第17章 糖代谢其它途径2015.pdf

第第1717章章糖代谢其它途径糖代谢其它途径糖代谢总图戊糖磷戊糖磷酸途径酸途径储存性糖类储存性糖类（糖原、淀粉等）（糖原、淀粉等）葡糖葡糖-6-磷酸磷酸甘露糖甘露糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸乳酸、乙醇乳酸、乙醇乙酰辅酶乙酰辅酶AATPCO2+H2O三羧酸循环三羧酸循环乙醛酸循环乙醛酸循环戊糖磷酸戊糖磷酸核糖核糖CO2+H2O各种脂类各种脂类其他生糖物质其他生糖物质生糖氨基酸生糖氨基酸酵解酵解发酵发酵糖异生糖异生糖异生糖异生(gluconeogenesisgluconeogenesis)是指从非糖物是指从非糖物质作为前体合成葡萄糖的作用质作为前体合成葡萄糖的作用*部位部位*原料原料*概念概念主要在肝、肾的胞浆及线粒体主要在肝、肾的胞浆及线粒体主要有乳酸，丙酮酸，甘油，生糖氨基酸等主要有乳酸，丙酮酸，甘油，生糖氨基酸等一.葡萄糖异生作用 酵解途径中有酵解途径中有3个由关键酶催化的不个由关键酶催化的不可逆反应可逆反应。在糖异生时在糖异生时，须由另外须由另外的反应和酶代替的反应和酶代替。糖异生作用对糖酵解的不可逆过程糖异生作用对糖酵解的不可逆过程采取迂回措施采取迂回措施.糖异生途径与酵解途径大多数反应糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；是共有的、可逆的；2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院52015/1/13海洋生命学院海洋生命学院6.糖异生的前体糖异生的前体丙酮酸丙酮酸:转化为丙酮酸的物质可以转化为糖转化为丙酮酸的物质可以转化为糖如如:经苹果酸穿梭经苹果酸穿梭草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸G G生糖氨基酸生糖氨基酸:转氨或脱氨后生成的酮酸直接或间接转氨或脱氨后生成的酮酸直接或间接转化为转化为G,G,如如:Ala,Glu,AspAla,Glu,Asp等等肌肉肌肉乳酸乳酸,经血液运送至肝脏进入异生经血液运送至肝脏进入异生反刍动物能将纤维素消化为乙酸反刍动物能将纤维素消化为乙酸,丁酸丁酸,丙酸丙酸,异生为异生为G奇数脂肪酸氧化产生琥珀酸奇数脂肪酸氧化产生琥珀酸CoA2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院7.糖异生途径糖异生途径2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院8迂回措施迂回措施1：丙酮酸：丙酮酸PEP丙酮酸羧化酶或丙酮酸羧化酶或PEP羧激羧激酶酶迂回措施迂回措施2：FBP F6P果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶迂回措施迂回措施3：G6PG葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶线粒体线粒体内质网内质网2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院91 1.丙酮酸到磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸到磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸进入线粒体丙酮酸进入线粒体,丙酮酸羧化酶的催化下丙酮酸羧化酶的催化下,羧化羧化生成草酰乙酸生成草酰乙酸生物素生物素:羧化酶的辅酶羧化酶的辅酶反应在线粒体反应在线粒体补充：维生素补充：维生素B B7 7（生物素）（生物素结构结构生物素为含硫维生素生物素为含硫维生素，其结构可视为由尿素和其结构可视为由尿素和硫戊烷环结合而成的一个双环化合物硫戊烷环结合而成的一个双环化合物，并有一并有一个戊酸支链个戊酸支链。生物素作为辅基通过蛋白质上赖氨酸残基的生物素作为辅基通过蛋白质上赖氨酸残基的-氨氨基共价结合到酶上基共价结合到酶上，行使携带行使携带羧基羧基的功能的功能。海洋生命学院102015/1/132 2.功能功能多 种 羧 化 酶多 种 羧 化 酶的 辅 酶的 辅 酶，作作为 活 动 羧 基为 活 动 羧 基载体在载体在COCO2 2固固定 反 应 中 起定 反 应 中 起着重要作用着重要作用。海洋生命学院112015/1/132015/1/13海洋生命学院12第一步是第一步是COCO2 2与生物素的结合，与生物素的结合，第二步是同生物素结合的第二步是同生物素结合的COCO2 2转给适当的受体，转给适当的受体，起起COCO2 2载体的作用。载体的作用。