌肉糖原磷酸化酶*(G)n+Pi(G)n-1+G-1-P三个阶段：1．水解：三步，循环进行1）磷酸解：糖原磷酸化酶（glycogenphosphorylase）磷酸解-1,4-糖苷键→G-1-P磷酸吡哆醛：辅助因子2019年10月28日星期一6磷酸化酶a（催化1.4-糖苷键断裂）三种酶协同作用：转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）脱枝酶（催化1.6-糖苷键水解断裂）-1，4-糖苷键-1，6糖苷键非还原性末端2019年10月28日星期一7OHOHOHOHOPOPOPOP4ATP4ADP4H2O4Pi磷酸化酶磷酸化酶b:无活性,活性中心的Ser残基磷酸化，形成高活性磷酸化酶a（活性）磷酸化酶b→a,磷酸化酶激酶催化,a去活化（去磷酸化）由磷酸酶催化2019年10月28日星期一8磷酸化酶的分子结构磷酸化酶bSer14-OH磷酸化酶aSer14-P磷酸酶phosphatase磷酸化酶激酶(phosphorylasekinase)磷酸化酶a（活性）磷酸化酶b（无活性）ATPAMP磷酸化酶激酶共价修饰作用磷酸吡哆醛2019年10月28日星期一92）转移酶：将3个糖残基从某个糖链转移到另一个4糖残基链3）脱枝酶：糖原分枝点的1，6-糖苷键水解，生成G（181页）转移酶、去分枝酶：同一个酶上的两个活性部位2019年10月28日星期一102019年10月28日星期一112、变位G-1-PG-6-P磷酸葡萄糖变位酶3、G的生成G-6-PG葡萄糖-6-磷酸酶2019年10月28日星期一12非还原端糖原核心磷酸化酶a转移酶脱枝酶（释放1个葡萄糖）G-1-PGG-6-PG极限糊精双重功能酶磷酸葡萄糖变位酶2019年10月28日星期一13G-1-P磷酸化酶a(PLP)非还原性末端磷酸+断键部位糖原磷酸化酶的作用位点及产物2019年10月28日星期一14三、糖原的生物合成非分解途径的逆转1、活化：G→UDPG（尿苷二磷酸葡萄糖）三个阶段⑴磷酸化己糖激酶(葡萄糖激酶)G+ATPG-6-P+ADP⑵异构：G-6-P→G-1-P磷酸葡萄糖变位酶G-6-PG-1-P2019年10月28日星期一15⑶转形：G-1-P→UDPGUDPG焦磷酸化酶G-1-P+UTPUDPG+PPi2、缩合：糖原合酶（关键酶），原有糖原分子为引物，添加新的G糖原合酶·UDPG+(G)n(G)n+1+UDP2019年10月28日星期一16糖原合酶的作用机制2019年10月28日星期一173、分枝：合成1，6-糖苷键，分枝糖原直链长度达12个G残基以上时，分支酶(branchingenzyme)的催化下，将距末端6～7个葡萄糖残基组成的寡糖链由-1,4-糖苷键→-1,6-糖苷键，糖原出现分支2019年10月28日星期一18分支酶(branchingenzyme)-1,4-糖苷键2019年10月28日星期一19糖原的合成与分解代谢G-6-PG己糖(葡萄糖)激酶磷酸葡萄糖变位酶G-1-PUDPG焦磷酸化酶UTPUDPGPPi糖原合酶Gn+1UDPGn葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原磷酸化酶PiGn2019年10月28日星期一20四、糖代谢的调节1、糖酵解（EMP）的调节三种关键酶：己糖激酶（入口）二磷酸果糖激酶（限速酶，最重要）丙酮酸激酶（出口）（1）ATP和AMP的浓度比（2）柠檬酸可增加ATP对酶的抑制作用（3）磷酸果糖激酶的活性还可被H+抑制（4）底物和产物的浓度关系对酶活性的影响影响因素2019年10月28日星期一212、TCA的代谢调节三种关键酶：柠檬酸合成酶（限速酶）异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶（1）抑制：ATP、NADH、琥珀酰COA、脂酰COA（2）激活：ADP2019年10月28日星期一223、巴斯德效应（Pastuereffect）：EMP、TCA、氧化磷酸化的协同控制激素对糖原代谢的调节和激素效应的级联放大系统。4、糖原代谢的调节（187页）糖的有氧氧化可以抑制无氧酵解的现象有氧时，由于无氧酵解产生的NADH和丙酮酸进入线粒体而产能，糖的无氧酵解受抑制2019年10月28日星期一23糖原合成和分解通过对糖原磷酸化酶和糖原合成酶的调节机制进行调控别构调控共价修饰1.糖原磷酸化酶：AMP；ATP、6-P-G、Glc2.糖原合成酶：6-P-G、Glc2019年10月28日星期一24糖原合成酶a(有活性)糖原磷酸化酶b(无活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合成酶b(无活性)糖原磷酸化酶a(有活性)PP2019年10月28日星期一25激素对糖原合成与分解的调控肾上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶（无活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶（无活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶b（无活性）磷酸化酶a（活性）6、糖原6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖葡萄糖血液肾上腺素或胰高血糖素132102104106108葡萄糖ATPADPATPADP4562019年10月28日星期一26激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图ATPcAMP+PPi内在蛋白质的磷酸化作用改变细胞的生理过程细胞膜细胞膜cR蛋白激酶（无活性）c+RcAMP蛋白激酶（有活性）受体环化酶激素G蛋白非磷酸化蛋白激酶ATPADP磷酸化蛋白激酶2019年10月28日星期一27意义：由于酶的共价修饰反应是酶促反应少量信号分子（如激素）存在即可通过加速这种酶促反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应调节方式快速、效率极高。2019年10月28日星期一28