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糖原分解和生物合成

和柠檬酸, 促进酵解,抑制异生: 2.6-二磷酸果糖
2.丙酮酸与PEP: 丙酮酸羧化酶 激活剂:乙酰辅酶A
抑制剂:ADP 丙酮酸激酶:激活剂:ADP AMP
抑制剂:ATP NADH 丙氨酸
问 答题
1、何谓三羧酸循环?它有何特点和生物学意义? 2、磷酸戊糖途径有何特点?其生物学意义何在? 3、何谓糖酵解?糖酵解与糖异生途径有那些差异?糖酵解 与糖的无氧氧化有何关系?
Q酶
(C4)O-O-O-O-O (C1) + O-O-O-O-O-O-O-O(C1) Q
O-O-O-O-O-O-O-O(C1)
+ Q酶
α -1.6糖苷键
O-O-O-O-O (C4)
在Q酶作用下的支链淀粉的合成
m
n
A
B
Q酶(1)
m
+
n
A
B
Q酶(2)
A
m n
B
2 多糖的酶促降解
多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才 能被吸收利用,生产中常称为糖化。
乙酰辅酶A
ATP
草酰乙酸 柠檬酸
苹果酸
丙酮酸氧化
P和
异柠檬酸
延胡索酸
三羧酸循环 的调节
NADH
琥珀酸
α-酮戊二酸
琥珀酰CoA
琥珀酰CoA、 NADH、ATP
磷酸戊糖途径: 最重要的调节因素是:NADP+的水平
糖异生的调节:
1. 6-P-G与1.6-FBP: 促进异生,抑制酵解:高浓度的6-P-G 、ATP
产物反馈抑制

激素调控
仅在肝脏和胰腺 β细胞存在

Km: 10~100mmol/L

受激素调控
三羧酸循环的调节酶及其调节
酶 的 名 称 变构激活剂 变构抑制剂
柠檬酸合酶
ATP
异柠檬酸脱氢酶 ADP、AMP
NADH
α-酮戊二酸脱氢酶系
ATP、NADH、 琥珀酰CoA
丙酮酸 乙酰CoA、NADH、ATP
3. ADPG转G基酶系
ATP
1-P-G Gn(引DPG
ADP
直链淀粉的合成
+
引物(Gn)
A
ADPG
直链淀粉(Gn+1)
+
A
ADP
支链淀粉的合成
支链淀粉的合成是在直链淀粉合成的基础上合成的, 直链淀粉在分枝酶(Q酶)的作用下形成α-1.6糖苷键。
(C4)O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O(C1)
动物 (非)α-1.4 葡萄糖