多数依赖生物多数依赖生物素的羧化作用素的羧化作用用用碳酸氢盐碳酸氢盐作作为羧化剂，并为羧化剂，并转移羧基给底转移羧基给底物碳负离子，物碳负离子，由由ATPATP驱动驱动2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院13草酰乙酸草酰乙酸-PEPPEP烯醇式丙酮酸羧激酶可存在于线粒体基质、烯醇式丙酮酸羧激酶可存在于线粒体基质、细胞溶胶或二者均有，种属差异。细胞溶胶或二者均有，种属差异。丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi 苹果酸苹果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP+CO2 线线粒粒体体胞胞液液草酰乙酸转运出线粒体草酰乙酸转运出线粒体2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院152.FBP F6P2.FBP F6P2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院163.G6PG3.G6PG光面内质网结合酶光面内质网结合酶,其活性需要一种与钙离子结合的稳定其活性需要一种与钙离子结合的稳定蛋白蛋白协同作用，协同作用，G6PG6P进入光面内质网催化进入光面内质网催化.2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院18柠檬酸循环中所有的中间代柠檬酸循环中所有的中间代谢物都可以通过谢物都可以通过草酰乙酸，草酰乙酸，形成形成PEP PEP 而生糖而生糖2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院19哪些氨基酸能异生成糖？哪些氨基酸能异生成糖？2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院20肝肝、肾是糖异生的重要部肾是糖异生的重要部位位，肝肾中由肝肾中由G G-6 6-p p形成的形成的葡萄糖进入血液葡萄糖进入血液，对维持对维持血液中的葡萄糖血液中的葡萄糖（血糖血糖）浓度的平衡起重要作用浓度的平衡起重要作用。脑脑和肌肉中不存在和肌肉中不存在葡萄糖葡萄糖-6 6-磷酸酶磷酸酶，不能进行糖异生不能进行糖异生。肌肉肌肉运动产生的运动产生的丙酮酸丙酮酸，通过通过乳酸循环进入肝中异乳酸循环进入肝中异生成葡萄糖生成葡萄糖乳酸循环乳酸循环糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】肝肝肌肉肌肉乳酸循环乳酸循环（CoriCori 循环循环）循环过程循环过程葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途径酵解途径丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸NADH NAD+乳酸乳酸乳酸乳酸NAD+NADH 丙酮酸丙酮酸糖异生途径糖异生途径血液血液糖异生低下糖异生低下没有葡萄糖没有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】+H2O丙酮酸羧化酶是别构酶丙酮酸羧化酶是别构酶正效应物：正效应物：乙酰乙酰CoA，ATP是糖异生作用的关键反应是糖异生作用的关键反应负效应物：负效应物：AMP；2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖正效应物：正效应物：ATP；柠檬酸；柠檬酸；3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸（三）糖异生的调节（三）糖异生的调节磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 1果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶AMPATP柠檬酸柠檬酸 F-1,6-2PF-6-PF-2,6-2P-F-6-P当饥饿时当饥饿时血糖含量血糖含量 胰高血糖素胰高血糖素 启动启动cAMPcAMP级联反应级联反应果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶2 2（磷酸化）（磷酸化）被激活被激活磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶2 2（磷酸化）（磷酸化）被抑制被抑制果糖二磷果糖二磷酸酶酸酶2磷酸磷酸果糖果糖激酶激酶2 21.1.