第二节 糖原的合成与分解VIP免费

第二节糖原的合成与分解GlycogenesisandGlycogenolysis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。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收缩所需肝脏：肝糖原，70~100g，维持血糖水平糖原(glycogen)糖原储存的主要器官及其生理意义SpeciesGlycogeninLiver(%)Dog4.32Sheep3.82Cow(lactating)1.0Cow(nonlactating)3.0Babypig5.2Babypig(newborn)14.8LiverGlycogenContentofAnimalsMuscleglycogen(0.5%)25.0gLiverglycogen(6%)18.0gCarbohydrateinfluids5.5mmol/liter(100mg/dl)2.2g45.2gCaloricvalue(45.2x4kcal/g)=181kcalCaloricrequirement(70kg3/4=70x5.6)=392kcal/day(181/392)x24hours=11hoursCarbohydrateContentofaDogaaBodyweight,10kg;liverweight,300g;muscleweight,5kg;volumeofbloodandexracellularfluid,2.2liters.胞内渗透压的考虑：估算糖原贮存的葡萄糖残基在一个肝细胞的总浓度约是0.4mol.L-1，而糖原的浓度仅为10mmol.L-1，这种巨大的差别缓解了渗透压力。为什么贮存糖原而不是葡萄糖？对糖原结构上有要求-分支的程度和链长。如何适应生物学功能？1.葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键形成长链；2.约10个葡萄糖单元处形成分支，分支处葡萄糖单元以α-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加；3.每条链都终止于一个非还原端，它是糖原磷酸化酶和糖原合酶的作用位点。糖原的结构特点及其意义α-1,4-糖苷键α-1,6-糖苷键非还原性末端一、糖原的合成代谢一、糖原的合成代谢合成部位糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞质糖原合成途径磷酸葡萄糖变位酶UDP-葡萄糖焦磷酸化酶糖原合酶GlucoseHexokinase己糖激酶Glucokinase葡萄糖激酶（肝）1.葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）2.6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖+UTP尿苷二磷酸葡萄糖+2Pi(UDP-葡萄糖)UDP-葡萄糖焦磷酸化酶糖基供体4.α-1,4-糖苷键式结合UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶糖原合酶n≥45.糖原分支的形成分支酶(branchingenzyme)α-1,6-糖苷键α-1,4-糖苷键在糖原分子的核心有一种生糖原蛋白(glycogenin)。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就成为糖原合成时的引物。第一个糖原分子从何而来？二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢*亚细胞定位：胞质肝糖原的分解糖原n+1+Pi糖原n+1-磷酸葡萄糖磷酸化酶1.糖原非还原性末端磷酸解糖原分解(glycogenolysis)指糖原分解成为葡萄糖的过程。为什么是磷酸解而不是水解？•产生的葡萄糖-1-磷酸可转变为6-磷酸葡萄糖，不需要提供能量，就可进入糖酵解等葡萄糖降解途径；•肌肉细胞中：生理条件下，磷酸解产生的葡萄糖-1-磷酸以解离形式存在，而不致扩散到细胞外。脱支酶(debranchingenzyme)2.脱支酶的作用①转移葡萄糖残基②水解-1,6-糖苷键磷酸化酶转移酶活性α-1,6糖苷酶活性1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶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葡萄糖-6-磷酸酶（肝，肾）葡萄糖6-磷酸葡萄糖肌肉组织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶肌糖原的分解糖原的合成与分解总图糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖变位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原nPi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶(肝、肾)糖原n脱支酶分支酶三、糖原合成与分解的调节三、糖原合成与分解的调节关键酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它们的快速调节有共价修饰和变构调节两种方式。•糖原合酶磷酸化后无活性，而糖原磷酸化酶磷酸化后有活性；•在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调节，而肌肉主要受肾上腺素调节。•变构效应物有ATP、葡萄糖-6-磷酸、AMP等。四、糖原累积症四、糖原累积症(glycogenstoragediseases)是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是...