α-1.6
• R-酶
植物,微生物 α-1.6 切下分枝
• 又称异淀粉酶
直链多糖
α-淀粉酶
广泛分布于动物(唾液、胰脏等)、植物 (麦芽、山萮菜)及微生物。此酶以Ca2+为 必需因子并作为稳定因子,既作用于直链淀 粉,亦作用于支链淀粉,无差别地切断α-1, 4-糖苷键。因此,其特征是引起底物溶液粘 度的急剧下降和碘反应的消失,最终产物在 分解直链淀粉时以麦芽糖为主。
糖代谢的调节过程
一、无氧酵解的调节 二、TCA 的调节 三、磷酸戊糖途径调节 四、糖异生的调节 五、糖原代谢的调节 六、神经和激素对糖的调节
糖酵解过程的调节酶:
酶的名称
变构激活剂 变构抑制剂
已糖激酶
Mg2+, Mn2+
G-6-P
葡萄糖激酶(肝) 磷酸果糖激酶-1
丙酮酸激酶
Mg2+, Mn2+
-
2 糖原的生物合成
糖原生物合成过程与植物支链淀粉合成过 程相似,但参与合成的引物、酶、糖基供体 等是不相同的。
引物:结合有一个寡糖链的多糖 酶:糖原合成酶,分支酶 糖基供体:UDPG
糖 原 合成
1 定义: 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合 成(glycogenesis)。
单糖: 葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等
分支酶
(branching enzyme)
-1,4-糖苷键
糖原的生成
糖原合成的场所是肝脏和肌肉细胞的细胞质中进行.
1.G
6-P-G
2.6-P-G
1-P-G
3.1-P-G
UDPG
4.UDPG + Gn
Gn+1 + UDP
5.在分枝酶作用下分枝生成糖原。
糖原的合成与分解代谢
UDP
Gn+1
Pi
Gn
phosphory-lase),为一共价修饰酶,其辅 酶是磷酸吡哆醛。
单糖的吸收
• 单糖的吸收速度:
半乳糖 ≻ 葡萄糖 ≻ 果糖 ≻ 甘露糖 ≻ 木糖 ≻ 阿拉伯 糖
• 食物(消化吸收)
• 糖原(分解)
血糖
(氧化分解)CO2+H2O+ATP (合成) 糖原
• 非糖物质(异生)
(转化) 脂肪,氨基酸
12~18G
糖原合酶
分枝酶
糖原引物
糖原合成的限速酶
(二)糖原合成的特点:
1. 必须以原有糖原分子作为引物; 2. 合成反应在糖原的非还原端进行; 3. 合成为一耗能过程,每增加一个葡萄糖残基,
需消耗2个高能磷酸键(2分子ATP); 4.关键酶是糖原合酶(glycogen synthase),为
一共价修饰酶; 5. 需UTP参与(以UDP为载体)。
糖原的降解
糖原由肝脏和骨骼肌作为储能 而贮存。肌肉中贮存糖原提供 能量;在肝脏中贮存糖原是维 持血糖稳定。
糖原的降解
• 酶:糖原磷酸化酶和糖原脱支酶
• 反应:糖原磷酸化酶从糖原分子的非还 原端末端断裂1,4 糖苷键,以葡萄糖1磷酸的形式释放葡萄糖单元。需要无机 磷酸,引入磷酸基断裂共价键。
• 反应式:糖原(n)+Pi 葡萄糖-1-磷酸
HO
O
OO P O P O 尿尿苷苷
H
OH
OH HO
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
(uridine diposphate glucose)
UTP+1-磷酸葡萄糖
UDPG+ PPi
(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
糖原合酶
UDPG
糖原磷酸化酶
Gn
PPi
UDPG焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
磷酸葡萄糖变位酶
葡萄糖-6-磷酸酶(肝)
G-6-P
G
己糖(葡萄糖)激酶
(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
非还原端 残基
淀粉的分枝结构
开始分枝的残基
两个葡萄糖单位之 间的1,6-糖苷键
两个葡萄糖单位之 间的1,4-糖苷键
直链淀粉的合成
1.磷酸化酶
1-P-G+Gn(引物)
Gn+1 + Pi
2.UDPG转G基酶系
ATP ADP
UDP UTP
Gn+1
UDPG转G基酶
UDPG
Gn(引物)
UDPG焦磷酸化酶
1-P-G PPi
葡萄糖1-磷酸转变为葡萄糖-6-磷酸。 肝脏中含有葡萄糖-6-磷酸酶,将其转化为 葡萄糖,扩散到血液中维持血糖浓度。 肌肉中没有葡萄糖-6-磷酸酶,进入酵解途 径产生能量,供肌肉收缩。
(二)糖原分解的特点:
1. 水解反应在糖原的非还原端进行; 2. 是一非耗能过程; 3. 关键酶是糖原磷酸化酶(glycogen
第 26 章 多糖的生物降解与合成
1、 淀粉的降解与生物合成 2、糖原的降解与生物合成 3、纤维素的生物合成(自学)
1、淀粉的生物合成与降解
淀粉的结构特点 直链淀粉合成
由淀粉合成酶催化,需引物(Gn),ADPG供糖基, 形成α -1.4糖苷键。
支链淀粉合成
淀粉合成酶:催化形成α -1.4糖苷键 Q酶(分支酶):既能催化α -1.4糖苷键的断裂,又 能催化α -1、6糖苷键的形成
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
(3)尿苷二磷酸葡萄糖的生成
CH2OH
H H
OH
OH H
HO
O
O P OH
H
OH
OH
1-磷酸葡萄糖
(glucose-1-phosphate)
H2O
PPi 2Pi
UTP
UDPG焦磷酸化酶
CH2OH
H H
OH
OH H
淀粉
还原末端 非还原末端 α-1,4糖苷键 α-1,6糖苷键
淀粉 糊精 寡糖 麦芽糖 G
• (一).细胞外淀粉的酶促水解
• 酶的名称
来源
作用方式
水解产物
• α-淀粉酶
动,植物 α-1.4
麦芽糖
• 又称α-糊精酶 细菌,霉菌
糊精
• β-淀粉酶
植物 (非)α-1.4 β-麦芽糖

细菌,霉菌
核心糊精
• r-淀粉酶
• 在分解支链淀粉时,除麦芽糖、葡萄糖外, 还生成分支部分具有α-1,6-键的α-极限糊 精。一般分解限度以葡萄糖为准35-50%, 但在细菌淀粉酶中,呈现高达70%分解限 度(最终游离出葡萄糖);
β-淀粉酶
与α-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次 以麦芽糖为单位切断α-1,4-葡聚糖链。主要见于 高等植物中(大麦、小麦、甘薯、大豆等),但也 有报告在细菌、牛乳、霉菌中存在。对于象直链淀 粉那样没有分支的底物能完全分解得到麦芽糖和少 量的葡萄糖。作用于支链淀粉或葡聚糖的时候,切 断至α-1,6-键的前面反应就停止了,因此生成分 子量比较大的极限糊精。。
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