果糖二磷酸酶的调控果糖二磷酸酶的调控PEP丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶草酰乙酸草酰乙酸PEPCK乙酰乙酰CoA ADP-当饥饿时当饥饿时血糖含量血糖含量 胰高血糖素胰高血糖素 启动启动cAMPcAMP级联反应级联反应丙酮酸激酶（磷酸化）被抑制丙酮酸激酶（磷酸化）被抑制2.2.丙酮酸羧化酶的调控丙酮酸羧化酶的调控（四四）糖异生的生理意义糖异生的生理意义1.1.维持血糖浓度恒定维持血糖浓度恒定糖异生是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径，糖异生是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径，对维持血糖浓度起重要作用对维持血糖浓度起重要作用;红细胞及大脑是以血液中红细胞及大脑是以血液中GlcGlc为主要能量。为主要能量。糖异生主要在肝脏中进行，肾上腺皮质中也有，糖异生主要在肝脏中进行，肾上腺皮质中也有，脑和肌肉细胞中很少。因此，在血中葡萄糖浓度脑和肌肉细胞中很少。因此，在血中葡萄糖浓度降低时首先是脑受到伤害。降低时首先是脑受到伤害。三碳途径：三碳途径：指进食后，大部分葡萄糖指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。3.3.调节调节酸碱平衡：酸碱平衡：乳酸循环乳酸循环2.2.补充肝糖原补充肝糖原二二 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径2磷酸戊糖磷酸戊糖途径途径细胞质中细胞质中磷酸戊糖磷酸戊糖磷酸戊糖为代表性中间产物磷酸戊糖为代表性中间产物。支路支路糖酵解在磷酸己糖处分生出的新途径糖酵解在磷酸己糖处分生出的新途径。*细胞定位：细胞定位：胞胞液液 第一阶段：第一阶段：氧化阶段氧化阶段生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2（一）磷酸戊糖途径的反应过程（一）磷酸戊糖途径的反应过程*反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段 第二阶段：第二阶段：非氧化阶段非氧化阶段包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。CCCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖NADPH+H+NADP+H2O NADP+CO2NADPH+H+6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖脱氢酶脱氢酶6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶HCOHCH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P1.1.氧化阶段氧化阶段5-磷酸核糖磷酸核糖催化第一步脱氢反应的催化第一步脱氢反应的6 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶是此代谢途径的关键酶。两次脱氢脱下的氢均由两次脱氢脱下的氢均由NADP+NADP+接受生成接受生成NADPHNADPH+，H+H+。G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2 每每6 6分子分子5 5-磷酸核酮糖同时参与反应磷酸核酮糖同时参与反应，在一系列在一系列反应中反应中，通过通过3 3C C、4 4C C、6 6C C、7 7C C等演变阶段等演变阶段，最最终生成终生成3 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6 6-磷酸果糖磷酸果糖。3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖，可进入酵解途，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路。2.2.非氧化反应阶段非氧化反应阶段-基团转移反应基团转移反应H2OPi6 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤藓丁糖磷酸赤藓丁糖2 6-磷酸果糖磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖1 6-磷酸果糖磷酸果糖转醛酶转醛酶异构酶异构酶转酮酶转酮酶转酮酶转酮酶醛缩酶醛缩酶阶阶段段之之一一阶阶段段之之二二阶阶段段之之三三66-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+12 NADP+5*6-磷酸果糖磷酸果糖+12NADPH+H+6CO2 （二二）磷酸戊糖途径的调节磷酸戊糖途径的调节*6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定的高低决定6 6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。流量。此酶活性主要受此酶活性主要受NADPH/NADP+NADPH/NADP+比值的比值的影响，比值升高则被抑制，降低则被影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。激活。2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院36（1 1）戊糖磷酸途径是细胞产生还原力戊糖磷酸途径是细胞产生还原力NADPHNADPH的主要途径的主要途径NADPHNADPH在还原性生物合成中起负氢离子供体的作用在还原性生物合成中起负氢离子供体的作用，可可供给组织中合成代谢的供给组织中合成代谢的需要需要。NADPHNADPH保证保证红细胞处于还红细胞处于还原状态原状态，维持还原型维持还原型GSHGSH的浓度的浓度（2 2）途径途径中生成中生成C C3 3、C C4 4、C C5 5、C C6 6、C C7 7等各种长短不等的碳等各种长短不等的碳链链，这些这些中间产物是细胞内不同结构糖分子的重要来源中间产物是细胞内不同结构糖分子的重要来源，为各种单糖的相互转变提供条件为各种单糖的相互转变提供条件（三）磷酸戊糖途径的生理意义（三）磷酸戊糖途径的生理意义三三 糖原的分解与合成糖原的分解与合成1.葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,41,4-糖苷糖苷 键键形成长链。形成长链。2.约约1010个葡萄糖单元处形成分个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以枝，分枝处葡萄糖以-1,61,6-糖苷键糖苷键连接，分支增加，溶连接，分支增加，溶解度增加。解度增加。3.每条链都终止于一个非还原每条链都终止于一个非还原端端.非还原端增多，以利于其非还原端增多，以利于其被酶分解。被酶分解。（一）（一）糖原的结构特点和生物学意义糖原的结构特点和生物学意义糖原的生物学意义就在于它是糖原的生物学意义就在于它是贮存能量的，贮存能量的，容易动员容易动员的多糖，是葡萄糖的的多糖，是葡萄糖的高效能的贮存形高效能的贮存形式式。脑和肌肉紧张活动时提供能量；脑和肌肉紧张活动时提供能量；不间断的供给，维持衡定水平的血糖不间断的供给，维持衡定水平的血糖血糖血糖4.444.446.67mmol/L6.67mmol/L肝糖原肝糖原糖原糖原脂肪、脂肪、氨基酸、氨基酸、核糖等核糖等随尿排出随尿排出8.89mmol/L8.89mmol/L分解分解非糖物质非糖物质合成合成肝糖原：肝糖原：含量可达肝重的含量可达肝重的5%5%(总量为总量为9090-100100g)g)肌糖原：肌糖原：含量为肌肉重量的含量为肌肉重量的1 12%(2%(总量为总量为200200-4 40000g)g)（二）（二）糖原的降解糖原的降解亚细胞定位亚细胞定位：胞胞 浆浆糖原糖原磷酸化酶磷酸化酶（催化催化1 1.4 4-糖苷键断裂糖苷键断裂）糖原糖原脱枝酶脱枝酶（催化寡聚葡萄糖片段转移和催化寡聚葡萄糖片段转移和1 1.6 6-糖苷键水解断裂糖苷键水解断裂）磷酸葡糖变位酶磷酸葡糖变位酶（催化葡萄糖磷酸基团变位催化葡萄糖磷酸基团变位）-1，4-糖苷键糖苷键-1，6糖苷键糖苷键非还原性末端非还原性末端还原端：半缩醛羟基三种酶协同作用：三种酶协同作用：糖原糖原n+1n+1糖原糖原n n+1+1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛G-1-P非还原性末端非还原性末端磷酸磷酸+断键部位断键部位1.1.糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化酶催化糖原非还原性末端的磷酸化酶催化糖原非还原性末端的磷酸解磷酸解该酶的特点是该酶的特点是，每次从糖原的非还原性末端断下一个葡每次从糖原的非还原性末端断下一个葡萄糖分子萄糖分子，催化糖原催化糖原1 1-4 4糖苷键的磷酸解糖苷键的磷酸解，这样连续的从这样连续的从末端逐个切下葡萄糖残基末端逐个切下葡萄糖残基，一直至分支点前第四个葡萄糖一直至分支点前第四个葡萄糖残基处残基处糖原磷酸化酶只断裂糖原磷酸化酶只断裂-1,41,4糖苷键。糖苷键。糖原降解采用磷酸解而不是水解。糖原降解采用磷酸解而不是水解。磷酸解使降解下来的葡萄糖分子带上磷酸基团磷酸解使降解下来的葡萄糖分子带上磷酸基团（1 1）G G-1 1-P P不需要能量的供应可容易的转变不需要能量的供应可容易的转变为为G G-6 6-P P从而从而直接进入糖酵解途径直接进入糖酵解途径（2 2）在生理条件下，磷酸解形成）在生理条件下，磷酸解形成的的G G-1 1-P P以解离形式存在，以解离形式存在，不致扩散到细胞外不致扩散到细胞外磷酸化酶a磷酸化酶b磷酸化酶a磷酸化酶bPi Pi活性形式活性形式失活形式失活形式磷酸化酶激酶磷酸酶磷酸化酶的分子结构磷酸化酶的分子结构脱支酶的作用脱支酶的作用转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基水解水解-1,61,6-糖苷键（不是磷酸解糖苷键（不是磷酸解）脱枝脱枝酶酶磷酸化酶磷酸化酶在两个酶的共同作用下，最终产物中约在两个酶的共同作用下，最终产物中约90%90%为为1 1-磷酸磷酸葡萄糖，葡萄糖，10%10%为游离葡萄糖。为游离葡萄糖。2.2.糖原脱支酶糖原脱支酶磷酸葡萄糖变位酶发挥其充分活性需要少量的磷酸葡萄糖变位酶发挥其充分活性需要少量的G G-1,61,6-P P存在，如果它从变位酶分子上脱落，就会发存在，如果它从变位酶分子上脱落，就会发生酶活性的钝化。生酶活性的钝化。该反应机制与磷酸甘油变位酶十分该反应机制与磷酸甘油变位酶十分相似相似磷酸葡萄糖变位酶：磷酸葡萄糖变位酶：磷酸磷酸基是连接在基是连接在E E的的SerSer上上,磷酸甘油变位酶：磷酸甘油变位酶：磷酸磷酸基是连接在基是连接在E E的的HisHis上。上。3 3、磷酸葡萄糖变位酶、磷酸葡萄糖变位酶1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶4.64.6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶（肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖*肌糖原的分解肌糖原的分解 由于脑和肌肉组织中不存在由于脑和肌肉组织中不存在葡萄糖葡萄糖-6 6-磷酸酶磷酸酶，所，所以生成的以生成的6 6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，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。提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。肌肉中：肌肉中：G G-6 6-P P直接进入糖酵解途径直接进入糖酵解途径；肝脏中：肝脏中：G G-6 6-P P在内质网膜上的葡萄糖在内质网膜上的葡萄糖-6 6-磷酸酶的作用磷酸酶的作用下生成下生成GlcGlc，通过转运蛋白通过转运蛋白T2T2进入进入毛细血管毛细血管（三）糖原的生物合成（三）糖原的生物合成 糖原糖原合成合成是是指由单糖合成糖原的过程指由单糖合成糖原的过程。糖原合成的部位糖原合成的部位：肝脏及肌肉组织的细胞浆中：肝脏及肌肉组织的细胞浆中 糖原合成的反应过程糖原合成的反应过程（肝脏肝脏）糖原的合成与糖原的合成与分解途径分解途径是完全不一样的。是完全不一样的。三个阶段反应：三个阶段反应：阶段的反应阶段的反应葡萄糖活化葡萄糖活化尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(UDPG)阶段的反应阶段的反应糖原合酶的作用糖原合酶的作用形成直链的结构形成直链的结构 阶段的反应阶段的反应分支酶的作用分支酶的作用形成支链的结构形成支链的结构2015/1/13海洋生命学院海洋生命学院53葡 萄 糖葡 萄 糖-1 1-磷 酸 与磷 酸 与UTPUTP反应生成反应生成UDPUDP-GlcGlc和和PPiPPi,活化了葡活化了葡萄糖萄糖C C1 1羟基羟基。UDPUDP-GlcGlc是葡萄糖是葡萄糖的的供体供体（葡萄糖的葡萄糖的活性形式活性形式）阶段的反应过程阶段的反应过程 阶段的反应阶段的反应（形成形成-1 1,4 4糖苷键糖苷键)糖原糖原n n+UDPG+UDPG糖原糖原n+1n+1+UDP+UDP糖原合酶糖原合酶(glycogen(glycogen synthasesynthase)糖原合酶催化糖原合酶催化UDPUDPG G与糖原分支的与糖原分支的非还原末端非还原末端，G G残基残基第第4 4位碳原子上的羟基形成位碳原子上的羟基形成1414糖苷键糖苷键糖原合酶只能催化葡萄糖残基加到含糖原合酶只能催化葡萄糖残基加到含4 4个残基以上的葡个残基以上的葡聚糖分子上，聚糖分子上，糖原糖原n n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物糖原引物(primer)(primer)，作为作为UDPG UDPG 上葡萄糖基上葡萄糖基的接受体的接受体。糖原合酶糖原合酶b b糖原合酶糖原合酶a a糖原合酶糖原合酶b b糖原合酶糖原合酶a aPi Pi无活性形式无活性形式活性形式活性形式磷酸酶磷酸酶蛋白激酶蛋白激酶A A糖原合酶的分子结构糖原合酶的分子结构糖原合酶不可能从头开始将二个葡萄糖残基连接，它需要一个“引物”存在，该引物称为生糖原蛋白该蛋白质上带有一个由-1,4葡萄糖单位的寡糖分子，生糖蛋白具有自动糖基化功能，可催化8个UDPG以-1,4成链。在此基础上，糖原合酶再继续延长糖基链。糖原合酶一旦与生糖原蛋白脱离，将不再行使其合成作用。阶段的反应：阶段的反应：糖原新分支的形成糖原新分支的形成糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心非还原性末端非还原性末端-1，4 糖苷键糖苷键-1，6 糖苷键糖苷键糖原分支酶糖原分支酶1234567阶段阶段的反应的反应（糖原分支的形成糖原分支的形成)糖原分支酶断开糖原分支酶断开 (1(14)4)糖苷键并形成糖苷键并形成(1(16)6)糖糖苷键。该酶催化从一条苷键。该酶催化从一条至少有至少有1111个残基的非还个残基的非还原末端约第原末端约第7 7个残基的个残基的(1(14)4)糖苷键断开，并转糖苷键断开，并转移到同一个或其它糖原移到同一个或其它糖原分子比较靠内部的残基分子比较靠内部的残基的的第六位碳第六位碳的羟基上形的羟基上形成成(1(16)6)糖苷键。糖苷键。(四四)糖原代谢的调控糖原代谢的调控关键酶关键酶糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶*有有共价修饰共价修饰和和别构别构调节调节二种方式。二种方式。1.1.别构调控别构调控别构效应物：别构效应物：ATPATP,AMP,AMP,G G-6 6-P P（1 1）糖原磷酸化酶：）糖原磷酸化酶：AMPAMP激活；激活；ATPATP、G G-6 6-P P抑制抑制（2 2）糖原合酶：糖原合酶：G G-6 6-P P激活激活二二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。糖原合酶糖原合酶 a (有活性有活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 b (无活性无活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合酶糖原合酶 b (无活性无活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 a (有活性有活性)PP有利于糖原合成有利于糖原合成有利于糖原分解有利于糖原分解2.2.共价修饰调节共价修饰调节激素激素对糖原代谢的调控对糖原代谢的调控意义意义：级联放大级联放大，快速快速，高效。，高效。肾上腺素或胰肾上腺素或胰高血糖素高血糖素1、腺苷酸环化酶、腺苷酸环化酶（无活性）（无活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶、蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶、磷酸化酶激酶（无活性）（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456腺苷环化酶腺苷环化酶（无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素肾上腺素等）+受体受体ATP cAMP PKA(无活性无活性)磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶糖原合酶糖原合酶a 糖原合酶糖原合酶b-PPKA(有活性有活性)磷酸化酶磷酸化酶b磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂PKA（有活性）（有活性）胰岛素胰岛素激活激活受体上的酪氨酸激酶受体上的酪氨酸激酶胰岛素敏感胰岛素敏感蛋白激酶蛋白激酶激活激活磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶I I催化去磷酸化作用催化去磷酸化作用激活激活糖原合酶糖原合酶抑制抑制糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶胰岛素对糖原合成的促进途径胰岛素对糖原合成的促进途径肝脏中糖原代谢调控的特殊性肝脏中糖原代谢调控的特殊性血糖浓度直接控制肝脏中相关酶的活性血糖浓度直接控制肝脏中相关酶的活性